Modelacion ams

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Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad EAP, Zamorano. 24 de Mayo de 2011.

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Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad

EAP, Zamorano.

24 de Mayo de 2011.

Page 2: Modelacion ams

Presentar la metodología GLOBIO – CLUE de modelación de Abundancia Media de Especies y su aplicación en el ejercicio de modelación de Centroamérica ejecutados por IRBIO.

Page 3: Modelacion ams

Valores económicos directos e indirectos

Relevancia para la reducción de la pobreza

Proteger la provisión de recursos y servicios de los ecosistemas

Compromiso político a la Convención de Diversidad Biológica◦ Reducción significativa de la tasa de pérdida de

biodiversidad

Estrategias Nacionales de Biodiversidad y Planes de Acción(170 países)

Page 4: Modelacion ams

Biodiversidad

original

Destrucción de habitat

Sobreexplotación

Contaminación

Fragmentación e infraestructura

Cambio climático

Uso sostenible

Restauración

Medidas demitigación

Áreas Protegidas

100%

0%

Naturaleza diversa

Page 5: Modelacion ams

Indicadores respuesta

◦ Áreas protegidas.

Indicadores de Presión

◦ Deposición de Nitrogeno.

Indicadores del Estado

◦ Area espefica de biomas, ecosistemas y habitat.

◦ Cobertura de áreas protegidas.

◦ Estado de las especies amenazadas: Lista Roja

◦ Abundancia y distribución de una selección de las especies.

5

Page 6: Modelacion ams

Desarrollado por la Agencia Holandesa de Evaluación Ambiental

(PBL) y el Programa Ambiental de las Naciones Unidas (UNEP)

Metodología para medir y evaluar la pérdida de biodiversidad por

efecto de las principales presiones humanas en ecosistemas

terrestres

Determina la importancia relativa de las presiones

Evalúa los intercambios entre desarrollos socioeconómicos y el

medio ambiente a escala global, regional y

nacional

Page 7: Modelacion ams

Analizar el impacto de las presiones en la biodiversidad

Determinar la importancia relativa de cada presión

Identificar las tendencias en el estado de la biodiversidad según los escenarios considerados

Analizar el efecto de varias opciones políticas de respuesta

Estimular la discusión

Integrar el tema de biodiversidad en agendas intersectoriales

Apoyar la toma de decisiones

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Metas

pasado presente

Opciones de política

futuro

AmbienteBiodiversidad

Page 9: Modelacion ams

Descripción en el sentido amplio de cómo un fenómeno depende de otro◦ Son simplificaciones

◦ Se enfocan en un limitado grupo de aspectosestablecidos

◦ Se centra en un preguntas particulares

GLOBIO: Cómo y en qué medida lasintervenciones humanas afectan la biodiversidad terrestre en su conjunto

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Mean Species Abundance o MSA

Indicador único utilizado en la metodología para expresar la biodiversidad

Abundancia media de especies relativa a suabundancia original en estado no intervenido

Asigna el mismo peso relativo a ecosistemas intactos de riqueza variada

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Medida de qué tan intacto o natural es un área o ecosistema

Se expresa en una escala de 0 a 100%

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Speciesabundance

Range inintact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Speciesabundance

Range inintact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Speciesabundance

Range inintact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Speciesabundance

Range inintact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

original species of ecosystem

Species

abundance

Range in

intact ecosystem

a b c d e f x y zg h

MSA MSA MSA

Especies originales Especies originales Especies originales

Page 12: Modelacion ams

Uso de Suelo (intensidad y cambios de uso)

Infraestructura de carreteras

Fragmentación de áreas naturales

Cambio Climático

Deposición de Nitrógeno

Medidas de presión obtenidas a partir de la revisión de publicaciones científicas y los datos que contienen.

