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Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad
EAP, Zamorano.
24 de Mayo de 2011.
Presentar la metodología GLOBIO – CLUE de modelación de Abundancia Media de Especies y su aplicación en el ejercicio de modelación de Centroamérica ejecutados por IRBIO.
Valores económicos directos e indirectos
Relevancia para la reducción de la pobreza
Proteger la provisión de recursos y servicios de los ecosistemas
Compromiso político a la Convención de Diversidad Biológica◦ Reducción significativa de la tasa de pérdida de
biodiversidad
Estrategias Nacionales de Biodiversidad y Planes de Acción(170 países)
Biodiversidad
original
Destrucción de habitat
Sobreexplotación
Contaminación
Fragmentación e infraestructura
Cambio climático
Uso sostenible
Restauración
Medidas demitigación
Áreas Protegidas
100%
0%
Naturaleza diversa
Indicadores respuesta
◦ Áreas protegidas.
Indicadores de Presión
◦ Deposición de Nitrogeno.
Indicadores del Estado
◦ Area espefica de biomas, ecosistemas y habitat.
◦ Cobertura de áreas protegidas.
◦ Estado de las especies amenazadas: Lista Roja
◦ Abundancia y distribución de una selección de las especies.
5
Desarrollado por la Agencia Holandesa de Evaluación Ambiental
(PBL) y el Programa Ambiental de las Naciones Unidas (UNEP)
Metodología para medir y evaluar la pérdida de biodiversidad por
efecto de las principales presiones humanas en ecosistemas
terrestres
Determina la importancia relativa de las presiones
Evalúa los intercambios entre desarrollos socioeconómicos y el
medio ambiente a escala global, regional y
nacional
Analizar el impacto de las presiones en la biodiversidad
Determinar la importancia relativa de cada presión
Identificar las tendencias en el estado de la biodiversidad según los escenarios considerados
Analizar el efecto de varias opciones políticas de respuesta
Estimular la discusión
Integrar el tema de biodiversidad en agendas intersectoriales
Apoyar la toma de decisiones
Metas
pasado presente
Opciones de política
futuro
AmbienteBiodiversidad
Descripción en el sentido amplio de cómo un fenómeno depende de otro◦ Son simplificaciones
◦ Se enfocan en un limitado grupo de aspectosestablecidos
◦ Se centra en un preguntas particulares
GLOBIO: Cómo y en qué medida lasintervenciones humanas afectan la biodiversidad terrestre en su conjunto
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Mean Species Abundance o MSA
Indicador único utilizado en la metodología para expresar la biodiversidad
Abundancia media de especies relativa a suabundancia original en estado no intervenido
Asigna el mismo peso relativo a ecosistemas intactos de riqueza variada
Medida de qué tan intacto o natural es un área o ecosistema
Se expresa en una escala de 0 a 100%
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Speciesabundance
Range inintact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Speciesabundance
Range inintact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Speciesabundance
Range inintact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Speciesabundance
Range inintact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
original species of ecosystem
Species
abundance
Range in
intact ecosystem
a b c d e f x y zg h
MSA MSA MSA
Especies originales Especies originales Especies originales
Uso de Suelo (intensidad y cambios de uso)
Infraestructura de carreteras
Fragmentación de áreas naturales
Cambio Climático
Deposición de Nitrógeno
Medidas de presión obtenidas a partir de la revisión de publicaciones científicas y los datos que contienen.
