La evaluación de los servicios de los ecosistemas como herramienta para planificar la restauración ecológica de cuencas hidrográficas

Abstract

La provisión de servicios por los ecosistemas podría empeorar considerablemente y rápidamente durante la primera mitad del presente siglo si no se restauran eficientemente ecosistemas degradados. Frente a la aproximación clásica de la restauración basada en sistemas de referencia a imitar, existe el reto de obtener metodologías para territorio amplio y complejo y no solo para un sitio con un tipo de ecosistema. Existen muchas opciones para conservar o fortalecer servicios específicos de los ecosistemas de forma que se reduzcan las elecciones negativas que nos veamos obligados a hacer o que se creen sinergias positivas con otros servicios de los ecosistemas. En esta tesis se ha desarrollado una metodología basada en la evaluación de servicios de los ecosistemas, como variables de estado, y del riesgo de erosión, como factor de disturbio, para establecer una jerarquización espacial de actuaciones de restauración a escala de cuenca hidrográfica. Para ello se ha realizado la evaluación de servicios de los ecosistemas, modelización de la erosión y se han utilizado sistemas de información geográfica (SIG) para la elaboración de cartografía jerárquica y análisis espacial. El área de estudio utilizada es la cuenca del Río Martín (Teruel, NE España, 1938 km2) como unidad funcional que, por su susceptibilidad natural a la erosión y con su elevada heterogeneidad paisajística y diferentes usos del suelo (agrícola, minería, ganadera) se presta como un valioso territorio donde aplicar y testar la metodología propuesta. La cartografía elaborada para la estimación de las tasas de erosión ha sido extrapolada con el modelo RUSLE (Ecuación de pérdida de suelo revisada) utilizando un innovador índice de vegetación (GPVI). Este índice fue elaborado mediante una técnica de inteligencia artificial llamada programación genética, la cual fue calibrada con los datos de campo del factor C de RUSLE (muestreo de suelos, transectos de vegetación) del presente estudio. Los datos de campo utilizados para crear el mapa de erosión han sido complementados con imágenes satelitales Landsat 5-TM y mapas disponibles de las características del territorio (litología, uso del suelo, ortofotos aéreas). Las tasas de erosión observadas en la cuenca del Martín tienen una media de 13.8 t ha-1 año-1 siendo notablemente mayores en la parte sur (20 t ha-1 año-1) debido a su irregular orografía que en las zonas de llanura del norte (10 t ha-1 año-1). Los servicios de los ecosistemas se evaluaron mediante indicadores obtenidos a partir de bases de datos nacionales y regionales complementados con datos de campo. Los datos son expresados para cada servicio en las unidades de medida correspondientes y se basan en el análisis de los mapas de diferentes datos físico-químicos y biológicos. Los datos de los servicios relacionados con el agua han sido proporcionados para la Confederación Hidrográfica del Ebro (CHE), los datos de acumulación de carbono en pies mayores han sido proporcionados por el Departamento de Recursos forestales del Centro de Investigación de tecnología y investigación agraria de Aragón (CITA). Los datos de acumulación de carbono en el suelo son disponibles en el Portal de Suelos Europeo (European Soil Portal). Las rutas de eco-turismo han sido descargadas de la pagina de rutas wiki-loc y la pagina de senderos de Aragón. La retención de suelo fue modelizada combinando datos del factor C para estimar el porcentual de cobertura vegetal y las tasas de erosión del modelo RUSLE-SIG. Los servicios de los ecosistemas variaron también entre amplios y diferentes rangos. La acumulación de carbono varía entre 0 y 4648 t CO2 eq en zonas menos densas de vegetación y 40442 y 118073 t CO2 eq en las zonas forestales densas; la provisión de agua superficial en el norte varía entre 0 y 13 mm y 100 y 210 en el sur de la cuenca, principalmente en fondos de valles; el control de la escorrentía (recarga acuíferos) es más alto en zonas montañosas del sur de la cuenca con valores entre 8 y 81 mm año-1 con valores mínimos entre 8 y 34 mm año-1 en el norte y máximos de 81 mm año-1 en el sur; la retención del suelo se ha expresado en valores relativos que varían de 1 a 5 dependiendo de la relación entre porcentaje de cobertura vegetal y perdida del suelo (estimada por la RUSLE-SIG en 5 clases de muy baja a muy alta), con valor máximo de retención de suelo a coberturas mayores de 70% y erosión menor de 12 t ha-1 año-1, y mínimo a zonas de cobertura inferior a 30% y erosión mayor de 17 t ha-1 año-1. El servicio de eco-turismo se ha evaluado como presencia-ausencia, asignando valor 1 a las áreas de la cuenca que se observan desde los senderos usando la herramienta de visualización de cuenca en SIG (viewshed) y 0 en el resto de la cuenca que no se observa desde los senderos según el modelo digital del terreno utilizado. Tratándose de datos con unidades diferentes, entre ellos se utilizó una agrupación en el rango relativo de 1 a 5 de cada servicio por cortes naturales (Natural Breaks) en SIG, que genera clases cuyos límites se ubican donde hay diferencias relativamente grandes en los valores de los datos por cada servicio. Ecoturismo tenía un valor 0 o 1 según la ausencia o posibilidad de visualización del paisaje en el recorrer los caminos. El valor más elevado de un determinado servicio se considera un área de elevado valor definido como hotspot, que es un área de una importancia máxima para ese servicio. Análisis de solapamiento han sido realizados para entender las relaciones entre servicios. Finalmente a través de la creación de mapas jerárquicos los datos de erosión y servicios ecosistémicos han sido relacionados analizando la congruencia espacial y los patrones espaciales a diferentes escalas anidadas entre ellas, dándonos la posibilidad de analizar el comportamiento de los dos factores, y contrastar el factor de disturbio y las variables de estado a diferentes escalas espaciales. Se ha identificado la zona sur de la cuenca del área de estudio, como el área donde se presentan más servicios y se observan las tasas de erosión más altas debido a factores topográficos, entre otros. En ésta zona, y particularmente en las subcuencas con zonas mineras no restauradas (donde la erosión muestra tasas máximas y los servicios son muchas veces nulos y en subcuencas con altas tasas de erosión y alto número de servicios las acciones de restauración han de ser prioritarias si no se quieren perder servicios que benefician aguas abajo en la cuenca. Claramente según los objetivos del gestor las prioridades pueden modificarse y nuestra metodología fácilmente adaptarse. En la zona norte, llana y mayoritariamente usada para agricultura de cereal de secano, la erosión es relativamente baja y la provisión de servicios de regulación también. Es la zona de menor interés para realizar acciones de restauración dado que la mejora de los servicios no está asegurada y se podría entrar en conflicto con intereses de usos (trade off) de otros servicios (por ej., producción de alimentos) incluidos sociales. También se ha demostrado la utilidad de realizar evaluaciones a diferentes resoluciones espaciales para la mejor identificación de las zonas óptimas de restauración. Se propone un modelo conceptual general de toma de decisiones de restauración a escala de cuenca en función de la provisión de servicios de los ecosistemas y de los factores de alteración ecológica. Finalmente la metodología aquí propuesta, desarrollada con SIG con la creación de mapas jerárquicos, ha resultado fácilmente adaptable a la escala de paisaje. Esto hace que nuestro modelo dependiendo de la disponibilidad de datos, sea una herramienta útil y fácilmente aplicable para la restauración a escala de cuenca hidrográfica o de paisaje, donde los servicios ecosistémicos estén alterados por diferentes factores de disturbio. ¿