Utilización de la Teledetección para la modelización y control de presencia de garrapatas en un proceso de cambio climático. Validación de variables y relaciones fenológicas.

Alonso Carné, Jorge
García Martín, Alberto (dir.) ; Estrada Peña, Agustín (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2021


Resumen: Las garrapatas (Ixodidae) son ectoparásitos hematófagos que actúan como vectores de propagación de numerosas enfermedades infecciosas, víricas y bacterianas, tanto a animales como a seres humanos. Estos ácaros de tamaño macroscópico están identificados como los artrópodos que causan mayores pérdidas económicas en el sector ganadero y mayores problemas de salud pública en la sociedad. Con 900 especies diferentes, se encuentran presente en los cinco continentes habitados y son numerosos los registros que señalan que en las últimas décadas se está produciendo un incremento generalizado en el alcance y magnitud de las enfermedades transmitidas por garrapatas en todo el planeta. En el caso concreto de Europa, situada en la región del Paleártico occidental, se están recogiendo en los últimos años datos que muestran la presencia de nuevas especies y la ampliación de los límites ecológicos de algunas asentadas desde que existen registros, como, por ejemplo, Ixodes ricinus (la más común en suelo europeo). Diversas investigaciones señalan al aumento de temperatura provocado por el cambio climático como responsable de esta situación, si bien existen otros factores que pueden coadyuvar como los cambios en los usos del suelo, el paisaje y la disponibilidad de hospedadores.
La presente tesis tiene como objetivo general validar la utilidad de variables obtenidas mediante teledetección para la modelización y control de presencia de garrapatas en el Paleártico occidental, concretamente en el continente europeo. Con este fin, se estudia el uso de series multitemporales derivadas del sensor MODIS situado a bordo de las plataformas satelitales Terra y Aqua. En concreto se analizan las variables de temperatura de superficie y el índice de vegetación NDVI proporcionadas por este sensor y se comparan con otras variables relacionadas con ellas que son usadas comúnmente en la bibliografía como factores marcadores de la fenología de las garrapatas y su presencia.
Así, en primer lugar, se evaluaron los errores sistemáticos que ofrece la variable temperatura de superficie de MODIS para su utilización en la modelización de garrapatas. Para ello, se tomó como referencia una red de estaciones meteorológicas repartidas por el conjunto del área de estudio y se comparó, espacial y temporalmente, los datos adquiridos por éstas con la información adquirida por el sensor espacial usando como marco de referencia espacial regiones ecológicas. Se constató la necesidad de un adecuado filtrado y procesado de los datos para optimizar la calidad de los mismos. Asimismo, se confirmó su validez para estimar temperatura máxima y mínima, ajustando muy bien en latitudes medias, pero con errores significativos asociados a motivos geográficos (Cuenca Mediterránea y Europa del Norte), temporales (hora de paso) y técnicos que limitan su uso en aplicaciones ecológicas. Finalmente, se demuestra la importancia de los errores detectados en las estimaciones de MODIS con respecto a los datos de temperatura del aire a través de un modelo de desarrollo de Ixodes ricinus, obteniéndose diferencias en los modelos de distribución anual de un 36%.
Ampliando esta revisión, se comparó de igual forma las variables de temperatura de superficie de MODIS con distintas fuentes de datos climáticas interpoladas de uso científico (ECA&D; y WorldClim) que consideran la temperatura del aire. Estas tres series de datos se comparan teniendo en cuenta dos tamaños de píxel y los distintos tipos de climas existentes. De este modo, se contrastó la importancia del conocimiento y tratamiento de los datos a distintas escalas temporales y espaciales y se reafirmó la utilidad de MODIS y sus limitaciones con respecto de los datos interpolados tradicionales para ser tenida en cuenta en estudios sobre presencia de garrapatas.
Dado que el índice de vegetación NDVI es, junto a precipitación, la variable más frecuentemente utilizada en modelos de distribución de especies como sustituta de la variable presencia de agua en la atmósfera, se compararon en el área de estudio los valores de NDVI obtenidos por MODIS con datos de precipitación y con datos de humedad relativa y déficit de saturación para el conjunto de la serie temporal contemplada. A la escala temporal y espacial analizada, los patrones de precipitación no tienen relación alguna con la humedad relativa y el déficit de saturación, mientras que estas dos variables sí que presentan correlación con el NDVI, lo que habilita el uso de este índice espectral como alternativa, si bien es de reseñar que ésta correlación es baja y su uso como estimador directo debe realizarse con precaución y analizando cada caso.
Finalmente, una vez analizadas ambas variables y conocidas sus limitaciones, se analizó la correlación de las variables temperatura de superficie y NDVI de MODIS con la actividad acumulada de las fases larva y ninfa de la garrapata Ixodes ricinus en dos puntos de España (localizados en las provincias de Huesca y de La Rioja) para una serie temporal de capturas de garrapatas de 7 años (2001-2007). Para estas localizaciones puntuales, los resultados obtenidos permiten correlacionar interanualmente la fase larva y ninfa con un margen de error de más-menos veinte días definiendo un método sencillo de prevención y control de esta fase.
En conclusión, en el contexto de las series multitemporales de productos de teledetección de media resolución espacial, se han aplicado procesos metodológicos y generado información que permite avanzar en el desarrollo de modelos de predicción del ciclo de vida de las garrapatas. Los resultados obtenidos señalan que, a la escala y resolución espacial empleada, aunque existen limitaciones sistemáticas en el uso de la variable de temperatura de superficie y del índice de vegetación NDVI, estas permiten ajustar en localizaciones concretas modelos del ciclo de vida de estos artrópodos, permitiéndose así identificar los períodos de riesgo y facilitar la toma de decisiones respecto su control y prevención.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: teledeteccion ; parasitologia animal ; sistemas de informacion geografica ; cartografia geografica

Titulación: Programa de Doctorado en Ordenación del Territorio y Medio Ambiente
Plan(es): Plan 505
Nota: Presentado: 13 07 2021
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2021

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 Registro creado el 2021-10-04, última modificación el 2021-10-04


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