Mayo Consultor: Diego David Reygadas Prado

Transcripción

1 Proyecto GEF-PNUD Aumentar las capacidades nacionales para el manejo de las especies exóticas invasoras (EEI) a través de la implementación de la Estrategia Nacional Mayo 2016 Consultor: Diego David Reygadas Prado

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3 Servicios de consultoría para integrar dos modelos de predicción de riesgo para las plagas exóticas forestales Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis (Motschulsky) en el territorio mexicano Contrato IC PROGRAMA DE TRABAJO 3 Abril de 2016

4 El presente PROGRAMA DE TRABAJO describe las actividades, métodos y/o herramientas a desarrollar y utilizar a fin de generar los productos que permitirán cumplir con el objetivo de Contar con dos modelos de predicción de riesgo de introducción de las plagas exóticas forestales, uno para Sirex noctilio y otro para Anoplophora glabripennis expresado en escala cualitativa (Muy Alto, Alto, Medio, Bajo, Muy Bajo y Nulo), así como los posibles medios de introducción de ambas especies al territorio nacional. ACTIVIDADES a) Obtención de información sobre importación de productos forestales a.1. Visita a oficinas centrales de la SEMARNAT para recabar información estadística sobre la importación de productos forestales Se acudirá a la Dirección de Salud Forestal y Conservación de Recursos Genéticos dependiente de la Dirección General de Gestión Forestal y de Suelos de la SEMARNAT, para solicitar información estadística de los últimos cinco años o más, acerca de la importación de productos de escuadría y otros productos de madera que se ingresaron al país, diferenciándolos en la medida de lo posible en productos secados al aire libre y estufados, así como las medidas preventivas a que fueron sujetos para su ingreso y movimiento al interior de México. Igualmente se solicitara información en el área de Inspección Ambiental de Puertos, Aeropuertos y Fronteras de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), quienes se encargan de la vigilancia, verificación, comprobación ocular e inspección que sean necesarios a fin de prevenir la introducción de plagas forestales que pudieran ocasionar un grave daño a los bosques y selvas mexicanos. 4 a.2. Visita a oficinas aduanales de Manzanillo, Lázaro Cárdenas, Tijuana, Mexicali, Reynosa, Tampico y Veracruz para recabar información estadística sobre la importación de productos forestales Se acudirá a las aduanas de Tijuana, Mexicali, Reynosa, Manzanillo, Lázaro Cárdenas, Tampico y Veracruz, a través de las cuales se considera que ingresan al país la mayor cantidad de productos de escuadría y otros productos de madera, a fin de solicitar información estadística de los últimos cinco años de los cargamentos importados. Como en el caso de la solicitud que se hará a la SEMARNAT, se procurará contar con información diferenciada referente a si los productos ingresados fueron secados al aire libre o estufados, así como las medidas preventivas a que fueron sujetos para su ingreso y movimiento al interior de México. Las aduanas mencionadas fueron consideradas en principio por la procedencia de la madera que está asociada a países como Estados Unidos, Chile, Argentina, Canadá y China como los principales proveedores de madera en los que alguno de los dos hospederos está presente. Estas localidades podrán cambiar en función de los resultados de la visita a las oficinas de la SEMARNAT.

