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INFORME: CARACTERIZACIÓN ESPACIAL DE LA PRADERA ALTOANDINA Nº 01 SERIE: INVESTIGACIÓN PARTICIPATIVA

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INFORME:CARACTERIZACIÓN ESPACIAL DE LA PRADERA ALTOANDINA

Nº 01SERIE: INVESTIGACIÓN PARTICIPATIVA

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“DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UN SISTEMA COMUNAL DE ADAPTACIÓN PLANIFICADA PARA LA RECUPERACIÓN Y GESTIÓN

DE BOFEDALES EN CABECERAS DE CUENCA VULNERABLES AL CAMBIO CLIMÁTICO”

INFORME:CARACTERIZACIÓN ESPACIAL DE LA PRADERA ALTOANDINA

Octubre 2018

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ÍNDICE

CONTENIDO PÁGINA

1. ASPECTOS GENERALES 1.1. Introducción 1.2 Antecedentes 1.3 Objetivos

2. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE

ESTUDIO

3. MATERIALES Y METODOLOGÍA 3.1 Materiales 3.2 Metodología

3.2.1 Mapa base para caracterización de la pradera altoandina

3.2.2 Identificación geográfica de la pradera altoandina

3.2.3 Validación en campo

4. RESULTADOS 4.1 Clasificación de coberturas en la

Microcuenca Chalhuanca 4.2 Clasificación de Pasturas alto-

andinas de la Microcuenca Chalhuanca

4.3 Superficies de Coberturas en base a Sectores de pastizales

5. CONCLUSIONES

…………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. …………………………….. ……………………………..

5 5 5 6

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1. ASPECTOS GENERALES

1.1. INTRODUCCIÓN

AEDES, centra su intervención en zonas rurales con poblaciones vulnerables, fortaleciendo su capacidad local para la promoción del autodesarrollo a través de propuestas innovadoras y participativas, que promuevan la gestión sostenible de los recursos naturales. Para ello, la investigación aplicada que es transversal a los ejes de acción institucional, permite realizar estudios específicos generando como resultado estrategias y medidas de adaptación concretas a ser implementadas por la población organizada a fin de retroalimentar el proceso de aprendizaje y reducir el impacto adverso de las amenazas climáticas y su efecto en la gestión de estos ecosistemas vulnerables y en la economía familiar.

El presente informe muestra la aplicación de la guía de “Caracterización espacial de la pradera altoandina” en el Marco del proyecto “Desarrollo y Validación de un Sistema Comunal de Adaptación Planificada para la Recuperación y Gestión de Bofedales en Cabeceras de Cuenca Vulnerables al Cambio Climático” y se enfoca en ecosistemas altoandinos conformados por praderas naturales de la microcuenca Chalhuanca, cuya importancia radica en la gestión integrada de los humedales altoandinos de la Cuenca Quilca Chili.

Las praderas naturales, son recursos de importancia en materia de almacenamiento y regulación hídrica en cantidad y calidad a favor de la población aguas abajo, son fuente de vida. Sin embargo, también son ecosistemas extremadamente frágiles por su dependencia al agua, sensibles al cambio climático y al sobrepastoreo, por lo que se requiere desarrollar programas de manejo y conservación con sólidas bases científicas y mejor aún, procesos participativos que permitan el ejercicio de incidencia e involucramiento de los decisores de política a fin de asegurar los servicios que proveen.

1.2. ANTECEDENTES

Los bofedales constituyen una respuesta a los efectos negativos que produce el cambio climático. Como ecosistema, el bofedal tiene el poder de captar nutrientes, agua atmosférica y fijarlos al suelo, gracias a la cobertura vegetal que lo conforma. Es fuente de abastecimiento de recurso hídrico para otros ecosistemas que se encuentran en sus alrededores. (Quispe T., 2009).

Según el estudio de los bofedales de la cuenca Chalhuanca, línea base (Carrillo H. y Villemagne Q. AEDES 2015), la superficie total de los bofedales de la Cuenca Chalhuanca es de 1250 hectáreas con 69% de bofedales permanentes y 31% de bofedales temporales. Con la desertificación (cambio climático) esta superficie progresivamente disminuye. Esta desaparición es acentuada con el sobrepastoreo, especialmente donde existe una pendiente importante o suelos arenosos.