MSA

Page 13: Modelacion ams

Especie # individuos área no intervenida

# individuos áreaintervenida Abundancia(%)

1 45 50 100

2 30 20 66

3 0 5 0

4 10 0 0

5 3 0 0

6 1 0 0

7 1 4 100

Abundancia Media de Especies (MSA) 38

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14

Extracción selectiva

Vegetación secundaria

Plantación

Tierras degradadas

100%

0%

50%

MSA

Bosque primario

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GlobalGlobal Biodiversity Outlook2 de UNEP, Geographic Environmental Outlook 4 de UNEP, Evaluaciones ambientales de OECD y FAO

RegionalDesiertos globales, Evaluación de Desempeño Ambiental de la subregión del Mekong, EU-Ruralis, América Central

NacionalColombia, Ecuador, Peru, Nicaragua, Guatemala, Honduras, El Salvador, Belice, Panama, Mexico, Nicaragua, Kenya, Mozambique, Zambia, Cambodia, Laos, Myanmar, Tailandia, Vietnam

ProvincialYunan (China), Quang Nam (Vietnam)

Aplicaciones de GLOBIO

15

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16

Modelación Global

Page 17: Modelacion ams

Cuando otros indicadores no proveen suficienteinformación sobre el estado de la biodiversidaden un área

Cuando se busca analizar zonas extensas de características heterogéneas

Cuando se busca identificar y analizar lastendencias generales en la biodiversidad de un área

17

Page 18: Modelacion ams

Cuando se busca evaluar el impacto de lasintervenciones humanas en la biodiversidad

Cuando se busca evaluar el impacto de políticasambientales en el alcance de los objetivos propuestos

Cuando se busca una representación geográfica del análisis e identificar zonas de cambio

Cuando existen restricciones de tiempo y recursospara levantar trabajo exhaustivo de campo

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Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad

EAP, Zamorano.

24 de Mayo de 2011.

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Revisión de literatura

Identificación de factores

determinantes/variables

por presión

Construcción de

categorías / regresiones

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Elaborada por Alkemade et al. (2009)

Los resultados se utilizan como insumo para la modelación local

140 publicaciones, riqueza y abundancia de especiesen distintos usos de suelo:◦ África: 24; Asia: 36; Europa: 21; Norte de America: 23; Sur

de America: 27; Oceania: 7◦ 62 cobertura de bosque tropical; 31 Otras coberturas; 17

áreas de pastizales9 matorrales o arbustos; 5 desiertos

◦ Cerca de 5700 especies: 2100 especies de plantas, 1700 insectos, 1300 aves, 150 otros vertebrados.

21

Page 22: Modelacion ams

Cerca de 300 reportes sobre el impacto de la infraestructura

Cerca de 20 reportes sobre el efecto de la fragmentación de áreas naturales en especies representativas. 250 especies, principalmente mamíferos

Cerca de 50 reportes que relacionan la deposición de Nitrógeno con la riqueza de especies de un área

Revisión de estudios que relacionan cambios en la extensión de los ecosistemas con la pérdida de abundancia en especies

22

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0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

prim

ary

fore

st

sele

ctive

loggin

g

secondary

fore

st

agro

fore

str

y

pla

nta

tions

cro

pla

nd

pastu

re

mean s

pecie

s a

bundance

23

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

primary pasture cropland

mean s

pecie

s a

bundance

Forestal

Pastizales

Page 24: Modelacion ams

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 2 4 6 8 10 12

distance to roads

mean

sp

ecie

s a

bu

nd

an

ce

grasslands, deserts, wetlands

boreal and temperate forests

tropical forests and tundra

MSA e Infraestructura

Page 25: Modelacion ams

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2000 4000 6000 8000 10000

minimum area requirement

perc

en

tag

e o

f sp

ecie

s

birds

mammals

25

Patch size dependence

MSA y Fragmentación

Page 26: Modelacion ams

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

N g.m-2

sp

ecie

s r

ich

nes r

ati

o

pastosbosques

tundra

MSA y Deposición de Nitrógeno

Page 27: Modelacion ams

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0

Temperature change (degrees)

mea

n a

rea

red

uct

ion

pastos

tundra

bosques

MSA y Cambio Climático

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Revisión de literatura

Identificación de factores

determinantes/variables

por presión

Construcción de

categorías / regresiones

Page 29: Modelacion ams

Uso de Suelo

Intensidad de uso

Cambio de uso

Infraestructura

Distancia a carreteras

Tipo de ecosistema

Densidad poblacional

Fragmentación Tamaño de parches

Cambio climático

Aumento de temperatura

Tipo de ecosistema

Deposición de

Nitrógeno

Deposición

Carga crítica

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Revisión de literatura

Identificación de factores

determinantes/variables

por presión

Construcción de

categorías / regresiones

Page 31: Modelacion ams

Clase Bd Nombre Valor MSA

10 Bosque primario 1.011 Plantación forestal 0.212 Bosque secundario 0.513 Bosque primario ligeramente intervenido 0.7

20 Agro forestería 0.530 Agricultura extensiva 0.331 Agricultura intensiva irrigada 0.0532 Agricultura intensiva 0.133 Perennes y biocombustibles 0.240 Pastizales y matorrales naturales 1.041 Pastizales artificiales 0.142 Áreas de pastoreo 0.750 Suelos desnudos y nieves naturales 1.060 Cuerpos de agua naturales Nulo61 Cuerpos de agua artificiales Nulo62 Ríos y arroyos Nulo70 Áreas construidas 0.05