5 b) Modelado de probabilidad de riesgo de ingreso de Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky b.1. Depuración y preparación de información estadística recabada La información estadística obtenida será analizada para ser estructurada de forma tal, que pueda ser utilizada como valores de entrada (input) en las corridas del modelo probabilístico. En caso de que dicha información este incompleta y no permita alimentar el modelo probabilístico de manera directa se buscará generar los datos que subsanen los vacios de la misma, mediante alguna técnica como minería de datos o series de tiempo. b.2. Corridas para ajustar el modelo y modelado de probabilidad de riesgo Como se indicó en la propuesta técnica se emplearan procesos estocásticos previamente utilizados por Yemshanov y colaboradores, para mapear el riesgo de introducción y diseminación de Sirex noctilio Fabricius en las fronteras de Estados Unidos y Canadá, sustentado en los datos de las importaciones de productos maderables entre ambos países. Este modelado se basa en el uso de una función de densidad probabilística que asume que la invasión o introducción de la plaga, se da dentro de un espacio de tiempo cerrado conocido, que permite estimar en un tiempo futuro igual la probabilidad de aparición de la plaga. Específicamente se empleará el Método de Monte Carlo que permite simular el comportamiento de procesos regidos por el azar, cuya idea básica es simular valores que toman las variables que forman parte del proceso, en lugar de experimentar u observar, lo cual es particularmente importante toda vez que estas plagas aun no están presentes en el territorio mexicano. Particularmente, se utilizará la simulación de variables continuas para estimar la presencia aleatoria de las plagas, a lo largo de un periodo probable de aparición definido por la función de densidad t1 f(x)dx = yi t0 5 Donde yi es un número aleatorio asociado a la presencia de la plaga dentro de una distribución uniforme dada entre 0,1 para el tiempo t 0 a t 1. A fin de contar con varios escenarios que servirán de base para seleccionar el punto de partida de la modelación determinística, se realizarán varias corridas empleando variaciones en el periodo de tiempo probable de aparición de cada hospedero. Los resultados se presentaran en tres o cinco niveles de probabilidad de riesgo de ingreso en función de los resultados y la consulta con especialistas nacionales en plagas forestales.

6 c) Determinación de los requerimientos ambientales, susceptibilidad y vulnerabilidad de los hospederos c.1. Revisión e integración de información bibliográfica sobre requerimientos ambientales de los dos agentes causales Se integrará la información bibliográfica disponible sobre las características generales de Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis (Motschulsky), que permita inferir los rangos de temperatura media, temperatura máxima, temperatura mínima, precipitación media y altitud en los cuales se desarrollan ambas plagas a fin de precisar, con éstos, los limites espaciales para su modelación. Como parte de esta integración se buscará información en fuentes como la Organización Norteamericana de Protección a las Plantas (NAPPO), Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA), Departamento Forestal del Servicio Agrícola y Ganadero de Chile (SAG), Servicio Forestal de los Estados Unidos de Norteamérica (USDA-FS), Natural Resources Canada (NRC), Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), Colegio de Posgraduados (COLPOS), Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) y la Universidad Autónoma Chapingo, entre otros. c.2. Determinación de especies hospederas para cada uno de los dos agentes causales Acorde a los resultados del apartado anterior, se determinarán los cinco principales hospederos para cada agente causal que estén presenten en el territorio mexicano. Para ello, se utilizarán datos del INFyS de la CONAFOR, y se consultará con especialistas en plagas forestales de México. La lista de hospederos propuesta se enviará a la CONAFOR para su validación. 6 c.3. Descripción general de los hospederos y requerimientos ambientales de los mismos Se revisará la literatura que sobre los hospederos se tenga en México, tal como bases de datos de la CONABIO, registros de éstos en el INFyS, Monografías etc., a fin de inferir datos de sus requerimientos ambientales. En virtud que los agentes causales no se encuentran presentes en territorio nacional, se llevará a cabo una revisión bibliográfica de las condiciones ambientales y de desarrollo de aquellos para los cuales se tengan reportes de ataques en Estados Unidos, Chile y Argentina, con objeto de inferir los parámetros ambientales para su desarrollo en áreas similares en el territorio nacional. c.4. Integración y/o validación de requerimientos ambientales, susceptibilidad y vulnerabilidad de los hospederos, mediante datos de campo y entrevistas con especialistas de Estados Unidos, Chile y Argentina Mediante recorridos de campo en sitios de Estados Unidos, Chile y Argentina en donde se han presentado estas plagas se integrará información adicional sobre los requerimientos ambientales

