Doctorado en Geografía · 2017
Impactos del cambio en las coberturas de la superficie terrestre, sobre el almacenamiento de carbono y la regulación climática en la cuenca del río La Vieja, Colombia
La transformación de las coberturas de la superficie terrestre es uno de los principales factores impulsores del cambio global, y es de los que está asociado más directamente con la actividad humana; por lo que resulta de especial importancia mejorar el conocimiento acerca de cómo este factor induce cambios en la prestación de servicios ecosistémicos a escala local y regional. La cuenca del río La Vieja (Eje Cafetero colombiano), se localiza en la región Andina, en la que se ha concentrado una gran parte de la población del país y en la que a la vez se ha presentado una dinámica de transformación de la cobertura de la superficie asociada con las tendencias nacionales y mundiales de la economía cafetera. Para explicar el impacto de los cambios en las coberturas de la superficie sobre el almacenamiento de carbono y la regulación climática, se realizó un análisis multitemporal de cambio de coberturas y se utilizaron datos obtenidos por medio de sensores remotos (como índices de vegetación y de agua, temperatura de superficie y evapotranspiración), datos de estaciones climatológicas, mediciones dimensionales de la vegetación realizadas directamente en la zona de estudio, y modelos alométricos ya establecidos para la estimación de biomasa en ciertos tipos de vegetación. La cuenca presentó cambios importantes en la distribución espacial de las coberturas de la superficie terrestre durante las últimas décadas. La crisis en el precio internacional del café tuvo un impacto significativo en la configuración del paisaje después del año 1989, y en el año 2000 ya se habían sustituido 26976 ha de café por pastizales y otros tipos de cultivos, modificando notablemente la vocación productiva de la cuenca. Entre 2000 y 2014 se sustituyeron 7317 ha adicionales de café y a la vez se identificó la tendencia al aumento de los bosques secundarios y la persistencia de pastizales y otros cultivos, que en la zona de estudio están representados principalmente por árboles frutales, plátano y cultivos semestrales. Estos cambios en las coberturas fueron un factor determinante en la alteración de la temperatura de la superficie terrestre y de la evapotranspiración, lo que a escala local y regional podría incidir sobre el balance de radiación y el ciclo hidrológico, y por consiguiente en la regulación del clima a menor escala. También se observó que los cambios en el paisaje de la cuenca ocurridos durante las últimas décadas, generaron impactos relevantes que se vieron reflejados en una disminución del promedio anual de evapotranspiración de la cuenca, que en su equivalente para toda el área de la cuenca analizada correspondió con la reducción de 36 millones de metros cúbicos. En cuanto al almacenamiento de carbono, se presentaron variaciones importantes tendientes al aumento de la fijación de este elemento en la biomasa aérea vegetal, con una ganancia de 174965.33 t entre 1989 y 2000, y 892716.43 t entre 2000 y 2014. Finalmente, se concluyó que existe una relación directa entre las coberturas de la superficie, la regulación climática y el almacenamiento de carbono en la biomasa aérea; y que la transformación del paisaje en la cuenca del río La Vieja tuvo unos impactos importantes en la prestación de servicios ecosistémicos durante las últimas décadas. En el caso de la regulación climática se notó una afectación negativa por la reducción en la evapotranspiración, mientras que el carbono almacenado en la biomasa aérea se incrementó, lo que de manera indirecta estaría contribuyendo con la disminución de las concentraciones de gases de efecto invernadero a partir de la fijación de carbono en las estructuras vegetales.
