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Ecologia de Paisajes

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by Pieter Van de Sype on 4 March 2014

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Transcript of Ecologia de Paisajes

Fragmentación, dispersión y conectividad
Paisaje
Ecología de Paisajes
Un poco de historia
Conservation biology is a growing discipline that makes use of a variety of scientific fields to propose solutions and promote the sustainable use, management and preservation of the world’s natural resources. From its perspective, the evolution of the ecological sciences and the changes of old paradigms have transformed the understanding of ecological systems as static to the conceptualization of ecosystems and biodiversity as complex dynamics. Therefore, there is a need to understand the interaction of systems and units at larger scales. Here, we propose that there is a need for integrated landscape management in Latin America, focusing on understanding the use of ecosystems, the interactions between natural and human systems, and proposing integrated approaches for managing this interface. We also urge the standardization of information management systems to support decision making and the implementation of integrated trans-boundary landscape management to confront the threats facing some of the most important Latin American biomes.
Ecología
Relevancia para la gestión de los RRNN
FRAGSTATS
Matriz - Parches - Corredor
Área
Escala del Mosaico
Ecología de paisajes en el Perú
Cuatro clases de efectos del relieve en la definición de patrones y procesos de un paisaje
Superficie no lineal que se diferencia de las áreas contiguas
Varían en tamaño, forma, tipo, características de los bordes y nivel de heterogeneidad.
A menudo se encuentra “incrustado” en la matriz
Con bordes “cerrados” (si no tocan el perímetro del paisaje) o “abiertos” (si los interceptan)
Pueden ser comunidades bióticas o características abióticas (ejm. tipos del suelo) o antrópicas (ejm. zonas urbanas, cultivos)
Origen: naturales o antrópicos; por disturbios o por condicionantes ambientales
Parches
Elemento que presenta la mayor conectividad (> continuidad del paisaje)  forma el “fondo” del patrón
Elemento que ejerce mayor control sobre la dinámica del paisaje  juega un papel fundamental en el funcionamiento del mosaico del paisaje.
Su grado de fragmentación determina la conectividad en el paisaje.
matriz
1980 un grupo de científicos norteamericanos empiezan a desarrollar más ideas en EP. Publicaciones en ingles

Forman y Godron (1981). Rev. Bioscince. Paisaje unidad reconocible. Parche, corredor, matriz

1983 reunión en Allerton Park (Illinois) para explorar ideas y potenciales conceptos que tenemos hoy. Revista Landscape Ecology.

- Biogeografos europeos paisaje como entidad espacial y visual producto de interacción de componentes creados por el hombre – biota

- Carl Troll (1939) acuña el nombre, impactado por el concepto de ecosistema propuesto por Tansley (1935) y el inicio de las fotos aéreas.

- EP gana reconocimiento en Europa (Alemania) entre 50-60 siglo XX  planificación de campo, mapeo de uso de territorio

- 1972 se crea una sociedad de EP en Holanda, la única literatura es en holandés y alemán.
5 causas básicas de cambio en la vegetación
¿Parche = fragmento?
- Fragmento: pieza, fracción, pedazo
- Parche: remiendo, paño, fondillo, mancha
Proceso de fragmentación
¿Proceso de “parchización”?
Un proceso de fragmentación de hábitat da como resultado fragmentos que también son llamados “parches”.
Configuración del paisaje (arreglo)
Distancias y localizaciones
Fragmentación espacial
Tamaño y forma de parches
Conectividad
Patrones de cambio no lineales
Escalas
Desarrollo de modelos dinámicos para captar la complejidad del sistema.
Ecología del paisaje
Características de la ecología del paisaje

Relación espacial entre los elementos : distribución de materiales, energía y especies, en relación con características, número y configuración espacial de los elementos. (Estructura)

Interacciones entre los elementos: flujos de energía, materia y especies entre los elementos componentes (Función)

Alteración de la estructura y función del mosaico ecológico a través del tiempo (Cambio)
Movimientos y flujos entre unidades espaciales y los cambios temporales
Caracter espacial de procesos ecológicos
Unidad espacial homogénea en cuanto a los flujos verticales (estado y funcionamiento del ecosistema)


Matteucci, 2008
Ecotopo
Sistema de interconexiones en el cual el nivel superior impone restricciones a los niveles inferiores.