7 georreferenciándose y obteniendo datos climáticos in situ de los sitios visitados y se validará la información generada en el apartado anterior con apoyo de especialistas de estos países. Como parte de la opinión de los especialistas de cada país que se logren contactar, se definirán los rangos de susceptibilidad (potencial de infestación de un individuo) y vulnerabilidad (potencial de muerte de un individuo una vez que es atacado) de los hospederos, a fin de integrar esta información en el modelado determinístico basado en la herramienta de Model Builder. Se establecerá comunicación con personal técnico responsable del Plan Nacional de Monitoreo de Sirex noctilio y Plan Binacional Región Andino Patagónica, con objeto de definir los aspectos logísticos de la visita a las zonas afectadas (Región de Misiones, Corrientes, Entre Ríos y Córdoba), así como personal técnico del Departamento Forestal del Servicio Agrícola y Ganadero de Chile con el propósito de definir la posibilidad de observar las zonas afectadas por Sirex noctilio bajo cuarentena (Región de Bio Bio) y personal del Servicio Forestal del los Estados Unidos (USDA-FS), para recorrer áreas afectadas por Anoplophora glabripennis y Sirex noctilio (Región de la Costa Este y frontera Sur con México). d) Generación y/o compilación de cartografía digital para el modelado espacial de la distribución de las plagas d.1. Compilación y preparación de cartografía acerca de variables necesarias, para el modelado espacial del riesgo potencial de los hospederos (temperatura, precipitación, clima, tipos de suelo, textura de suelo, tipos de vegetación, modelo de elevación digital) La información cartográfica se obtendrá de las dependencias gubernamentales que generan la información correspondiente en el ámbito de sus competencias, generadas en las fechas más recientes al desarrollo del presente proyecto, siendo algunas de estas las siguientes: Instituto Nacional de Estadística y Geografía, (INEGI). Modelo de Elevación Digital (Continuo de elevaciones mexicano). Carta de Uso del Suelo y Vegetación, Serie V. Comisión Nacional Forestal, (CONAFOR). Información del Inventario Nacional Forestal y de Suelos o Nacional 2015 o Estatal 2013 y 2014, para Entidades Federativas con mayor presencia de especies hospedantes Servicio Meteorológico Nacional, (SMN). Datos climáticos o Temperatura: Máxima, mínima y promedio. o Precipitación: Máxima, mínima y promedio. Comisión Nacional del Agua, (CNA). o Monitor de sequía. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO) Consultas de bases de datos sobre especies hospedantes. 7

8 La información obtenida se examinará y se transformará a formato raster, para su empleo en la modelación de riesgo de los patógenos en cuestión. d.2. Generación de cartografía de sitios con distribución de los hospederos basada en los datos del Inventario Forestal y de Suelos de la CONAFOR y de los Inventarios Estatales A partir de los datos del INFyS 2015 y los datos de los IEFyS de 2013 y 2014, se obtendrán los sitios (conglomerados) georreferenciados donde se reporta la presencia de los hospederos, para posteriormente realizar interpolaciones y generar la distribución potencial de los mismos, a fin de integrar esta información en los modelos determinísticos propuestos para el proyecto. e) Modelado de riesgo de distribución de Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky e.1. Definición de la estructura de los modelos para la predicción de riesgo Una vez definidos los requerimientos ambientales de los agentes causales y sus hospederos, así como la susceptibilidad y vulnerabilidad de los últimos, e integrado la cartografía de las variables ambientales para el modelado, se establecerá la estructura de los dos modelos a emplear para determinar el riesgo de distribución de ambos patógenos. Dicha estructura se basará en la secuencia de algoritmos y etapas que cada técnica de modelado utiliza y que se describen a continuación. 8 Model Builder Con base los requerimientos ambientales de los principales hospederos para ambas plagas, bases de datos y coberturas de información geográfica nacionales obtenidas y/o generadas en el apartado anterior, así como en la cartografía internacional que se logre obtener sobre la distribución de los agentes causales y que servirá para complementar los rangos de las variables de suelos, temperatura y precipitación en donde las plagas se desarrollan, se integrarán los modelos que permitan obtener mapas de riesgo basados en el incremento de la vulnerabilidad y susceptibilidad de las especies definidas y que, ante factores abióticos adversos, permiten aumentar la posibilidad de establecimiento de Anoplophora glabripennis y Sirex noctilio, e invasión de áreas forestales de importancia nacional. Dentro de las consideraciones ambientales se utilizarán los datos de temperatura (máxima, mínima y promedio) y precipitación promedio; el Continuo de Elevaciones Mexicano 3.0 (CEM 3.0) con una resolución de 30 metros y rasterizado a un kilómetro cuadrado; la textura de suelo (fina, media y gruesa) obtenida de la actualización de la cobertura nacional de suelos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). Datos del Inventario Nacional Forestal y de Suelos (INFyS) 2015, inventario Estatal 2013 y 2014 para los que se analizará espacialmente la densidad de la especie hospedero por conglomerado, así como datos silvícolas obtenidos en las remediciones (ej. daño mecánico, afectación por incendio, afectación por patógenos, por

