Evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos ... enfoques y herramientas para ... Escenarios de cambio con Costing Nature: San Martin ... páramo y bosque altoandino

Evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos:

Herramientas y aplicaciones

Moyobamba, 18 de Junio del 2015

Daniele Codato PhD (Universidad de Padova, Italia)Bruno Locatelli PhD (CIRAD Francia, CIFOR Indonesia y Perú)

Objetivos del seminario

Presentar enfoques y herramientas para evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos

Discutir resultados de investigaciones en San Martin y en América

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Agenda

Parte A. Introducción a los servicios ecosistémicos1. Servicios ecosistémicos y gestión de los recursos naturales [DC]2. Mapeo y modelación de servicios ecosistémicos [BL]3. Enfoque participativo [DC]

Parte B. Presentación de herramientas y aplicaciones4. Evaluación participativa con TESSA: Ecuador [BL]5. Mapeo participativo con SolVES: San Martin, Perú [DC]6. Evaluación integrada con InVEST: Costa Rica [BL]7. Escenarios de cambio con Costing Nature: San Martin [DC]8. Procesos espaciales con ARIES: Estados Unidos [BL]

Parte C. Discusión y conclusiones [todos]

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Parte A. Introducción a los servicios

ecosistémicos

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1. Servicios ecosistémicos y gestión de los recursos naturales




Servicios Ecosistémicos Beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas (MA, 2005)

Condiciones y procesos mediante los cuales los ecosistemas naturales y las especies que los conforman, sostienen y satisfacen la vida humana (Daily, 1997)

Beneficios que las poblaciones humanas derivan directa o indirectamente de las funciones de los ecosistemas (Constanza et al., 1997)

6(Montes et al., 2009)

• Se componen de los flujos de materiales, energía e información procedentes del stock de capital natural que se combinan con los servicios manufacturados y del capital humanos para producir el bienestar humano.

Fuente: ¿Gratis? Los Servicios de laNaturaleza y cómo sostenerlos en el Perú3:16 PM 7

Fuente: AMPA, 2011

Ecosistema multifuncional: Productor de paquetes de servicios

3:16 PM 8

Servicios Ecosistémicos: Elementos Conceptuales

Diferentes clasificaciones: • MA (Evaluación del Milenio)• TEEB (La Economía de los

Ecosistemas y de la Biodiversidad)• CICES (Clasificación Común

Internacional de los Servicios Ecosistémicos)

Servicios potenciales vs realizados Servicios ecosistémicos vs

Biodiversidad: trade offs y prioridades de conservación

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Servicios Ecosistémicos

Diferentes valores y métodos:• Biofísica o ecológica cuantificación ecológica del rol de los servicio: por ejemplo

bosques y hidrología• Social: percepción socio-cultural del bienestar humano brindado

por los ecosistemas evaluaciones sociales y otras técnicas no utilitaristas (MA,

2005)• Económica: desde la Economía ambiental (ej. Valor Económico Total) Hoy en día mucha importancia (creación de mercados y

esquemas de compensación por servicios)

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Importancia en PerúImportancia de los SS.EE. en Ordenamiento y Gestión Territorial y Ambiental y a nivel económico para proyectos de conservación: Guía Metodológica para la Elaboración de los Instrumentos Técnicos

Sustentatorios para el Ordenamiento Territorial Ley de compensación por SS.EE. Ley forestal y de flora y fauna silvestre 17 Iniciativas de Compensaciones por SS.EE. Hidrológicos + mecanismos

REDD+ para el S.E. de carbono (Madre de Dios, San Martin) Políticas e instrumentos en desarrollo en San Martin

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2. Mapeo y modelación de servicios ecosistémicos




Porqué medir y monitorear SS.EE.

Orientar toma de decisiones para la planificación

Informar estrategias de servicios ecosistémicos o de ordenamiento territorial

Informar sobre beneficios de la conservación de la biodiversidad

Identificar a actores involucrados o afectados por las decisiones de manejo de uso de la tierra, para un reparto justo y equitativo de los beneficios

Crear conciencia y propiciar apoyo público y gubernamental para decisiones de manejo basadas en evidencia técnica y científica

(Fuente: BirdLife 2014. Servicios Ecosistémicosdel Parque Nacional Llanganates, Ecuador)

Necesidad de usar modelos No todo se puede medir en campo

• Mediciones costosas • A veces imposibles (escenarios hipotéticos)

Modelos: • Para estudiar y entender observaciones y procesos

naturales, desarrollar y testar teorías, extrapolar observaciones, etc.