MSA
Especie # individuos área no intervenida
# individuos áreaintervenida Abundancia(%)
1 45 50 100
2 30 20 66
3 0 5 0
4 10 0 0
5 3 0 0
6 1 0 0
7 1 4 100
Abundancia Media de Especies (MSA) 38
14
Extracción selectiva
Vegetación secundaria
Plantación
Tierras degradadas
100%
0%
50%
MSA
Bosque primario
GlobalGlobal Biodiversity Outlook2 de UNEP, Geographic Environmental Outlook 4 de UNEP, Evaluaciones ambientales de OECD y FAO
RegionalDesiertos globales, Evaluación de Desempeño Ambiental de la subregión del Mekong, EU-Ruralis, América Central
NacionalColombia, Ecuador, Peru, Nicaragua, Guatemala, Honduras, El Salvador, Belice, Panama, Mexico, Nicaragua, Kenya, Mozambique, Zambia, Cambodia, Laos, Myanmar, Tailandia, Vietnam
ProvincialYunan (China), Quang Nam (Vietnam)
Aplicaciones de GLOBIO
15
16
Modelación Global
Cuando otros indicadores no proveen suficienteinformación sobre el estado de la biodiversidaden un área
Cuando se busca analizar zonas extensas de características heterogéneas
Cuando se busca identificar y analizar lastendencias generales en la biodiversidad de un área
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Cuando se busca evaluar el impacto de lasintervenciones humanas en la biodiversidad
Cuando se busca evaluar el impacto de políticasambientales en el alcance de los objetivos propuestos
Cuando se busca una representación geográfica del análisis e identificar zonas de cambio
Cuando existen restricciones de tiempo y recursospara levantar trabajo exhaustivo de campo
Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad
EAP, Zamorano.
24 de Mayo de 2011.
Revisión de literatura
Identificación de factores
determinantes/variables
por presión
Construcción de
categorías / regresiones
Elaborada por Alkemade et al. (2009)
Los resultados se utilizan como insumo para la modelación local
140 publicaciones, riqueza y abundancia de especiesen distintos usos de suelo:◦ África: 24; Asia: 36; Europa: 21; Norte de America: 23; Sur
de America: 27; Oceania: 7◦ 62 cobertura de bosque tropical; 31 Otras coberturas; 17
áreas de pastizales9 matorrales o arbustos; 5 desiertos
◦ Cerca de 5700 especies: 2100 especies de plantas, 1700 insectos, 1300 aves, 150 otros vertebrados.
21
Cerca de 300 reportes sobre el impacto de la infraestructura
Cerca de 20 reportes sobre el efecto de la fragmentación de áreas naturales en especies representativas. 250 especies, principalmente mamíferos
Cerca de 50 reportes que relacionan la deposición de Nitrógeno con la riqueza de especies de un área
Revisión de estudios que relacionan cambios en la extensión de los ecosistemas con la pérdida de abundancia en especies
22
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
prim
ary
fore
st
sele
ctive
loggin
g
secondary
fore
st
agro
fore
str
y
pla
nta
tions
cro
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nd
pastu
re
mean s
pecie
s a
bundance
23
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
primary pasture cropland
mean s
pecie
s a
bundance
Forestal
Pastizales
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 2 4 6 8 10 12
distance to roads
mean
sp
ecie
s a
bu
nd
an
ce
grasslands, deserts, wetlands
boreal and temperate forests
tropical forests and tundra
MSA e Infraestructura
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2000 4000 6000 8000 10000
