Cloud frequency correlates to plant species composition in the high Andes of Ecuador

Two data sets representing atmospheric moisture are available for the high Andes of Ecuador, (i) cloud frequency obtained from weather satellites, and (ii) interpolated rainfall estimates obtained from global climate observations. We analyzed their correlation to vascular plant species composition at 18 Ecuadorian superpáramo study sites. Of particular interest was whether cloud frequency could be used as a proxy for precipitation. Cloud frequency had distinct seasonal and spatial variation among the sites. The spatial gradient of cloudiness was strongest during June–August and weakest around the equinoctials. Interpolated rainfall estimates also showed seasonal and spatial variation among the sites, but there was no correlation between them and cloudiness. Cloud frequency during June–August was the only significant variable in the canonical correspondence analysis (CCA) of the species composition, whereas rainfall estimates, geology, presence of glaciers, and size and altitudinal range of the superpáramos were not significant. When the spatial components were filtered out from the species composition data by employing partial CCA, cloud frequency during December–February became the only significant variable. Our results suggest that cloud frequency data may be a useful tool in mountain ecology research, serving as an indicator of habitat humidity when exact precipitation data are lacking.

ZusammenfassungZwei Datensätze mit Bezug zur Humidität sind für die Hochanden Ecuadors verfügbar: (i) Aus Satellitendaten abgeleitete Wolkenhäufigkeiten und (ii) aus Messdaten interpolierte Niederschlagskarten, die für die unbeobachteten Hochlagen Schätzwerte bereitstellen. In der vorliegenden Studie haben wir den Zusammenhang zwischen diesen Datensätzen und der Artenzusammensetzung von Gefäßpflanzen für 18 Untersuchungsgebiete im Superpáramo Ecuadors analysiert. Dabei stand die Frage im Vordergrund, ob die Wolkenhäufigkeit die Niederschlagsverhältnisse der Testgebiete ausreichend widerspiegelt. Die Wolkenhäufigkeit zeigte bezogen auf die einzelnen Untersuchungsgebiete eine spezifische saisonale und räumliche Variation. Die räumlichen Gradienten waren im Juni–August am deutlichsten und während der Äquinoktialzeiten am schwächsten ausgeprägt. Die interpolierten Niederschlagskarten zeigten ebenfalls eine spezifische saisonale und räumliche Variabilität, eine Korrelation mit den Bewölkungshäufigkeiten bestand jedoch nicht. Die Wolkenhäufigkeit im Juni–August war die einzige signifikante Variable in einer CCA-Ordinationsanalyse der Artenzusammensetzung. Weitere Umweltvariablen (z.B. Geologie, Gletschernähe, Größe und Höhenerstreckung der Superpáramos und die interpolierten Niederschlagsschätzungen) zeigten keinen signifikanten Zusammenhang. Auch nach Eliminierung der räumlichen Komponente in den Daten der Artenzusammensetzung mit Hilfe der partiellen CCA verblieb als einzige signifikante Variable die Wolkenhäufigkeit im Dezember–Februar. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wolkenhäufigkeit im Fall fehlender Niederschlagsdaten ein gutes Werkzeug zur Charakterisierung der lokalen und regionalen Humiditätsverhältnisse in der Hochgebirgsökologie ist.