• Necesitan capacidad de interpretación y experiencia del modelador (policysupport.org)

“Todos los modelos son incorrectos, pero algunos son útiles” (William Deming)

Necesarios para crear escenarios a futuro• Visión a futuro (Costanza, 2014)

Herramientas

15(Bagstad et al., 2013)

Importancia de la dimensión espacial

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Donde están los ecosistemas que proveen el servicio

Donde está la población que recibe el servicio

Como se transfiere el servicio

Los servicios ecosistémicos solo existen si hay personas que se beneficien de ellos

Beneficiarios de los servicios: Escalas múltiples

• Comunidades locales• Productores agrícolas

• Intermediarios en el mercado

• Consumidores

• Usuarios del agua potable• Agricultores aguas abajo• Población aguas abajovulnerable a inundaciones

• Empresas agroindustriales

Fremier et al., 2013

• Empresas turísticas locales• Empresas turísticas nacionales

• Turistas nacionales e internacionales

• Comunidad global (clima)

Escalas múltiples

Porqué modelar:entender cambios en servicios y cambios para los beneficiarios

www.epa.gov

Trade-offs

Porqué modelar:evaluar escenarios

¿Qué ha ocurrido en el pasado? ¿Qué podría ocurrir bajo diferentes escenarios? ¿Quién gana, quién pierde?

Como modelar: mapear servicios ecosistémicos

3. Enfoque participativo




SIG Participativo Participación de la población en la producción,

representación, uso, intercambio de conocimientos y comunicación de información espacial con Sistemas de Información Geográfica (SIG) (Rambaldi et al., 2006)

• Importancia de la participación • Democratización de los SIG: acceso a datos & tecnología

Diferentes usos: • Gestión de conflictos• Empoderamiento de comunidades• Planificación y gestión

SIG Participativo

SIG Público y Participativo (SIGPP)• Desde 1996 en los procesos decisionales con el uso de

Internet

Información Geográfica Voluntaria• Carácter voluntario e individual

Diferentes metodologías, análisis datos, problemas y desafíos • Talleres vs Crowdsourcing

SIG Participativo

Que se puede mapear con SIG participativo• Valores del paisaje• Preferencias de desarrollo• Lugares especiales• Experiencias de visitores o residentes• Actividades• Impactos ambientales percibidos• Cualidad de caminos o carreteras• Hábitat para animales silvestres• Servicios ecosistémicos• Amenazas

SIG Participativo y Servicios Ecosistémicos

Valoración social• Importante una valoración no monetaria en los procesos

decisionales y de gestión de la naturaleza (MA, 2005)

Uso de las categorías de SSEE (Brown et al., 2012; Fagerholm et al., 2012, Raymond et al., 2009)

Teoría del sentido del lugar (Brown, 2013; Sherrouse et al., 2011) • Construcción social creada por la interacción entre hombre y

naturaleza• Combinación entre experiencia y conocimiento• Identificación de atributos ambientales particulares • Operativamente explicitada a través de: Valores del Paisaje Valores sociales de los SSEE: estético, biodiversidad,

recreacional, etc.

3:16 PM 26(fuente: Brown G.)

Preguntas y comentarios

27

Parte B. Presentación de herramientas y

aplicaciones

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4. Evaluación participativa con TESSA: Ecuador




TESSA

Desde 2009• Talleres en Cambridge• Universidades (Anglia,

Cambridge), ONGs (BirdLife), Org Internacionales (UNEP WCMC)

• Pruebas en 10+ sitios piloto (2011-2013)

Aspectos claves:• Para non expertos• Rápido• Capacidad limitada• Confiable

(resultados robustos)• Participativa

30(fuente: TESSA)

TESSA: Objetivos Entender como cambios reales o potenciales de sitios y de

ecosistemas afectan los servicios ecosistémicos• Identificar servicios importantes, datos necesarios,

métodos o fuentes de información, y manera de comunicar resultados

31(fuente: TESSA)

Interfaz

¡No es un modelo!