Esta teoría predice que los sistemas ecológicos están compuestos por niveles relativamente aislados y cada uno opera a escalas temporales y espaciales relativamente definidas.
Teoría de la jerarquía
Heterogeneidad ambiental

Escala espacial y temporal

Se enfoca en escalas en las cuales las actividades humanas tienen mucha influencia en la generación de patrones espaciales

Incorpora como línea prioritaria el estudio de los cambios de uso y cobertura del territorio.
Criterio principal para su identificación es la conectividad
Otros: dominancia en superficie y la función (control de la dinámica)
Extensión de la matriz
Estudio de los efectos recíprocos de los patrones espaciales en los procesos ecológicos, promueve desarrollo de modelos y teorías de relación espacial y la examinación de sus escalas ( Pickett y Cadenasso, 1995)
¿ Cuál es la matriz?
Matriz: Bosque amazónico
Identificación de la matriz
La matriz juega un rol importante en el paisaje
MATRIZ
CORREDORES
PARCHES
PAISAJE
Todos los paisajes comparten una estructura fundamental
Unidad ecológica básica
MOSAICO
Niveles jerárquicos en el espacio
REGIÓN
PAISAJE
ECOTOPO
Selva
Sierra
Costa
¿Experiencias de gestión de conectividad en Perú?
Fragstats. (1995), funciona en formato raster y es considerado el programa más completo para las estadísticas.
Patch Analyst. (1999). Trabaja en formato vectorial y raster, Extensión de ArcView.
V-late. (2003). Formato vectorial. Extensión de ArcGis
Conefor Sensinode 2.0. (2007). Calcular índices de conectividad
¿Qué softwares existen?
Área o superficie
Borde o perímetro
Forma /desviación respecto a forma euclediana (circunferencia, rectángulo) / Dimensión fractal
Área interior o núcleo
Aislamiento
Contraste
Intrincación / interspersión o intercalación
Conectividad
Diversidad
Dispersión /C.V. , DS.
Clasificación de estadísticas / índices
Medidas del mosaico espacial
Variables derivadas de otras mediciones (área, perímetro, forma)
Para comparar espacios o paisajes
Para identificar cambios en secuencias temporales
Se puede trabajar a todas escala siempre y cuando haya heterogeneidad ambiental
Índices del paisaje
Los índices miden la estructura o el patrón espacial

Nos brindan una idea sobre los tipos de procesos ecológicos o económicos que se presentan sobre un determinado territorio.

Nos brinda una idea sobre causas y consecuencias sobre la integridad ecológica del paisaje
Adaptado de: Cracco, M. & Guerrero E. 2004
¿Propósito del enlace?
¿Situación y propiedad actual del enlace?
¿Qué especies queremos beneficiar?
¿Necesidades de la especie?
¿Qué necesitamos para que el enlace sea funcional?
¿Qué necesitamos para manejo a largo plazo?
¿Cómo monitoreamos?
Lecciones aprendidas.
preguntas de inicio para planificar enlaces
- Concepto de reserva núcleo, zona de amortiguamiento y enlace. Puede se aplicado a diferente escalas.

- Es la idea del patrón de una red de conectividad
Bennett, 1999
Bennett, 1999
Los procesos ecológicos operan a escalas espaciales y temporales diferentes  las estrategias de conservación en un paisaje debe garantizar conectividad eficaz en diferentes escalas.

