ESTADO DEL CONOCIMIENTO DE LA HIDROLOGÍA DE ECOSISTEMAS ANDINOS Rolando Célleri 1, Bert De Bievre 2 1 Profesor Asociado, Universidad de Cuenca [email protected]

ESTADO DEL CONOCIMIENTO DE LA HIDROLOGÍA DE ECOSISTEMAS ANDINOS

Rolando Célleri1, Bert De Bievre2

1 Profesor Asociado, Universidad de [email protected]

2 Coordinador Proyecto Paramo Andino, CIP-CONDESAN [email protected]

Manizales, 18 de febrero de 2008

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Contenido

1. Introducción

2. Resultados

3. Conclusiones

4. Trabajo futuro

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1 Introducción

1 Introducción 2 Resultados 3 Conclusiones 4 Trabajo futuro

Uno de los principales servicios de cuencas andinas es el servicio ambiental hídrico (SAH)

Por ello, se vienen implementado esquemas PSA para proteger/conservar/recuperar el SAH

Sin embargo, al inicio de iniciativas poco se conoce del SAH que

se puede perder si no se conservan las cuencas, se ha perdido por malas practicas, se puede recuperar

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1 Introducción

Síntesis regional CONDESAN 2008:Servicios ambientales para la conservación de

los recursos hídricos: lecciones desde los Andes

Producto 1: Estado del conocimiento Necesidad de dar soporte técnico-científico a

decisiones que se toman en esquemas PSA hídricos


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Objetivo

Revisión del estado del conocimiento de la hidrología de ecosistemas andinos

Determinar que se sabe sobre: 1) El ciclo hidrológico en los ecosistemas andinos, esto es sobre

(i) la cuantificación del servicio hidrológico y (ii) la pérdida de los servicios debido a prácticas humanas.

2) Las relaciones entre los SAH y otros SA como carbono y biodiversidad.

3) La información y conocimiento clave para entender la relación uso de la tierra-agua necesario para establecer un esquema efectivo de PSA


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Los servicios ambientales hídricos

Calidad de agua Sedimentos Químicamente buena

Rendimiento hídrico Regulación Recarga de acuíferos


Mas entendido

Menos entendido

Puede ser necesario escoger entre o priorizar servicios, sobre todo en un contexto de recuperación!

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A. Taller de hidrología andina

Papallacta, Septiembre 2008


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A. Otros antecedentes

Taller “estado del arte de hidrología de páramos”, Mérida, febrero 2007, Proyecto Páramo Andino

Estudio “Estado del arte de hidrología de bosques andinos” Conrado Tobon, encargado por ECOBONA-Intercooperation


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B. Conocimiento por ecosistemas

Páramo, bosques andinos Relativamente mas investigados

Estado natural Efectos de intervenciones humanas

Puna, jalca, humedales Muy poco estudiados Principalmente estudios descriptivos, no funcionales

Agro-ecosistemas y zonas degradadas Estudiadas a escala de parcela, muy poco conocimiento

hidrológico a escala mayor


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Páramo

Propiedades de páramos naturales Excelente regulación del ciclo hidrológico Excelente rendimiento hídrico anual


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Páramo: estado natural

Como se explica estas propiedades? Alta capacidad de almacenamiento de agua de los

suelos (materia orgánica), Baja evapotranspiración (clima frío y húmedo, y bajo

consumo de agua por parte de la vegetación propia), Morfología de las cuencas (depresiones) Alta y uniforme precipitación a lo largo del año. Pastizal/Pajonal protege muy bien al suelo de la lluvia,

evitando así su erosión y secado


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Páramo: cambio de uso de tierras

Agricultura A. implica drenaje, incremento de la evapotranspiración y

exposición de los suelos a la radicación solar directa Aumento en los caudales pico Reducción significativa de los caudales base AFECTA PRINCIPALMENTE REGULACION Alta erosión del suelo Reducción en la capacidad de regulación estimada en un 40%