Una guía general en formato PDF • Con vínculos a otras

guías, formularios y documentos de método.

http://tessa.info

32(fuente: TESSA)

Requisitos Sitios de pequeña escala (1-1000 km2)

• Nivel operacional para la gestión• Se pueden colectar datos de manera participativa

33(fuente: TESSA)

TESSA: Servicios

34(fuente: TESSA)

Comparar situaciones y analizar quien gana y quien pierde

35(fuente: TESSA)

Ejemplo de árboles para decidir de un

método

Decision tree C1. Tree-dominated habitats, such as natural forest or woody crop plantations/ orchards

36(fuente: TESSA)

Aplicación en Ecuador Por BirdLife International y Aves y Conservación Parque Nacional Llanganates, Ecuador Comparación de una situación actual con ganado en el

parque y una situación de conservación sin pastoreo• Ecosistemas más afectados: páramo y bosque altoandino• Servicios más afectados son: regulación del clima global, agua,

cultivos y turismo.

37

Fuente: BirdLife International y Aves y Conservación (2014). Servicios Ecosistémicos del Parque Nacional Llanganates, Ecuador. Quito, Ecuador: BirdLife International y Aves y Conservación


5. Mapeo participativo con SolVES: San Martin, Perú




SolvES (“social values of ecosystemservices”)

Funciona con ESRI ArcGIS Permite evaluar, mapear y cuantificar el valor

social percibido de los SE, a través de un índice de valor no monetario

Utiliza datos recolectados mediante encuestas a diferentes actores sociales

Desarrollada por el USGS Rocky Mountain Geographic Science Center & Colorado State University

http://solves.cr.usgs.gov

SolvES

Salidas:• Mapas e información estadística sobre

diferentes valores sociales, combinando la información espacial y no espacial proporcionada por un cuestionario sobre las actitudes y preferencias de diferentes actores sociales con los aspectos físicos-ambientales

• Mapas de densidad de puntos

Área de Estudio: el Alto Mayo2 Provincias (Moyobamba y Rioja)15 DistritosÁrea: alrededor de 6,620 km2

Población: 263’00065% urbano 400 ccpp

(fuente: Codato et al., in prep)

Trabajo de encuestas y entrevistas a diferentes actores a lo largo del Alto Mayo

106 Entrevistas: 3 actores públicos y 3 actores importantes de la sociedad

civil x capital de Distrito (15) 6 actores del Gobierno Regional y 6 actores civiles

importantes a nivel Regional

400 Encuestas: 260 Urbanas (entre 12 capitales de Distrito) y 140 en ccpp 28 ccpp (alrededor de 5 por ccpp) Principalmente profesores (considerados actores

estratégicos) y agricultores y/o ganaderos (principal actividad del Alto Mayo)

Solo personas que vivan en el Alto Mayo desde por lo menos 10 años

Total Encuestas sociedad civil: 378Urbanas: 255Rurales: 123 en 23 ccpp

Total Entrevistas actores claves: 100


• Valor del paisaje• Valor de diversidad biológica• Valor de uso (económico)

• Valor de sustento para la vida• Valor recreacional• Valor espiritual y cultural• Valor histórico

Mapeo participativo del valor social de los SS.EE.

Mapa de campo utilizada para marcar los valores

Formato A2 1:200,000

Orden de prioridad alos 7 valores


Mapas de los valores sociales percibidos por los servicios

ecosistémicos



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6. Evaluación integrada con InVEST: Costa Rica




InVEST

Proyecto iniciado en el 2006 por el Natural Capital Project (universidades de Stanford y del Minnesota, The Nature Conservancy, WWF)

Objetivo:• informar y mejorar la gestión de los recursos

naturales y las decisiones de inversión

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Funcionamiento e interfaz InVEST es un conjunto de modelos que se ejecutan de

manera independiente Mapas de resultados se visualizan en un SIG

Modelo InVEST para la retención de nutrientes

Salida del modelo de retención de nitrógeno : índex de retención

3:16 PM 52(fuente: InVEST)

17 modelos para analizar los ambientes marinos y terrestres Modelos basados en funciones de producción de servicios

dependiendo de la estructura y los procesos de ecosistemas

Posibilidades

Marinos

• Carbono• Protección costera• Acuacultura• Calidad de agua marina• Energía eólica• Energía de olas

Terrestres

• Carbono• Retención de sedimentos• Purificación de agua• Hidroenergia• Polinización de cultivos• Hábitat• Producción de madera• Recreación • Belleza escénica

Almacenamiento de carbono :

Supuestos y Metodología

(fuente: InVEST)

Retención de sedimentos :

Supuestos y Metodología

(fuente: InVEST)

