Metodología


DETERMINACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ECOSISTEMAS


A) Aplicación del sistema de clasificación fisionómica


La identificación de ecosistemas se fundamenta en la identificación y cuantificación de las proporciones de cobertura de las copas de árboles y arbustos; y en la sumatoria de éstas proporciones, mediante la utilización de fotografías aéreas y su respectiva comprobación de campo.

La metodología define nueve clases fisonómicas básicas, que varían desde herbazales densos, cuando la cobertura de árboles y arbustos es mínima, hasta matorrales densos y bosques densos, cuando hay una considerable cobertura de especies leñosas –árboles y arbustos-. (metodología ECOMAPAS) LIGA

En la identificación de ecosistemas, estas nueve clases fisonómicas se agruparon dentro de dos grandes categorías de ecosistemas, en función de su origen e intervención humana: a) Ecosistemas naturales y seminaturales y b) Ecosistemas culturales.

Ecosistemas naturales y seminaturales: los ecosistemas mejor preservados (naturales) presentan poca o ninguna intervención humana, por lo que incluyen los bosques primarios, los bosques poco alterados y los bosques secundarios en etapas muy avanzadas de recuperación. Dentro de esta categoría se agruparon dos clases fisonómicas: a) Bosque denso, que incluyen los bosques mixtos de las elevaciones bajas e intermedias, los robledales, los bosques enanos del páramo, subpáramo y los manglares y b) Herbazal denso de Chusquea, que constituye un tipo de herbazal natural y que corresponde a las áreas de páramo dominadas por este género de plantas de la familia Poaceae. Entre los seminaturales, el grado de intervención humana más evidente y corresponden a sitios en donde se está dando una franca recuperación o sucesión ecológica de la vegetación original. Aquí se incluyen las clases fisonómicas denominadas a) bosque ralo (bosques intervenidos) y b) los matorrales. Los matorrales corresponden a los llamados charrales, tacotales, o crecimientos secundarios y se presentan en claros de bosque, tierras abandonadas o en deslizamientos de tierra. Las características fisionómicas y de composición de especies varían según el tiempo que haya transcurrido desde la perturbación a la vegetación original. De acuerdo a la clave fisionómica para la clasificación de la estructura de la vegetación, los matorrales ralos corresponden a etapas tempranas de sucesión ecológica, los matorrales densos, a una etapa intermedia y el matorral denso arbolado a una etapa tardía donde es posible que contengan individuos juveniles de especies propias de bosques densos. Los herbazales, representados principalmente por los pastizales, corresponden a estados de sucesión aún más tempranos, muchos de los cuales permanecen siendo utilizados extensiva o intensivamente para actividades principalmente pecuarias.

Ecosistemas culturales: Estos ecosistemas involucran las áreas en donde se desarrollan actividades productivas o de subsistencia para el ser humano, como las plantaciones agrícolas y forestales, ya sea a pequeña o gran escala. Dentro de esta categoría se agrupan las actividades identificadas con el nombre específico del cultivo (ej. café, plantación de palma de aceite, plantación de teca, cultivo de arroz, etc.)

B) Identificación preliminar de ecosistemas

Insumos

Como primer paso, se realizó un mosaico de las 70 hojas cartográficas que corresponden al área de ACOPAC, a partir de la cartografía digital escala 1:25.000 con proyección Costa Rica Transversal Mercator (CRTM). Esta información pertenece al Proyecto TERRA y fue facilitada por el Proyecto de Desarrollo Sostenible de la Cuenca Hidrográfica del Río Savegre.

Se utilizaron 344 fotografías aéreas a color, escala 1:40.000; las cuales fueron tomadas a finales de 1997 y principios de 1998, procesadas por la empresa canadiense Hauts-Monts para el Proyecto TERRA, mediante el Programa Acción Territorial. Estas fotografías aéreas son administradas por el Catastro Nacional (Sistema de Información Territorial Catastral) y fueron facilitadas a ECOMAPAS por medio del convenio DM-1941-99, suscrito por el MINAE e INBio. Las fotografías aéreas permiten disponer de información espacial de alta resolución y brindan una visión del terreno en tres dimensiones (mediante estereoscopio de espejos). Este es el material óptimo para elaborar mapas, dar seguimiento y ejecutar inventarios e investigaciones ecológicas, a una escala semi-detallada de un área geográfica.

Centro de fotografías aéreas utilizadas en el Área de Conservación Pacífico Central, Costa Rica

 

Es importante destacar que no existe cartografía digital ni fotografías aéreas para la zona norte del ACOPAC, que comprende un 3.1 % de la superficie total del Área de Conservación. Para esta zona no fue entonces posible realizar el mismo proceso que para el resto del área estudiada.

