Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente
Current and future potential distribution and identification of suitable areas for the conservation of Cedrela odorata L. in the Yucatan Peninsula
ISSNe: 2007-4018   |   ISSN: 2007-3828
PDF

Keywords

Climate change
red cedar
potential distribution
suitable habitat
spatial modelling

How to Cite

Manzanilla-Quijada, G. E. ., Treviño-Garza, E. J. ., Aguirre-Calderón, O. A. ., Yerena-Yamallel, J. I. ., & Manzanilla-Quiñones, U. (2020). Current and future potential distribution and identification of suitable areas for the conservation of Cedrela odorata L. in the Yucatan Peninsula. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales Y Del Ambiente, 26(3), 391–408. https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2019.10.075

##article.highlights##

  • Vegetation (34.7 %) is the most important variable in the distribution of Cedrela odorata.
  • The current estimated potential distribution of C. odorata in the Yucatan peninsula was 404 917 ha.
  • The distribution of C. odorata indicates a reduction (31 to 44.8 %) of its ecological niche in the future (2030).
  • The natural areas of Calakmul, Los Petenes and Ría Celestún would serve as climatic refuges.
  • The modeling of ecological niche allowed to delimit the current and future distribution of C. odorata.

Abstract

Introduction: Red cedar (Cedrela odorata L.) is appreciated for its wood, a situation that has caused poor forest management and, therefore, a decrease in its areas of distribution.
Objective: To delimit the current and future potential distribution of C. odorata and to identify suitable seed-producing areas for the conservation of the species in the Yucatan Peninsula.
Materials and methods: Records of the presence of C. odorata were obtained from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF), the National Forest and Soil Inventory (INFyS in Spanish) and the book “Árboles tropicales de México”. The modeling was done in MaxEnt using current environmental variables and future (2030) climate change scenarios at 1 km2 spatial resolution. Seventy-five percent of the records were used to train the models and 25 percent to validate them. The variables with the greatest contribution were determined by the jackknife test.
Results and discussion: The estimated current potential distribution of C. odorata was 404917 ha. Climate change simulations predict a reduction (31 to 44.8 %) of the suitable habitat, where the natural protected areas (ANPs) of Calakmul, Los Petenes and Ría Celestún would serve as climate refuges, conserving about 76472 ha. The important variables in the distribution were: vegetation (34.7 %), precipitation of the wettest month (14.6 %), edaphology (8.8 %), average temperature of the coldest quarter (8.6 %) and slope (7 %).
Conclusion: The models allowed the identification of suitable areas with habitat quality of C. odorata. In view of the threats of climate change, the distribution of C. odorata in ANPs would help conservation and restoration programs in situ.

https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2019.10.075
PDF

References

Alba-Sánchez, F., López-Sáez, J. A., Benito-de Pando, B., Linares, J. C., Nieto-Lugilde, D., & López-Merino, L. (2010). Past and present potential distribution of the Iberian Abies species: A phytogeographic approach using pollen data and species distribution models. Diversity and Distributions, 16(2), 214‒228. doi: https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2010.00636.x

Andrade, T. A., & Solís, R. L. Y. (2004). Las bondades del cedro rojo. La Ciencia y el Hombre, 17(3). Retrieved from https://www.uv.mx/cienciahombre/revistae/vol17num3/articulos/cedro/index.htm

Araújo, M. B., & Guisan, A. (2006). Five (or so) challenges for species distribution modeling. Journal of Biogeography, 33(10), 1677‒1688. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2006.01584.x

Burgmer, T., Hillerbrand, H., & Pfenninger, M. (2007). Effects of climate-driven temperature changes on the diversity of freshwater macroinvertebrates. Oecologia, 151, 93‒103. doi: https://doi.org/10.1007/s00442-006-0542-9

Castellanos-Acuña, D., Vance-Borland, K. W., Bradley St. Clair, J., Hamann, A., López-Upton, J., Gómez-Pineda, E., Ortega-Rodríguez, J. M., & Sáenz-Romero, C. (2018). Climate-based seed zones for México: guiding reforestation under observed and projected climate change. New Forests, 49(3), 297‒309. doi: https://doi.org/10.1007/s11056-017-9620-6