MSA y Uso de Suelo

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Distancia (km) del buffer del efecto Agrícola Pastos BosqueTropical

Impacto 1 (MSA = 0.5) 0.5 0.5 1

Densidad/pob 0-10 / km2 0.25 0.25 0.5

Densidad/pob 10-50 / km2 0.5 0.5 1

Densidad/pob >50 / km2 0.75 0.75 1.5

Impacto 2 (MSA = 0.75) 1.5 1.5 3

Densidad/pob 0-10 / km2 0.75 0.75 1.5

Densidad/pob 10-50 / km2 1.5 1.5 3

Densidad/pob >50 / km2 2.25 2.25 4.5

Impacto 3 (MSA = 0.9) 5 5 10

Densidad/pob 0-10 / km2 2.5 2.5 5

Densidad/pob 10-50 / km2 5 5 10

Densidad/pob >50 / km2 7.5 7.5 15

MSA e Infraestructura

Page 33: Modelacion ams

Área (km2) Valor MSA1 0.550010 0.7122100 0.85431000 0.958110000 0.9836100000 1.0000> 100000 1.0000

MSA y Fragmentación

Page 34: Modelacion ams

Ecosistema Ecuación Aplicado a clases generalesEcosistema Ártico-alpino MSAN = 0.9 - 0.05 NE Nieves y hielosBosque de coníferas

borealMSAN = 0.8 – 0.14 ln (NE) Bosques

Pastizales MSAN = 0.8 – 0.08 ln (NE) Pastos y MatorralesNE = Excedente de Nitrógeno

MSA y Deposición de Nitrógeno

Page 35: Modelacion ams

Año Δt oC2000 0.5692005 0.6472010 0.7592015 0.8822020 1.0072025 1.1492030 1.2982035 1.4322040 1.5732045 1.7142050 1.847

Bioma Pendiente (oC-1)Hielos 0.023Tundra 0.154Tundra (maderable) 0.284Bosque boreal 0.043Bosque de coníferas tierra fría 0.168Bosque templado mixto 0.045Bosque templado deciduo 0.100Bosque mixto de tierra cálida 0.052Pastos 0.098Desierto 0.036Arbustos 0.129Sabana 0.093Tropical (maderable) 0.039Bosque tropical 0.034

MSA y Cambio Climático

MSA = 1 – Pendiente * Δt

Page 36: Modelacion ams

MSAtot = MSAluc * MSAinfra * MSAfrag * MSAclim * MSAnitr

Elaboración de capas de impacto por presión

Recopilación de información espacial por presiones

Reclasificación de información en categorías de impacto / aplicación de regresiones

Combinación de capas impacto

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37

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38

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39

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40

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41

Page 42: Modelacion ams

42

Page 43: Modelacion ams

Mapa de Uso de Suelos.

Mapa de Carreteras.

Mapa de Ecosistemas o Ecorregiones.

Mapa de Deposición y Carga Crítica de Nitrógeno.

Tablas de Valores de MSA.

Capas de insumo proyectadas a futuro según los escenarios considerados: Modelo CLUE

Page 44: Modelacion ams

Marco de modelación CLUE (Verburg, 2002)

Modelación dinámica de la competencia entre las demandas por los distintos usos de suelo de un área condicionada por los factores que determinan su ubicación

