Tropical cyclone effects on vegetation resilience in the Yucatan Peninsula, México, between 2000-2012

Abstract

The resilience capacity of vegetation in the Yucatan Peninsula is influenced by the winds and rains of tropical cyclones. There are no recent long-term studies on cyclonic impacts on natural vegetation in the region despite their significant effects on infrastructure and biodiversity. The objective of this study was to identify the area impacted by 21 tropical cyclones between 2000 and 2012 and to quantify the recovery capacity of the vegetation by using standardized anomalies of the normalized vegetation index (aNDVI). MODIS images from NASA’s “Terra and Aqua” satellites were used to calculate the damaged areas by analyzing the frequency of pixels corresponding to each type of vegetation per impact zone. The results showed that in 67% of the tropical cyclones, the impacts on vegetation were negative —a decrease in aNDVI—but in 33% of the cyclones, positive effects were recorded —an increase in aNDVI—. The lapse rate of vegetation recovery varied in 52% of the cases; vegetation recovered between two and three weeks after each cyclonic event, while 38% of the cases recovered within four to five weeks of the cyclone landfall. Tropical forests suffered the most significant effects, followed by hydrophilic vegetation. The most destructive hurricanes were Emily, Wilma, and Dean. The rate of recovery laps ranged from 4 to 10 weeks after the hurricane hit. The results could improve assessments of vegetation vulnerability against severe hydrometeorological events and establish priority zones for prompt inspection.

La capacidad de resiliencia de la vegetación en la Península de Yucatán está influenciada por los vientos y las lluvias de ciclones tropicales. No existen estudios recientes a largo plazo relacionados con los impactos ciclónicos sobre la vegetación natural de la región a pesar de sus grandes efectos en la infraestructura y la biodiversidad. El objetivo de este estudio fue identificar el área impactada por 21 ciclones tropicales entre 2000-2012 y cuantificar la capacidad de recuperación de la vegetación mediante el uso de anomalías estandarizadas del índice de vegetación normalizado (aNDVI). Se utilizaron imágenes MODIS de los satélites “Terra y Aqua” de la NASA para calcular las áreas dañadas considerando la frecuencia del número de píxeles correspondientes a cada tipo de vegetación por zona de impacto. Los resultados mostraron que en el 67% de los ciclones tropicales los impactos en la vegetación fueron negativos —disminución en aNDVI— pero en el 33% de los ciclones tropicales se encontraron impactos positivos —aumento en aNDVI—. El lapso de recuperación de la vegetación varió. En el 52% de los casos, la vegetación mostró recuperación entre dos o tres semanas después de cada evento ciclónico, mientras que en el 38% de los casos se produjo dentro de las cuatro a cinco semanas posteriores a la llegada del ciclón. Los bosques tropicales sufrieron los efectos más significativos seguidos de la vegetación hidrófila. Los huracanes más destructivos fueron Emily, Wilma y Dean. El período de recuperación varió de 4 a 10 semanas después del cada huracán. Los resultados podrían mejorar las evaluaciones de la vulnerabilidad de la vegetación frente a eventos hidrometeorológicos severos y establecer zonas prioritarias para su pronta inspección.