minimum area requirement
perc
en
tag
e o
f sp
ecie
s
birds
mammals
25
Patch size dependence
MSA y Fragmentación
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 5 10 15 20
N g.m-2
sp
ecie
s r
ich
nes r
ati
o
pastosbosques
tundra
MSA y Deposición de Nitrógeno
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0
Temperature change (degrees)
mea
n a
rea
red
uct
ion
pastos
tundra
bosques
MSA y Cambio Climático
Revisión de literatura
Identificación de factores
determinantes/variables
por presión
Construcción de
categorías / regresiones
Uso de Suelo
Intensidad de uso
Cambio de uso
Infraestructura
Distancia a carreteras
Tipo de ecosistema
Densidad poblacional
Fragmentación Tamaño de parches
Cambio climático
Aumento de temperatura
Tipo de ecosistema
Deposición de
Nitrógeno
Deposición
Carga crítica
Revisión de literatura
Identificación de factores
determinantes/variables
por presión
Construcción de
categorías / regresiones
Clase Bd Nombre Valor MSA
10 Bosque primario 1.011 Plantación forestal 0.212 Bosque secundario 0.513 Bosque primario ligeramente intervenido 0.7
20 Agro forestería 0.530 Agricultura extensiva 0.331 Agricultura intensiva irrigada 0.0532 Agricultura intensiva 0.133 Perennes y biocombustibles 0.240 Pastizales y matorrales naturales 1.041 Pastizales artificiales 0.142 Áreas de pastoreo 0.750 Suelos desnudos y nieves naturales 1.060 Cuerpos de agua naturales Nulo61 Cuerpos de agua artificiales Nulo62 Ríos y arroyos Nulo70 Áreas construidas 0.05
MSA y Uso de Suelo
Distancia (km) del buffer del efecto Agrícola Pastos BosqueTropical
Impacto 1 (MSA = 0.5) 0.5 0.5 1
Densidad/pob 0-10 / km2 0.25 0.25 0.5
Densidad/pob 10-50 / km2 0.5 0.5 1
Densidad/pob >50 / km2 0.75 0.75 1.5
Impacto 2 (MSA = 0.75) 1.5 1.5 3
Densidad/pob 0-10 / km2 0.75 0.75 1.5
Densidad/pob 10-50 / km2 1.5 1.5 3
Densidad/pob >50 / km2 2.25 2.25 4.5
Impacto 3 (MSA = 0.9) 5 5 10
Densidad/pob 0-10 / km2 2.5 2.5 5
Densidad/pob 10-50 / km2 5 5 10
Densidad/pob >50 / km2 7.5 7.5 15
MSA e Infraestructura
Área (km2) Valor MSA1 0.550010 0.7122100 0.85431000 0.958110000 0.9836100000 1.0000> 100000 1.0000
MSA y Fragmentación
Ecosistema Ecuación Aplicado a clases generalesEcosistema Ártico-alpino MSAN = 0.9 - 0.05 NE Nieves y hielosBosque de coníferas
borealMSAN = 0.8 – 0.14 ln (NE) Bosques
Pastizales MSAN = 0.8 – 0.08 ln (NE) Pastos y MatorralesNE = Excedente de Nitrógeno
MSA y Deposición de Nitrógeno
Año Δt oC2000 0.5692005 0.6472010 0.7592015 0.8822020 1.0072025 1.1492030 1.2982035 1.4322040 1.5732045 1.7142050 1.847
Bioma Pendiente (oC-1)Hielos 0.023Tundra 0.154Tundra (maderable) 0.284Bosque boreal 0.043Bosque de coníferas tierra fría 0.168Bosque templado mixto 0.045Bosque templado deciduo 0.100Bosque mixto de tierra cálida 0.052Pastos 0.098Desierto 0.036Arbustos 0.129Sabana 0.093Tropical (maderable) 0.039Bosque tropical 0.034
MSA y Cambio Climático
MSA = 1 – Pendiente * Δt
MSAtot = MSAluc * MSAinfra * MSAfrag * MSAclim * MSAnitr
Elaboración de capas de impacto por presión
Recopilación de información espacial por presiones
Reclasificación de información en categorías de impacto / aplicación de regresiones
Combinación de capas impacto
37
38
39
40
41
42
Mapa de Uso de Suelos.
Mapa de Carreteras.
Mapa de Ecosistemas o Ecorregiones.
Mapa de Deposición y Carga Crítica de Nitrógeno.
Tablas de Valores de MSA.