NO existe una solución general para que un enlace satisfaga las necesidades de todas las especies. Diferentes clases de enlaces.
“Pérdida” general de hábitat en el paisaje (perdida)
Disminución en el tamaño de los segmentos de hábitat (reducción de hábitat)
Mayor aislamiento de hábitats (aislamiento)
Efectos de la fragmentación
“Arreglos espaciales y calidad de elementos en el paisaje que afectan el desplazamiento de organismos entre parcelas de hábitats.”
En un paisaje la conectividad mide el punto en el que la estructura facilita o impide el desplazamiento entre parches con recursos.
¿Cuál es el patrón más eficaz de hábitats en el paisaje para garantizar la conectividad ecológica de especies, comunidades y procesos?
Conectividad
conectividad
Corredores de vida silvestre
Enlaces paisajísticos
Corredores de dispersión
Cinturones verdes
Corredores ecológicos
Corredores biológicos
Situación actual: Cambio de hábitat en paisajes por intervención humana
Desafío: Mantener y conservar la biodiversidad en paisajes donde predomina la utilización de tierra por el ser humano.
….pero ¿cómo ?
A través de la medición de polígonos (vector)

A partir del conteo de pixeles (raster)
¿Cómo cuantificamos?
Reducir complejidad de la configuración espacial a un grupo de valores numéricos o índices
Cuantificación de la estructura del paisaje
Planificar a escalas espaciales amplias
Proteger áreas clave de hábitat natural
Maximizar valores de conservación a través de formas diversas de tenencia de tierra
Mantener y restaurar conectividad
Integrar conservación con usos de tierra circundante
Orientación para gestión integrada del paisaje
Muchas ANP son muy pequeñas para sustentar poblaciones viables y procesos ecológicos naturales.
Patrones de desplazamiento de animales cruzan los límites del ANP
Las reservas no están aisladas de los usos de tierras circundantes.
Visión de paisaje para gestión de un ANP
Las ANP no representan todas las comunidades naturales
Bennett, 1999
Consideraciones en el diseño de enlaces
Bennett, 1999
Manejo del mosaico del paisaje

b) Trampolines de varios tamaños o espaciamientos

c) Corredores continuos de hábitat
Configuraciones para conectividad
La conexión o enlace de paisaje desempeña un papel ecológico más amplio que sólo ayudar al traslado de animales y materiales. Forma parte integral del paisaje.

Hábitat para flora y fauna
Filtro o barrera para desplazamiento de spp.
Fuente y sumidero para efectos ambientales o bióticos (ejm. Vegetación ribereña)
Bennett, 1999
Pérdida de especies en los parches (subgrupo anidado)
Cambios en la composición de las poblaciones
Cambios en los procesos ecológicos
Dispersión de semillas
Relaciones depredador-presa
Ciclo de nutrientes
Parasitismo de nidos
Impactos de la fragmentación
Bennett, 1999
Nitidez y contraste en los límites de hábitats
Fragmentos pequeños con elevada proporción de perímetro respecto al área son más vulnerables a efectos de borde. En Fragmentos pequeños la zona perturbada puede ocupar toda el área
Es importante puntualizar que la conectividad puede aumentarse con una serie de patrones de hábitat y NO SÓLO CON CORREDORES CONTINUOS DE HÁBITAT.

Por ello es mejor hablar de “nexo” o “enlace”.
Propuesta: Fragmentos enlazados por un corredor o hábitat adecuado es probable que tenga > valor de conservación que fragmentos parecido pero aislados.
Corredor de hábitat natural
Corredor de hábitat remanente
Corredor de hábitat regenerado
Corredor de hábitat plantado
Corredor de hábitat perturbado
Corredores de hábitat según origen
Especie 2
Especie 1
Componentes de la conectividad

Estructural: Distribución espacial de tipos de hábitats en el paisaje (dimensión de brechas, presencia de senderos, distancia para atravesar)

Conductual: Rpta conductual de individuos o spp a la estructura física del paisaje (escala q percibe la spp, requisitos de hábitat, especialización, tolerancia, fase de vida, dispersión, rpta ante depredadores, etc)
Elementos de cuantificación en niveles jerárquicos

