Heidi Asbjornsen University of New Hampshire

Transcripción

1 Impactos ecohidrológicos del cambio del uso del suelo en bosque de niebla: implicaciones para los Programas de Pagos de Servicios Hidrológicos en Veracruz, México Heidi Asbjornsen University of New Hampshire

2 Reconocimiento de Collaboradores Susana Alvarado-Barrientos, University of New Hampshire, USA Lendeert (Sampurno) Bruijnzeel, VU University, Amsterdam, NL Todd Dawson, University of California, Berkeley, USA Daniel Geissert, INECOL, Xalapa, Mexico Greg Goldsmith, University of California, Berkeley, USA Alberto Gomez-Tagle, University of Michoacan of San Nicolas Hidalgo, Morelia, Mexico Sybil Gotsch, Franklin and Marshall College, Lancaster, PA, USA Friso Holwerda, Center for Atmospheric Sciences, UNAM, D.F., Mexico Robert Manson, INECOL, Xalapa, Mexico Jeff McDonnell, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada Lyssette Muñoz-Villers, Center for Atmospheric Sciences, UNAM, D.F., Mexico Jason Scullion, University of Washington Conrado Tobón, National University of Colombia, Medellin, Colombia

3 Resumen Breve introduccion: Los programas de pagos de servicios hidrológicos Bosque de Niebla: un caso hidrológico especial Caso de Estudio en Veracruz, México: cuantificando los impactos del cambio del uso de suelo sobre los servicios hidrológicos Próximos pasos: la complejidad de los PHS y las interacciones socio-hidrológicas

4 Pagos de Servicios Hidrológicos (PHS): Conceptos, Oportunidades y Retos Los usarios de agua en las partes bajas compensan a los productores de agua. Usualmente es una compensación de moneda, pero no siempre. Mecanísmos diversos: directos (impuestos); indirectos (capacitación). La meta central es la provisión de los servicios hidrológicos de enfoque; otros impactos deseados y no-deseados. Monitoreo y evaluación: Esta teniendo éxito? 70% (de 47) usan cobertura forestal como una proxy de los servicios hidrológicos (Brouwer et al. 2011) Falta el monitoreo con medidas directas de los servicios focales Faltan datos de base de linje ( baseline data )

5 Los bosques de niebla dan servicios ecosistémicos multiples: Alta biodiversidad Sequestración y almecamiento de carbono Productos maderables y no maderables La producción de agua

6 El Balance Hídrica en Bosque de Niebla P + CWI = E i E t E s Q - L - S - G CWI = Intercepción de niebla = entradas de agua adicional Ei = interceptación de lluvia por la vegetación (evapotranspiración) Et = transpiración Es = evaporación del suelo Q = Caudal del rio Lawton et al Caudal más alta en laderas hacia el viento La deforestación puede causar una disminución del caudal del rio K.F.A. Frumau

7 PROYECTO ENCHILADA ENvironmental consequences of CHanges In LAnd use for Downstream Areas Consecuencias Ambientales del Cambio del Uso del Suelo en las Partes Bajas de la Cuenca

8 Caso del Estudio: Veracruz PEROTE Xalapa LAS VIGAS DE RAMIREZ ACAJETE XALAPA ENRIQUEZ TLALNELHUAYOCAN Coatepec XICO Cofre de Perote (4,200 m asl) Reserva Ecológica La Cortadura : 107 ha Altitud: 2,130 2,170 m a.s.l. Lluvia anual promedio ~3,200 mm 75% calle en la estación de lluvias La Cortadura Coatepec La Antigua watershed Gulf of Mexico

9 El Contexto Político: Agua & Bosques Pico de Orizaba 5,600 m a.s.l. Cofre de Perote 4,200 m a.s.l. Coatepec ~75,000 pop. Xalapa ~500,000 pop. Programa de Pagos de Servicios Ambientales-Hidrológicos (PSAH) Bosque de niebla: $1,500 pesos Otros tipos de bosque: $1,100 pesos Esta logrando sus metas? Veracruz Río Actopan Producción - Demanda de Agua Río Huitzilapan o de La Antigua Reforestación (L x 10 6 ) Más 500 árboles = Más agua (?) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Año 1998 Año 1999 AÑO 2000 Año 2001 Año 2002 Año 2003 Año 2004 Demanda

10 Estudio sobre los efectos de la conversión de bosque de niebla sobre los servicios hidrológicos Regeneración natural Conversión Balance hídrica Uso de agua por la vegetación Intercepción de la niebla Intercepción de la lluvia La infiltración del suelo Caudal del río Flujos picos Flujos bajos Reforestación

11 N Pastizal (PAS) PASTURE CATCHMENT SECONDARY Bosque MCF secundario CATCHMENT (SEC) 29 ha 12 ha 25 ha Bosque PRIMARY MCF maduro CATCHMENT (MAD) Reserva La Cortadura LA CORTADURA Natural Reserve Boundary

12 Hidrometeorología Radiación Dirección del viento Agua de neblina (Juvik) Velocidad de viento Sensor de visibilidad Sensores de temperatura & humedad