9 mencionar algunos). De forma complementaria se revisará si existen modelos de distribución potencial para estas especies u otras similares en los países que se visitarán, a fin de incorporar, en caso de ser adecuado y factible, algún tipo de información que éstos utilicen y que esté disponible en México. El primer proceso es la homologación de la información a coberturas raster con de pixel de un kilómetro cuadrado, lo que nos permitirá realizar los procesos de análisis espacial y desarrollo de modelos. Una vez homologadas las capas de información se reclasifican de acuerdo a los requerimientos ambientales de cada hospedero y se ponderan de acuerdo a la calificación de susceptibilidad y vulnerabilidad que fue asignada a cada especie, obteniéndose los mapas de riesgo a nivel nacional por hospedero. Lo anterior estableciendo una escala cualitativa de seis categorías: Muy alto, Alto, Medio, Bajo, Muy bajo y Nulo. MaxEnt MaxEnt tiene dos partes: Un componente de restricción y otro de entropía. El Componente de restricción, que define las limitaciones sobre la distribución de probabilidad (ej. temperatura, precipitación, altitud), en todos los lugares con presencia de la especie. El Componente de entropía, considera que muchas distribuciones podrían cumplir estas limitaciones, maximiza la entropía como método para seleccionar las distribuciones de mayor probabilidad que se adapten a sus restricciones. Es importante señalar que MaxEnt asume que la probabilidad es uniforme en el espacio geográfico y se aleja de esta distribución a medida que se ve obligado por las restricciones. 9 En este sentido, MaxEnt, obtiene las condiciones ambientales apropiadas para las especies, esto es, identifica donde están espacialmente ubicados los sitios que cumplen con los requisitos adecuados para las especies por lo que es una valiosa herramienta que permite determinar la distribución de especies con información limitada, y pueden ser de gran ayuda en la generación de información no disponible, evaluando el nivel de riesgo de afectación de los dos agentes causales. Diversos autores coinciden en que el programa MaxEnt posee ventajas sobre otros programas en la generación de escenarios de distribución, ya que este requiere solo datos de presencia, es decir, cuando existen registros de donde está presente la especie, pero no se conoce si una no presencia es una ausencia verdadera o simplemente es resultado de que dicho especie no fue buscada en el sitio (Margules y Sarkar), a diferencia de otros modelos que requieren datos de presencia y ausencia, así como un número pequeño de muestras. Mediante el uso de MaxEnt se generará un mapa potencial de riesgo de presencia para Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky, el cual será empleado para complementar la distribución potencial de esta plagas mediante el modelado con Model Builder.

10 A pesar de que existe diversos de modelos similares a MaxEnt, la mayoría de los autores que utilizan modelos basados en nichos ecológicos, coinciden que MaxEnt posee tres ventajas por sobre los demás: Primero, se requiere solo datos de presencia, versus otros modelos que requieren datos de presencia y ausencia; segundo, su consistente buen desempeño con un número pequeño de muestras y tercero, su disponibilidad gratuita. e.2. Generación de los modelos de riesgo determinísticos basados en Model Builder y MaxEnt Sobre la base de la estructura definida en el apartado anterior, en la información obtenida en los puntos C.1 y C.2, en la que participaran especialistas de México y en la cartografía señalada en los puntos d.1 y d.2, se modelará el riesgo de distribución de los agentes causales por cada especie hospedera, generándose cinco mapas por agente causal, es decir, uno para cada hospedero seleccionado (diez mapas en total) en el caso del modelado mediante Model Builder con las escalas previamente indicadas y un mapa por agente causal para el modelado con MaxEnt. Estos mapas se generaran en formato shapefile e impreso en tamaño doble carta con base en las especificaciones cartográficas y en los formatos oficiales definidos por la CONAFOR. f) Preparación y presentación de avances 10 Esta actividad consistirá en elaborar un informe intermedio a los seis meses de iniciado el proyecto y contendrá los productos 2 y 3 establecidos en los términos de referencia y su correspondiente presentación en oficinas centrales de la CONAFOR. g) Preparación de resultados finales Esta actividad consiste en la elaboración del informe final del proyecto que incluirá lo correspondiente al producto 4 establecido en los términos de referencia, así como los resultados obtenidos en los apartados anteriores. h) Presentación de resultados finales Se presentarán los resultados finales del proyecto en oficinas centrales de la CONAFOR, correspondiendo esta actividad con el producto 5 de los términos de referencia y se entregará la cartografía digital impresa, así como la cartografía utilizada en la generación de los mapas de riesgo y los parámetros empleados en el modelado para Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky.

