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Influencia de la fragmentación del paisaje en las áreas naturales protegidas de América Latina

Influencia de la fragmentación del paisaje en las áreas naturales protegidas de América Latina

Es un hecho que la fragmentación y destrucción de hábitat se producen cambios significativos en la estructura y configuración de cualquier paisaje. La alumna Juana Villafani Vega, como parte del Curso de Posgrado Análisis del Paisaje: Herramienta de Gestión, Ordenación y Planificación Territorial de Fondo Verde y dirigido por el profesor Dr. Gonzalo de la Fuente de Val, realizo un acotado análisis de algunos países de América Latina sobre la incidencia de la fragmentación y disminución del hábitat en las Áreas Naturales Protegidas, como posible causa de extinción de algunas especies durante un período de tiempo establecido. Aunque no debe descartarse una disminución del número de individuos por migración hacia áreas circundantes, debido a la actividades antrópicas. Pero también, entendiendo que los procesos responsable de la fragmentación son múltiples y difíciles de separar (Santos y Telleria, 2006).


Introducción

La fragmentación es el proceso de división de un hábitat continuo en secciones. Un hábitat es el ambiente que ocupa una población y puede ser un bosque, un arroyo, las dunas de arena, un charco. Los fragmentos resultantes difieren del hábitat original en ser de menor tamaño, que están aislados en mayor o menor grado, y en tener efectos de borde. Los efectos de borde son las diferencias que percibimos, estas diferencias ocasionan cambios de abundancia en las especies y en sus relaciones ecológicas.

La investigación en fragmentación de hábitats es desde hace años uno de los campos más desarrollados dentro de la biología de la conservación (Fazey et al., 2005), ya que este proceso está afectando a la biodiversidad a nivel mundial (Sala y otros., 2000). La fragmentación ha sido descrita tradicionalmente como la división progresiva de un hábitat a priori relativamente continuo en un conjunto de fragmentos aislados y de menor tamaño, que quedan embebidos en una matriz de hábitat degradado, cualitativamente muy diferente al original (Saunders et al., 1991). En realidad, es un fenómeno complejo que engloba tres procesos simultáneos e interdependientes de alteración del paisaje, debido a los cuales se incrementa el riesgo de extinción de las poblaciones de los hábitats originales: (1) La continua reducción de la superficie de los fragmentos origina una pérdida de hábitat que puede dar lugar a reducciones directas de los tamaños poblacionales. Esto implica un aumento de la estocasticidad demográfica y ambiental que puede inducir al colapso demográfico (Turner, 1996); (2) La separación progresiva de los fragmentos de hábitat conduce al aislamiento creciente de las poblaciones que albergan, con lo que disminuye la capacidad de dispersión (Fahrig y Merriam, 1994), y se reducen de forma indirecta los tamaños de población; (3) Los efectos de borde, resultantes del incremento de la relación perímetro/superficie de los fragmentos, consisten en cambios en las condiciones biológicas y físicas en las zonas cercanas a los límites de los fragmentos, y pueden alterar los ciclos de vida de las especies que viven en ellos (Murcia, 1995). Estos tres procesos están interrelacionados, y en general la subdivisión del hábitat y los efectos de borde son mayores en áreas con disponibilidad de hábitat intermedia (Fahrig, 2003).


Fragmentación en las áreas naturales protegidas

La fragmentación proceso dinámico por el cual un determinado hábitat va quedando reducido a parches o islas de menor tamaño, más o menos conectadas entre sí en una matriz de hábitat diferentes al original (Formanl, 1995).

Las causas de la fragmentación en un espacio de un Área Natural Protegida en américa es ocasionado por la expansión urbanística, procesos de industrialización, agricultura y silvicultura intensivas y expansión de infraestructuras viarias.

La dinámica natural de nuestro planeta permite que se crean y destruyen hábitats constantemente. Estos fenómenos de fragmentación o de formación y destrucción de hábitats pueden ser ocasionados por causas naturales o de origen antropogénico (Gurruxtaga, 2004).

