Trade offs y sinergias de servicios ecosistémicos potenciales con base en cambios de coberturas vegetales

Abstract

La demanda sobre los recursos naturales se ha incrementado durante los últimos años, favorecida por el aumento poblacional, desencadenando presiones sobre los ecosistemas tropicales de montaña, y alteraciones significativas a las coberturas vegetales naturales y los usos del suelo asociados. Esta dinámica a su vez puede derivar en una variación de las funciones ecosistémicas y comprometer la capacidad de dichos ecosistemas para proveer bienes y servicios. En ese sentido, se hace necesario profundizar en el conocimiento de la dinámica de los servicios en el tiempo y sus interacciones, especialmente aquellos relacionados con los recursos agua y suelo, y que pueden ser susceptibles a los cambios de las coberturas vegetales. En este trabajo, se evalúan las relaciones de trade offs y sinergias de los servicios ecosistémicos potenciales de regulación hídrica y control de la erosión, en la cuenca estratégica de Rio Grande ubicada en los Andes Colombianos, la cual es fundamental para el abastecimiento de agua, la generación de energía hidroeléctrica y la producción agropecuaria de la región. Se generaron mapas de coberturas de la tierra a partir de clasificaciones supervisadas basadas en píxel, sobre imágenes Landsat para los años 1997, 2009 y 2019 y se incluyeron tres escenarios hipotéticos posibles: coberturas naturales, cultivos y pastos. Posteriormente, se emplearon las herramientas de modelación SWAT y RUSLE para representar los servicios ecosistémicos en cada uno de los escenarios planteados. Las transiciones de las coberturas y la intensidad de los cambios de los servicios entre los escenarios 1997-2009, 2009-2019, 1997-2019, 2019-Coberturas naturales, 2019-Cultivos y 2019-Pastos; se evaluaron píxel a píxel, y a partir de este resultado, se implementó un indicador haciendo uso del algebra de mapas, para identificar la posibilidad de que se haya generado trade off o sinergia en cada píxel. Se encontró que, durante las últimas dos décadas, no ha habido variaciones significativas en los servicios evaluados en la cuenca, debido a la alta permanencia de las coberturas vegetales. En general las relaciones de sinergias predominaron bajo todos los escenarios, sin embargo, solo para las transiciones asociadas a 2019-Coberturas naturales se presentaron sinergias incrementales o de ganancia de los servicios. Se identificó además que, para algunas transiciones de coberturas determinadas, pueden presentarse tanto trade offs como sinergias, lo que pone en evidencia la complejidad de las asociaciones entre los factores ambientales de un ecosistema. Nuestros hallazgos indican que el conocimiento y la valoración de las interacciones entre los servicios ecosistémicos sobre escenarios actuales y futuros, son fundamentales en la definición de herramientas de gestión y planificación del territorio, especialmente en áreas estratégicas. (texto tomado de la fuente)

The demand on natural resources has increased in recent years, favored by population growth, triggering pressures on tropical mountain ecosystems and significant alterations to natural vegetation cover and associated land uses. This dynamic in turn can lead to a variation in ecosystem functions and compromise the capacity of these ecosystems to provide goods and services. In this sense, it is necessary to deepen the knowledge of the dynamics of services over time and their interactions, especially those related to water and soil resources, which may be susceptible to changes in vegetation cover. In this work, trade-offs and synergies of potential ecosystem services of water regulation and erosion control are evaluated in the Rio Grande strategic watershed located in the Colombian Andes, which is fundamental for water supply, hydroelectric power generation and agricultural production in the region. Land cover maps were generated from supervised pixel-based classifications on Landsat images for the years 1997, 2009 and 2019 and included three possible hypothetical scenarios: natural cover, crops and pastures. Subsequently, SWAT and RUSLE modeling tools were used to represent the ecosystem services in each of the scenarios. Cover transitions and intensity of service changes between the 1997-2009, 2009-2019, 1997-2019, 2019-Natural Cover, 2019-Crops and 2019-Pasture scenarios were evaluated pixel by pixel, and based on this result, an indicator was implemented using map algebra to identify the possibility of trade off or synergy in each pixel. It was found that, during the last two decades, there have been no significant variations in the services evaluated in the basin, due to the high permanence of vegetation cover. In general, synergistic relationships predominated under all scenarios; however, only for the transitions associated with 2019-Natural Cover were there incremental synergies or gains in services. It was also identified that, for some given cover transitions, both tradeoffs and synergies can occur, highlighting the complexity of associations between environmental factors in an ecosystem. Our findings indicate that knowledge and valuation of the interactions between ecosystem services in current and future scenarios are fundamental in the definition of land management and planning tools, especially in strategic areas.