Capas de insumo proyectadas a futuro según los escenarios considerados: Modelo CLUE
Marco de modelación CLUE (Verburg, 2002)
Modelación dinámica de la competencia entre las demandas por los distintos usos de suelo de un área condicionada por los factores que determinan su ubicación
Procedimiento iterativo
Módulo No
Espacial
• Determinantes de la magnitud de los cambios
• Escenarios y demandas regionales
• Cuantificación de las demandas de uso de suelo
Módulo
Espacial
• Determinantes de la ubicación de los cambios
• Características locales
• Distribución de las demandas de uso de suelo
Escenario de
Referencia
•Se proyectan las
tendencias actuales
Opción Mitigación
Cambio Climático
•Se mantendrían los
niveles de CO2
atmosféricos en
<450 ppm
•Se reduciría el
consumo de
energía fósil
•Aumentaría la
producción de
biocombustibles
Opción Plantaciones
Forestales
•Aumentaría la
demanda de
maderas
•Aumentarían las
plantaciones
forestales
sostenibles
Opción Áreas
Protegidas
•Aumentaría la
protección efectiva
de todos los
biomas a nivel
global (a 20% del
área total)
Ejemplo: Escenarios Globales
Fuente: Alkemade et al., 2009
Ejemplo: Escenarios Globales
Cambio Climático
Plantaciones forestales
Áreas Protegidas
2000Región Referencia 2050
Requerimientos de Área en km2 por Uso de Suelo para Año
Año
Bosque
Pri
mari
o
Bosque
Secundari
o
Agro
Fore
ste
ria
Ag
Exte
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Ag
Inte
nsiv
a
Pasto
sN
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rale
s
Pasto
sC
ult
ivados
Silvo
Pasto
ril
Otr
os
0 2000 51155 5230 2062 37654 947 10438 11295 1285 10475
1 2001 50695 5301 2102 38044 1007 10385 11242 1290 10475
2 2002 50235 5372 2142 38434 1067 10332 11189 1295 10475
3 2003 49775 5443 2182 38824 1127 10279 11136 1300 10475
4 2004 49315 5514 2222 39214 1187 10226 11083 1305 10475
5 2005 48855 5585 2262 39604 1247 10173 11030 1310 10475
6 2006 48395 5656 2302 39994 1307 10120 10977 1315 10475
7 2007 47935 5727 2342 40384 1367 10067 10924 1320 10475
8 2008 47475 5798 2382 40774 1427 10014 10871 1325 10475
9 2009 47015 5869 2422 41164 1487 9961 10818 1330 10475
10 2010 46555 5940 2462 41554 1547 9908 10765 1335 10475
FACTORES
Geología
Erosión
Elevación
Precipitación
Distancia a ríos
Distancia a carreteras
Densidad poblacional, etc.
Reglas de transición
Reglas de peso de preferencia de conversión
Bosque Primario BarbechoAgricultura
Bosque Secundario
Característica
del uso de suelo
Característica de
cada ubicación
Cálculo de
probabilidad
Distribución
Comparación
con la demanda
establecida
Comparación
con nivel de
error
Paso al año
siguiente
Escenarios Cuantificación Insumos CLUE
Procedimiento
de
distribución
CLUE
Mapa futuro
de Uso de
Suelo
GLOBIO
GLOBIO
Mapa futuro de
Uso de Suelo
Mapa futuro de
Fragmentación
Mapa futuro de
Deposición N
Mapa futuro de
Cambio
Climático
Mapa futuro de
Infra
estructura
Alcance de la metodología y el indicador
Aplicabilidad al contexto específico
Calidad de los insumos
Actualización de los modelos con base en informacióndisponible
Integración de resultados en procesos políticos concretos
Consideración de los supuestos del modelo al momentode obtener conclusiones
Complementación con otros indicadores y trabajo de campo
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EAP, Zamorano.
24 de Mayo de 2011.
Objetivos:
Adaptar una metodología global al contexto regional-nacional
Realizar una aproximación preliminar al estado de la biodiversidad en términos del MSA a partir de la información disponible al momento de aplicar los modelos según las fuentes que fueron consultadas
Poner la herramienta a disposición de los países
Colaboración entre la Comisión Centroamericana de Ambiente y Desarrollo (CCAD) – IRBIO – PBL en el marco de PROMEBIO
En el contexto del cumplimiento de los compromisos adoptados con la Convención de Diversidad Biológica (CBD)
Primera evaluación regional construida a partir de evaluaciones nacionales individuales.