Coitiño, H. I., Montenegro, F., Fallabrino, A., González, E. M., & Hernández, D. (2013). Distribución actual y potencial de Cabassous tatouay y Tamandua tetradactyla en el límite sur de su distribución: implicancias para su conservación en Uruguay. Edentata, 14(1), 23‒34. doi: https://doi.org/10.5537/020.014.0104

Comisión Nacional Forestal (CONAFOR). (2009). Inventario Nacional Forestal y de Suelo 2004-2009. Retrieved from https://www.conafor.gob.mx/biblioteca/Inventario-Nacional-Forestal-y-de-Suelos.pdf

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (1995). Edafología. Escalas 1:250,000 y 1:1,000,000. Archivo vectorial shapefile. Retrieved March 2017 from http://www.conabio.gob.mx/informacion/metadata/gis/eda251mgw.xml

Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES). (2011). Appendices I, II y III. Retrieved from https://cites.org/sites/default/files/eng/app/2019/E-Appendices-2019-11-26.pdf

Cuervo-Robayo, A. P., Téllez-Valdés, O., Gómez-Albores, M. A., Venegas-Barrera, C. S., Manjarrez, J., & Martínez-Meyer, E. (2014). An update of high-resolution monthly climate surfaces for Mexico. International Journal of Climatology, 34(7), 2427‒2437. doi: https://doi.org/10.1002/joc.3848

Elith, J., Phillips, S. J., Hastie, T., Dudík, M., Chee, Y. E., & Yates, C. J. (2011). A statistical explanation of MaxEnt for ecologist. Diversity and Distributions, 17(1), 43‒57. doi: https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2010.00725.x

Environmental Scientific Research Institute (ESRI). (2014). ArcGIS desktop, version 10.3. Redlands, California, Virginia, USA: Author.

Estrada-Contreras, I., Equihua, M., Laborde, J., Meyer, E. M., & Sánchez-Velásquez, L. R. (2016). Current and future distribution of the tropical tree Cedrela odorata L. in México under climate change scenarios using MaxLike. PloS ONE, 11(10), e0164178. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0164178

Franklin, J. (2010). Mapping species distributions: spatial inference and prediction. UK: Cambridge University Press.

García, E. (1998). Climas (clasificación de Köppen, modificado por García). Escala 1:1000000. Archivo vectorial shapefile. México: Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO).

Garza-López, M., Ortega-Rodríguez, J. M., Zamudio-Sánchez, F. J., López-Toledo, J. F., Domínguez-Álvarez, F. A., & Sáenz-Romero, C. (2016). Calakmul como refugio de Swietenia macrophylla King ante el cambio climático. Botanical Sciences, 94(1), 43‒50. doi: https://doi.org/10.17129/botsci.500

Garza-López, M., Ortega-Rodríguez, J. M., Zamudio-Sánchez, F. J., López-Toledo, J. F., Domínguez-Álvarez, F. A., & Sáenz-Romero, C. (2018). Modificación del hábitat para Lysiloma latisiliquum (L.) Benth. (Tzalam) por el cambio climático. Revista Fitotecnia Mexicana, 41(2), 127‒135. Retrieved from https://www.revistafitotecniamexicana.org/documentos/41-2/4a.pdf

Global Biodiversity Information Facility (GBIF). (2017). Bases de datos geográficos disponibles para Cedrela odorata L. en México. Retrieved January 12, 2017 from https://www.gbif.org/occurrence/search?q=Cedrela%20odorata

Gómez, D. J. D., Monterroso, R. A. I., & Tinoco, R. J. Á. (2007). Distribución del cedro rojo (Cedrela odorata L.) en el estado de Hidalgo, bajo condiciones actuales y escenarios de cambio climático. Madera y Bosques, 13(2), 29‒49. doi: https://doi.org/10.21829/myb.2007.1321227

Huang, S., Titus, S. J., & Wiens, D. P. (1992). Comparison of nonlinear height-diameter functions for major Alberta tree species. Canadian Journal of Forest Research, 22(9), 1297‒1304. doi: https://doi.org/10.1139/x92-172

Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2015). Características edafológicas, fisiográficas e hidrológicas de México. México: Author.

Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2016). Conjunto de datos vectoriales de Uso de suelo y vegetación, serie VI, escala: 1: 250,000. Retrieved March 14, 2017 from http://www.conabio.gob.mx/informacion/metadata/gis/usv250s6gw.xml?_httpcache=yes&_xsl=/db/metadata/xsl/fgdc_html.xsl&_indent=no

Lenoir, J., Gégout, J. C., Marquet, P. A., de Ruffray, P., & Brisse, H. (2008). A signifcant upward shift in plant species optimum elevation during the 20th century. Science, 320(5884), 1768‒1771. doi: https://doi.org/10.1126/science.1156831

Manzanilla, Q. U., Delgado, V. P., Hernández, R. J., Molina, S. A., García, M. J. J., & Rocha, G. M. C. (2019). Similaridad del nicho ecológico de Pinus montezumae y P. pseudostrobus (Pinaceae) en México: implicaciones para la selección de áreas productoras de semillas y de conservación. Acta Botánica Mexicana, 126, e1398. doi: https://doi.org/10.21829/abm126.2019.1398

Manzanilla-Quiñones, U., & Aguirre-Calderón, O. A. (2017). Zonificación climática actual y escenarios de cambio climático para la Reserva de la Biosfera Selva el Ocote en Chiapas, México. In L. Ruíz-Montoya, G. Álvarez-Gordillo, N. Ramírez-Marcial, & B. Cruz-Salazar (Eds.), Vulnerabilidad social y biológica ante el cambio climático en la Reserva de la Biosfera Selva el Ocote (pp. 25‒66). San Cristóbal de las Casas, Chiapas, México: ECOSUR.

Manzanilla-Quiñones, U., Aguirre-Calderón, O. A., Jiménez-Pérez, J., Treviño-Garza, E. J., & Yerena-Yamallel, J. I. (2019). Distribución actual y futura del bosque subalpino de Pinus hartwegii Lindl. en el Eje Neovolcánico Transversal. Madera y Bosques, 25(2), e2521804. doi: https://doi.org/10.21829/myb.2019.2521804

Martínez-Méndez, N., Aguirre-Planter, E., Eguiarte, L. E., & Jaramillo-Correa, J. P. (2016). Modelado de nicho ecológico de las especies del género Abies (Pinaceae) en México: Algunas implicaciones taxonómicas y para la conservación. Botanical Sciences, 94(1), 5‒24. doi: https://doi.org/10.17129/botsci.508

Mendizábal-Hernández, L. C., Alba-Landa, J., & Suárez-Dorantes, T. (2009). Captura de carbono por Cedrela odorata L. en una plantación de origen genético conocido. Foresta Veracruzana, 11(1), 13‒18. Retrieved from https://www.redalyc.org/pdf/497/49711999003.pdf

Miranda, S. C. A., Geada, L. G., & Sotolongo, S. R. (2016). Modelación de la distribución potencial de Pinus tropicalis en el occidente de Cuba. Avances, 18(1), 28‒35. Retrieved from https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5381452

Monterrubio-Rico, T. C., Charre-Medellín, J. F., Pacheco-Figueroa, C., Arriaga-Weiss, S., Valdez-Leal, J. D., Cancino-Murillo, R., & Rubio-Rocha, Y. (2016). Distribución potencial histórica y contemporánea de la familia Psittacidae en México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 87(3), 1103‒1117. doi: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2016.06.004

Morales, N. (2012). Modelos de distribución de especies: software MaxEnt y sus aplicaciones en conservación. Revista Conservación Ambiental, 2(1), 1‒5.

