Curso sobre Recursos FitogenéticosCurso sobre Recursos FitogenéticosHotel Resort de Kaluyo

Uso de herramientas de información geográfica en la gestión de los recursos fitogenéticosla gestión de los recursos fitogenéticos

Preparado por:Ing. Agr. Fernando Patiño R.f.patino@proinpa.org

Mayo, 2009Cochabamba ‐ Bolivia

CONTENIDO

I. INTRODUCCION

II. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

‐ Definiciones‐ Principales operaciones

III. APLICACIONES DE SIG EN MANEJO DE RECURSOS FITOGENETICOS

CONTENIDO

I. INTRODUCCION

II. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

‐ Definiciones‐ Principales operaciones

III. APLICACIONES DE SIG EN MANEJO DE RECURSOS FITOGENETICOS

I.   INTRODUCCION

• Manejo de los recursos genéticos:

Es un proceso complejo.Implica distintas etapas las cuales están vinculadas e interrelacionadas.

S l ió d

Diseño e implementación de 

Selección de una taxaprioritaria 

puna estrategia de conservación complementariacomplementaria

• En cada etapa se generan varios tipos de datos, por ejemplo:

Identidad del germoplasma (datos pasaporte)Identidad del germoplasma (datos pasaporte).Características del germoplasma (datos caracterización y evaluación).

I.   INTRODUCCION

• Datos de pasaporte incluyen la localización (sobre la superficie de la tierra (latitud, longitud, altitud) de los sitios en donde crece el germoplasma.(latitud, longitud, altitud) de los sitios en donde crece el germoplasma.

• Estos datos pasaporte se encuentran en los bancos de germoplasma y herbariosherbarios.

I.   INTRODUCCION

• Cada una de las etapas del manejo de los recursos genéticos no solo genera datos, también los requiere. Por ejemplo:datos, también los requiere. Por ejemplo:

La colecta de germoplasma PREVIAMENTE requiere de datos de un taxón X existentes en la literatura y en los sistemas detaxón X existentes en la literatura y en los sistemas de documentación de  bancos de germoplasma y herbarios.

L d f i d d li d f j• Los datos georeferenciados pueden ser analizados en forma conjunta con otros datos provenientes de diferentes fuentes, tales como:

Clima.Vegetación.Suelo.

• El objetivo: Estimar la distribución y la fenología del taxón X.

CONTENIDO

I. INTRODUCCION

II. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

‐ Definiciones‐ Principales operaciones

III. APLICACIONES DE SIG EN MANEJO DE RECURSOS FITOGENETICOS

II.   SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 

• Algunas definiciones:Algunas definiciones:

Sistema de manejo de base de datos el cual maneja simultáneamente datos espaciales en forma grafica (mapas) y datos no espaciales (atributos)espaciales en forma grafica (mapas) y datos no espaciales (atributos) (Guarino et al., 2002)

Si t i l d b d d t d j d t áfiSistema especial de bases de datos, capaz de manejar datos geográficos, que están georeferenciados, los cuales pueden ser visualizados como mapas (Bracken & Webster, 1992).

II.   SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 

• Las principales operaciones que se hace en un SIG son:

a) Inserción de datos (verificación y edición).

• Los datos que ingresan a un SIG pueden provenir de:• Los datos que ingresan a un SIG pueden provenir de:

Digitalización de mapas cartográficos (en papel).I ió d d di i l ( j l dImportación de datos digitales (por ejemplo: datos pasaporte de germoplasma, bases de datos digitales a nivel regional o global).

P St tNationalGeospatial‐IntelligenceAgency (USA)

Penn StateUniversityLibraries (USA)

Agency (USA)

II.   SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 

b) Almacenamiento (manejo y recuperación de datos)

• Un SIG almacena/representa los datos en forma de:

VectoresVectores

Puntos.Lí líLíneas o polígonos.

Raster o grid

En celdas, cada una con un valor especifico para la variable estudiada.p

II.   SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 

c) Manipulación y análisis

• Es el análisis de los datos espaciales y no espaciales insertos en un SIG.

• Ejemplos de análisis:

M d l ióModelación.Estadísticas básicas en áreas de interés.Consultas.Comparaciones entre patrones geográficos.

II.   SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA 

d) Generación de resultados

• Visualización de datos espaciales en pantalla.

• Producción de mapas impresos de datos espaciales y no espaciales• Producción de mapas impresos de datos espaciales y no espaciales de interés, según escala y color de preferencia.

P d ió d bl áfi i i idi i l• Producción de tablas, gráficos y animaciones tridimensionales.