El modelo de almacenamiento de carbono es muy simple

Es difícil obtener datos sobre la retención de nutrientes

Se aplican por igual a todas partes del mundo• Problemático para la ecuación de erosión RUSLE

que no es pertinente para pendientes fuertes y en zonas tropicales húmedas

Modelos relacionados con agua no incluyen agua del suelo y agua subterránea

Límites de los modelos

Aplicación de InVEST a la cuenca Reventazón, Costa Rica

5 servicios modelados con InVEST• almacenamiento de

carbono, • producción de agua,• retención de nutrientes• retención de sedimentos• producción agrícola (a

partir de datos económicos)

Analizar compensaciones y sinergias entre los 6 servicios utilizando escenarios de uso del suelo

3:16 PM 57(fuente: Vallet, 2014)


58

7. Escenarios de cambio con Costing Nature: San Martin, Perú




Herramienta de modelación y creación de mapas • Elaborada por el King College of London en colaboración

con UNEP-WCMC Objetivos:

• Evaluar servicios ecosistémicos a diferentes escalas • Apoyar globalmente a la gestión sostenible de servicios

mediante definición de prioridades de conservación • Mapear el impacto de intervenciones y manejo de la

tierra y/o cambio climático en la provisión de múltiples servicios ecosistémicos

Co$ting Nature (www.policysupport.org/costingnature)

Más de 100 mapas de datos globales (desde SimTERRA u otras fuentes) a diferentes escalas espaciales y temporales + posibilidad de sustitución con datos propios

Costing Nature (versión 2.49)

Provisión de agua

Mitigaciónde riesgos

Carbono Turismo

Biodiversidad

Prioridades deconservación

Presiones actuales

Amenazas futuras

SE

LINEA BASE: 1km2 o 1ha mapas de output (indice 0‐1) global o local

Potenciales/Realizados

Opciones de Escenarios (Transferencia de Beneficios):Cambios en el uso y cobertura del suelo

Cambios en el valor de las prioridades de conservación y SECambio de los mapas de input

SS.EE. hídricos

Cantidad de aguaServicios hídricos potenciales a nivel

local

Agua limpia producida por pixel y acumulada aguas

abajo… Precipitaciones

Evapotranspiración actual

Calidad del agua Huella humana…menos el

% por pixel de agua contaminada por:

Minería

Petróleo y gas

Carreteras

Áreas urbanas

Pastizales

Tierras de cultivo

Servicios de aprovisionamiento

de agua

Servicios hídricos realizados a nivel

localPresencia agua abajo de: Represas

Población

Proyectos de riego

Servicios de carbono

Combinación de diferentes datos de reserva y secuestro de

carbono

Reserva de carbonoSS.EE. Potenciales y realizados a nivel

global

Calculado en tC/km2 desde:

Mapa de reservas de carbono en la

superficie (Ruesch et al., 2008 y Saatchi et

al., 2001)

Mapa de reservas de carbono bajo tierra (Scharlermann et al.,

2009)

Captura de carbono

Análisis global satelital a 1 km de resolución por el periodo 1998‐2008 y convertido a

tC/ha/año

Productividad de material seca

(Mulligan, 2009)

Presión actual

Densidad de población relativa

Población (Landscan, 2007)

El promedio de cada uno de estos factores:

Cambio del uso del suelo reciente detectado por

MODIS Vegetation CoverChange (VCF)

MODIS VCF 2010 es más bajo del 40% respecto a MODIS VCF 2000 en 3 pixeles alrededor de cada

celda

O cuando MODIS tierra-i indica cambio de uso del suelo

Frecuencia de incendios relativa

Media de frecuencia de incendios 2001-2010 de MODIS

Intensidad de pastoreo relativa

Cabezas de ganado por pastoreo manejado y pastoreo libre (Wint & Robinson, 2007)

Intensidad agrícola relativa Fracción de cultivos y pastoreo por cada celda

Densidad relativa de represas hidroeléctricas

Número acumulado de represas situadas río arriba (Global Dams database)

Densidad relativa de infraestructuras

Localización de presas, minas, petróleo y gas, carreteras y áreas urbanas

Amenazas futuras

Amenazas de deforestación relativas

Deforestación cerca de frentes deforestados (cambio en MODIS VCF)

El promedio de cada uno de estos factores:

Amenazas derivadas de la infraestructura

Base de datos global de infraestructuras previstas (petróleo, minas, carreteras)

