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Degradación del hábitat asociado a cambios en los patrones espaciales de distribución del uso del suelo
Ian Sajid Acuña-Rodríguez1
1 Alumno Doctorado en Biología y Ecología Aplicada, [email protected]
INTRODUCCIÓN
El aprovisionamiento de alimentos, influenciado por el aumento poblacional, ha
generado una rápida extensión de la frontera agrícola, principalmente en los
territorios aledaños a los centros urbanos (Brown et al., 2005; Acuña-
Rodríguez, 2002), lo cual ha generado a nivel de paisaje, grandes efectos
como: reducción, fraccionamiento, y degradación general de los ecosistemas o
unidades de paisaje, tanto en su composición (diversidad) como en la
estabilidad y oferta de los servicios ambientales explotados. (Matson et al.,
1997)
Este aumento en la frontera agropecuaria puede generarse de dos maneras: o
bien se extiende la cobertura de las unidades preexistentes, o bien se generan
nuevos espacios no conectados con los ya establecido. Generalmente, este
patrón está influenciado tanto por la disponibilidad del recurso hídrico, bien sea
por abastecimiento pluvial o por aprovechamiento directo de los sistemas
hidrológicos (i.e. ríos, lagos, acuíferos, etc.) (Brown et al., 2005), como por las
condiciones del suelo, tanto estructurales, como bioquímicas (Oyarzún &
Alvarez, 2001)
Dentro de un sistema orográfico, y dependiendo del régimen climático, las
zonas agrícolas suelen concentrarse en las vegas bajas y terrazas asociadas a
los ecosistemas ribereños por ser estos más accesibles al riego y presentar una
mejor condición edáfica (Novoa, 2006). Esto es particularmente relevante en
regiones áridas o semiáridas, donde el aporte por lluvias al sistema no puede
por sí solo sustentar la producción agropecuaria. (Oyarzun, 2008)
Las cuencas hidrográficas son unidades del paisaje que integran mediante su
red de drenaje asociada una porción del territorio. Por esta “red”, y sus
ecosistemas asociados, se producen tanto flujos de materia como interacciones
ecológicas que mantienen el balance de la misma (Richter et al., 2003; Allan et
al., 1997). La presencia de los ecosistemas agropecuarios en el espacio
geográfico, y sus efectos negativos sobre los ecosistemas, pueden generar a
nivel de paisaje complejas interacciones que aumenten el nivel de
degradación, más allá del evidente daño que localmente, éste uso del suelo
genera.
En este sentido, podemos inferir que los procesos expansivos de una unidad
del paisaje (en este caso, uso agropecuario), pueden reprimir o potenciar
ciertos procesos ecológicos, dependiendo del patrón espacial de la expansión
(Fig. 1a). Patrones de crecimiento progresivo hacia las áreas inmediatamente
adyacentes generan a nivel de paisaje grandes áreas de concentración agrícola
así como otras grandes áreas de vegetación natural, a su vez, parones de
distribución por parches o dendríticos (Figs. 1, b y c), tienden a generar a
nivel regional una distribución más homogénea de ambas unidades sobre el
paisaje.
Es ampliamente aceptado que el efecto de borde genera una disminución en la
capacidad de resistencia de los ecosistemas a procesos tales como: invasión
de especies, extinción local, disminución de la diversidad y de servicios
ambientales (Saunders et al., 1991; Hobbs & Huenneke, 1992; Burgman et al.,
2005). En este sentido, los patrones en bloque (A), enfrentan los efectos de la
expansión tan solo en las inmediaciones del borde de contacto, pero de fuerte
magnitud. Los parches (B), diseminan este efecto sobre una mayor cantidad de
área, pero en menor magnitud cada uno, además se mantiene la conectividad
de la matriz. Por su parte, el modelo dendrítico (C) separa bloques medianos de
A B C
vegetación natural que estarán interconectados, o no, dependiendo, tanto del
proceso ecológico de interés, como del ancho de las “dendritas” y de la
presencia (ocasional o permanente) de islas y puentes de vegetación natural.