CONTENIDO

I. INTRODUCCION

II. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

‐ Definiciones‐ Principales operaciones

III. APLICACIONES DE SIG EN MANEJO DE RECURSOS FITOGENETICOS

III.    USO DE SIG PARA EL MANEJO Y CONSERVACION DE LOS RECURSOS FITOGENETICOSFITOGENETICOS

Algunas consideraciones previas:

• Diferentes tipos de análisis espacial  (hechos en SIG) pueden aplicarse a datos de origen, caracterización y evaluación con el fin de lograr un manejo eficiente de los recursos fitogenéticoseficiente de los recursos fitogenéticos.

• Los resultados permiten la toma de decisiones oportunas, en menor tiempo y con un manejo optimo de recursos (humanos financieros etc )y con un manejo optimo de recursos (humanos, financieros, etc.)

ESTUDIO DE CASO = ESPECIES SILVESTRES DE PAPA EN BOLIVIA

LAS PAPAS SILVESTRES EN  BOLIVIA

• Existen 34 especies silvestres de papa en Bolivia, de las cuales 21 son endémicas.

• Bolivia ocupa el tercer lugar en cuanto a numero de especies silvestres de papa luego de Perú y Méxicosilvestres de papa, luego de Perú y México.

• En Bolivia pese a que se habían realizado varias colectas de papas silvestres no existía una colección de germoplasmapapas silvestres, no existía una colección de germoplasma.

• Todas las especies silvestres tienen rasgos de interés para mejoramiento genético (resistencia a plagas, enfermedades, etc.)

OBJETIVOS

1. Determinar la distribución espacial de germoplasma silvestre de papa (34 especies)silvestre de papa (34 especies).

2. Determinar la distribución potencial actual y futura de t i b di i li átiestas especies en base a condiciones climáticas 

actuales y futuras.

3. Cuantificar el impacto del cambio climático en la distribución geográfica de especies silvestres de papa endémicas de Bolivia.

4. Identificar zonas de colecta de especies con bajo numero de accesiones en la colección de germoplasmanumero de accesiones en la colección de germoplasma silvestre del BNTRAs.

5 Identificación de zonas de diversidad5. Identificación de zonas de diversidad.

6. Generar información sobre características de los háb dhábitats de estas especies.

IDENTIFICACION DE FUENTES DE INFORMACION Y RECOPILACION

• Recopilación de información de la especie de interés, referida a:

TaxonomíaDiversidad genéticaDi t ib ió áfiDistribución geográficaAdaptación ecológicaEtnobotánica

• También de información sobre la zona o región donde crece la especie:p

GeografíaEcologíaEcologíaClimaEtnografía

IDENTIFICACION DE FUENTES DE INFORMACION Y RECOPILACION

• Información proveniente de colectas realizadas en siete departamentos de nuestro país.

SIGs EMPLEADOS

DIVA‐GIS  v5.4

ArcView v9.0

INSUMOS GENERADOS/IDENTIFICADOS

Base de datos de colectas, estructurada por ase de datos de co ectas, est uctu ada poPROINPA.

Historiales de clima actual y futuro (año 2050) disponibles en www.worldclim.org

METODOLOGIA

• Recopilación de datos espaciales de papas silvestresecop ac ó de datos espac a es de papas s est es

Centre for Genetic Resources (CGR)United States Department Of Agriculture Agricultural Research ServiceUnited States Department Of Agriculture, Agricultural Research Service, National Genetic Resources Program (USDA)Centro Internacional de la Papa (CIP)L ib i I tit t Of Pl t G ti A d C Pl t R h (IPK)Leibniz Institute Of Plant Genetics And Crop Plant Research (IPK)

• Complementados con 

Intergenebank Potato Database (IPD)Ochoa (2001)( )Hijmans et al. (2002)Spooner et al. (1994)Hijmans & Spooner (2001)Hijmans & Spooner (2001).

METODOLOGIA

1. Análisis de calidad de datos

1.1  Depuración de datos

Eliminación de registros duplicados (mismas coordenadas).Identificación de registros errados.Identificación de registros con información incompleta para suIdentificación de registros con información incompleta para su localización y asignación de coordenadas.