Morrone, J. J., & Escalante, T. (2016). Introducción a la biogeografía (1.a ed.). México: Universidad Nacional Autónoma de México.

Narayani, B. (2008). Tool for Partial ROC version 1.0. Lawrence, KS, USA: University of Kansas-CONABIO. Retrieved from http://nicho.conabio.gob.mx/home/proposito-y-guia-del-usuario/validacion-del-modelo

Navarro-Cerrillo, R. M., Clavero, I., Vidaña, A. L., Quero, J. L., & Duque-Lazo, J. (2016). Integración de datos de inventario y modelos de hábitat para predecir la regeneración de especies leñosas mediterráneas en repoblaciones forestales. Ecosistemas, 25(3), 6‒21. doi: https://doi.org/10.7818/ECOS.2016.25-3.02

Osorio-Olvera, L., Vijay, B., Narayani, B., Soberón, J., & Falconi, M. (2016). Ntbox: From getting biodiversity data to evaluating species distributions models in a friendly GUI environment. R package version 0.2.5.4. Retrieved March 17, 2017, from https://github.com/luismurao/ntbox

Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC). (2014). Cambio climático 2014: Informe de síntesis. Ginebra, Suiza: Author. Retrieved from https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/SYR_AR5_FINAL_full_es.pdf

Parolo, G., & Rossi, G. (2008). Upward migration of vascular plants following a climate warming trend in the Alps. Basic and Applied Ecology, 9(2), 100‒107. doi: https://doi.org/10.1016/j.baae.2007.01.005

Pennington, T. D. & Sarukhán J., (2005). Árboles tropicales de México: Manual para la identificación de las principales especies (3.a ed.). México: UNAM-Fondo de Cultura Económica.

Perosa, M., Rojas, F., Villagra, P., Tognelli, M. F., Carrana, R., & Álvarez, J. A. (2014). Distribución potencial de los bosques de Prosopis fexuosa en la Provincia Biogeográfica del Monte (Argentina). Ecología Austral, 24(2), 238‒248. Retrieved from http://ojs.ecologiaaustral.com.ar/index.php/Ecologia_Austral/article/view/27/31

Peterson, A. T. (2011). Paleoclimates: Understanding climate change past and present. Quarterly Review of Biology, 86(4), 342–343. doi: https://doi.org/10.1086/662496

Peterson, A. T., Papes, M., & Soberón, J. (2008). Rethinking receiver operating characteristic analysis applications in ecological niche modeling. Ecological Modelling, 213(1), 63‒72. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2007.11.008

Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schaphire, R. E. (2006). Maximum entropy modeling of species geographic distributions. Ecological Modelling, 190(3-4), 231‒259. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2005.03.026

Phillips, S. J., & Dudik, M. (2008). Modeling of species distributions with MaxEnt: New extensions and a comprehensive evaluation. Ecography, 31(2), 161‒175. doi: https://doi.org/10.1111/j.0906-7590.2008.5203.x

Rodríguez, R., Daquinta, M., Capote, I., Pina, D., Lezcano, Y., & González-Olmedo, J. L. (2003). Nuevos aportes a la micropropagación de Swietenia macrophylla x Swietenia mahogani (caoba híbrida) y Cedrela odorata (cedro). Cultivos Tropicales, 24(3), 23‒27. Retrieved from http://ediciones.inca.edu.cu/index.php/ediciones/article/viewFile/572/pdf

Romo-Lozano, J. L., Vargas-Hernández, J. J., López-Upton, J., & Ávila-Ángulo, M. L. (2017). Estimación del valor financiero de las existencias maderables de cedro rojo (Cedrela odorata L.) en México. Madera y Bosques, 23(1), 111‒120. doi: https://doi.org/10.21829/myb.2017.231473

Ruiz-Jiménez, C. A., De los Santos-Posadas, H. M., Parraguirre-Lezama, J. F., & Saavedra-Millán, F. D. (2018). Evaluación de la categoría de riesgo de extinción del cedro rojo (Cedrela odorata) en México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 89(3), 938‒949. doi: https://doi.org/10.22201/ib.20078706e.2018.3.2192

