Andean peatlands at risk? Spatiotemporal patterns of extreme NDVI anomalies, water extraction and drought severity in a large-scale mining area of Atacama, northern Chile

¿Las turberas andinas en riesgo? Patrones espaciotemporales de anomalías extremas del NDVI, extracción de agua y severidad de la sequía en un área minera a gran escala de Atacama, norte de Chile

dc.contributorroberto.chavez@pucv.cl; omeseguer@academicos.uta.cl; matias.olea@pucv.cl; mcalderons@academicos.uta.cl; karina.yager@stonybrook.edu; rosa.meneses@alumnos.ucn.cl; jose.lastra@pucv.cl; ianunez1@uc.cl; psarricolea@uchilefau.cl; roberto.serrano@uam.es; mprieto@academicos.uta.cl
dc.contributorAgencia Nacional de Investigacion y Desarrollo [ANID-FONDECYT-1201527, ANID - MILENIO - NCS2022_009]; PIA/BASAL [FB210006]; [ANID-FONDECYT-1211924]; [ANID-FONDECYT-1200681]; [ANID-FONDAP-15110006]
dc.contributorNunez-Hidalgo, Ignacio https://orcid.org/0000-0002-8337-2840
dc.contributorYager, Karina https://orcid.org/0000-0003-4938-5012
dc.contributorPrieto, Manuel https://orcid.org/0000-0003-4262-3786
dc.creatorChavez, Roberto O.
dc.creatorMeseguer-Ruiz, Oliver
dc.creatorOlea, Matias
dc.creatorCalderon-Seguel, Matias
dc.creatorYager, Karina
dc.creatorIsela Meneses, Rosa
dc.creatorLastra, Jose A.
dc.creatorNunez-Hidalgo, Ignacio
dc.creatorSarricolea, Pablo
dc.creatorSerrano-Notivoli, Roberto
dc.creatorPrieto, Manuel
dc.date2023-04-18T01:55:21Z
dc.date2023-04-18T01:55:21Z
dc.date2023
dc.date.accessioned2023-09-27T20:21:08Z
dc.date.available2023-09-27T20:21:08Z
dc.identifier1569-8432
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2772
dc.identifier1872-826X
dc.identifier10.1016/j.jag.2022.103138
dc.identifier7A7YE
dc.identifierWOS:000898665900002
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943877
dc.descriptionIn the Andes, multiple human and climatic factors threaten the conservation of bofedales, a type of high altitude peat forming wetland widely distributed in the tropical and subtropical Andes. In northern Chile, climate change and water extraction for industrial activities are among the most significant threats to these relevant socio-hydrological systems hosting indigenous pastoral communities. In this study, we present an integrated anal-ysis of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) anomalies, drought severity and water rights granted to industry to provide insight on the conservation status of bofedales, historical drivers of their transformation, and current threats. Using Landsat satellite imagery from 1986 to 2018, we identify spatio-temporal NDVI changes of 442 bofedales in one of the leading copper producing regions of the world. The NDVI time series analysis over 32 growing seasons was used to detect extreme anomalies, i.e. values outside the 95% of the reference frequency distribution, indicating periods of extreme changes in the productivity of these high Andes wetlands. To evaluate the relationship between bofedales NDVI extreme periods to drought and continued water extraction activities, we combine a climate-based multi-temporal-scale drought index (SPEI) with the geospatial latitudinal distri-bution of water rights granted for extractive industries in the study area. Over the time period of analysis, the total amount of granted water rights increased 465% from 1,201 l/s recorded before 1985 to 5,584 l/s in 2018. In the areas where the highest amount of water rights are concentrated, i.e. between 21.3 degrees S and 22.1 degrees S, green bofedales (NDVI>=0.23) are practically absent. NDVI of the austral summer (JFM) was highly correlated with the severity of drought occurring during the three months of the growing season peak. While our findings show bofedal productivity is mostly influenced by precipitation and temperature of the wet season (JFM) during the study period, results also raise questions regarding possible bofedal loss occurring over the previous 80 years prior to the satellite record, wherein water extraction activities have significantly increased according to official records.