Por lo tanto; teniendo en cuenta que en regiones donde se presente un
acelerado cambio en el uso del suelo, el patrón geográfico de este cambio en
puede potenciar ciertos procesos con efectos negativos para los ecosistemas
tales como las invasiones, y reprimir otros como la interconectividad entre
poblaciones , se evaluó el comportamiento espacial-histórico de éste uso del
suelo dentro del periodo 1996-2003, mediante el análisis cartográfico de
mapas temáticos de vegetación (escala 1:50.000).
Un ejemplo de la rápida expansión agrícola es la IV Región de Coquímbo, la
cual ha presentado en los últimos 20 años un radical aumento del suelo
destinado a actividades agropecuarias (Squeo et al., 2001; CIREN, 2005;
Jorquera, 2009), tendencia que se concentra en los valles de los ríos Elquí,
Limarí y Choapa, los cuales presentan condiciones climáticas, edafológicas y de
disponibilidad del recuso hídrico particulares para la región (Squeo et al.,
2001). En el valle del Limarí, este proceso se ha concentrado principalmente en
la cuenca baja (i.e. municipio de Ovalle), donde para el año 2003, se ubicaba el
73,4% de los suelos agrícolas del Limarí, los cuales se concentraron
preferentemente (50%) entre los 200-400msnm, seguidos por los ubicados en
las vegas bajas y riberas (0-200msnm), los cuales alcanzaron un 12,3% del
área agrícola total de la cuenca. (CONAF, 2004)
El objetivo del presente trabajo es determinar, mediante la interpretación
cartográfica, la tendencia de cambio en la distribución del uso del suelo
agropecuario en el municipio de Ovalle, con el fin de sugerir los procesos
ecológicos más relacionados con el tipo de distribución encontrada. Se utilizó
como modelo para el presente estudio el municipio de Ovalle, principalmente
por dos motivos: Este municipio se encuentra en la cuenca baja del rio Limarí,
el cual ha sido declarado recientemente en restricción, y segundo, presenta
una historia reciente de fomento agrícola, evidenciado en el importante
aumento de la producción frutícola, representada principalmente en paltos,
mandarinos y uva. (CIREN, 2005). La información cartográfica de los años 1996
y 2003 se complementó con una visita a terreno para comprobar el estado
actual de la frontera agrícola.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
El presente estudio se enfocó en la cuenca baja del rio Limarí, particularmente
en el municipio de Ovalle (Fig. 2), el cual se ubica en la zona centro-oeste de
la IV Región de Chile. Este municipio concentra casi el 80% de la superficie
agrícola de la cuenca del río Limarí (Oyarzún, 2008), la cual está representada
en diversos cultivos tales como: vid, papas, cereales y hortalizas (ubicados
preferentemente en los cajones de ríos) y olivos, paltos, mandarinos y otros
frutales (ubicados en las laderas y terrazas altas). También se presenta una
alta influencia ganadera, representada principalmente en cabras, con un
aumento del 67% en la extensión de praderas en los últimos años. (Jorquera,
2009)
Imágenes y análisis
Los datos de uso del suelo para el municipio de Ovalle se obtuvieron a partir de
la cartografía generada en el “Levantamiento cartográfico del uso del suelo y
vegetación para el sector central y costero de la IV Región” (CONAF, 2004) y
del “Catastro y evaluación de los recursos vegetales de Chile” (CONAF, 1995).
A partir de estas dos cartografías, se procedió a determinar los cambios en la
extensión y distribución del uso del suelo agropecuario en el municipio.
FIGURA 2: Municipio de Ovalle y su posición en la cuenca del río Limarí
Diferencias en las categorías de uso presentes en cada documento hicieron
necesaria la reorganización de los datos (anexo 1), tanto para generar
unidades comparables, como para facilitar el análisis objetivo del presente
estudio. Posteriormente se procedió a identificar y comparar la distribución del
uso del suelo agropecuario en el municipio y en base al patrón observado,
sugerir efectos relevantes a nivel de paisaje (i.e. cuenca), comparándolos con
información ecológica adicional. Finalmente, se realizó un recorrido en terreno
para verificar la actual condición de los sectores que cambiaron de uso entre
1996 y 2003 en Ovalle para verificar la consistencia en el tiempo de la
tendencia de cambio evaluada hace 7 años.