Sáenz-Romero, C., Rehfeldt, G. E., Crookston, N. L., Duval, P., & Beaulieu, J. (2009). Estimaciones de cambio climático para Michoacán: Implicaciones para el sector agropecuario y forestal y para la conservación de la Mariposa Monarca. México: Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Michoacán. Retrieved from https://www.fs.fed.us/rm/pubs_other/rmrs_2009_saenz_romero_c001.pdf

Sáenz-Romero, C., Rehfeldt, G. E., Crookston, G. E., Pierre, N. L., St-Amant, D., Beaulieu, J., & Richardson, B. (2010). Contemporary and projected spline climate surfaces for México and their use in understanding climate-plant relationships. Climatic Change, 102, 595‒623. doi: https://doi.org/10.1007/s10584-009-9753-5

Sáenz-Romero, C., Rehfeldt, G. E., Ortega-Rodríguez, J. M., Marín-Togo, M. C., & Madrigal-Sánchez, X. (2015). Pinus leiophylla suitable habitat for 1961-1990 and future climate. Botanical Sciences, 93(4), 709‒718. doi: https://doi.org/10.17129/botsci.86

Salazar, R., Soihet, C., & Méndez, J. M. (2000). Manejo de semillas de 100 especies forestales de América Latina. Turrialba, Costa Rica: Centro Agronómico de Investigación y Enseñanza (CATIE).

Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB). (2009). Relación entre la diversidad biológica y la mitigación y adaptación al cambio climático. Informe del Segundo grupo especial de expertos técnicos sobre diversidad biológica y cambio climático. Montreal, Canadá: Author. Retrieved from https://www.cbd.int/doc/publications/ahteg-brochure-es.pdf

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2010). Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010. Protección ambiental-Especies nativas de México de flora y fauna silvestres-Categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio-Lista de especies en riesgo. México: Diario Oficial de la Federación. Retrieved from http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5173091&fecha=30/12/2010

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2016). Anuario estadístico de la producción forestal 2016. México: Author. Retrieved from https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/282951/2016.pdf

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) & Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP). (2017). Áreas naturales protegidas federales de México. Archivo vectorial shapefile. Retrieved May 21, 2019, from http://geoportal.conabio.gob.mx/metadatos/doc/html/anpnov17gw.html

Shcheglovitova, M., & Anderson, R. P. (2013). Estimating optimal complexity for ecological niche models: a jackknife approach for species with small simple sizes. Ecological Modelling, 269, 9‒17. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2013.08.011

Soberón, J., & Peterson, A. T. (2005). Interpretation of models of fundamental ecological niches and species’ distribution areas. Biodiversity Information, 2, 1–10. doi: https://doi.org/10.17161/bi.v2i0.4

Soberón, J., Osorio-Olvera, L., & Peterson, T. (2017). Diferencias conceptuales entre modelación de nichos y modelación de áreas de distribución. Revista Mexicana de Biodiversidad, 88(2), 437–441. doi: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2017.03.011

Telwala, Y., Brook, B. W., Manish, K., & Pandit, M. K. (2013). Climate-induced elevational range shifts and increase in plant species richness in a Himalayan biodiversity epicentre. PLoS ONE 8(2), e57103. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057103

Villers-Ruiz, L., & Trejo-Vázquez, I. (2000). El cambio climático y la vegetación en México. In C. Gay G. (Ed.), México: una visión hacia el siglo XXI. El cambio climático en México (57–66). México: Instituto Nacional de Ecología. Universidad Nacional Autónoma de México, US Country Studies Program. Retrieved from https://www.uv.mx/personal/tcarmona/files/2010/08/Villers-y-Trejo-.pdf

Yuancai, L., & Parresol, B. R. (2001). Remarks on height-diameter modeling (vol. 10). USA: US Dept. of Agriculture, Forest Service, Southern Research Station.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Copyright (c) 2020 Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente