Phenological variation and greening of the Monarch Butterfly Biosphere Reserve (2000-2019)

Inglés. Abstract Introduction: The Abies forest of the Monarch Butterfly Biosphere Reserve (MBBR) is a key ecosystem for the butterfly Danaus plexippus L. The study of this habitat is essential to understand the global effects of environmental transformation. Objectives: To study the impact of climate change over the last 20 years (2000-2019) on the MBBR, to (1) describe variations in climate and phenology; (2) analyze the relationships between LAI (leaf area index) and climate; and (3) estimate greening Materials and methods: Monthly mean temperature and precipitation values from the NASA Giovanni database and the Copernicus LAI series were analyzed. Using the TIMESAT algorithm, 11 phenological variables per pixel and year were determined and the annual spatial average of each one was calculated for each type of land cover (pine, oyamel, shrubs and crops) and the cumulative increase of the extended integral (greening). Results and discussion: Mean temperature increased 0.87 °C in 2000-2019. Beginning, middle, and end of the season have occurred progressively earlier, and cumulative leaf area, as well as minimum and maximum LAI, have increased. Greening was recorded in 53.21 % of the MBBR and browning in 33.97 %. Conclusion: The increase in mean temperature affects phenology of MBBR, causing longer growing seasons and net greening of the area.

Español; castellano. Resumen Introducción: El bosque de Abies de la Reserva de la Biósfera Mariposa Monarca (RBMM) es un ecosistema vital para la mariposa Danaus plexippus L. El estudio de este hábitat es fundamental para entender los efectos globales de la transformación ambiental. Objetivos: Estudiar el impacto del cambio climático de los últimos 20 años (2000-2019) en la RBMM, para (1) describir las variaciones del clima y de la fenología; (2) analizar las relaciones entre LAI (índice de área foliar) y clima; y (3) estimar el enverdecimiento. Materiales y métodos: Se analizaron los valores mensuales de temperatura media y precipitación de la base Giovanni de la NASA y la serie LAI de Copernicus. Con el algoritmo TIMESAT se obtuvieron 11 variables fenológicas por píxel y año y se obtuvo el promedio espacial anual de cada una para cada tipo de cobertura (pino, oyamel, arbustos y cultivos) y el incremento acumulado de la integral extendida (enverdecimiento). Resultados y discusión: La temperatura media aumentó 0.87 °C en 2000-2019. El inicio, mitad y final de estación han ocurrido progresivamente más temprano, y el área foliar acumulada, así como el LAI mínimo y máximo, han aumentado. El enverdecimiento se registró en 53.21 % de la RBMM y el pardeamiento en 33.97 %. Conclusión: El aumento de la temperatura media afecta la fenología de la RBMM, provocando estaciones de crecimiento más largas y enverdecimiento neto de la zona.