Las categorías se integraron siguiendo criterios basados en el tipo y nivel de
influencia humana sobre la unidad de uso del suelo, así como por su relación
ecológica, bajo esta división, todo el sistema de matorrales, sean estos densos
o no, conjuntamente con su vegetación asociada (herbáceas, arboles, o
suculentas) se agruparon en una sola categoría que se asimila (junto a los
bosques nativos) con la vegetación natural. Los bosques se separaron en base
a su “relación ecológica” ya que su estructura, identidad taxonómica de sus
especies y particularidad para la región hacen relevante su separación.
De igual manera, la vegetación asociada a los cajones de ríos y sistemas de humedales se integró
en una sola categoría por su relación ecológica. Por otra parte, los usos forestal, ganadero y
agrícola, si bien hacen parte integral del manejo agropecuario, presentan componentes
particulares y niveles de incidencia ampliamente diferentes, por lo cual su disgregación se hace
necesaria.
RESULTADOS
Magnitud y dirección del cambio
El primer y más sorprendente resultado es la disminución en la extensión total
del uso del suelo agrícola, la cual se redujo en 14.400has, lo cual corresponde
a una disminución del 26,34% del total sembrado en 1996 (Tabla 1). Todas las
demás categorías presentaron un aumento de cobertura, siendo
particularmente alto (>3000%) para el uso ganadero. Debido a que tan solo
una categoría de uso (agrícola) presentó valores de cabio negativos, podemos
inferir que el cambio de uso se dio desde el suelo agrícola hacia las demás
categorías, incluyendo aquellas sin datos en 1996.
Patrones de distribución de las coberturas
Mediante la comparación entre la cartografía de 1996 y 2003, se determinaron
los de los cambios en número y distribución de los polígonos correspondientes
a cada unidad evaluada (Tabla 2). Conjuntamente, la estimación de la razón
entre el perímetro y el área correspondiente a cada unidad de uso, nos puede
sugerir el nivel “irregularidad” de los polígonos en el territorio (Tabla 3).
El uso ganadero fue la unidad con mayor incremento tanto en el número de
polígonos (86), como a nivel porcentual, en área y perímetro (Tablas 2 y 3).
Los polígonos son en su mayoría pequeñas unidades, y están distribuidas en la
mayoría del municipio. De igual manera preocupa la situación de los bosques
nativos, estas unidades eran ya escasas en 1996 y, aunque el reporte de área
indica un aumento de 11 polígonos y 13has de extensión nueva, la
fragmentación de esta unidad es la mayor entre las coberturas evaluadas. Este
hecho lo soporta la razón perímetro:área, la cual es la mayor (Tabla 3).
Verificado en la cartografía, se puede ver como, a pesar de mantener cierta
agregación espacial, los parches de bosque en Ovalle se encuentran bastante
fragmentados y algunos de ellos, aislados de otros polígonos de bosque. Esto
sugiere un grave riesgo ecológico para la continuidad y autonomía de estos
bosques en particular, y de la unidad de uso en general.
El otro uso del suelo objeto de esta evaluación es la cobertura es el uso
agrícola. Esta cobertura presentó en el periodo evaluado un patrón bastante
particular: primero, redujo su extensión en más de un 25%, con el consecuente
fraccionamiento que la pérdida de cobertura genera (de 5 a 73 polígonos), pero
no todos los nuevos polígonos, se generaron por fraccionamiento, también se
crearon algunos nuevos polígonos agrícolas en áreas de matorral. Esto trajo
como consecuencia la dispersión de esta cobertura aunque particularmente,
hacia la zona de la costa (Figs. 3 y 4).
Finalmente, si bien la matriz de matorrales y suculentas en general muestra un
aumento de su área y una mayor interconexión (pasó de 5 polígonos a 1),
muestra también un importante aumento en su perímetro, sugiriendo una
mayor distribución de los posibles efectos negativos de los bordes en la cuenca
baja del río Limarí (Tabla 1). Esto lo soporta también la razón perímetro:área,
la cual fue bastante alta para la matriz, a pesar de presentar la mayor
cobertura en el municipio.