dc.descriptionEn los Andes, múltiples factores humanos y climáticos amenazan la conservación de los bofedales, un tipo de turba de altura que forma humedales ampliamente distribuidos en los Andes tropicales y subtropicales. En el norte de Chile, el cambio climático y la extracción de agua para actividades industriales se encuentran entre las amenazas más importantes para estos sistemas sociohidrológicos relevantes que albergan comunidades de pastores indígenas. En este estudio, presentamos un análisis integrado de las anomalías del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), la severidad de la sequía y los derechos de agua otorgados a la industria para brindar información sobre el estado de conservación de los bofedales, los impulsores históricos de su transformación y las amenazas actuales. Usando imágenes de satélite Landsat de 1986 a 2018, identificamos cambios espacio-temporales en el NDVI de 442 bofedales en una de las principales regiones productoras de cobre del mundo. Se utilizó el análisis de series temporales del NDVI durante 32 temporadas de crecimiento para detectar anomalías extremas, es decir, valores fuera del 95% de la distribución de frecuencia de referencia, que indican períodos de cambios extremos en la productividad de estos humedales altoandinos. Para evaluar la relación entre los períodos extremos del NDVI de los bofedales a la sequía y las actividades continuas de extracción de agua, combinamos un índice de sequía de escala multitemporal (SPEI) basado en el clima con la distribución latitudinal geoespacial de los derechos de agua otorgados para las industrias extractivas en el estudio. área. Durante el período de tiempo de análisis, el monto total de derechos de agua otorgados aumentó 465% de 1.201 l/s registrados antes de 1985 a 5.584 l/s en 2018. En las zonas donde se concentra la mayor cantidad de derechos de agua, es decir entre 21,3 grados S y 22,1 grados S, los bofedales verdes (NDVI>=0,23) están prácticamente ausentes. El NDVI del verano austral (JFM) estuvo altamente correlacionado con la severidad de la sequía que ocurrió durante los tres meses del pico de la temporada de crecimiento. Si bien nuestros hallazgos muestran que la productividad del bofedal está influenciada principalmente por la precipitación y la temperatura de la estación húmeda (JFM) durante el período de estudio, los resultados también plantean preguntas sobre la posible pérdida de bofedal que ocurrió durante los 80 años anteriores al registro satelital, en el que las actividades de extracción de agua han disminuido. aumentó significativamente según los registros oficiales.
dc.formatapplication/pdf
dc.format14 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherELSEVIER
dc.relationInternational Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, vol.116 (2023)
dc.relationhttps://doi.org/10.1016/j.jag.2022.103138
dc.rightsgold
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceInternational Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation
dc.subjectAtacama Desert
dc.subjectBofedal
dc.subjectProductivity
dc.subjectSpei
dc.subjectNpphen
dc.subjectClimate-Change
dc.subjectTropical Andes
dc.subjectSpatial-Distribution
dc.subjectPolitical Ecology
dc.subjectSanta River
dc.subjectVariability
dc.subjectProductivity
dc.subjectVegetation
dc.subjectWetlands
dc.subjectTrends
dc.subjectDesierto de Atacama
dc.subjectBofedal
dc.subjectProductividad
dc.subjectSpei
dc.subjectNpphen
dc.subjectCambio Climático
dc.subjectAndes Tropicales
dc.subjectDistribución Espacial
dc.subjectEcología Política
dc.subjectRío Santa
dc.subjectVariabilidad
dc.subjectProductividad
dc.subjectVegetación
dc.subjectHumedales
dc.subjectTendencias
dc.titleAndean peatlands at risk? Spatiotemporal patterns of extreme NDVI anomalies, water extraction and drought severity in a large-scale mining area of Atacama, northern Chile
dc.title¿Las turberas andinas en riesgo? Patrones espaciotemporales de anomalías extremas del NDVI, extracción de agua y severidad de la sequía en un área minera a gran escala de Atacama, norte de Chile
dc.typeArtículo de revista


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