Procedimiento iterativo

Page 45: Modelacion ams

Módulo No

Espacial

• Determinantes de la magnitud de los cambios

• Escenarios y demandas regionales

• Cuantificación de las demandas de uso de suelo

Módulo

Espacial

• Determinantes de la ubicación de los cambios

• Características locales

• Distribución de las demandas de uso de suelo

Page 46: Modelacion ams

Escenario de

Referencia

•Se proyectan las

tendencias actuales

Opción Mitigación

Cambio Climático

•Se mantendrían los

niveles de CO2

atmosféricos en

<450 ppm

•Se reduciría el

consumo de

energía fósil

•Aumentaría la

producción de

biocombustibles

Opción Plantaciones

Forestales

•Aumentaría la

demanda de

maderas

•Aumentarían las

plantaciones

forestales

sostenibles

Opción Áreas

Protegidas

•Aumentaría la

protección efectiva

de todos los

biomas a nivel

global (a 20% del

área total)

Ejemplo: Escenarios Globales

Page 47: Modelacion ams

Fuente: Alkemade et al., 2009

Ejemplo: Escenarios Globales

Cambio Climático

Plantaciones forestales

Áreas Protegidas

2000Región Referencia 2050

Page 48: Modelacion ams

Requerimientos de Área en km2 por Uso de Suelo para Año

Año

Bosque

Pri

mari

o

Bosque

Secundari

o

Agro

Fore

ste

ria

Ag

Exte

nsiv

a

Ag

Inte

nsiv

a

Pasto

sN

atu

rale

s

Pasto

sC

ult

ivados

Silvo

Pasto

ril

Otr

os

0 2000 51155 5230 2062 37654 947 10438 11295 1285 10475

1 2001 50695 5301 2102 38044 1007 10385 11242 1290 10475

2 2002 50235 5372 2142 38434 1067 10332 11189 1295 10475

3 2003 49775 5443 2182 38824 1127 10279 11136 1300 10475

4 2004 49315 5514 2222 39214 1187 10226 11083 1305 10475

5 2005 48855 5585 2262 39604 1247 10173 11030 1310 10475

6 2006 48395 5656 2302 39994 1307 10120 10977 1315 10475

7 2007 47935 5727 2342 40384 1367 10067 10924 1320 10475

8 2008 47475 5798 2382 40774 1427 10014 10871 1325 10475

9 2009 47015 5869 2422 41164 1487 9961 10818 1330 10475

10 2010 46555 5940 2462 41554 1547 9908 10765 1335 10475

Page 49: Modelacion ams

FACTORES

Geología

Erosión

Elevación

Precipitación

Distancia a ríos

Distancia a carreteras

Densidad poblacional, etc.

Page 50: Modelacion ams

Reglas de transición

Reglas de peso de preferencia de conversión

Bosque Primario BarbechoAgricultura

Bosque Secundario

Page 51: Modelacion ams
Page 52: Modelacion ams

Característica

del uso de suelo

Característica de

cada ubicación

Cálculo de

probabilidad

Distribución

Comparación

con la demanda

establecida

Comparación

con nivel de

error

Paso al año

siguiente

Page 53: Modelacion ams

Escenarios Cuantificación Insumos CLUE

Procedimiento

de

distribución

CLUE

Mapa futuro

de Uso de

Suelo

GLOBIO

Page 54: Modelacion ams

GLOBIO

Mapa futuro de

Uso de Suelo

Mapa futuro de

Fragmentación

Mapa futuro de

Deposición N

Mapa futuro de

Cambio

Climático

Mapa futuro de

Infra

estructura

Page 55: Modelacion ams
Page 56: Modelacion ams

Alcance de la metodología y el indicador

Aplicabilidad al contexto específico

Calidad de los insumos

Actualización de los modelos con base en informacióndisponible

Integración de resultados en procesos políticos concretos

Consideración de los supuestos del modelo al momentode obtener conclusiones

Complementación con otros indicadores y trabajo de campo

Page 57: Modelacion ams

Taller de Escenarios de Modelación de Biodiversidad

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24 de Mayo de 2011.

Page 58: Modelacion ams

Objetivos:

Adaptar una metodología global al contexto regional-nacional

Realizar una aproximación preliminar al estado de la biodiversidad en términos del MSA a partir de la información disponible al momento de aplicar los modelos según las fuentes que fueron consultadas

Poner la herramienta a disposición de los países

Page 59: Modelacion ams

Colaboración entre la Comisión Centroamericana de Ambiente y Desarrollo (CCAD) – IRBIO – PBL en el marco de PROMEBIO

En el contexto del cumplimiento de los compromisos adoptados con la Convención de Diversidad Biológica (CBD)

Primera evaluación regional construida a partir de evaluaciones nacionales individuales.

59

Page 60: Modelacion ams

Capacitación a técnicos de los autoridades ambientales nacionales

Intercambio de información de insumo para modelación regional

Page 61: Modelacion ams

Escenario Base

• Aumento de la población, migración, PIB, exportaciones y sector terciario

• Reducción del sector primario

• Efecto constante

ALIDES

• Transformación de sectores económicos

• Promoción de reforestación y producción sostenible

• Efectos incrementales

Liberación

Comercial

• Mayor acceso a mercado

• Exportación de productos agropecuarios

• Importación de combustibles y bienes procesados

• Efectos decrecientes

Page 62: Modelacion ams

Mapas nacionales y regionales

Cifras agregadas

Reportes de resultados

Bases de datos

Capacidad técnica instalada

46%

9%

4%0%2%

39%

MSA Remanente

Infraestructura

Fragmentación

Depostion

Cambio climático

Uso de suelo

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Page 63: Modelacion ams
Page 64: Modelacion ams

48.09%

9.47%5.80%

0.00%

2.54%

34.10%

Estado Actual

41.64%

7.90%4.78%0.00%

4.16%

41.52%

Escenario Base

42.77%

8.29%4.78%0.00%

4.15%

40.01%

Escenario ALIDES

40.56%

7.73%4.76%0.00%

3.91%

43.05%

Escenario Liberación Comercial

Page 65: Modelacion ams

Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá

Uso de Suelo 27.88% 15.43% 36.50% 56.56% 32.14% 39.02% 38.74%

Cambio Climático 4.01% 3.08% 1.88% 2.02% 1.96% 1.88% 2.66%

Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Fragmentación 14.83% 1.93% 4.11% 4.20% 2.66% 4.16% 2.67%

Infraestructura 13.85% 25.29% 11.13% 6.35% 5.18% 9.21% 3.71%

MSA Remanente 39.44% 54.27% 46.37% 30.88% 58.05% 45.74% 52.22%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Estado Actual

Resultados por Países

Page 66: Modelacion ams

Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá

Uso de Suelo 35.06% 21.52% 49.87% 54.80% 43.77% 36.91% 40.27%

Cambio Climático 3.84% 2.90% 4.31% 4.45% 4.48% 4.16% 4.16%

Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Fragmentación 14.21% 1.84% 2.93% 4.30% 0.79% 3.38% 1.88%

Infraestructura 13.28% 23.96% 6.15% 7.91% 0.53% 14.07% 5.46%

MSA Remanente 33.61% 49.78% 36.73% 28.54% 50.42% 41.48% 48.23%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Escenario Base

Resultados por Países

Page 67: Modelacion ams

Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá

Uso de Suelo 34.50% 12.25% 49.91% 54.39% 39.30% 32.73% 43.36%

Cambio Climático 3.86% 3.05% 4.32% 4.46% 4.45% 4.08% 4.15%

Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Fragmentación 14.27% 1.94% 2.65% 4.23% 0.91% 3.45% 1.99%

Infraestructura 13.34% 25.18% 6.09% 7.95% 1.14% 16.86% 4.90%

MSA Remanente 34.03% 57.59% 37.03% 28.97% 54.19% 42.87% 45.59%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Escenario ALIDES

Resultados por Países

Page 68: Modelacion ams

Guatemala Belice Honduras El Salvador Nicaragua Costa Rica Panamá

Uso de Suelo 37.80% 24.43% 44.75% 56.98% 47.07% 49.70% 39.21%

Cambio Climático 3.78% 2.88% 4.25% 4.49% 4.48% 1.88% 4.18%

Deposición N 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Fragmentación 14.00% 1.83% 3.11% 3.89% 0.79% 3.25% 1.97%

Infraestructura 13.08% 23.80% 8.73% 7.04% 0.53% 8.91% 4.38%

MSA Remanente 31.33% 47.05% 39.17% 27.60% 47.13% 36.27% 50.25%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Escenario Liberación Comercial

Resultados por Países

Page 69: Modelacion ams

Difusión de informes de resultado y material de comunicación

Transferencia de los modelos

Mejoramiento de las herramientas

Evaluación de nuevos escenarios, p.e.◦ Adaptación al cambio climático

◦ Módulo de ecosistemas acuáticos

Integración de resultados en procesos políticos

Page 70: Modelacion ams

Disponibles en: http://www.promebio.irbioccad.org/

Page 71: Modelacion ams

Gracias