TABLA 1: Extensión y perímetro de los distintos usos del suelo definidos para el presente trabajo para los años 1996 y 2003. Se reporta también la magnitud del cambio de uso durante este periodo. En rojo y azul respectivamente se reportan los valores menores y mayores para cada categoría.
Uso del suelo
2003 1996 2003-1996
Perímetro (m)
HasPerímetro (m)
HasPeríme
tro(m)
Has
Industrial - Urbano119.41
01.469 9.256 364 110.15
41105
Agrícola1.289.5
4240.241 452.35
154.645 837.19
0-
14.404
Ganadero488.53
98.215 10.716 258 477.82
37957
Matorrales y Suculentas
2.721.415
317.013
1.005.963
315.212
1.715.452
1.801
Forestal473.08
19.673 133.75
68.578 339.32
51095
Bosque Nativo 35.569 248 21.063 235 14.507 13Cuerpos de Agua 25.119 617 14.622 513 10.497 104Suelo Desnudo 59.543 811 - - - -Ríos, Vegas y Veg. Asociada
75.250 537 - - - -
TABLA 2: Cambio en el número de polígonos en cada categoría de uso y su distribución en el municipio. En rojo y azul respectivamente se reportan los valores menores y mayores para cada categoría.
Uso del suelo
Número de polígonos
Distribución
1996
2003 1996 2003
Industrial - Urbano 1 36 concentrada
dispersa
Agrícola 5 73 concentrada
muy dispersa
Ganadero 2 88 concentrada
muy dispersa
Matorrales y Suculentas
6 1 matriz matriz
Forestal 10 53 dispersa muy dispersa
Bosque Nativo 2 13 dispersa muy dispersa
Cuerpos de Agua 1 5 dispersa dispersa Suelo Desnudo - - - - Ríos, Vegas y Veget. Asociada
- - - -
TABLA 3: Diferencia porcentual entre la extensión y el perímetro de cada unidad del paisaje entre los años 1996 y 2003, se reporta también la razón entre perímetro y área como indicador del patrón espacial de distribución. En rojo y azul respectivamente se reportan los valores menores y mayores para cada categoría. El dato denotado con* se reporta en valor absoluto
Uso del suelo 2003-1996 Razón
Per/Has
% Perímetro
% Has
Industrial - Urbano 1.190,14 303,24 99,7 Agrícola 185,08 -26,36 58,1*
Ganadero 4.459,00 3.088,24 60
Matorrales y Suculentas
170,53 0,57952,6
Forestal 253,69 12,77 309,8 Bosque Nativo 68,88 5,58 1.104,3 Cuerpos de Agua 71,79 20,22 101,1
Suelo Desnudo - - - Ríos, Vegas y Veget. Asociada
- - -
Visita a terreno
El patrón observado actualmente en terreno dista un poco del fraccionamiento
observado en las la cartografía, las vegas y cajones de los ríos, las cuales
aparecen como “abandonadas” (i.e. sin actividad agropecuaria) en el año
2003, se observan en terreno de nuevo ocupadas por cultivos (Figs. 6 a 15).
Residentes del municipio reportaron el abandono de los cultivos en las vegas
bajas entre los años 1999 y 2000 debido a las fuertes heladas de estos años y
a su mayor efecto en estos sectores. Actualmente, nuevos cultivos como el
arándano y nuevas labores de manejo han permitido el volver a utilizar estas
áreas, las cuales son de gran importancia económica debido a que cuentan ya
con derechos de riego y garantizan otro tipo de condiciones favorables para el
cultivo, como el tipo de suelos.
FIGURAS 3 y 4: Usos del suelo
para el municipio de Ovalle en
el año 1996 arriba) y 2003
(abajo). Nótese la dispersión y
fraccionamiento de los
polígonos de uso agrícola y
ganadero, así como de algunos
otros del tipo natural, como los
bosques.
FIGURA 5: Comparación de la distribución espacial comparativa de los usos; agrícola y ganadero, entre los años 1996 (fondo) y 2003 (barras)
FIGURAS 6 y 7: Nuevos terrenos agrícolas al oeste de la ruta 5 (arriba) y extensión agrícola en el bajo Limarí (abajo). Nótese la ocupación de toda la planicie del valle
sobre el bajo Limarí
FIGURAS 8, 9 y 10:
Ocupación agropecuaria en
las planicies del bajo
Limarí en el municipio de
Ovalle. Arriba, praderas de
pastoreo,. Derecha y
abajo: extensos cultivos
frutales (uva) y de
hortalizas en el mismo
sector.