METODOLOGIA

1.2 Asignación de coordenadas, altitud y lugar de procedencia

Fallingrain

Biogeomancer

Google Earth v4.3

Atlas de Municipios (INE 2005)Atlas de Municipios (INE, 2005)

METODOLOGIA

1.3 Validación (DIVA‐GIS)

CHECK COORDINATES 

ENVELOPE

METODOLOGIA

2. Modelación

Modelo BIOCLIM del DIVA‐GIS

Con este modelo se identificaron áreas de distribución potencial de la especieCon este modelo, se identificaron áreas de distribución potencial de la especie, con distinta probabilidad  de aptitud (Bajo, Medio, Alto, Muy alto y Excelente), bajo condiciones climáticas actuales y futuras 

RESULTADOS (Distribución espacial)

Mapas de sitios de colecta de 34 especies silvestres de papa.

Solanum acaule

RESULTADOS (Distribución potencial actual y futura)

Mapas de distribución potencial de 34 especies silvestres de papa bajo condiciones de clima actuales.condiciones de clima actuales.

Solanum acaule

RESULTADOS (Distribución potencial actual y futura)

Mapas de distribución potencial de 34 especies silvestres de papa bajo condiciones de clima futuro.condiciones de clima futuro.

Solanum acaule

RESULTADOS (Distribución potencial actual y futura)

RESULTADOS (Cuantificar impacto del cambio climático)

a) S. alandiae b) S. arnezii

c) S. berthaultiid) S. boliviensesubsp. astleyi

e) S. circaeifolium var.capsicibaccatum

f) S. xdoddsii

RESULTADOS (Cuantificar impacto del cambio climático)

g) S. gandarillasii h) S. hoopesii

i) S. microdontum var. montepuncoense

j) S. xsucrensemontepuncoense

k) S. violaceimarmoratum

RESULTADOS (Cuantificar impacto del cambio climático)

Especies Superficie(km2)

Variación

Clima actual Clima futuro (km2) (%)

S. alandiae 17.240 18.560 1.320 +8

S. arnezii 4.760 7.640 2.880 +61

S berthaultii 53 680 54 640 960 +2S. berthaultii 53.680 54.640 960 +2

S. boliviense (subsp. astleyi) 7.340 6.140 ‐1.200 ‐16

S. circaeifolium (var. capsicibaccatum) 39.960 50.840 10.880 +27

S d dd ii 7 380 6 280 1 100 15S. xdoddsii 7.380 6.280 ‐1.100 ‐15

S. gandarillasii 3.100 3.160 60 +2

S. hoopesii 880 800 ‐80 ‐9

S. microdontum (var. montepuncoense) 41.820 34.180 ‐7.640 ‐18

S. xsucrense 52.160 47.000 ‐5.160 ‐10

S. violaceimarmoratum 16.660 13.800 ‐2.860 ‐17

RESULTADOS (Planificación de colecta de germoplasma)

Para este objetivo también se tomaron en cuenta los siguientes criterios:

Especie Representatividad

Tipo de distribución Área ocupación

Categoría Endemismo Priorización tividad ocupación

(%) Amplia Media Reducida (km2) UICN

1. S. avilesii 0.6 X 6,42 CR Endémica,

2 S. boliviense subsp. astleyi

0.9 X ‐ Endémica

3. S. bombycinum 0 ‐ Endémicay

4. S. circaeifolium var. capsicibaccatum

1.3 X 861,14 VU Endémica

dé i5. S. gandarillasii 0.4 X 476,82 EN Endémica

6. S. neocardenasii 0.2 X 4,18 CR Endémica

7. S. neovavilovii 0 ‐ Endémica7. S. neovavilovii 0 Endémica

8. S. soestii 0 ‐ Endémica

9. S. virgultorum 1.1 X ‐ Endémica

RESULTADOS (Planificación de colecta de germoplasma)colecta de germoplasma)

Valles del Departamento de Santa CruzSanta CruzProvincias Florida y Vallegrande

RESULTADOS (Planificación de colecta de germoplasma)colecta de germoplasma)

Valles del Departamento de Santa CruzSanta CruzProvincias Florida y Vallegrande

RESULTADOS (Identificación de zonas de diversidad)

Celda ~ 26 kmÁrea ~ 676 km2

RESULTADOS (Información sobre hábitats)

• Grafica de promedios mensuales de precipitación y temperatura (máxima y mínima) de la localidad, obtenidos con el menú CLIMATE del DIVA‐GIS.el menú CLIMATE del DIVA GIS.

• Información sobre zonas de t ió bt id d l Mvegetación obtenida del Mapa 

de Zonas de Vegetación  de Navarro y Ferreira (2007).

RESULTADOS (Información sobre hábitats)

Atlas de especies silvestres y cultivadas de papa de Bolivia 

RESULTADOS (Información sobre hábitats)

Atlas de especies silvestres y cultivadas de papa de Bolivia 

Muchas gracias!!!