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Contenido
- Marco teórico y estado del conocimientop. 33
- El enfoque de funciones y servicios ecosistémicosp. 19
- La Geografía y su relación con las funciones y los servicios ecosistémicosp. 21
- Los cambios en la cobertura y el uso de la superficie terrestrep. 23
- Relación entre la cobertura de la superficie terrestre y el climap. 26
- 1.4.1 Coberturas de la superficie terrestre y regulación climáticap. 26
- de la superficie terrestrep. 28
- biomasa aéreap. 49
- aérea vegetalp. 33
- 1.5.2 Métodos para la estimación del carbono almacenado en la biomasa aéreap. 37
- Metodologíap. 40
- Región de estudiop. 40
- región de estudiop. 40
- climáticap. 26
- 2.4.1 Análisis de la relación temporal entre variablesp. 46
- 2.4.2 Análisis de la relación espacial entre variablesp. 47
- de carbono en la biomasa aéreap. 49
- RESULTADOS Y DISCUSIÓNp. 51
- Análisis del clima de la cuenca del río La Viejap. 51
- 3.1.1 Ciclos anuales de precipitación y temperaturap. 51
- 3.1.2 Variabilidad climática interanual en la cuenca del río La Viejap. 54
- décadas en la cuenca del río La Viejap. 58
- relacionadas con la regulación climáticap. 84
- climáticap. 26
- carbono en la biomasa aéreap. 112
- alométricosp. 112
- obtenidos por medio de sensores remotosp. 116
- la regulación climática y el almacenamiento de carbonop. 125
- últimas décadasp. 128
- en las últimas décadasp. 133
- CONCLUSIONESp. 137
- Figura 1. Etapas de transición del uso y la cobertura de la superficie terrestrep. 24
- peruano y boliviano, antes y después de la conquista españolap. 25
- hídrico (derecha)p. 27
- Figura 4. Emisiones históricas de CO2 por regionesp. 34
- Figura 5. Flujo de C en la vegetaciónp. 35
- Figura 6. Flujos de carbono en diferentes tipos de coberturap. 36
- Figura 7. Regresión lineal entre TS y altitudp. 49
- Figura 8. Localización de la región de estudiop. 41
- meteorológicas analizadasp. 52
- estaciones meteorológicas analizadasp. 53
- analizadas (líneas negras) y su relación con el Índice Oceánico del Niño (línea roja)p. 56
- meteorológicas analizadas y su relación con el Índice Oceánico El Niño (ION)p. 57
- para los años 1989, 2000 y 2014p. 61
- 2000-2014p. 62
- área de bosque primario en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 66
- respectivamentep. 68
- área de cultivo de café en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 71
- área de otros cultivos en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 73
- área de pastos en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 75
- respectivamentep. 77
- área de rastrojo en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 80
- neto de área de vegetación de páramo en el periodo 2000-2014p. 81
- área de zona urbana en el periodo 1989-2000 y 2000-2014 respectivamentep. 83
- Figura 26. Nube de puntos de datos de TA máxima y TS diariasp. 86
- Figura 27. ET promedio mensual por tipo de coberturap. 87
- Figura 28. ET promedio anual por tipo de coberturap. 88
- diferentes indican diferencias significativas a nivel p<0.01p. 89
- analizadasp. 94
- Figura 31. Modelos de regresión lineal. a) TS-IVDN. b) TS-IADN. c) IADN-IVDNp. 97
- Figura 32. Transición entre pasto y plantación forestalp. 98
- Figura 33. Transición entre pasto y bosque primariop. 99
- Figura 34. Transición entre pasto y cafép. 100
- Figura 35. Transición entre café y zona urbanap. 101
- Figura 36. Transición entre café y zona urbanap. 102
- Figura 37. Lluvia de los 30 antecedentes a la toma de la imagen Landsatp. 108
- Figura 38. TS por tipo de cobertura en cada rango altitudinalp. 110
- Figura 39. TA por tipo de cobertura en cada rango altitudinalp. 111
- Figura 40. Carbono almacenado en la biomasa aérea por tipo de coberturap. 113
- de coberturap. 119
- Figura 42. Ajuste del modelo para la estimación de carbono en la biomasa aéreap. 122
- biomasa aérea a partir del IADNp. 124
- almacenamiento de carbonop. 125
- 1989, 2000 y 2014p. 129
- Figura 46. Distribución espacial de los aumentos y disminuciones de ETp. 131
- Figura 47. Distribución espacial de los aumentos y disminuciones de ETp. 132
- Figura 48. Carbono almacenado en la cuenca en los diferentes periodos evaluadosp. 134
- Figura 49. Carbono total almacenado en cada uno de los años de análisisp. 135
- transformaciones en la cobertura de la superficie terrestrep. 31
- pasivos para estimar la biomasa aérea o su contenido de carbono almacenadop. 39
- Tabla 3. Estaciones meteorológicas utilizadas en el estudiop. 42
- Tabla 4. Características de las imágenes Landsat utilizadas en el análisisp. 47
- Índice Oceánico El Niño (ION)p. 54
- La Vieja (el área total hace referencia al 64.6%)p. 59
- Tabla 7. Correlaciones entre datos mensuales de TS, TA e IVDNp. 85
- Tabla 8. Medias y desviaciones estándar de IVDN, IADN y TS* por coberturap. 95
- observada de la superficiep. 96
- en la cuencap. 106
- tipos de coberturas presentes en la cuencap. 107
- Colombia y en otras regiones del mundop. 115
- aéreap. 17
- análisisp. 133