Plenary Abstracts
COLE, JULIA. Geosciences and Atmospheric Sciences, University of Arizona, 1040 E 4th St., Tucson, AZ 85721, jecole@email.arizona.edu.
Climate change, megadroughts, and the North American monsoon. Climate change in the Southwest translates to changes in water availability,
and records of past hydroclimate help us delineate the natural range of those changes. Past droughts are apparent in tree-ring based records and
emerge from longer paleoclimate records as well. But do these droughts reflect changes in winter or summer moisture? This question is more
than academic: as we move into a warmer world, we can expect generally drier winters and springs. But projections of future climate disagree
with respect to changes in the North American monsoon, and global models do not yet simulate this system well. Here we use paleoclimate
records to explore how summer rainfall has responded during past climate regimes. In this talk I will describe new results from cave-based
climate records that demonstrate how, over the past 7000 years, the monsoon has clearly weakened. This result is consistent with other monsoon
systems globally and with climate model simulations. I will explore implications for future hydroclimate regimes in our Southwest region.
El cambio climático, megasequías y el monzón norteamericano. El cambio climático en el Suroeste Norteamericano induce cambios en la
disponibilidad de agua, y los registros ambientales hidrológicos nos ayudan a delinear el rango natural de esos cambios. Las sequías anteriores
son evidentes en los registros de anillos de árboles (dendroclimatología) y también emergen de registros de paleo-climas más largos. Pero estas
sequías, ¿reflejan cambios en la humedad de invierno o verano? Esta pregunta es más que académica: conforme el mundo se vuelve más cálido podemos esperar inviernos y primaveras más secas. Pero las proyecciones del clima del futuro no coinciden en los cambios en el monzón
norteamericano y los modelos mundiales todavía no simulan bien este sistema. Aquí usamos registros paleo climáticos para explorar como
las lluvias de verano han respondido durante regímenes climáticos anteriores. En esta charla describiré nuevos resultados basados en registros
climáticos de cuevas para mostrar como los últimos 7000 años, el monzón claramente se ha debilitado. Este resultado es consistente con otros
sistemas monzónicos mundiales y con modelos climáticos. Exploraré implicaciones para regímenes hidroclimáticos futuros en nuestra región
del Suroeste Norteamericano..
LYTLE, DAVID A. Department of Zoology, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, lytleda@oregonstate.edu.
Floods, droughts, and aquatic biodiversity in the Madrean Archipelago. The Madrean Sky Island region harbors a rich variety of aquatic
habitats, ranging from mountain streams to lowland rivers and ciénegas. Compared with other regions, MSI aquatic habitats are unusual because
they are patchily distributed across the landscape and strongly influenced by seasonal flooding and drought. This fragmented spatial arrangement
coupled with strong disturbance dynamics has shaped both the evolution and ecology of MSI aquatic organisms. Many aquatic insects, fish, and
riparian plants are now known to possess adaptations for surviving extreme events such as flash flooding or prolonged drought. Additionally,
population genetic studies have revealed marked evolutionary divergence of aquatic populations at fine spatial scales. In one case, populations
of an aquatic invertebrate predator have evolved unique behaviors to escape flash floods, and these behavioral adaptations differ in response
to local canyon-scale flood regimes. Disturbance dynamics and spatial isolation also facilitate high aquatic invertebrate biodiversity within a
surprisingly small amount of habitat, with largely distinct communities coexisting within meters of each other. This fine-scale partitioning of
genetic and species diversity is a double edged sword. Although changes in hydrologic regime due to climate change, groundwater pumping and
other factors have eliminated unique populations and communities, the diversity and adaptability of these organisms could provide resilience
to ecological change.