El trabajo complementario al estudio de los bofedales de la cuenca de Chalhuanca, (Bolléa B. – AEDES, 2016), apoyado en el uso de imágenes de satélite obtenidas de Google Earth, determina una superficie de bofedales de 1187 ha, con 974 ha (82%) de bofedales permanentes y 185 ha (15.5%) de bofedales temporales. Además, en los cuerpos de bofedales se identifican 28 ha (2.5%) de zonas especiales definidas así por presentar poca vegetación, es decir, zonas cubiertas por sedimentos producidos por erosión hídrica o zonas que se hunden en tiempo de lluvia.

A través del uso de imágenes de satélite Landsat 8, mediante la Variación Espacio -Temporal de los Ecosistemas de Humedales Altoandinos en el anexo de Chalhuanca entre los años 1986 - 2016, (Tesis Ramos Mamani Carmen, 2018) para el periodo 2011-2016,

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a fines del año 2016 se determina una superficie de bofedales de 1527 ha para la época húmeda y 882.54 ha para la época seca, observándose una disminución del área en 644.67 ha, respecto al año 2011 hay un aumento de 191.25 ha para el periodo húmedo y disminución de 57.6 ha, para la época seca; lo que demuestra la relación directa de los bofedales con la época de precipitación.

Los estudios realizados muestran la aplicación de imágenes de satélite en la caracterización espacial de bofedales y pasturas altoandinas para determinar su ubicación y superficies, donde los resultados obtenidos dependen de la resolución espacial de las imágenes de satélite complementado con el trabajo de campo.

1.3. OBJETIVOS

Objetivo GeneralCaracterizar espacialmente las praderas altoandinas de la microcuenca Chalhuanca.

Objetivos EspecíficosŸ Determinar espacialmente los diferentes tipos de cobertura identificados en la

Microcuenca ChalhuancaŸ Identificar la cobertura de pasturasŸ Determinar la superficie de cobertura vegetal identificada en la microcuenca

Chalhuanca.

2. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

El área de estudio, hidrográficamente se circunscribe en la Cuenca Quilca Chili, en la unidad hidrográfica Alto Quilca-Vítor Chili, aquí se ubica la microcuenca Chalhuanca cuya superficie total es de 26 429 ha, está compuesta por las microcuencas/ unidades hidrográficas: Chalhuanca y Accomayo, ubicadas entre los 4,300 de 4,800 msnm y las coordenadas UTM 232202- 259455 Este y 8'250739 – 8´272399 Norte, cuyo ámbito comprende parte de la zona de amortiguamiento de la Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca.

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3. MATERIALES Y METODOLOGÍA

3.1. MATERIALES

Ÿ Mapa baseŸ GPS Garmin 62SCŸ DroneŸ Cámara fotográficaŸ Ploter Ÿ Software ArcGis 10.2

3.2.METODOLOGÍA

Para la identificación geográfica de la pradera altoandina, existe variedad de métodos para la clasificación y delimitación de la cobertura vegetal. A continuación, se describen técnicas realizadas de manera visual sobre un computador hasta métodos de procesamiento e interpretación de imágenes de satélite aplicando técnicas de teledetección apoyadas en trabajo de campo.

Mapa Base

Identificación geográfica de la pradera altoandina

Delimitación y determinación de la superficiede la pradera altoandina

Validación en campo

Aerofotografías con DroneMapeo directo con GPS

Digitalización de bofedalescon imágenes de Google Earth

Procesamiento digital con imágenes de SATÉLITE PLANET

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3.2.1. Mapa base para la caracterización de la pradera altoandina

El inicio de todo estudio e investigación relacionado con la gestión del territorio parte de la construcción de un mapa base, que constituye un insumo importante en la identificación y delimitación de la pradera altoandina. El mapa base se elaboró previo al levantamiento de información en campo para poder planificar las actividades y determinar la logística necesaria.

Como base para su elaboración se contó con el Mapa Base de la Zonificación Ecológica Económica de Arequipa proporcionada por la Gerencia Ambiental Regional de Arequipa – ARMA. Se realizó una máscara a la cartografía regional para poder obtener solo la cartografía del ámbito de estudio, la cual fue complementada con imágenes de satélite Planet.