FIGURAS 11, 12 y 13:
Ocupación agrícola en las
cercanías de Sotaqui,
subcuenca del río Grande.
Al igual que el caso
anterior, es llamativa la
extensión de cultivos
sobre los cajones de los
ríos y las laderas
adyacentes. Abajo,
microcuenca totalmente
FIGURAS 14 y 15: Valle de la microcuenca del río Higuerilla, (salida a la Serena, ruta 43). La extensión de los cultivos reduce a pequeños parches (abajo), la vegetación
natural de las vegas.
DISCUSIÓN
El patrón más relevante en el análisis de la información cartográfica es el
fraccionamiento del uso del suelo en general para todas las categorías excepto
la matriz de matorrales, la cual, al menos en términos del número de
polígonos, disminuyó su fraccionamiento para volver a ser una sola unidad
dentro del municipio de Ovalle. Cabe anotar que parte de este fraccionamiento
puede deberse a la mayor resolución de los análisis realizados en el año 2003,
pero la correcta identificación de pequeños polígonos en el año 1996, sugiere
que no todo el cambio se debe a un efecto de la resolución.
Conjuntamente con el fraccionamiento de las unidades de uso, se genera un
aumento en la cantidad de “borde” de cada una de ellas. Esto es
particularmente importante para las unidades de vegetación natural, como la
matriz de matorrales, pero es más relevante para coberturas confinadas a
relictos, como los bosques nativos, con el consecuente efecto negativo para su
estructura y composición (Ruiz-Jaen & Aide, 2005; Devictor et al., 2008; Marris,
2009). La mayor superficie “de contacto” entre un ecosistema y uno o varios
sistemas antropogenicos genera una mayor oportunidad de interacción, con los
mayores riesgos de degradación que esto conlleva. Esta situación, sumada a la
reocupación de algunos de los terrenos abandonados y la distribución de los
nuevos terrenos (especialmente en el uso ganadero), puede presentar un
panorama de mayor riesgo para la conservación de los ecosistemas naturales.
Podemos entonces proponer al menos dos grandes efectos ecológicos de la
disgregación del uso del suelo agropecuario por el territorio y de la posterior
reocupación de los terrenos abandonados durante el periodo 1996-2003 por el
efecto de las heladas. Primero, el fraccionamiento y dispersión del uso del
suelo agropecuario y forestal a nuevos territorios pone a disposición nuevos
nichos de ocupación de una gran variedad de especies introducidas (tanto
animales como vegetales) así como de los patógenos asociados a los sistemas
agropecuarios. Estos nuevos nichos van de la mano con nuevas oportunidades
de interacción con los sistemas naturales en entornos que quizás, puedan ser
más favorables para la invasión (condiciones más mesicas, densidades
menores, etc.).
Complementariamente, la reocupación de los territorios abandonados por las
heladas, acentúa aún más el aislamiento de amplios sectores de vegetación
natural, barrera que puede ser relevante a nivel de cuenca, para la movilidad e
interacción reproductiva de algunas especies de rango restringido como los
pequeños roedores, reptiles, anfibios o varias especies de arbustos y
herbáceas anuales.
En una visión más reciente, Jorquera (2009) reporta para el municipio de Ovalle
un alto impacto de las actividades agropecuarias. Por su parte, ya en 1992,
Ferrand0 sugería una tendencia regional a la aridificación y a la consecuente
disminución en la oferta hídrica de las principales cuencas de la región. En este
sentido, Donoso et al. (2009) proyectan una difícil situación para la oferta del
recurso hídrico, la cual ya se encuentra actualmente comprometida, llegando a
predecir una disminución de casi un 50% en la cobertura de la demanda
hídrica de la cuenca.