Fotointerpretación

La fotointerpretación fue realizada mediante el uso de dos estereoscopios de espejos, con visor binocular y una ampliación de 3X. La interpretación incluyó el análisis del color (tono), textura (granulación), tamaño, forma y contexto de las unidades o polígonos identificables en las fotografías, según la clave esquemática para la definición de clases fisonómicas, mencionada en la metodología ECOMAPAS.
Se delimitaron y delinearon los polígonos de cobertura de la tierra (vegetación) en el sector central (30% de la superficie de la foto) de cada una de las 344 fotografías, con una superficie mínima de tres hectáreas (polígono). Lo anterior debido a la escala de impresión de los mapas finales (1:25.000). La información delineada fue dibujada en hojas de acetato transparente utilizando rapidógrafos

Ortofotos

Como proceso previo a la interpretación de los ecosistemas se generaron ortofotos. Estas corresponden a fotografías aéreas modificadas geométricamente, donde se han eliminado las distorsiones debidas a la perspectiva, al movimiento de la cámara y al relieve, de forma que posee las mismas propiedades métricas que un mapa. Para cumplir este objetivo se elaboró el Modelo Digital de Elevaciones (MDE), con base en curvas de nivel cada 10 metros de la cartografía digital. El MDE fue elaborado mediante mínima curvatura y con parámetros definidos por defecto por el programa utilizado (ER Mapper 6.1).
Cada ortofoto se elaboró a partir del MDE con la utilización de aproximadamente 10 puntos de control y los parámetros de la cámara fotográfica utilizada. Una vez finalizada la fase de ortofotos se procedió a generar mosaicos por sectores.

Digitalización

Este proceso consiste en la conversión a formato digital de los elementos (polígonos, líneas, puntos) que aparecen impresos o dibujados en un mapa o una fotografía aérea. La información generada por la fotointerpretación fue convertida a formato digital utilizando el programa ArcView 3.2 de ESRI (Environmental Systems Research Institute). La ortorectificación de estos acetatos (que contienen la fotointerpretación de las formaciones vegetales), se realizó por medio del programa ER Mapper 6.1, para reducir los errores causados por la distorsión fotográfica. Posteriormente, se procedió a digitar la base de datos de cada polígono de la superficie de estudio. Luego se realizó un control de calidad tanto de los polígonos digitalizados como de la base de datos. Con esta información se obtuvo el mapa de clases fisionómicas para el ACOPAC.

Pisos altitudinales

El proyecto ECOMAPAS adaptó los parámetros de provincias térmicas de Herrera y Gómez (1993), que relacionan la temperatura con la altitud; de tal manera que se promediaron los rangos de elevación de la vertiente caribe y vertiente pacífica, concluyendo con un solo ámbito de elevación para ambas vertientes. De acuerdo con esta adaptación, en ACOPAC se presentan seis pisos altitudinales que corresponden a seis provincias térmicas.
Pisos altitudinales encontrados en el Área de Conservación Pacífico Central, Costa Rica

 

Pisos altitudinales y provincias térmicas en el Área de Conservación Pacífico Central (ACOPAC), Costa Rica.

Pisoaltitudinal Altitud (m.s.n.m.) Provincia Térmica(Temperaturamedia anual en °C) Superficie(ha) Porcentaje(%)
Basal 0-500 Tropical 24 –28 298.088 54.4
Premontano 500-1200 Subtropical 20 – 24 119.239 21.8
Montano Bajo 1200-2100 Templada 15 – 20 84.858 15.5
Montano Alto 2100-3100 Fría 10 – 15 27.277 5.0
Sub Alpino 3100-3300 Boreal Baja 5 – 10 1.025 0.2
Alpino > 3300 Boreal Alta < 5 384 0.1
Sin información     16.914 3.1
Total     547.785 100

La superficie del Área de Conservación denominada sin datos, según el mapa de curvas de nivel del Sistema de Información Geográfica del INBio, representaría a dos pisos altitudinales, el basal y el premontano.

Una nota importante es que los pisos altitudinales subalpino y alpino del ACOPAC se encuentran en la parte sureste del área, principalmente en la cuenca hidrográfica del río Savegre. Por otro lado, en la costa pacífica, las cuencas hidrográficas de los ríos Grande de Térraba (ACLAP y ACOSA) y Savegre (ACOPAC y ACLAP) son las únicas que tienen representación de los seis pisos altitudinales presentes en el territorio nacional.