Fragmento o parche
Clase
Paisaje o mosaico.
Clasificación de Ecosistemas
http://www.ucm.es/info/cif/book/bioc/global_bioclimatics_2.htm
Ayacucho, Apurímac, Huancavelica
Tres de las regiones mas pobres del país
Enorme riqueza en bienes y servicios ambientales:
Agua, pastizales, agrobiodiversidad, paisajes,...
PRODERN I
Complementar reducción de pobreza con conservación del medio ambiente
Mejorar las capacidades de las autoridades (a nivel local, regional y nacional) en la gestión estratégica de este patrimonio natural
Cuatro componentes en seis distritos:
Ordenamiento Territorial
Valoración Económica del Patrimonio Natural
Conservación y Uso de la Diversidad Biológica
Educación Ambiental

Metodologías pilotos, a replicar en el futuro en otras áreas
Inclusión social
Herramientas practicas para las autoridades
Desarrollo de metodologías para la gestión de los RRNN y su aprovechamiento en el tema de servicios ambientales: desarrollo económico y conservación del medio ambiente
Los distritos de intervención del PRODERN I :
Altos valores paisajísticos
Heterogeneidad en tipos de paisajes
Dentro de una unidad regional (cuenca Pampas)
Contexto
Objetivo
Resultados
Estrategias
La ecología de paisajes considera el paisaje como una parte heterogénea del territorio que consiste en ecosistemas interactuando entre si, en una configuración estructural cuyas características espaciales tienen una influencia en los procesos ecológicos. (Forman and Gordon, 1986).
los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia
cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente
la biología de los ecosistemas
factores abióticos locales (clima, topografía, geología,...)
factores bióticos (los demás organismos que comparten ese hábitat)

“Cualquier parte del territorio tal como la percibe la población, cuyo carácter sea el resultado de la acción y la interacción de factores naturales y/o humanos” (Convenio Europeo del Paisaje, 2000)
Existen muchas definiciones, interpretaciones, dependiendo del campo de investigación
Paisaje visual, paisaje como entidad geográfica o ecologica, como obra de arte, como pintura,...
Caracteristicas espaciales
sistemas, procesos y elementos que articulan entre si
“El ambiente al aire libre, natural o construido, que puede ser observado directamente por una persona visitando y utilizando este ambiente” (Hull & Revell, 1989)
Qué es un paisaje?
Paisaje visual vs. Paisaje ecológico
Todas las interpretaciones tienen en común la relación entre el paisaje como objeto, compuesto por elementos naturales y antropogénicos que interactúan entre si, y los espectadores (el hombre como sujeto) que lo aprecian (Daniel & Vining, 1983; Amir & Gidalizon, 1990)
Confusión terminológica
"ecologicamente sostenible"
ecologistas
Zonificación Ecológica Económica
Ecología como ciencia
Estudios de Ecosistemas
Valoración ambiental Servicios Ecosistémicos
Sistema natural
organismos vivos (biocenosis)
medio físico donde se relacionan (biotopo)
Organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat.
Los procesos ecológicos como la sucesión de
plantas, biodiversidad, patrones de herbivoría,
interacciones predador-presa, dispersión,
dinámica de nutrientes, distribución de especies,
productividad,....

Tienen un componente ESPACIAL

Analizar los procesos ecológicos
incluyendo el componente espacial es
fundamental para entender la dinámica de estos
procesos
Definiciones
La configuración estructural del paisaje consiste en parches y corredores de diferentes coberturas dentro de una matriz de cobertura dominante (Forman & Gordon, 1986)
netwerkindices
L
V
Estructura del Paisaje
Matriz vs Mosaico
Tipos de Mosaico
Indices de Red
Bordes
Fractales
Entropia Espacial
Ciencia joven, con un desarrollo conceptual metodológico,
y la aplicación en planificación y conservación
No existe aún una unidad conceptual en
Ecología del Paisaje para considerarla como
una Ciencia madura. Existe un claro y evidente
objeto de estudio: la relación entre los
procesos ecológicos y la configuración del
espacio en el cual se desarrollan estos
procesos
Paisaje: un área de tierra heterogénea
compuesta de grupos de ecosistemas
interactuando, cuyo patrón se repite de
forma similar a lo largo de este.
Paisaje Ecológico
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