Teniendo en cuenta la tendencia general a la disminución de la oferta hídrica
en la cuenca de río Limarí, y conjuntamente con la redistribución del uso
agrícola hacia nuevas áreas y la re-ocupación de las vegas bajas, se esperaría
no solo un mayor efecto sobre el balance hpidrico de la cuenca, sino también
la posibilidad de enfrentar otros aspectos de la degradación ecológica como
consecuencia de la reorganización espacial del territorio utilizado para estos
fines. Entre estos efecto se sugiere monitorear la probabilidad de invasiones
mediante el monitoreo de las nuevas áreas destinadas al uso agropecuario, sus
especies asociadas y su interacción con la matriz.
Por otra parte, la disminución de las interacciones ecológicas a nivel regional,
debido al mayor aislamiento y fraccionamiento de algunas coberturas naturales
era un panorama que en el 2003 no parecía evidente ( al menos para la matriz
de matorrales y suculentas), pero la reocupación de las vegas bajas y cajones
de ríos sugiere que las posibilidades de interconexión se han reducido. Los
reportes generales para la cuenca del río Limarí hablan de un aumento de casi
20.000has para el año 2007 en relación al año 1996 (Oyarzún, 2008), si este
nuevo territorio ha seguido la tendencia observada al 2003, el uso del suelo
agropecuario se encuentra ahora distribuido en un rango mucho mayor que
hace 14 años. Sectores antes homogéneos y continuos se ven ahora salpicados
por parches de actividad humana. Si consideramos que cada parche incide
localmente de manera negativa sobre la matriz circundante, es importante
realizar un continuo monitoreo del efecto ecológico de esta nueva distribución
sobre procesos tales como la facilitación de especies invasoras o la extensión
de su rango geográfico, con el fin de administrar el ordenamiento territorial de
manera eficiente para el sector productivo pero conservativo con el entorno
natural.
Finalmente, situaciones tan radicales como la reciente declaración de área de
restricción para la concesión de derechos de aguas en varias sub-cuencas del
rio Limarí (MOP, 2009) nos sugieren que la estabilidad de los ecosistemas de la
cuenca se encuentra en entredicho, en este contexto, evaluar el nivel de
interacción entre los polígonos de las unidades de paisaje, tanto naturales
como antrópicas, nos puede ayudar a establecer metodologías para la
priorización de acciones tendientes a la conservación, planificación y uso del
territorio que busquen fomentar la conectividad de las áreas naturales.
AGRADECIMIENTOS
Especiales agradecimientos para el biólogo MSc. Luís Letelier, quien colaboro
ampliamente en la digitalización cartográfica, igualmente al Dr. Thiel y al Dr.
Luna, así como a los alumnos del curso en ecología aplicada del Dr-BEA (ULS-
UCN) por sus sugerencias y comentarios
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ANEXO 1: Categorías originales de la cartografía utilizada y grupos generados para el presente trabajo. Las categorías denotadas con * solo se encontraban presentas para los datos del 2003
Categorías originales de uso Nueva organizaciónCiudades-Pueblos-Zonas Industriales INDUSTRIAL-URBANA
Minería-Industrial
Terrenos de Uso AgrícolaAGRICOLA
(cultivos de labor)
Praderas Anuales GANADERO
Rotación Cultivo-Pradera *
Praderas Perennes *
Matorral Denso * MATORRALES Y SUCULENTAS
Matorral Semidenso (múltiples densidades)
Matorral Pradera Semidenso *
Matorral Abierto
Matorral Pradera Abierto *
Matorral Muy Abierto
Matorral Pradera Muy Abierto *
Matorral Arboresente Muy Abierto
Matorral Arborescente Semidenso *
Matorral Arborescente Abierto *
Matorral-Suculentas Denso *
Matorral-Suculentas Semidenso
Matorral-Suculentas Abierto
Matorral-Suculenta Muy Abierto
Suculentas
Plantación de Arbustos FORESTAL
Plantación *
Plantación .Joven Recién Cosechada *
Renoval Abierto BOSQUE
Bosque Nativo Adulto Semidenso *
Renoval Semidenso *
Vegetación Herbácea en Orilla *
RIOS, VEGAS Y VEGETACIÓN ASOCIADA
Vegas *
Ríos *
Cajas de Ríos *
Otros Terrenos Húmedos *
Playas y Dunas * SUELO DESNUDO
Afloramientos Rocosos *
Otros Terrenos Sin Vegetación *