Foto: W. Buytaert


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Plantaciones de pinos P. implican aumento evapotranspiración Disminución significativa tanto en caudales pico como en caudales

base, estos últimos llegando a ser un 25% de los observados en pajonales

Reducción del rendimiento hídrico anual de un 50% pero podría depender mucho de la precipitación anual

AFECTA PRINCIALMENTE RENDIMIENTO HIDRICO


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Ganadería G. implica compactación del suelo en zonas drenadas y

destrucción de su estructura en zonas muy húmedas Reducción de la capacidad de infiltración Reducción de la conductividad hidráulica Reducción de la capacidad de almacenamiento de agua AFECTA PRINCIPALMENTE REGULACION Y CALIDAD


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Páramo: relación con otros SA

Carbono Existe una estrecha relación con SAH Materia orgánica altamente responsable de SAH Pinos extraen carbono del suelo, reducción en

capacidad de almacenamiento de agua


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Bosques andinos

Propiedades de bosques Excelente regulación del ciclo hidrológico Muy buen rendimiento hídrico anual, menor que páramo


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Bosques andinos: estado natural

Como se explica estas propiedades? Alta capacidad de almacenamiento de agua de los suelos (materia

orgánica), Vegetación protege muy bien al suelo de la lluvia, evitando así su

erosión y secado Clima, precipitación y vegetación permiten que los suelos estén

siempre cerca de saturación Adicionalmente en bosques nublados:

Neblina causa una reducción en la radiación solar y aumento de la humedad relativa

Menores pérdidas de agua por evaporación y transpiración Contacto neblina - bosque hace que se produzca un aporte de

agua por intercepción, adicional al de la lluvia


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Bosques andinos: deforestación

A corto plazo Aumento de caudales y del rendimiento hídrico

Debido a reducción en intercepción y en evapotranspiración

A mediano y largo plazo Reducción materia orgánica (por oxidación), Compactación de suelos (en caso de ganadería) Drenaje, secado y erosión suelos (en caso agricultura) Reducción capacidad almacenamiento y rendimiento h. Efecto más negativo: severa reducción en regulación


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Bosque: relación con otros SA

Carbono Existe una estrecha relación con SAH Materia orgánica altamente responsable de SAH Deforestación ocasiona pérdida de carbono en

biomasa, en el suelo y una reducción de los SAH Biodiversidad

Bosques tienen alta biodiversidad Deforestación produce perdida de esta biodiversidad y

del SAH


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Agro-ecosistemas

Estado inicial del ecosistema natural prácticamente ya no puede ser conocido

Implementación de buenas practicas agrícolas tienen efecto positivo en la hidrología a escala de parcela

Efecto en escalas mayores seguramente es positivo, pero magnitud es aun desconocida Depende del área de la cuenca bajo agricultura de

conservación, del estado inicial previo a la implementación de las prácticas, del tipo de suelos, de las características del clima y de la precipitación.


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Erosión y Zonas degradadas

Solamente una pequeña fracción de los sedimentos que entran en los ríos se derivan de áreas cultivadas

La mayoría de los sedimentos se producen en zonas no aradas o agrícolas

caminos vecinales grandes movimientos en masa, erosión en cárcavas, erosión de márgenes e incisión de cauces fluviales.

Si no se consideran estos procesos, se puede llegar a conclusiones erróneas sobre grandes tasas de producción de sedimentos atribuidas a los agricultores


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Resultados de investigaciones de las relaciones pobreza-degradación ambiental encuentran que: pobreza no esta directamente correlacionada con la

degradación ambiental degradación esta en función de las actividades

productivas y como estas se desarrollan agricultores no pobres son los agentes inmediatos de

degradación


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Recuperación de zonas degradadas (< 2400m) con reforestación y obras físicas reduce producción de sedimentos; a mediano y largo plazo se recupera el SAH

Recuperación de vegetación densa puede reducir erosión a niveles pre-degradación

En áreas muy degradadas, (casi) sin suelo, el uso de especies no nativas como eucalipto y pino ha proporcionado buenos resultados

Se concluye que no se puede generalizar que una especie exótica es siempre “mala”, sino que su utilización debe estar a la par con el sitio donde se la quiere utilizar


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C. Información y conocimiento clave Que es lo que realmente sabemos?