  1. Disminución de la superficie de hábitat. Los procesos de fragmentación llevan asociados una pérdida de las cubiertas naturales en favor de usos antrópicos del territorio (urbanísticos, industriales, infraestructuras, agricultura, etcétera).
  2. Reducción del tamaño de los fragmentos, por la división de superficies más o menos amplias en fragmentos de menor tamaño.
  3. Aislamiento de los fragmentos en el paisaje, provocada por una destrucción intensa de las superficies naturales aumentando la distancia entre los fragmentos de hábitat natural. El aislamiento puede medirse a través de índices que miden la distancia al fragmento más próximo. Este efecto tiene una componente funcional importante ya que la matriz o área alterada puede ser más o menos permeable según las especies.

De forma general, los procesos que se ven más afectados por los efectos de la fragmentación del paisaje son aquellos que dependen de vectores de transmisión en el paisaje. La dispersión de semillas, la polinización de las plantas, las relaciones depredador-presa, la dispersión de parásitos y epidemias son ejemplos de procesos ecológicos frágiles por su dependencia de vectores animales que a su vez tienen limitado el movimiento por el paisaje.

Estos efectos amenazan la supervivencia de los organismos afectados en tres sentidos (Santos y otros, 2002):

  • Al disminuir la disponibilidad de superficie del hábitat, se produce una pérdida neta en el tamaño de las poblaciones que lo ocupan.
  • La reducción de los fragmentos produce un aumento en la relación perímetro-superficie, lo que aumenta la permeabilidad de los fragmentos a los efectos de los hábitats periféricos.
  • El aislamiento de los fragmentos, y por tanto el aumento de la distancia entre ellos, dificulta el intercambio de individuos, que se asocia en muchas ocasiones a la progresiva desaparición de las especies acantonadas en los fragmentos. Este fenómeno provoca que sólo las especies más resistentes o generalistas logren mantenerse, mientras las más sensibles quedan relegadas a los fragmentos de mayor tamaño.

Por otro lado, hay que tener en cuenta que la fragmentación opera a diferentes escalas para distintas especies y distintos hábitats: un paisaje fragmentado para una especie puede no serlo para otra con mayores capacidades de dispersión o requerimientos de hábitats menos exigentes (Wiens, 1995).

El tamaño y la forma de los fragmentos condicionan en gran medida las posibilidades de mantener ciertas poblaciones. Así, cuanto menor sea la superficie del fragmento, más vulnerables será a los agentes externos y más acusado será el efecto borde. Mientras que en el interior de los fragmentos grandes se dan unas propiedades y características internas del fragmento, en aquellos en los que la superficie es reducida los efectos y tensiones de la matriz se reflejan en el interior del mismo, por lo que las especies de interior se ven altamente perjudicadas en beneficio de aquellas que habitan las zonas fronterizas o ecotonos.

En fragmentos de mayores superficies de hábitat se espera que las poblaciones sean más numerosas y con mayores posibilidades para superar las posibles alteraciones o extinciones locales. Los fragmentos alargados y delgados tienen proporcionalmente mayor longitud de borde (perímetro) que aquellos que tienen formas cuadradas o redondeadas (Diamond, 1975).

En estas últimas formas es más probable que el interior del fragmento mantenga sus condiciones internas y los efectos de la matriz queden restringidos al borde del mismo.

Los efectos borde se definen como el resultado de la interacción entre dos ecosistemas cuando sus fronteras son muy abruptas. La intensidad de estos efectos y sus posibles implicaciones en el funcionamiento del fragmento dependen en gran medida del tamaño y forma del mismo, así como de la configuración espacial resultante del conjunto de los fragmentos. Los efectos borde pueden dividirse en tres grupos:

  • Efectos físicos. Implican cambios en las condiciones ambientales del interior del fragmento derivadas de modificaciones en el microclima por variaciones de la insolación y los efectos del viento, lluvias, heladas, etcétera.
  • Efectos biológicos directos. Los cambios en las condiciones ambientales en el borde afectan directamente a la componente biológica de los sistemas naturales. Algunas especies se ven favorecidas por estas condiciones de mayor radiación, temperatura, etcétera, dando lugar a
  • unas especies características de estas zonas de transición.
  • Efectos biológicos indirectos. Los cambios que provocan los bordes en el ambiente de los fragmentos y su estructura afectan a la dinámica de las interacciones de las especies en las proximidades del borde.
Proceso de alteración del paisaje

Figura 1: Proceso de alteración del paisaje en relación a la pérdida de hábitat y fragmentación. Grados de alteración del paisaje. Se representan cuatro grados de alteración del paisaje. Se parte del hábitat natural intacto, el cual va perdiendo superficie de hábitat incrementándose el efecto borde, aislamiento entre los fragmentos y disminución de la conectividad. Modificado de Hobbs y Wilson (1998).