3.2.2. Identificación geográfica de la pradera altoandina

A. Digitalización de bofedales con imágenes de Google EarthComo trabajo preliminar para la identificación de bofedales se utilizaron imágenes de satélite de alta resolución del servidor Google Earth. En forma visual se delimitaron todos los objetos identificados como bofedal en base a la forma y color y conocimiento de campo.

Mapa Base de la Microcuenca Chalhuanca

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B. Procesamiento digital de imágenes de Satélite PlanetLa identificación de áreas de bofedales y pastizales (que conforman la pradera altoandina) se realizó con imágenes de satélite aplicando técnicas de teledetección, la que requiere de un trabajo especializado, se utilizaron imágenes de satélite Planet Scope de 3 metros de resolución espacial, con las siguientes características:

Altura de la Órbita

Bandas espectrales

Blue: 455 - 515 nmGreen: 500 - 590 nmRed: 590 - 670 nmNIR: 780 - 860 nm

400 Km

Tamaño de píxel 3 - 5 metros

Formato de archivo GeoTIFF

Sistema de referencia UTM WGS84

B.1 Obtención de las imágenes de satéliteLas imágenes de satélite Planet se descargaron desde internet, previamente se obtuvo nombre de usuar io y cont raseña desde e l s igu iente l ink : https://www.planet.com/explorer/

Las imágenes de satélite descargadas ya se encuentran correctamente georreferenciadas con coordenadas UTM en el sistema de referencia WGS 84.

Con la finalidad de determinar el área más exacta de bofedales y pastizales se obtuvieron imágenes de satélite de la época de húmeda (mes de marzo) y de la época seca (mes de octubre) del año 2017.

Imágenes de Satélite Planet,17 de marzo 2017

Imágenes de Satélite Planet,19 de octubre 2017

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B.2 Corrección de imágenes de satéliteSe realizó la corrección de las imágenes de satélite para poder convertir los valores digitales (ND) de los pixeles en valores de reflectancia. Este proceso comprende los siguientes pasos:

Ÿ Corrección radiométricaLa corrección radiométrica de las imágenes obtenidas se realizó con el programa ENVI a través del menú Radiometric Correction Tools con el propósito de transformar los valores digitales a valores de brillo o radiancia espectral.

Ÿ Corrección atmosféricaEste procedimiento se realizó con la herramienta FLAASH Atmospheric Correction de ENVI, con el fin de obtener la verdadera reflectancia de los elementos de la superficie.

B.3 Procesamiento de imágenes de satélitePara la obtención de áreas de bofedales y pastizales se determinó el NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada) y una clasificación supervisada a través de las imágenes de satélite Planet corregidas.

NIR: valores de pixel de la banda del infrarrojo cercanoR: valores de pixel de la banda roja

NDVI=NIR - R

NIR + R

Los valores obtenidos de esta relación varían entre -1 y 1. Si el valor se acerca a 1 nos indica una vegetación vigorosa y sana, los valores negativos generalmente corresponden a sombras o cuerpos de agua.

Ÿ Generación del NDVIEl cálculo del NDVI se realizó con el programa ENVI. El NDVI nos ayuda a diferenciar la cobertura vegetal de cualquier otro tipo de cobertura (suelo, agua, etc.). Para cada una de las escenas de imágenes de satélite de la época húmeda y seca se aplicó individualmente la siguiente ecuación del NDVI:

NDVI del 17 de marzo del 2017 NDVI del 19 de octubre del 2017

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Ÿ Determinación de la variaciónLa determinación de las superficies de bofedales se obtuvo mediante la comparación de los NDVI obtenidos para cada época, húmeda (marzo) y seca (octubre), la variación que existe entre ambas nos permitió delimitar con mayor precisión las áreas de bofedales. Este proceso lo realizamos con el programa ArcGis a través de la calculadora raster ingresando la siguiente fórmula:

NDVIVariación

NDVIHúmeda

NDVISeca= -

Ÿ Clasificación supervisadaA través de este análisis se identificaron diferentes tipos de cobertura vegetal. Este procedimiento es muy práctico y nos ayudará a crear de forma automática un mapa en base a los valores de pixel obtenidos en el NDVI.