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Capacitación a técnicos de los autoridades ambientales nacionales
Intercambio de información de insumo para modelación regional
Escenario Base
• Aumento de la población, migración, PIB, exportaciones y sector terciario
• Reducción del sector primario
• Efecto constante
ALIDES
• Transformación de sectores económicos
• Promoción de reforestación y producción sostenible
• Efectos incrementales
Liberación
Comercial
• Mayor acceso a mercado
• Exportación de productos agropecuarios
• Importación de combustibles y bienes procesados
• Efectos decrecientes
Mapas nacionales y regionales
Cifras agregadas
Reportes de resultados
Bases de datos
Capacidad técnica instalada
46%
9%
4%0%2%
39%
MSA Remanente
Infraestructura
Fragmentación
Depostion
Cambio climático
Uso de suelo
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
48.09%
9.47%5.80%
0.00%
2.54%
34.10%
Estado Actual
41.64%
7.90%4.78%0.00%
4.16%
41.52%
Escenario Base
42.77%
8.29%4.78%0.00%
4.15%
40.01%
Escenario ALIDES
40.56%
7.73%4.76%0.00%
3.91%
43.05%
Escenario Liberación Comercial
Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá
Uso de Suelo 27.88% 15.43% 36.50% 56.56% 32.14% 39.02% 38.74%
Cambio Climático 4.01% 3.08% 1.88% 2.02% 1.96% 1.88% 2.66%
Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Fragmentación 14.83% 1.93% 4.11% 4.20% 2.66% 4.16% 2.67%
Infraestructura 13.85% 25.29% 11.13% 6.35% 5.18% 9.21% 3.71%
MSA Remanente 39.44% 54.27% 46.37% 30.88% 58.05% 45.74% 52.22%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Estado Actual
Resultados por Países
Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá
Uso de Suelo 35.06% 21.52% 49.87% 54.80% 43.77% 36.91% 40.27%
Cambio Climático 3.84% 2.90% 4.31% 4.45% 4.48% 4.16% 4.16%
Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Fragmentación 14.21% 1.84% 2.93% 4.30% 0.79% 3.38% 1.88%
Infraestructura 13.28% 23.96% 6.15% 7.91% 0.53% 14.07% 5.46%
MSA Remanente 33.61% 49.78% 36.73% 28.54% 50.42% 41.48% 48.23%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Escenario Base
Resultados por Países
Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá
Uso de Suelo 34.50% 12.25% 49.91% 54.39% 39.30% 32.73% 43.36%
Cambio Climático 3.86% 3.05% 4.32% 4.46% 4.45% 4.08% 4.15%
Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Fragmentación 14.27% 1.94% 2.65% 4.23% 0.91% 3.45% 1.99%
Infraestructura 13.34% 25.18% 6.09% 7.95% 1.14% 16.86% 4.90%
MSA Remanente 34.03% 57.59% 37.03% 28.97% 54.19% 42.87% 45.59%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Escenario ALIDES
Resultados por Países
Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá
Uso de Suelo 37.80% 24.43% 44.75% 56.98% 47.07% 49.70% 39.21%
Cambio Climático 3.78% 2.88% 4.25% 4.49% 4.48% 1.88% 4.18%
Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Fragmentación 14.00% 1.83% 3.11% 3.89% 0.79% 3.25% 1.97%
Infraestructura 13.08% 23.80% 8.73% 7.04% 0.53% 8.91% 4.38%
MSA Remanente 31.33% 47.05% 39.17% 27.60% 47.13% 36.27% 50.25%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Escenario Liberación Comercial
Resultados por Países
Difusión de informes de resultado y material de comunicación
Transferencia de los modelos
Mejoramiento de las herramientas
Evaluación de nuevos escenarios, p.e.◦ Adaptación al cambio climático
◦ Módulo de ecosistemas acuáticos
Integración de resultados en procesos políticos
Disponibles en: http://www.promebio.irbioccad.org/
Gracias