Variaciones espaciotemporales de vegas y glaciares en la alta montaña de los Andes Centrales argentinos (30-37ºs) entre 1986 y 2020

Abstract

La alta montaña de los Andes Centrales de Argentina (30-37°S y 69,5°-70,5°O) representa un sector de aproximadamente 40000 km², ubicado a alturas superiores a los 2500-3000 msnm y escasamente poblado. Es un área muy valorada por la población local debido a su rol como productora de agua superficial y subterránea, que provee de este recurso a millones de habitantes ubicados aguas abajo. Además, constituye un espacio sometido a sequías recurrentes, que en la última década ha experimentado una de las más prolongadas desde que se tienen registros. En este contexto, los humedales de altura, conocidos localmente como vegas altoandinas, y los glaciares constituyen componentes destacados del ciclo hidrológico de la alta montaña, afectados por los cambios en el clima y cuya problemática ha sido abordada por separado en las investigaciones locales. Sin embargo, en algunos sectores ambas coberturas están hidrológicamente conectadas. Por lo tanto, en la búsqueda de una comprensión más integral de los ecosistemas de alta montaña, en esta tesis se investigó comparativamente la distribución espacial actual (año 2020) y evolución espaciotemporal reciente (1986-2020) de vegas y glaciares y su relación con las fluctuaciones de la temperatura y la precipitación. Las geotecnologías constituyeron el fundamento metodológico de esta tesis. Los índices NDVI y NDSI se utilizaron en la identificación y caracterización del área de vegas y del hielo descubierto de los glaciares, respectivamente. En el estudio de la situación actual (2020) se emplearon imágenes Sentinel 2 y en la reconstrucción de la evolución espaciotemporal (1986-2020) escenas de Landsat (5, 7 y 8). Los datos de temperatura y

precipitación fueron derivados del producto TerraClimate. La mayor parte de la información fue obtenida y procesada inicialmente en Google Earth Engine, una plataforma de datos geoespaciales que permite su procesamiento en línea a diferentes escalas espaciotemporales. Los análisis fueron completados con la utilización de herramientas estadísticas y de estadística espacial. Como resultado se identificó para el año 2020 una superficie de 475 km² de vegas y 1260 km² de glaciares (550 km² y 710 km² de hielo descubierto y cubierto respectivamente). Entre los años 1986 y 2020 se observó un aumento significativo de la temperatura y una disminución de la precipitación, que resultó significativa a partir del año 2000. En este contexto, la superficie con vegas no presentó un cambio significativo, pero si la del hielo descubierto de los glaciares que se redujo un 36%. La franja comprendida entre los 34°S y 35°S al oeste de la región fue identificada como el área en donde vegas y glaciares se encuentran a menor distancia entre sí y donde la mayor disponibilidad de agua producto del derretimiento del hielo, habría impactado de manera positiva en la biomasa de las vegas ubicadas hasta aproximadamente 5 km de distancia de los glaciares. A partir de este trabajo se obtuvo el primer mapa de vegas altoandinas de la región y se actualizó la superficie con glaciares. Además, se pudo avanzar en el conocimiento de la dinámica espaciotemporal de vegas altoandinas y glaciares en conjunto, sus interacciones con el clima y el impacto beneficioso de los glaciares en las vegas cercanas.

The high mountain area of the Central Andes of Argentina (30-37°S and 69.5°- 70.5°W) is a sector of approximately 40,000 km², located over 2,500-3,000 m a.s.l, and sparsely populated. This region is highly valued by local populations for being producers of surface and underground water which provides this resource for millions of inhabitants located downstream. Additionally, this area is subject to recurrent droughts and in the last decade has experienced one of the longest droughts ever registered. In this context, high altitude wetlands, locally known as vegas, and glaciers represent outstanding components of the hydrological cycle of the high mountain area, affected by a changing climate and whose problematics have been addressed separately in most of the local investigations. However, both land covers are hydrological connected in certain areas. Therefore, in the search for a more comprehensive understanding of high mountain ecosystems, in this thesis was investigated comparatively the current spatial distribution (year 2020) and recent spatiotemporal evolution (1986-2020) of wetlands and glaciers and their relationship to fluctuations in temperature and precipitation. Geotechnologies, constituted the methodological foundation of this thesis. The indices NDVI and NDSI were used in the identification and characterization of the area covered by wetlands and clean-ice glaciers respectively. The study of the current situation (2020) was performed with Sentinel 2 images and the recent spatiotemporal evolution (1986-2020) with Landsat (5, 7, 8) scenes. The analysis related to temperature and precipitation were based in the processing of the product TerraClimate. Most of the information was obtained and processed, initially, in Google Earth Engine, a platform of

geospatial data, which allow researchers to virtually process data at different spatiotemporal scales. The analyses were completed with the use of statistical tools and spatial statistics. As a result, it was possible to identify an area of 475 km² of wetlands and 1260 km² of glaciers (550 km² and 710 km² of clean-ice and covered ice respectively) for 2020. Between the years 1986 and 2020 was observed a significant increase in temperature and particularly from year 2010 a significant decrease in precipitation. In this context the area covered by wetlands did not change significantly but the glaciated area diminished significantly in around 36%. The strip between 34°S and 35°S to the west of the region, was identified as the area where wetlands and glaciers are closest to each other and where this proximity and the greater availability of water, as a result of the melting ice, has had a positive impact on the productivity of wetlands located approximately 5 km away from these glaciers. As a result of this work the first map of high-altitude wetlands of the Central Andes was created and the map of glaciated areas was updated. Moreover, it was possible to advance in the knowledge the spatiotemporal dynamics of vegas and glaciers, their interactions with a changing climate and the beneficial impact of glaciers on nearby vegas.