13 Intercepción de la niebla por la copa (CWI) método de balance de la copa mojada P + CWI = (Tf + Sf) + E i (+ds) Escurrimiento del tronco Canales de escurrimiento del follaje Medidor de lluvia Tf = escurrimiento del follaje Sf = escurrimiento del tronco P = precipitación E i = evaporación de la copa mojada ds = cambio en retención de agua Photos: F. Holwerda

14 Transpiración de las plantas: sensores del flujo de la savia Datos de árboles individuales, extrapolados al nivel de rodal

15 Efectos de la edad de la reforestación (tiempo) sobre el uso del agua y el balance hídrico Pastizal degradado (PAS) Rodal de 10 años (REF-J) Photos: S. Alvarado-Barrientos Rodal de 60 años (REF-M)

16 Monitoreo del caudal del río (con vertederos) Pastizal (PAS) Caudal annual total Picos de discarga Flujos bajos (época seca) Bosque secundario (SEC) Bosque maduro (MAD)

17 Rendimiento Hídrico Anual (nivel de rodal) (RH = P + CWI E t E i ) Variable (mm / año) MAD SEC REF-J REF-M PAS P 3,427 3,506 2,975 2,702 3,159 CWI E t n/a E i n/a ET 1,326 1, RH 1,729 1,985 2,194 2,541 2,187 Holwerda et al., J. Hydrol. 384:84-96 Muñoz-Villers et al., DOI: /j.jhydrol Muñoz-Villers & McDonnell 2013 Muñoz-Villers et al., in review

18 Efectos de la conversión de bosque de niebla sobre el rendimiento hídrico Regeneración natural 250 mm ganancia 450 mm ganancia Pastizal Reforestación Cambios mínimos

19 El Caudal del Río y la Variación Estacional (nivel de cuenca) Caudal anual: 17% más alto an la cuenca con pastizal. Picos de descarga: casi lo doble en la cuenca con pastizal comparado con bosque maduro o secundario (control de inundaciones). Flujos bajos: Cuenca con pastizal tenía flujos mas bajos al final de la época seca: 35% mas bajo comparado con bosque maduro 70% mas bajo comparado con bosque secundario 0.25 Flujos Bajos del Caudal Efecto de Esponja mm dia Bosque Maduro Bosque Secundario Pastizal Muñoz-Villers et al., in review Muñoz-Villers & McDonnell 2013

20 Propiedades hídricas del suelo Suelos volcánicos profundos Suelos de pastizal con una conductividad hidraulica 1-2 ordenes de magnitud menores comparado con suelos de bosque Conductividad Hidraulica mm hora Bosque Maduro Bosque Secundario Pastizal

21 Los impactos de la deforestación y el cambio climático sobre el base de la nube Que son los posibles consecuencias para los servicios hidrológicos? Climate change + deforestation of lowland forests K.F.A. Frumau Lawton et al Torres et al. 2008

22 Los impactos del cambio climatico sobre la dinamica de las nubes es una tema muy complejo e incierto Thank you! Hacia condiciones mas soleadas: Come to my Hacia defense condiciones mas nubladas: Et anual incrementaria 17% early April 2013 to Et learn anual more! incrementaria 2% Alvarado-Barrientos et al. 2014

23 La Transpiración Nocturna La transpiración noctura representa 17% de la cantidad de agua transpirada en la epoca seca (46 L). Representa una contribución significante al balance hídrica del bosque. Más ET = una disminucación del caudal del rio. Gotsch et al, 2013

24 Conclusiones del Estudio Ecohidrológico ENCHILADA No todos los bosques de niebla son iguales (la intercepción de niebla varia mucho entre sitios). Los servicios de regulación hidrológica de los bsoques (recarga del agua y mantenimiento de los flujos bajos) pueden ser más importante que la cantidad total de agua Los bosques secundarios pueden tener funcciones hidrológicos parecidos a bosques maduros, y deben ser incluidos dentro de los PSH. La reforestación de pastizales con pino no cambió significantivamente el balance hídrica después de 10 años; sin embargo, faltan datos de mas largo plazo y en nivel de cuenca. El monitoreo y evaluación de la relación entre el uso del suelo y los servicios hidrológicos es fundamental para el deseño adecuado y la implementación exitosa de los programas de PSH. Los cambios climáticos pueden llevar sorpresas hidrológicas que deben tomarse en cuenta como parte del diseño de los PSH.

25 Próximos Pasos PROYECTO CH 2 ILES Coupled Human-Hydro Interdisciplinary Linked Ecosystem Services

26 La complejidad de los programas de PSA: Interacciones y retroalimentaciones entre los sistemas natural y humano Impactos sociales Equidad Educación ambiental Acceso a información Servicios Ecosistemales Secuestración de carbono Programa de PSH Nacional Programa de PHS Concurrentes Participación Cobertura Forestal Condición de Suelo Servicios Hidrológicos Cantidad de agua Calidad de agua Cultural Impactos económicos Ingresos sostenible Pobreza Marginalización Biodiversidad

27 Land Cover/Land Use: Gavilanes & Pixquiac

28 Distribución de los Pagos de PHS: Programas Nacional y Concurrente

29 Indicadores de la Sostentibilidad de la Cuenca

30 Reconocimientos: Fuentes de Financiamiento

31 Muchas Gracias! Preguntas?