En la clasificación supervisada se utilizó la imagen NDVI de la época húmeda donde los índices obtenidos muestran una vegetación de mayor vigor.

Este proceso se apoyó en el trabajo de campo haciendo uso de GPS navegador a través de una colecta de puntos de coordenadas de las principales coberturas de la zona como, agua, tolar, pajonal, césped de puna, canllar y suelo desnudo.

Colecta de puntos de coordenadas en campo con GPS

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Tabla de puntos de colecta de coberturas

B.4 Delimitación y determinación de la superficie de praderas altoandinasLa información obtenida del procesamiento de imágenes de satélite se organizó y almacenó en una plataforma de Sistemas de Información Geográfica para así poder actualizar, manipular, procesar la información y generar reportes de cartografía resultante del proceso de análisis. Este proceso se realizó utilizando el programa ArcGis, en el que se integra la delimitación de bofedales y praderas naturales a partir del análisis de imágenes de satélite y el mapeo de campo.

Las coberturas vegetales identificadas se representan a través de modelos vectoriales, donde cada cobertura se codifica adecuadamente.

Mediante las herramientas de ArcGis se determina la superficie de Bofedales y Praderas naturales.

COD_PUNTO COBERTURA COORD_ESTE COORD_NORT

1 Bofedal 242936 8263146

2 Bofedal 243473 8262609

3 Bofedal 243523 8261654

4 Tolar 243690 8263649

5 Césped 244814 8262324

6 Canllar 243808 8260749

7 Canllar 244244 8258636

8 Bofedal 242215 8259860

9 Bofedal 242383 8259089

10 Bofedal

242115

8258033

11 Tolar

243338

8256239

12 Tolar

243623

8257597

13 Tolar

245233

8256055

14 Pajonal

245300

8258435

15 Pajonal

247043

8259324

16 Pajonal

247144

8258385

17 Suelo desnudo

250564

8260447

18 Suelo desnudo

248820

8260229

19 Tolar

247898

8261252

20 Césped

245752

8260967

21 Canllar

248954

8257463

22 Bofedal

249675

8257278

23 Bofedal

250228

8259240

24

Bofedal

253531

8266750

25

Bofedal

254336

8266398

26

Césped

253062

8267303

27

Bofedal

254067

8268242

28

Pajonal

253464

8268284

29

Bofedal

250648

8267312

30

Bofedal

252827

8268200

31

Bofedal

252408

8266356

32

Bofedal

244791

8266871

33

Tolar

244937

8266051

34

Tolar

244855

8265126

35 Tolar 254226 8259900

36 Pajonal 255401 8258217

37 Bofedal 254417 8258852

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3.2.3. Validación en campo

La validación de la delimitación de bofedales y pasturas obtenidas a través de los métodos de análisis con imágenes de satélite, se realizó en forma participativa con socios de la comisión de regantes y pobladores locales.

A. Mapeo directo con GPSEl mapeo directo de coberturas vegetales principalmente de bofedales se realizó con ayuda de un equipo GPS.

Se evaluaron en campo aquellas coberturas que no se lograron identificar en las imágenes de satélite, así mismo, se realizaron las correcciones, ajustes y actualizaciones de los polígonos digitalizados.

Sobre cada cobertura vegetal no identificada en las imágenes se realizó un recorrido con GPS por el contorno de la cobertura, registrando puntos de coordenadas a través Track, de tal forma que se logró obtener los mayores detalles de la forma del polígono registrado.

B. Aerofotografías con DroneEl trabajo para la delimitación de bofedales y pastizales se apoyó también en el uso de equipos DRONE, para la obtención de aerofotografías en lugares priorizados de la zona de trabajo, principalmente aquellas zonas donde la vegetación no estaba bien determinada por las técnicas anteriormente mencionadas, ya sea por ser zonas muy extensas o de difícil acceso.

Utilizando un DRONE DJI Mavic Pro, se realizaron vuelos a una altura de 100 y 120 metros. Las fotografías obtenidas son analizadas individualmente o a través de la generación de una ortofoto. De los vuelos con Drone se obtuvo un total de 1351 aero-fotografías.