Amenazas de accesibilidad relativas

Accesibilidad relativa desde ciudades con más de 50,000 habitantes

Cambio previsto en el Producto Interno Bruto (PIB)

Cambio previsto en el PIB entre 1990 y 2025 (CIESIN, 2002)

Cambio previsto en la poblaciónCambio previsto en la población entre 1990 y

2025 (CIESIN, 2002)

Presencia de recursos minerales

Near global coal bearing areas (Tewalt et al., 2008; Merrill et al., 2008)

Todos los depósitos minerales (USGS, 2011)

Aptitud media por 48 cultivos (bajos insumos)

Aptitud media por 48 cultivos (altos insumos)

Amenazas del cambio climático17GCM ensemble projected IPCC AR4 A2a

temp. and precip. change to the 2050s

Amenazas remotas (petróleo y gas)

Actual distribución relativa de la intensidad luminosa nocturna existente

San Martin en la Amazoníanorte de Perú

Resultados

(fuente: Codato con datos de Costing Nature)

(fuente: Codato con datos de Costing Nature)

8. Procesos espaciales con ARIES: Estados Unidos




ARIES

Universidad de Vermont, EEUU Establecimiento del proyecto en 2007 Objetivos:• Ofrecer un soporte inteligente para la

evaluación y la valoración de los servicios ecosistémicos para facilitar y mejorar la toma de decisiones ambientales

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Tecnología basada en el Web• Servidor con datos globales

ARIES accede a recursos (datos y modelos) de los servidores• modelos existentes y nuevos modelos

Funcionamiento global e Interfaz

Thinklab GUI

Énfasis en los procesos espaciales de producción, flujo, uso (incluso competición o rivalidad)

Principio

(Bagstad et al., 2012)

Para cada servicio, es necesario identificar los proveedores, beneficiarios, intermediarios y disipadores

Regulación de inundaciones

FlujosPrecipitación

Infraestructura verde

(vegetación, suelo) y gris (embalses, reservorios)

Protección contra

inundación

Uso

Flujos

SIG

SIGModelo con

probabilidad

Modelo determinístico (rutas del agua)

(fuente: ARIES)

En desarrollo• Plataforma Thinklab y ARIES son recientes• Todavía no hay modelos para todos los

servicios

Es imperativo tener una conexión a internet

Lenguaje Thinklab

Límites del programa

Salidas de los modelos

Modelos producen mapas de servicios (varios indicadores) Para procesos

dinámicos, gráficos animados

Villa F, Bagstad KJ, Voigt B, Johnson GW, Portela R, et al. (2014) A Methodologyfor Adaptable and Robust Ecosystem Services Assessment. PLoSONE 9(3): e91001. doi:10.1371/journal.pone.0091001

3:16 PM 75

5 servicios: • Carbono• Belleza escénica para propietarios• Proximidad a espacios abiertos para

propietarios• Regulación de inundaciones• Regulación de sedimentos

Discusión metodológica• Considerar otros beneficiarios =>

resultados diferentes• Ignorar ubicación de beneficiarios =>

sobre estimación de servicios

Aplicación en Estados Unidos: Puget Sound study case

Bagstad, K. J., F. Villa, D. Batker, J. Harrison-Cox, B. Voigt, and G. W. Johnson. 2014. From theoretical to actual ecosystem services:mapping beneficiaries and spatial flows in ecosystem service assessments. Ecology and Society19(2): 64. http://dx.doi.org/10.5751/ES-06523-190264


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Parte C. Discusión general y conclusiones

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Comparar herramientas

Servicios ecosistémicos Complejidad Implicación de actores

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Comparaciones disponibles en:

Bagstad, K.J., Semmens, D.J., Winthrop, R. (2013) Comparing approaches to spatially explicit ecosystemservice modeling: A case study from the San Pedro River, Arizona. Ecosystem Services 5: 40-50.

Peh, Kelvin S-H., et al. (2013) TESSA: a toolkit for rapid assessment of ecosystem services at sites of biodiversity conservation importance." Ecosystem Services 5: 51-57)

Comparar herramientas

TESSA SolVES InVEST Costing Nature

ARIES

Consideración de beneficiarios *** *** *** ***Facilidad de la interfaz ** ** *** *Facilidad de acceso a datos *** * ** *** *Participación de actores *** *** * * *Experiencia con esta herramienta ** * *** ** *Salidas y mapas ** ** ** ***

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(foto: Codato)

Documents

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