100% Conservada 100% Degradada

Indicador(por ej. Qbase)

┬

┬

┴

┴


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Información y conocimiento clave Es posible generalizar los resultados a otras

cuencas? P. ej. Efectos de pinos en páramo Seguramente mismo efecto pero distinta

magnitud debido a influencia de condiciones locales

Precipitación Vegetación (p.ej. tipo y densidad de dosel) Profundidad de suelos y sus propiedades Pendientes Combinación de factores


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Información y conocimiento clave Es posible generalizar los resultados a otras

escalas mayores? Complicado, posible hasta un cierto límite Magnitud del efecto es variable debido a

diferentes controles hidrológicos Cuencas pequeñas: alta importancia de

vegetación, topografía y pendientes Cuencas grandes: alta importancia de

variabilidad del clima, uso de tierras, suelos, densidad de drenaje


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Información y conocimiento clave: Modelos hidrológicos

Modelización Hidrológica avanzó mucho en los años 90 con los “modelos basados en la física“

La base “Física” es débil porque no se basa en información sólida: falta de conocimiento de procesos hidrológicos.

Los estudios de modelización que incluyen un análisis de incertidumbre muestran incertidumbres muy altas.

Mejoremos nuestra información sobre los procesos y volvamos luego a los modelos.


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Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca?

1. Información mínima: caudales y precipitación En cada uno de los ecosistemas presentes en la cuenca

2. En el caso de bosques se necesita además información del tipo de bosque y del dosel

3. Datos meteorológicos locales (para cálculo de consumo de agua del ecosistema)

4. Finalmente morfología de la cuenca y estudios de suelos (tipos de suelos, profundidad, propiedades de retención de agua, cantidad de materia orgánica, entre otros)


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Que información es necesaria para determinar los SAH de una cuenca?

Es clave tener información en: Escalas hidrológicamente significativas

Proyectos alrededor de SAH se aplican en áreas pequeñas y resultados pueden no ser observados en escalas mucho más grandes

Un solo pluviografo/limnigrafo en una cuenca de 50 km2 no ayuda mucho!

Todos los ecosistemas presentes en la cuenca Número de sensores depende de:

Dimensiones de la cuenca Variabilidad espacial de la precipitación/clima Sitios de interés para proyectos SAH


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Conclusiones

Falta de personal calificado que maneja el tema Sabemos algo de páramo y bosque, mucho menos de

jalca y puna Ecosistemas naturales proporcionan muy buenos SAH Prácticas agrícolas y especies exóticas alteran

negativamente el ciclo hidrológico Los impactos de cambios de uso de tierras en páramos

son prácticamente irreversibles si se destruyen los suelos

Es posible la recuperación parcial de SAH de cuencas degradadas pero cuesta mucho y toma mucho tiempo


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Conclusiones

Sabemos que hacer en los dos extremos (conservado mantenerlo asi, degradado recuperar cualquier cobertura), pero en la zona gris de ecosistemas intervenidos hay grandes vacios de conocimiento

Impacto de cambio de estado natural a otro uso (p.ej. deforestación) es observable en corto plazo

Impacto de restauración, reforestación son observables en mediano y largo plazo

Recarga “acuíferos” : presente en políticas pero muy desconocido (desde su definición)


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Monitorear mas sitios para comparar resultados y ampliar el conocimiento Para cada ecosistema, sitios con diferencias

climáticas Distintos tipos de bosques; Ecosistemas poco estudiados

Desarrollar protocolos para que los resultados/mediciones sean comparables

Desarrollo de modelos hidrológicos apropiados para las condiciones de los Andes

Trabajo futuro


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Muchas Muchas graciasgracias

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