Fotografía aérea de la zona de Accomayo

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4. RESULTADOS

La extensión total de la microcuenca de Chalhuanca es de 26 429 ha. Se identificaron en total 9 tipos de cobertura, de las cuales 5 son unidades de vegetación que corresponden a praderas altoandinas y ocupan una superficie de 18,962.814 hectáreas que corresponde al 71.7% de la microcuenca Chalhuanca, el resto corresponde a coberturas de áreas con poca o sin vegetación, áreas de protección, lagunas y embalses con una superficie de 7466.40 hectáreas representando el 28.3 % del ámbito de la microcuenca Chalhuanca.

4.1. CLASIFICACIÓN DE COBERTURAS EN LA MICROCUENCA CHALHUANCA

En base al procesamiento de imágenes de satélite, en la microcuenca Chalhuanca se han identificado 9 tipos de cobertura que se presentan en el siguiente cuadro:

Unidades de cobertura

Tolar 46%

Zona de protección 20%

Césped de puna 13%

Área con poca o sin vegetación 7%

Canllar 6%

Bofedal 5%

Pajonal 2%

Embalse 1%

Laguna 0%

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TIPO AREA HA. PORCENTAJE %

Tolar 12114.1897 45.84

Zona de protección 5313.381424 20.10

Césped de puna 3526.231 13.34

Área con poco o sin vegetación 1807.0552 6.84

Canllar 1637.6 6.20

Bofedal 1159.313 4.39

Pajonal 525.48 1.99

Embalse 257.3113 0.97

Laguna 88.654704 0.34

TOTAL ha. 26429.217 100

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TOLARLos tolares son extensas áreas donde predomina la “tola”, que es un arbusto resinoso cuya altura máxima puede alcanzar entre 120 a 150 centímetros. Son comunidades de plantas compuestas por pastos, hierbas y arbustos leñosos que crecen en zonas de la planicie altoandina, así como en las laderas suaves y con pendiente media. Es la cobertura vegetal que ocupa la mayor parte de la superficie de la microcuenca Chalhuanca; con una superficie de 12114.18 ha que representa el 45.84%.

ZONA DE PROTECCIÓNEs una cobertura de topografía abrupta, con laderas disectadas, peñascosas, con escasa cubierta de suelos o denudados; se extienden en las zonas más frías de la microcuenca, donde el tipo de precipitación generalmente es sólida, la presencia de vegetación es muy rala y esparcida, de casi nulo valor aprovechable y de suelos muy superficiales. Ocupa una superficie de 5313.38 ha, representando un 20.10 % de toda la microcuenca Chalhuanca.

CÉSPED DE PUNAEl césped de puna es una formación vegetal que está compuesta de plantas herbáceas pequeñas de porte almohadillado y arrosetado principalmente por gramíneas achaparradas adaptadas a climas con fuertes vientos y heladas. Se encuentra en zonas de pampas planas, colinas y laderas de cerros con pendiente moderadamente inclinada, están en zonas adyacentes o asociadas a los bofedales y pajonales, así como con vegetación en suelos crioturbados en zonas altoandinas. Comprende una superficie de 3526.23 ha. representando el 13.3 % dentro de la microcuenca Chalhuanca.

ÁREA CON POCA O SIN VEGETACIÓNLas áreas sin vegetación están conformadas por terrenos eriazos de suelo desnudo presente en las zonas donde el nevado se retiró. Las áreas de rara vegetación se refieren a zonas donde se puede encontrar algunas plantas principalmente vegetación herbácea de suelos crioturbados muy dispersos que vienen iniciando un proceso de colonización de estas zonas. Ocupan una superficie de 1807.05 ha y representa el 6.8 % de la superficie de la microcuenca Chalhuanca.

CANLLARComunidad constituida por especies tipo semiarbustivo, espinoso, de bajo valor forrajero. Ocupa una superficie de 1637.6 ha que representa el 6.20 % de la microcuenca Chalhuanca, se localiza en los sectores de Taquipalca, Chingani y Represa.