Según las teorías de la percolación (O’Neill y otros, 1992) los sistemas naturales con menos del 60% de hábitat natural comienzan a tener problemas derivados de la disminución de superficie de hábitat. Las políticas de conservación de la naturaleza deben cuestionarse hasta qué umbral de pérdida de hábitats puede asumirse.

Existen una extensa cantidad de métricas para cuantificar los patrones espaciales y configuración del paisaje, y aunque programas como FRAGSTATS (McGarigal y Marks, 1995) las calculan de manera rápida, la comprensión de dichas métricas es indispensable para su correcta utilización y análisis (Gergel y Turner, 2002). Para lograrlo a continuación se detallan las métricas más básicas de composición y configuración espacial del paisaje:


Métricas de la composición del paisaje

Proporción (pi) del paisaje La proporción ocupado por el i-ésimo tipo de fragmento es la más fundamental de las medidas y es calculada como sigue:

Métricas de la composición del paisaje

Métricas de configuración espacial

  • Tamaño promedio del fragmento (MPS) Es simplemente la media aritmética de cada fragmento de un tipo de cobertura dado.
  • Borde. El número total de bordes en un paisaje es calculado contando los bordes entre los distintos tipos de cobertura para todo el paisaje
  • Probabilidad de adyacencia (qi,j) Es la probabilidad de que una celda del tipo de cobertura i es adyacente a la celda del tipo de cobertura j.
  • Contagio (C). Utiliza los valores de la matriz Q para calcular un índice del grado total de agrupamiento en el paisaje.
Métricas de configuración espacial

Para análisis más complejos donde la utilización de programas computacionales son indispensables, McGarigal y Cushman (2005) recomiendan las siguientes métricas para la cuantificación de la pérdida y fragmentación del hábitat, en base a los siguientes componentes espaciales principales.

1. Extensión del hábitat

  1. Porcentaje de paisaje
  2. Porcentaje de área núcleo del paisaje compuesto por el hábitat de interés

2. Subdivisión del hábitat

  1. Número de fragmentos
  2. Densidad de fragmentos
  3. Agrupamiento
  4. Grado de División del Paisaje

3. Geometría del fragmento

  1. Índice de Área Núcleo
  2. Índice de Forma
  3. Índice de Densidad de Borde

4. Contraste

  1. Índice de contraste de borde

5 Aislamiento del hábitat

  1. Índice de Similitud

6. Conectividad del hábitat

  1. Longitud de correlación
  2. Índice de Capacidad de Cruce

Estudios de Fragmentación de algunos Países de América Latina

Bolivia: Pérdida de la cobertura vegetal del bosque seco chaqueño del Parque Nacional Torotoro

La pérdida de la cobertura vegetal del bosque seco chaqueño del Parque Nacional Torotoro (Potosí, Bolivia) y del Municipio de Torotoro (donde el primero está incluido en su totalidad) mediante teledetección, se trabajó con dos imágenes de satélite, una Landsat 5 TM de 1990 y una Landsat 7 ETM+ de 2001, ambas imágenes fueron corregidas geométricamente, se aplicó un índice normalizado de vegetación y se realizó una clasificación supervisada, distinguiendo las categorías “bosque” y “matriz”. Las clasificaciones fueron ajustadas al perímetro del Parque Nacional y del Municipio en ArcView, convertidas a formato vectorial y se corrió un análisis de fragmentos para obtener las métricas de paisaje, borde, forma, distancia y área núcleo. Los resultados muestran un incremento de 6 ha para el PNTT, pero una pérdida de 6 449 ha del bosque seco en el Municipio entre 1990 y 2001. A pesar de no encontrarse diferencias significativas en el área total, se observa una tendencia de reducción del área promedio del parche y un incremento del número de parches entre 1990 y 2001.

