PROGRAMA MONITOREO AMBIENTAL PARA CAMBIO CLIMÁTICO EN ECOSISTEMAS AGRÍCOLAS ALTOANDINOS – MACACEA. Apolinar Figueroa Casas. Ph. D. Director Grupo de Estudios Ambientales GEA. Universidad del Cauca. Colombia. E mail apolinarfiguero@gmail.com Biol. Juan Pablo Martínez Idrobo. Investigador Grupo de Estudios Ambientales GEA. Universidad del Cauca. Colombia. E mail juanpabmartinez@gmail.com Biol. Mónica Patricia Valencia Rojas. Investigador Grupo de Estudios Ambientales GEA. Universidad del Cauca. Colombia. E mail mpvalenciar@gmail.com Biol. Samir C Joaqui Daza. Investigador Grupo de Estudios Ambientales GEA. Universidad del Cauca. Colombia. E mail scjoaqui@gmail.com Ph,D Jorge Fernando Navia y el Máster en Ingeniería Agroforestal Javier

Aníbal León. PERIODO DE REALIZACIÓN AGOSTO 2008 – AGOSTO 2011 INTEGRANTES DE LA ALIANZA: UNIVERSIDAD DEL CAUCA – GEA Institución líder de la alianza, SOCIEDAD DE AGRICULTORES Y GANADEROS DEL CAUCA – SAG, UNIDAD ADMINISTRATIVA ESPECIAL DEL SISTEMA DE PARQUES NACIONALES NATURALES - TERRITORIAL SURANDINA – UAESPNN DTSA, EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE POPAYÁN E.S.P, GOBERNACIÓN DEL DEPARTAMENTO CAUCA, FUNDACIÓN ECOHABITATS (ONG) y el CENTRO REGIONAL DE PRODUCTIVIDAD E INNOVACIÓN DEL CAUCA – CREPIC, MINISTERIO DE AGRICULTURA YDESARROLLO RURAL RESUMEN Este programa tienen como finalidad propiciar las condiciones técnicas y científicas requeridas para garantizar la adaptabilidad y permanencia de los encadenamientos productivos de mayor relevancia en los ecosistemas alto andinos, bajo los escenarios de cambio climático en el mediano y largo plazo. El programa mediante la interacción de los dos proyectos evaluará los efectos del cambio climático y permitirá la modelación de los escenarios más propicios, no solo para el mantenimiento de la producción sino para la sostenibilidad ambiental de la zona de producción, de la capacitación de los actores y muy especialmente de los procesos de regulación y competitividad en el ámbito nacional para el encadenamiento y la seguridad alimentaria de la región. ABSTRACT This program aims to promote scientific and technical conditions required to ensure the adaptability and permanence of the most important productive

chains in the high Andean ecosystems under climate change scenarios in the medium and long term. The program through the interaction of the two projects will assess the effects of climate change and allow the modeling of the scenarios more conducive not only to maintain production but to the environmental sustainability of the production area, the training of actors and especially the processes of regulation and competitiveness at the national level for the chain and food security in the region. PALABRAS CLAVES: Cambio climático, sistemas de producción altoandinos, agua, modelos, línea base. ABSTRACT (Maximo 200 palabras en Ingles) 1. INTRODUCCIÓN Con un aumento proyectado para el 2050 en la temperatura media anual para el territorio nacional entre 1°C y 2°C y una variación en la precipitación del 15%, se espera que el 78% de los nevados y el 56% de los páramos desaparezcan (GONZÁLES. Sf.), alterando los flujos de nutrientes y la retención de agua en ecosistemas de páramo (CN1)1. Así planteado el cambio climático demanda un esfuerzo orientado al conocimiento de los procesos ambientales, ecológicos y sociales en ecosistemas estratégicos altoandinos como requerimiento para diseñar y proponer alternativas de gestión que disminuyan la vulnerabilidad ante el cambio. En este contexto, para el desarrollando el programa “MACACEA”, se considera el monitoreo, el seguimiento ambiental, y la modelación para la construcción de escenarios, de cambio climático evaluando sus efectos sobre las poblaciones humanas y la seguridad alimentaria, articulándose al programa de Doctorado en Ciencias Ambientales, con el fin de brindar herramientas para la toma de decisiones y proponer alternativas de adaptación que incidan en la calidad de vida de las comunidades locales, la productividad y la competitividad de la región. La aplicación del programa "MACACEA" en el sistema productivo de la papa y el ganado multipropósito (leche y carne) en sistemas altoandinos tiene motivaciones de tipo productivo, socioeconómico y de competitividad, especialmente para regiones como el suroccidente colombiano (excluyendo al Valle) cuyos departamentos deben mejorar su ritmo de desarrollo para lograr la mayor parte de los objetivos del milenio. En el departamento del Cauca para el año 2004, el cultivo de la papa presentaba una superficie cultivada de 5,787.5 hectáreas cuya producción estuvo alrededor de las 89,089.0 Toneladas métricas con un rendimiento de

1 La Primera Comunicación Nacional (CN1) determinó que los ecosistemas colombianos más vulnerables a los efectos del cambio climático serían los de Alta Montaña (Paramos).

15,393.3 Kg/Ha (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, - Anuario Estadístico, Observatorio Agrocadenas Colombia - Cultivo de Papa, 2007); como se mencionó anteriormente el Cauca es un departamento donde las actividades agropecuarias representan el 26% del PIB Departamental y el 0,31 del Nacional (PGAR-CRC, 2002), Solamente en el sector de Malvasá (Totoró) existen 1800 Ha cultivadas en papa con una produccion de 77.063 ton/año que genera ingresos por $30.825Ž200.000 año en referencia a la ganaderia se tienen 2000 Ha destinadas a la produccion de leche con una carga de 1400 animales y un rendimiento de 5.110.000 litros/ año que genera ingresos por $3.985Ž800.000 año, en produccion de carne se utilizan 2200ha con una carga de 4000animales y un rendimiento de 1020to/año que genera unos ingresos $3.264Ž000.000 año. Estas actividades economicas representan 4500 empleos directos. La actividad ganadera multipropósito en el Cauca (producción de carne y leche), se concentra principalmente en el ecosistema del Macizo, ocupando en la meseta de Popayán (Timbío, Popayán, Cajibío, Piendamó, Morales y Tambo) 4.500 Ha, en el municipio de Puracé (Paletará, Patugó, Calaguala, Peidraleón, Coconuco) 7.000 Ha, en el municipio de Sotará (Paispamba, Casas Nuevas, Chapa, Trébol, Chiribío) 3.500 Ha, en Totoró (Gabriel López, Santa Lucía, Totoró) 4.200 Has, en la Zona Sur (Patía, Mercaderes, Macizo Colombiano, Balboa) 5.000 Ha y en otras Zonas de alta montaña (Toribío, Jambaló, Silvia, Inzá, Belalcazar, otros) aproximadamente 3.600 Has, estas extensiones corresponden al 92% del área destinada a este sistema productivo en el departamento y en su mayoría es de tipo extensiva, la producción total de leche en el Cauca esta alrededor de los 30 millones de Litros por año. El programa está constituido por los proyectos de investigación: i) Estrategia Integral de Monitoreo y Evaluación de Cambio Climático en Sistemas Agrícolas y Ecosistemas Altoandinos. Id 2453, ii) Modelamiento Climático, Patrones de Cambio y sus Efectos en Ecosistemas Agrícolas Altoandinos, Identificando Medidas de Adaptación y Mitigación para la Planificación, financiados por el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural en la convocatoria nacional para la cofinanciación de programas y proyectos de investigación, desarrollo tecnológico e innovación para el sector agropecuario por cadenas productivas 2008. Se soporta en el programa de doctorado en Ciencias Ambientales, marco de formación e investigación en el cual los estudiantes del doctorado desarrollaran sus propuestas en temáticas relacionadas con el programa como estrategia de continuidad formativa académica e investigativa. 2. METODOLOGIA

El desarrollo del programa MACACEA abarca los municipios de Popayán, Silvia, Puracé, Totoró y Sotará en un área de 1675 Km2, incluye las cuencas de los ríos Palacé, Piendamó, Piedras, y Alto Cauca. Estas unidades fueron priorizadas por ser las principales fuentes abastecedoras para los sistemas productivos, cabeceras municipales y acueductos veredales en la región (Figura 1).

En este sentido, se consideraron los sectores productivos de Gabriel López (Totoró) y Valle de las Papas (Puracé), en donde se desarrollan actividades de ganadería multipropósito y cultivos de papa a gran escala con fines comerciales. De forma complementaria se incluyen las zonas de Quintana (Popayán) y Pilimbalá-San Rafael (Puracé) con sistemas de menor escala.

Figura 1. Área de estudio programa MACACEA, municipios departamento del Cauca. El Programa MACACEA metodológicamente está diseñado bajo un esquema de marco lógico (Figura 2) conformado por tres pilares a saber: A. LÍNEA BASE Y MODELACIÓN. Mediante el cual se genera e integra

información primaria/secundaria de diferentes componentes ambientales (Agua, suelo, vegetación, fauna, espacial, socioeconómico, climatológico, etc.), y se construyen escenarios potenciales asociados al cambio climático.

B. RED DEL AGUA. Mecanismo para la construcción del tejido social que apoye la gestión ambiental de forma operacionalizada con las comunidades, considera el nivel interinstitucional y las redes locales mediante el programa de educación ambiental.

C. SISTEMA DE INFORMACIÓN REGIONAL DEL AGUA – SIRA. Es una

plataforma tecnológica que permite administrar información pertinente para gestión, control y monitoreo ambiental. Es el banco de datos adecuado para toma de decisiones estratégicas.

Figura 2. Marco Lógico Programa MACACEA.

Para los propósitos del presente artículo se referirán las metodologías relacionadas con los avances presentados. A. MONITOREO DE VARIABLES AMBIENTALES: La definición de una arquitectura orientada a servicios para intercambio de servicios meteorológicos, implica el proceso de unificar la información que reside en muchas fuentes y proveer una interfaz de acceso unificado a las mismas. En este sentido destaca dos componentes el software (Modulo de Variables Ambientales - MVA) y la red de estaciones. La Arquitectura Orientada a Servicios (SOA) es una evolución de la computación distribuida diseñada para permitir la interacción de componentes software, llamados servicios, a través de la red. Una solución SOA, tiene tres componentes principales lógicos: Consumidores, Infraestructura SOA (Aplicaciones, Servicio de Soporte y Servicios) y Productores.

Dentro del despliegue de la red se cubrieron las siguientes etapas: i) Análisis y requerimientos de los sitios de muestreo, ii) Análisis comparativo del hardware de las diferentes casas proveedoras y iii) Análisis comparativo de los medios de comunicación para transferencia de información en cada sitio.

Los sitios de emplazamiento fueron elegidos mediante la regionalización del área, teniendo en cuenta la representatividad de la información, estos análisis se efectuaron empleando técnicas SIG de interpolación y generación de polígonos de Thyssen. Se han implementado cinco estaciones climatológicas y una hidrométrica en la cual se realiza calculo indirecto de caudal.

B. DINÁMICAS ECOLÓGICAS EN ÁREAS DE TRANSICIÓN DE ECOSISTEMAS ALTOANDINOS. Para las zonas de transición el levantamiento de la vegetación atendió los lineamientos metodológicos propuestos por Williams (1998) para bordes, implementando parcelas anidadas con áreas diferentes según el estrato, distribuidas en el gradiente matriz-interior. Se seleccionaron dos fragmentos de bosque con diferentes grados de intervención en los que se determinó la riqueza, estructura vertical, densidad, frecuencia relativa e índice de similitud. Las variables abióticas o microambientales (Radiación solar, temperatura del aire, suelo y humedad relativa) de los bordes se midieron 50 m. hacia el interior del bosque y 30 m. hacia el área adyacente ó matriz; las medidas se efectuaron cada 10 m del margen del borde hacia el interior del bosque y cada 5 m. del margen del borde hacia la matriz (Figura 3) de izquierda a derecha.

Figura 3. Metodología establecida para medición variables microambientales.

C. LÍNEA BASE RECURSO HÍDRICO Para la determinación de las condiciones de calidad del agua y evaluar la contaminación en un ámbito geográfico o temporal debe tenerse el referente del estado natural del agua y hacer seguimiento, a través del monitoreo, de dicho estado. A través de ponderaciones y agregación de parámetros y variables físicas, químicas, bacteriológicas y biológicas se logran obtener un Índice de calidad del agua -ICA, el cual puede ser determinado para cada objetivo de calidad establecido. Para conocer el ICA del recurso hídrico superficial de manera general, de cuya evaluación se puede conocer la posible aptitud para la utilización del agua, se considera básico tener información mínima de los parámetros: pH, Temperatura, Oxigeno Disuelto, Conductividad Eléctrica, Sólidos Suspendidos Totales, Demanda Química de Oxigeno, Demanda Bioquímica de Oxigeno, Nutrientes Nitrogenados, Coliformes Totales y Fecales, Sólidos Totales, Fósforo Soluble.

DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE CALIDAD DE AGUA, MODELACIÓN Y APLICACIÓN DE ICA - ICOMOS (FUENTES SUPERFICIALES). La propuesta que se encuentra a continuación considera el referente técnico-normativo del IDEAM y el ejercicio de seguimiento que viene adelantando la Corporación Autónoma Regional del Cauca – CRC. El grupo de estudios ambientales incorpora en el Plan de Monitoreo y Manejo del Recurso Hídrico la posibilidad de modelar y elaborar perfiles de calidad del agua en la medida que se complemente en datos y se mantenga la temporalidad de la línea base de información. El proceso contiene las siguientes actividades: 1) Diseño y Ejecución Plan Monitoreo de la Calidad del Agua.

• Revisión de la información. • Recolección de información requerida sobre la calidad de agua de

Acuerdo a los usos. • Selección de los sitios de muestreo. • Definición de la Frecuencia de muestreo y Tipo de muestra: puntual,

compuesta integrada. • Selección de parámetros para recopilación de información primaria (

DBO5, Coliformes Fecales, DQO, Oxigeno Disuelto, SST y pH). • Determinación del caudal. • Elaboración de perfiles topográficos. • Recopilación de datos en campo.

2) CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA

• Procesamiento de Información. • Verificación de los resultados. • Análisis de Resultados ICA e ICOMO. • Utilización de índices ecológicos empleando Macroinvertebrados

acuáticos: índice biótico BMWP - índice de diversidad Shannon. D. MODELOS CLIMÁTICOS (RCM – Downscaling -CIAT) Mediante el método “Statistical Downscacling” se relacionan las variables que describen la circulación general atmosférica simuladas por el modelo señalado y la variabilidad local de la precipitación. Esta relación se establece mediante análisis de Correlación, la cual permite determinar la covariabilidad de los campos simulados en la atmósfera y el campo de precipitación en superficie para los municipios de interés en el área del proyecto. 3. AVANCES PROGRAMA MACACEA Como resultados parciales del programa de investigación se tienen los siguientes.

A. MONITOREO DE VARIABLES AMBIENTALES: Para la consolidación del sistema de medición de variables ambientales en tiempo real, se desarrolla para cada estación (5 en total) una arquitectura basada en módulos como la representada en la Figura 4.

Figura 4. Modelo de Módulos Sistema de Variables Ambientales. Los modulos son; i) Sensores: Compuesto por los sensores de temperatura, humedad relativa, radiación solar y Pluviómetro, a posterior pueden incorporarse otros sensores. ii) Comunicación: Transmite los datos por internet, utilizando tecnología GSM – GPRS. iii) Almacenamiento (Adquisición PLC RTU Datalogger) Posee dos elementos básicos los dataloggers y las bases de datos creadas en PostgreSQL. iv) Software LoggerNet SDK: módulo de configuración de las estaciones. El módulo de Variables Ambientales tiene dos maneras de presentar los datos, la pantalla principal ofrece al usuario las variables en “tiempo real”, donde se presentan por minuto los valores medidos en la estación (Figura 5); En segunda instancia, la ventana de registro histórico ofrece una gráfica detallada del promedio horario de cada variable (Figura 6).

Figura 5. Visualización en tiempo real de las variables de la estación.

Figura 6. Visualización del promedio horario de cada variable en un intervalo de tiempo proporcionado por el usuario del sistema.

LOCALIZACIÓN DE LAS ESTACIONES: La selección de los lugares de instalación de las estaciones climatológicas atendió la representatividad de los datos, accesibilidad y la seguridad de los equipos; en este sentido se tramitan acuerdos con las alcaldías de Sotará, Silvia y Puracé, así como para otras instituciones. Se espera instalar una estación por municipio en el área de cobertura (Figura 7.)

Figura 7. Localización de Estaciones Climatológicas - MACACEA.

B. DINÁMICAS ECOLÓGICAS EN ÁREAS DE TRANSICIÓN DE ECOSISTEMAS ALTOANDINOS. En la zona de estudio para el programa MACACEA, se ha identificado que la interacción entre zonas de páramo con diferentes niveles de intervención (considerando las áreas protegidas), determina la viabilidad de diferentes servicios ambientales, incluyendo el mantenimiento de caudales, regulación de ciclos biogeoquímicos (C, N, P, etc.), entre otros incidiendo en la productividad de la región. En este sentido, para entender la interacción entre áreas productivas y conservadas, se viene adelantando un estudió sobre fragmentos de bosque con diferentes grados de intervención para caracterizar zonas de transición (relación matriz – borde – interior). En el momento se están consolidando los estudios en áreas con predominancia de actividades productivas para cultivos de papa y ganadería. A continuación se presentan los principales hallazgos del monitoreo realizado en un ecosistema de páramo en el PNN Puracé (Puracé-Cauca), donde se caracterizó la estructura, composición florística y se establecieron relaciones con las variables microclimáticas temperatura, humedad relativa e intensidad lumínica en dos fragmentos de bosque. Uno de ellos presenta presión por actividades ganaderas (bosque 1) y otro exhibe mínima intervención (bosque 2). Los resultados obtenidos muestran que existen especies especificas tanto para interior de bosque (Weinmannia mariquitae y Hedyosmum cumbalense) como para la matriz (Cortaderia nítidida, Hypericum valleanum y Espeletia hartwegiana), de igual forma el índice de Jaccard mostro que existe un bajo grado de similitud entre las unidades boscosas como consecuencia del grado

alteración el cual ha generado cambios en las dinámicas espaciales de las zonas de transición. En la Figura 8 se presentan las diferencias en la riqueza florística de los dos bosques definidos.

Figura 8. Riqueza florística para los bosques 1 y 2.

De igual forma en los dos fragmentos de bosque la mayoría de las especies florísticas del estrato arbustivo, se encuentran en el gradiente matriz- borde y las especies arbóreas se ubican hacia el interior del bosque, permitiendo afirmar que las variables microclimáticas guardan una relación estrecha con la estatificación de la vegetación. En este sentido, la profundidad de la influencia de borde (PIB) para las unidades analizadas, se determinó en un rango de 10m a 20m considerando el comportamiento de las variables ambientales medidas (humedad relativa, temperatura del aire y suelo, e intensidad lumínica) y la presencia de especies de borde en el gradiente establecido (Matriz-borde- interior). Se propone este rango PIB para fragmentos de bosque de páramo con condiciones similares a los estudiados. En las siguientes figuras se presenta el comportamiento de las variables microclimáticas definidas en función del gradiente matriz-borde-interior.

Figura 9. Valores de temperatura del aire para las dos zonas boscosas estudiadas (bosque 1. antropizado y Bosque 2. menos antropizado).

Figura 10. Valores de temperatura del suelo para las dos zonas boscosas estudiadas (bosque 1. antropizado y Bosque 2. menos antropizado).

Figura 11. Valores de Humedad Relativa para las dos zonas boscosas estudiadas (bosque 1. antropizado y Bosque 2. menos antropizado).

Figura 12. Valores de Intensidad Lumínica para las dos zonas boscosas estudiadas (bosque 1. antropizado y Bosque 2. menos antropizado). Existen diferencias de tipo microclimático en los dos bosques estudiados (antropizado, menos antropizado) que permiten evidenciar que el bosque mas intervenido se encuentra más expuesto a variaciones de tipo microclimático como consecuencia de mayor intervención antrópica (pastoreo y quema), esto genera modificaciones potenciales en el proceso de regulación hídrica al alterar la relación suelo-planta limitando el caudal disponible para las zonas productivas. C. LÍNEA BASE RECURSO HÍDRICO Se ha elaborado un plan de monitoreo y manejo del recurso hídrico en el de estudio del programa MACACEA, bajo este marco se han obtenido los siguientes resultados. 1. Revisión y Recopilación de información secundaria sobre el recurso hídrico para el área de estudio. 2. Levantamiento de información primaria. - Determinación sitios de muestreo y definición de protocolos experimentales por componente. - Definición del plan de monitoreo, análisis físico, químico y biológico, aplicación de índices ó parámetros de calidad. - Información espacial: Generación, ajuste y actualización de cartografía base y temática. PLAN DE MONITOREO Y MANEJO DEL RECURSO HÍDRICO EN ÁREA DE ESTUDIO DEL PROGRAMA MACACEA. El plan de monitoreo y manejo del recuso hídrico obedece a la necesidad de establecer una línea de base del recurso hídrico, que permita a los diferentes actores involucrados con el programa MACACEA, disponer de información relevante de fácil interpretación por medio de la plataforma SIRA (Figura 13), que a través de la incorporación de indicadores sencillos y rápidos puedan percibir cambios tanto a nivel espacial como temporal que se producen en el recurso, tomar decisiones, establecer prioridades de manejo y también, además de reflejar el resultado de la gestión de este recurso.

Figura 13. Esquematización del Plan de monitoreo y manejo del recurso hídrico (Fuente propia para este Proyecto).

La incorporación de los indicadores en el sistema se realiza atendiendo los lineamientos del IDEAM y la literatura que existe la respecto, también como lo plantea el IDEAM en la GUIA PARA EL MONITOREO Y SEGUIMIENTO DEL AGUA buscar que los indicadores cumplan con criterios tales como: Sensibilidad a cambios para mostrar cambios de tendencia del recurso; Fiabilidad de los datos es decir que provengan de variables que puedan ser obtenidas a través de metodologías estándar y que los datos tengan seguridad en los programas de control de calidad; Predictivo para que provea señales de alarma previa de futuras tendencias por ejemplo de disminución en la disponibilidad del recurso; Cobertura geográfica que puedan ser extensibles de la escala local a la regional y nacional; Comparable para permitir comparaciones entre áreas y Comprensible para todos los usuarios. Para la determinación de las condiciones de calidad del agua, se depende de muchos parámetros además de que el concepto es relativo a un uso, por lo que las exigencias de calidad dependerán del uso al que esté destinado el recurso. Para evaluar la contaminación en un ámbito geográfico o temporal debe tenerse el referente del estado natural del agua y hacer seguimiento, a través del monitoreo, de dicho estado. Todo ello dificulta la labor de definir un indicador para el estado de la calidad de las aguas, sin embargo a través de ponderaciones y agregación de parámetros y variables físicas, químicas, bacteriológicas y biológicas se logran obtener un Índice de calidad del agua -ICA, el cual puede ser determinado para cada objetivo de calidad establecido. En este sentido para una de las zonas que se está trabajando en este componente, se elabora un análisis de carbono orgánico total para la subcuenca del Rio Piedras, la cual es la principal fuente abastecedora de agua del municipio de Popayán.

ANÁLISIS DE CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT) El estudio se realizo en tres zonas de la subcuenca del Rio Las Piedras, con tres sitios de muestreo correspondientes a la división por altura, denominadas parte alta (Puente alto), parte media (Bocatoma el diviso) y la parte baja (Puente carretera) (Figura 14), en estos tres puntos se realizo un estudio observacional de forma mensual durante un período de 9 meses, para un total de dos variables independientes (Sitio y Tiempo). Como variables dependientes se consideran además del COT, la alcalinidad total, el N total, contenidos de Ca, Mg, Na y K, pH, Conductividad eléctrica, sólidos totales disueltos, precipitación y temperatura.

Figura 14. Área de estudio Cuenca del rio Piedras. Fuente: Grupo de Estudios Ambientales. Este estudio se realiza para evaluar la calidad de agua del río, con el propósito de obtener información relacionada con la evaluación de sumideros de dióxido de carbono (CO2) que permitan estructurar un programa de monitoreo y adaptación de los efectos generados por la variabilidad climática en zonas de páramos. Los constantes cambios en los usos del suelo, para dedicarlos a ganadería o a cultivos de papa pueden tener efectos sobre la calidad de los mismos, con alteraciones en la materia orgánica del suelo (MO). De esta manera por lixiviación o escorrentía los suelos pueden contaminar las diferentes fuentes de agua superficiales. Sustancias como Carbono Orgánico Disuelto (COD) pueden entrar en el sistema a través de la precipitación, la lixiviación, y la descomposición (Gergel, Turner et al. 1999). Un significante incremento en el

flujo fluvial del COD podría no solo significar la pérdida del valioso almacenamiento de carbono terrestre, sino que daría lugar al aumento en los niveles de degradación del ecosistema por la movilización de metales y polución hacia el recurso hídrico, que podría afectar la penetración de luz, potenciando la producción de compuestos trihalometanos durante los tratamientos de agua(Wallage, Holden et al. 2006). Además de afectar la calidad de la misma en términos de color, sabor, estética, el equilibrio acido base y la complexión con metales. Inicialmente se aplicó el método de Walckeley-Black para la determinación de C en dichas muestras para los meses de junio, julio y agosto, en los que no fue posible detectarlo, debido posiblemente a que su límite de cuantificación en aguas es inferior al contenido de este elemento. Además esto también puede ser efecto de las bajas precipitaciones presentadas antes de y durante los muestreos. Distintos autores afirman que el aumento de las cargas de nutrientes en los ríos se incrementa directamente con las precipitaciones (Frank, Patrick et al. 2000; Correll, Jordan et al. 2001), ya que Los eventos climáticos extremos e hidrológicos pueden llevar a cambios en la masa transportada por los ríos (Spitzy & Ittekkot 1991), el flujo anual de carbono total aumenta con la pluviosidad y con la escorrentía anuales (Álvarez y Angeler, 2007). Teniendo en cuenta la consideración anterior, se decidió implementar el método colorimétrico ya estandarizado en suelos (Bravo, Valencia., 2008), para dicha determinación el cual se aplicó a partir del muestreo del mes de septiembre.

Los resultados del muestreo realizado durante el tiempo del estudio se muestran en la tabla siguiente:

Tabla 1. Resultados COT para el periodo de estudio.

Zona Tiempo COT

Parte alta

Septiembre 71,000 Octubre 80,550 Noviembre 29,813 Enero 78,210 Febrero 74,530

Parte Media

Septiembre 71,000 Octubre 103,697 Noviembre 49,043 Enero 78,210 Febrero 38,810

Parte Baja

Septiembre 71,000 Octubre 80,550 Noviembre 33,020 Enero 78,210 Febrero 44,763

Durante los meses de septiembre, octubre y noviembre de 2009, enero y febrero de 2010 muestran altas concentraciones de C en las muestras con un promedio de 65, 49 mg C/L, con un mínimo de 23,40 mg C/L y un máximo de 115, 27 mg C/L, indicando que no es apta para consumo humano (Valor máximo aceptado 5 ppm de acuerdo a la resolución 2115 de 22 de junio de 2007 Ministerio de Protección). Si se compara con otros estudios los valores en ecosistemas acuáticos oscilan entre los 0,5 mg C/L a 100 mg C/L; en estudios puntuales entre 5,0 mg C/L y 38,0 mg de C/L (Pełechaty, Pełechata et al. 2003), por lo tanto las concentraciones encontrados en el rio Piedras, se consideran altas a pesar de que se encuentran incluidas en la mayoría de los rangos estimados para aguas naturales. Si estos estudios se comparan con los realizados en sistemas de tratamiento de aguas para consumo humano que están entre 2,52 y 2, 57 mg C/L (Rosero M, et al, sf), estos resultados son superiores, ya que estas aguas aun no han tenido procesos de tratamiento.

Es de importancia comprender los cambios en las concentraciones de TOC en aguas, puede ocasionar reducciones en la productividad primaria de los ecosistemas, modificando el metabolismo, al tiempo que aumenta la susceptibilidad a los metales tóxicos y la acidificación. Es por ello, que los resultados de esta investigación son de importancia para la conservación y gestión de ecosistemas estratégicos que juegan papel esencial en el abastecimiento hídrico del municipio de Popayán y veredas aledañas, así como determinar el comportamiento del carbono en diferentes sistemas, siendo objeto de estudio en análisis biogeoquimicos globales y en estudios relacionados con cambio climático.

D. MODELOS CLIMÁTICOS (RCM – Downscaling -CIAT) Mediante el método “Statistical Downscacling” se relacionan las variables que describen la circulación general atmosférica simuladas por el modelo señalado y la variabilidad local de la precipitación. Esta relación se establece mediante análisis de Correlación, la cual permite determinar la covariabilidad de los campos simulados en la atmósfera y el campo de precipitación en superficie para los municipios de interés. La aplicación de este metodología se desarrollo en asocio con el CIAT generando modelos probabilísticos evaluando las condiciones actuales y proyectadas al 2050 en escenario A2, (comparado periodo 1960-2000) para los cambios climáticos de los municipios de Sotará, Totoró y Popayán. Obteniendo preliminarmente un aumento de temperatura promedio de 2.1 °C y incremento de precipitación entre 90 a 100 mm/año para estos municipios (figuras 7,8 y 9).

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Figura 15. Descripción General de los cambios climáticos municipio de Popayán a 2050 (Jarvis, 2008. CIAT).

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Precipitation (mm)

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Current precipitationFuture precipitationFuture mean temperatureCurrent mean temperatureFuture maximum temperatureCurrent maximum temperatureFuture minimum temperatureCurrent minimum temperature

Figura 16. Descripción General de los cambios climáticos municipio de Sotará a 2050 (Jarvis, 2008. CIAT).

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Precipitation (mm)

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perature (ºC)

Current precipitationFuture precipitationFuture mean temperatureCurrent mean temperatureFuture maximum temperatureCurrent maximum temperatureFuture minimum temperatureCurrent minimum temperature

Figura 17. Descripción General de los cambios climáticos municipio de Totoró a 2050 (Jarvis, 2008. CIAT).

4. CONCLUSIONES: De los resultados parciales que se presentan en este documento se puede concluir que: Con respecto a la consolidación del sistema de medición de variables ambientales en tiempo real, se desarrolla para cada estación (5 en total) una arquitectura basada en módulos como la representada, en este sentido el proceso de instalación de las estaciones en los lugares definidos ha estado supeditada a la formalización de los acuerdos con las diferentes entidades, que se harían cargo de estas, pues para garantizar la permanencia de las mismas y flujo de la información se debe tener compromisos institucionales. Con respecto a la Descripción General de los cambios climáticos en los diferentes municipios, ha sido clave la alianza con el CIAT, que con la información que se dispone pon nuestra parte se han elaborado los modelos climáticos regionales. La cuenca del rio Piedras se caracteriza por la reducción de sus coberturas naturales a causa la intervención antrópica, lo cual conlleva a que se presente una disminución en la calidad del agua, con variaciones de acuerdo a la estacionalidad y entre sitios de muestreo según los análisis biológicos y físico-químicos. La cuenca Piedras se caracterizada por tener altas concentraciones de carbono relacionadas con prácticas agrícolas que aportan descargas a los cuerpos de agua. Los resultados preliminares indican que el rio Piedras se estaría comportando como sumidero de dióxido de carbono, por la correlación positiva entre Carbono Orgánico Total y Oxigeno disuelto, y por la producción de carbonatos (CO3= y HCO3-). El desarrollo de diferentes pruebas para la identificación de Carbono Orgánico Total, permitió la estandarización de un método para la identificación de sus concentraciones en aguas naturales, a partir de la adopción del método colorimétrico. Las altas concentraciones COT en aguas, puede ocasionar efectos sobre la calidad de las mismas, por lo tanto, los resultados de esta investigación y monitoreo continuo de este elemento, aportaran a la conservación y gestión de ecosistemas estratégicos, tal es el caso de la cuenca Piedras que juega papel esencial en el abastecimiento hídrico del municipio de Popayán y veredas aledañas.

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