BOFEDALConstituidos por especies vegetales propias de ambientes húmedos, de carácter permanente o temporal, son fuente de forrajes durante los periodos de sequía. Ocupan una superficie de 1159.3 ha, representan el 4.39% de toda la microcuenca Chalhuanca.

PAJONALLos pajonales lo conforman el tipo de vegetación herbácea, constituida por gramíneas de hojas ligeramente duras y punzantes, recibe este nombre porque el “ichu” domina el paisaje dando la apariencia de un suelo cubierto por pastos altos de color casi siempre amarillento, se ubican entre los 3,500 y los 4,400 m.s.n.m., se les puede observar en áreas con una topografía dada por laderas suaves a empinadas, áreas planas a acojinadas, suelos arenoso - arcillosos y pedregosos. Ocupan un área de 525.48 ha. y representan el 1.9% del total de la microcuenca Chalhuanca.

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EMBALSEEl embalse Chalhuanca (represa) comprende una superficie de 257.31 ha, que representa el 0.97 % de la microcuenca.

LAGUNAComprende cuerpos de agua que se encuentran distribuidos en la toda la microcuenca, comprenden una superficie de 88.65 ha, y representan el 0.34 % de la microcuenca.

4.2.CLASIFICACIÓN DE PASTURAS ALTOANDINAS DE LA MICROCUENCA CHALHUANCA

De los 9 tipos de coberturas identificadas solo 5 corresponden a cobertura vegetal ocupando una superficie de 18,962.81 ha, representando el 71.74 % de toda la microcuenca.

TIPO AREA HA. PORCENTAJE %

Tolar 12114.1897 63.88

Césped de puna 3526.231 18.60

Canllar 1637.6 8.64

Bofedal 1159.313 6.11

Pajonal 525.48 2.77

TOTAL ha 18962.814 100

4.3.SUPERFICIES DE COBERTURAS EN BASE A SECTORES DE PASTIZALES

En base a las áreas de pastizales se han delimitado 7 Sectores de sitio de pradera, los cuales se indican en el siguiente cuadro que incluye el tipo de cobertura por Sector:

UNIDADHIDROGRÁFICA

BOFEDAL CANLLARCÉSPEDDE PUNA EMBALSE LAGUNA PAJONAL TOLAR

ZONA DEPROTECCIÓN

ACCOMAYO

CHALHUANCA

SECTORAREA CON

POCA O SINVEGETACIÓN

AMAYANI

CHINGANI

TAQUIPALCA

CHALHUANCA

JAPUMALO

JUYUMAYA PALCA

REPRESA

1807.0552

90.527

164.342

63.784

221.119

205.280

201.920

212.342

275.9

1299.140

62.56

1044.265

866.270

87.160

175.844

449.130

725.602

177.960

ÁREA COBERTURA Ha

2.724

35.446

219.141

7.014

52.903

26.038

2.700

525.480

2079.910

641.810

4001.580

2504.360

430.210

853.260

1603.060

657.475

95.850

1443.265

1508.846

1394.946

213.000

ÁREA TOTAL

ÁREATOTAL

SECTOR

ÁREAUNIDADHÍDRICA

3879.191

2625.279

7294.165

4370.626

2593.466

3175.728

2490.763

13798.635

12630.582

26429.217

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5. CONCLUSIONES

Ÿ Con el uso de imágenes de satélite Planet de 3 metros de resolución espacial se han logrado identificar 9 tipos de cobertura, de las cuales 5 son unidades de vegetación que corresponden a praderas altoandinas y ocupan una superficie de 18,962.814 hectáreas, que corresponde al 71.7% de la microcuenca Chalhuanca, el resto corresponde a coberturas de áreas con poca o sin vegetación, áreas de protección, lagunas y embalses con una superficie de 7466.40 hectáreas representando el 28.3 % del ámbito de la microcuenca Chalhuanca.

Ÿ Se han identificado 5 tipos de cobertura de pastizal en la microcuenca de Chalhuanca: Bofedales con una superficie de 1159 ha. (6.11 %), canllar 1637 ha. (8.64%), césped de puna 3526 ha. (18.6%), pajonal 525.48 ha. (2.77%) y tolar 12114 ha. (63.88).

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