11 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ACTIVIDAD MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5 MES 6 MES 7 MES 8 MES 9 MES 10 MES 11 MES 12 a) Obtención de información sobre importación de productos forestales (Información para la integración del Producto 2 de los TDR) a.1. Visita a oficinas centrales de la SEMARNAT para recabar información estadística sobre la importación de productos X X X X forestales a.2. Visita a oficinas aduanales de Manzanillo, Lázaro Cárdenas, Tijuana, Mexicali, Reynosa, Tampico y Veracruz para recabar información estadística sobre la importación de productos forestales X X X X X b) Modelado de probabilidad de riesgo de ingreso de Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky (Información para la integración del Producto 2 de los TDR) b.1. Depuración y preparación de información estadística recabada 11 b.2. Corridas para ajustar el modelo y modelado de probabilidad de riesgo c) Determinación de los requerimientos ambientales, susceptibilidad y vulnerabilidad de los hospederos (Información para la integración del Producto 2 de los TDR) c.1. Revisión e integración de información bibliográfica sobre requerimientos ambientales de los dos agentes causales X X X X c.2. Determinación de especies hospederas para cada uno de los dos agentes causales X Anoplophora glabripennis (Motschulsky) en el territorio mexicano

12 c.3. Descripción general de los hospederos y requerimientos ambientales de los mismos X X X c.4. Integración y/o validación de requerimientos ambientales, susceptibilidad y vulnerabilidad de los hospederos mediante datos de campo y entrevistas con especialistas de Estados Unidos, Chile y Argentina X X X d) Generación y/o compilación de cartografía digital para el modelado espacial de la distribución de las plagas (Información para la integración del Producto 3 de los TDR) d.1. Compilación y preparación de cartografía acerca de variables necesarias para el modelado espacial del riesgo potencial de los hospederos (temperatura, precipitación, clima, tipos de suelo, textura de suelo, tipos de vegetación, modelo de elevación digital) d.2. Generación de cartografía de sitios con distribución de los hospederos basada en los datos del Inventario Forestal y de Suelos de la CONAFOR y de los inventarios estatales X X X X X X X X X X X 12 e) Modelado de riesgo de distribución de Sirex noctilio Fabricius y Anoplophora glabripennis Motschulsky (Información para la integración de los Productos 3 y 4 de los TDR) e.1. Definición de la estructura de los modelos para la predicción de riesgo X X e.2. Generación de los modelos de riesgo determinísticos basados en Model Builder y MaxEnt X X X X X X X X X X f) Preparación y presentación de avances (Productos 2 y 3 de los TDR) f.1. Elaboración de informe intermedio f.2. Adquisición de insumos para reporte Anoplophora glabripennis (Motschulsky) en el territorio mexicano

13 f.3. Presentación de informe en Gerencia de Sanidad Forestal de CONAFOR g) Preparación de resultados finales (Producto 4 de los TDR) X g.1. Elaboración de informe final g.2. Adquisición de insumos para reporte h) Presentación de resultados finales (Producto 5 de los TDR) X X X h.1. Presentación de informe en Gerencia de Sanidad Forestal de CONAFOR h.2. Entrega de informe en Gerencia de Sanidad Forestal de CONAFOR X X 13 Anoplophora glabripennis (Motschulsky) en el territorio mexicano