Bolivia: Pérdida de la cobertura vegetal del bosque seco chaqueño del Parque Nacional Torotoro

Figura 2: Coberturas de bosque y matriz del Municipio de Torotoro para 1990 y 2001, elaboradas a partir de una clasificación supervisada de imágenes Landsat.


México: procesos de deforestación y fragmentación en la Reserva Biosfera Los Petenes

Los bosques tropicales sufren rápidas procesos de deforestación y de fragmentación que tienen, entre otras consecuencias, la desaparición de numerosas especies vegetales y animales, es decir, una pérdida de biodiversidad. En la región de "Los Petenes", estado de Campeche, México, la vegetación forestal se distribuye en islotes, llamados petenes, constituyendo un paisaje fragmentado de origen natural. Mediante base en el cálculo de índices matemáticos, se llevó a cabo una caracterización de los patrones de fragmentación en esta zona y se clasificaron los petenes en diferentes categorías. Se observó que los petenes presentan una gran variedad en cuanto al tamaño, a la forma y al grado de aislamiento, por lo que constituyen zonas particularmente interesantes para estudiar las relaciones entre fragmentación de los hábitats y biodiversidad.

México: procesos de deforestación y fragmentación en la Reserva Biosfera Los Petenes

Figura 3: Petenes clasificados en función de las 5 variables de fragmentación


Honduras: Fragmentación del Parque Nacional Cerro Azul Meámbar

Los recursos naturales se encuentran en una dinámica de cambios que obedecen principalmente a fenómenos naturales y antropogénicos. El Parque Nacional Cerro Azul Meámbar (PANACAM) es una de las áreas protegidas más importantes del Honduras, por poseer una riqueza en flora, fauna, precipitación y topografía, por tanto se elaboró la cartografía de usos y coberturas de la tierra con el fin de aplicar indicadores de fragmentación del paisaje en el PANACAM para el año 2012. La clasificación de usos y coberturas se realizó mediante un análisis digital de imágenes satelitales “RapidEye” del año 2012, este análisis se desarrolló por medio de las herramientas inmersos en los programas ENVI® 4.5 y ArcGis® 9.3. Dicha cartografía que consta de nueve clases y consta de una Unidad Mínima Cartografiable (UMC) es de 225 m2 y la escala es de 1:25,000. El análisis de fragmentación a nivel de parches, clases y paisaje se aplicó a seis clases de usos y coberturas mediante el programa FRAGSTAT®. Los resultados para las métricas de Área de Parche (ÁREA), Número de Parches (NP) y Densidad de Parches (DP) indican que la clase de matorrales posee 9,940 parches menores a 10 ha, la mayoría de estos están ubicados en la zona de amortiguamiento del parque. El Porcentaje de Paisaje (PLAND), Índice del Parche Mayor (LPI) y el Índice de Proximidad (PROX) indican que el bosque latifoliado representa el 32.14% del área total del parque.

Honduras: Fragmentación del Parque Nacional Cerro Azul Meámbar

Figura 4: Distribución espacial de los usos y coberturas de la tierra en el Parque Nacional Cerro Azul Meámbar (PANACAM), Honduras, 2014.

 

Conclusiónes

La realización de estudios que incluyan el uso de la matriz hábitat, un elemento paisajístico obviado en los diseños clásicos, pero que parece tener una importancia clave para la subsistencia de todas aquellas especies que tienen cierta capacidad para moverse en el mismo y utilizar algunos de sus recursos.

La fragmentación sucede tanto de manera natural, es decir, por los ingenieros de ecosistemas, como por el papel directo del hombre. Los ingenieros de ecosistemas son todos los organismos que por la virtud de realizar sus actividades vitales para sobrevivir y reproducir (aptitud ecológica) ocasionan alteraciones en la geometría del paisaje.

Los cambios en los hábitats productivos, claramente, reducen la capacidad de la producción de los mismos, y por consecuencia, generan un impacto negativo de suma magnitud sobre la capacidad de los recursos a responder a las necesidades del consumo de la humanidad.


Detalles de la autora y tutor

Autora: Juana Iris Villafani Vega (Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.)
Tutor: Dr. Gonzalo de la Fuente de Val, Fondo Verde Internacional


Bibliografía

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