Inundaciones, sequías, y biodiversidad acuática en el Archipiélago Madrense. La región de las Islas Serranas Madrenses alberga una gran
variedad de hábitats acuáticos, desde los arroyos de montañas a los ríos y ciénegas de la tierra baja. Comparados con otras regiones, los hábitats
acuáticos de la región Madrense son diferentes por estar fragmentados y bastante influenciados por inundaciones y sequías de estación. Esta
fragmentación espacial combinada con fuertes dinámicas de disturbio ha influenciado la evolución y ecología de los organismos acuáticos de
la región Madrense. Ahora se sabe que muchos insectos acuáticos, peces y plantas ribereñas están adaptados para sobrevivir eventos extremos,
como son las crecidas o sequías prolongadas. Además, estudios genéticos poblacionales han revelado una marcada divergencia evolutiva de las
poblaciones acuáticas en escalas espaciales pequeñas. En un caso, las poblaciones de un depredador invertebrado acuático han evolucionado
comportamientos únicos para escapar de las crecidas, y estas adaptaciones conductuales difieren en repuesta a los regimenes locales de inundaciones a escala del cañón. Las dinámicas de perturbación y aislamiento espacial también facilitan una alta biodiversidad de invertebrados
acuáticos en un hábitat sorpreseivamente pequeño, con comunidades muy distintas coexistiendo separadas por unos cuantos metros. Esta división en una escala pequeña de diversidad genética y de especies es una espada de doble filo. Aunque los cambios en el régimen hidrológico
debido al cambio climático, extracción de agua subterránea y otros factores han eliminado poblaciones y comunidades únicas, la diversidad y
adaptabilidad de estos organismos podría aumentar la capacidad de recuperación del cambio ecológico.
In: Gottfried, Gerald J.; Ffolliott, Peter F.; Gebow, Brooke S.; Eskew, Lane G.; Collins, Loa C., comps. 2013. Merging science and management in a rapidly
changing world: Biodiversity and management of the Madrean Archipelago III; 2012 May 1-5; Tucson, AZ. Proceedings. RMRS-P-67. Fort Collins, CO: U.S.
Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station.
USDA Forest Service Proceedings RMRS-P-67. 2013
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Plenary Abstracts/ Resúmenes
STROMBERG, J. C.1, M. S. White1, G. L. Katz2. 1 Arizona State University, School of Life Sciences, Tempe AZ 85287-4501, jstrom@asu.edu;
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Appalachian State University, Dept. of Geography and Planning, Boone NC 28608.
Riparian vegetation and disappearing groundwater. Over the past century in the southwestern United States, rapid economic growth, expanding urban centers and agriculture have driven steep increases in freshwater demands, which have been met through groundwater pumping,
surface flow diversions, and dams - all of which alter water availability and flow patterns in rivers. These shifting baseline conditions, combined
with episodic drought, have led both to the drying of river reaches that were once perennial as well as to the wetting of previously dry river segments. Drawing from case studies of rivers in southern Arizona including Cienega Creek, Garden Canyon, the San Pedro River, and the Santa
Cruz River, we explore several scenarios: 1) the biological changes that occur in groundwater-dependent ecosystems as water tables deepen
and no-flow periods increase, 2) the patterns and rates of vegetation change that occur when diversion and pumping pressures are reduced; and
3) the response of riparian vegetation to discharge of municipal effluent into stream channels.
Vegetación ribereña y desaparición de aguas subterráneas. Desde el siglo pasado en el suroeste de Estados Unidos, el rápido crecimiento
económico, la expansión de los centros urbanos y la agricultura han aumentado la demanda de agua dulce, que se ha resuelto a través de bombeo
del acuífero, desviaciones de corrientes en la superficie y presas, todo lo cual altera la disponibilidad de agua y los patrones de las corrientes de
ríos. El cambio de estas condiciones básicas, combinado con la sequía, han llevado tanto al secado de tramos de ríos que antes eran perennes,
y también ha causado que tramos anteriormente secos tengan agua. A partir de estudios de caso de ríos en el sur de Arizona, incluyendo los
ríos Ciénega Creek, Garden Canyon, San Pedro, y Santa Cruz, exploramos varios escenarios: 1) los cambios biológicos que ocurren en los
ecosistemas que dependen de aguas subterráneas, conforme baja el nivel freático y aumentan los períodos sin corriente, 2) los patrones e índices
de cambio de vegetación que ocurren cuando se reduce el estrés por la desviación y el bombeo, y 3) la respuesta de la vegetación ribereña a la
descarga de aguas residuales en los cauces de arroyos..
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USDA Forest Service Proceedings RMRS-P-67. 2013