Forecasting Vertebrate Species Habitat Suitability and Ecoregion Types under Future Climate Change Scenarios Using Species Distribution Modeling (SDM)

Abstract

Climate change is a global concern, and its impact on environmental variables such as temperature and annual precipitation is spatially unknown in the Desert, Andean and Jungle Ecoregions for Peru, Ecuador and Colombia. In this study we perform a general review of climate drivers for South America and explore climate data using the GCM package compareR. Our results showed that all global circulation models demonstrated temperature increases for Peru, Ecuador and Colombia. On the other hand, most GCMs showed increases in rainfall. We performed non-parametric tests (Kruskal-Wallis Test) to evaluate whether the median temperatures and precipitation in the Sechura Desert, Páramo and Napo Tropical Forest ecoregions are the same for the baseline and climate change scenarios. We reject the null hypothesis that the medians are equal for both temperature and precipitation at baseline vs 2050 RCPs (2.6, 4.5, and 5.8). A spatial analysis was performed to visualize temperature and precipitation variations between the RCPs versus the baseline, and spatial variation can be observed at the country or ecoregion level. In conclusion, climate change is likely to have a significant impact on the environmental variables of temperature and precipitation in South American ecoregions. Our study provides important data on the potential impacts of climate change on these important ecosystems.

El cambio climático es una preocupación global, y su impacto sobre variables ambientales como la temperatura y la precipitación anual es desconocido espacialmente en las ecorregiones desértica, andina y selvática para Perú, Ecuador y Colombia. En este estudio, realizamos una revisión general de los impulsores climáticos para Sudamérica y exploramos los datos climáticos utilizando el paquete GCM compareR. Nuestros resultados mostraron que todos los modelos de circulación global demostraron aumentos de temperatura para Perú, Ecuador y Colombia. Por otro lado, la mayoría de los MCG mostraron aumentos en las precipitaciones. Realizamos pruebas no paramétricas (Prueba de Kruskal-Wallis) para evaluar si las medianas de temperatura y precipitación en las ecorregiones del Desierto de Sechura, Páramo y Bosque Tropical de Napo son iguales para los escenarios de línea base y de cambio climático. Rechazamos la hipótesis nula de que las medianas son iguales tanto para la temperatura como para la precipitación en la línea base vs 2050 RCPs (2.6, 4.5, y 5.8). Se realizó un análisis espacial para visualizar las variaciones de temperatura y precipitación entre los RCP frente a la línea de base, y se puede observar la variación espacial a nivel de país o de ecorregión. En conclusión, es probable que el cambio climático tenga un impacto significativo sobre las variables ambientales de temperatura y precipitación en las ecorregiones sudamericanas. Nuestro estudio aporta datos importantes sobre los impactos potenciales del cambio climático en estos importantes ecosistemas.