Mapa preliminar de ecosistemas

El mapa preliminar de ecosistemas del ACOPAC se obtuvo de la unión de los mapas de pisos altitudinales y clases fisionómicas, este último generado a partir del proceso de interpretación de las fotografías aéreas por medio de la aplicación del sistema de clasificación fisionómica. Con base en la información registrada en este mapa preliminar, se procedió a seleccionar los ecosistemas a visitar mediante un muestreo (en el siguiente capítulo se menciona el diseño de muestreo), paso previo para realizar la comprobación de campo de los ecosistemas identificados en cada uno de los pisos altitudinales.

C) Comprobación de campo y caracterización de ecosistemas

La comprobación de campo permitió la verificación de los ecosistemas interpretados en la fase anterior, mediante el uso de fotografías aéreas. Durante la comprobación de campo se realizó, además, la caracterización de los ecosistemas mediante la recopilación de información específica.
Para realizar la caracterización de los ecosistemas de ACOPAC, fue necesario elaborar y aplicar un diseño de muestreo que permitiera obtener información válida y representativa de dichos ecosistemas, el cual se presenta a continuación.
Diseño del muestreo
La superficie total del ACOPAC es de 547,785 ha y se estratificó en seis pisos altitudinales. Se realizó un análisis de atributos de los ecosistemas en cada piso, con el fin de determinar la cantidad de sitios o puntos de muestreo a realizar en cada uno de ellos. Este análisis se basó en lo siguiente:

1. Frecuencia: Número de polígonos del ecosistema analizado, presentes en un piso altitudinal determinado.

2. Superficie total: Sumatoria (en hectáreas) del área de los polígonos de un ecosistema analizado, presentes en un piso altitudinal determinado.

3. Porcentaje total: Valor relativo correspondiente a la sumatoria total de la superficie del ecosistema analizado con relación a la superficie total del piso altitudinal.

4. Superficie promedio: Valor promedio del área de todos los polígonos, en hectáreas, correspondientes al ecosistema analizado, presente en un piso altitudinal determinado.

5. Intensidad de muestreo (Superficie y Porcentaje): La intensidad de muestreo corresponde al valor del cinco por ciento de la superficie total del ecosistema analizado presente en el piso altitudinal. De acuerdo a la experiencia desarrollada por ECOMAPAS, un muestreo de un cinco por ciento de intensidad, genera la información base suficiente para inferir y caracterizar la flora de cada uno de los ecosistemas, identificados mediante la metodología expuesta para este estudio.

6. Puntos de Muestreo: Corresponde a la cantidad total de sitios o puntos a visitar por piso altitudinal. La cantidad de puntos de muestreo es reflejo de la ecuación aritmética entre la superficie a visitar para el muestreo/superficie promedio.

 

De esta manera se llegó a un total de 254 puntos de muestreo realizados en el ACOPAC
Distribución de los puntos de muestreo realizados para la caracterización de los ecosistemas en el Área de Conservación Pacífico Central (ACOPAC), Costa Rica.


INVENTARIO FLORISTICO

El inventario florístico del ACOPAC se realizó con la información proveniente de dos fuentes:

a) recopilación de la información de las colecciones de plantas de ACOPAC, presentes en los herbarios del MNCR y del INBio y b) recolección de información de campo en los puntos de muestreo visitados para la caracterización de ecosistemas (observaciones y colecciones). Con base en estas dos fuentes de información se elaboró la lista de plantas del ACOPAC, la cual se presenta en el documento Manual de Plantas Registradas en el Área de Conservación Pacífico Central (ACOPAC), como documento complementario a este informe técnico.

Recopilación de Información de las colecciones de los herbarios del MNCR y del INBio
La recopilación de esta información se realizó mediante la consulta, a las bases de datos de cada uno de estos herbarios, de la información de todos los especímenes recolectados en el ACOPAC hasta setiembre del 2000 (fecha en la cual se inicio el estudio). En el caso del INBio la información comprende más de 10 años de recolección, generada por el Programa de Inventario Nacional de Biodiversidad y en el caso del MNCR de más de 40 años
De toda la información se utilizó principalmente la proveniente de ejemplares identificados a especie y con datos geográficos precisos (provincia, cantón, distrito y/o coordenadas geográficas).

Recolección de Información en el campo

La recolección de información en el campo consistió en identificar las especies más representativas en cada punto de muestreo. Los individuos que se identificaron a especie en el campo, se anotaron en un formulario y se registraron como especies observadas. La recolección de estos datos mediante formularios sistematizados aseguró la precisión de la labor, facilitó el establecimiento de la base de datos digital y el proceso de análisis y síntesis. Además, se tomaron fotografías digitales de los ecosistemas muestreados y de algunas especies de plantas, las cuales servirán como material de apoyo visual.
Las plantas que no fue posible identificar en el campo se recolectaron para su posterior procesamiento e identificación en los herbarios.

Recolección, Procesamiento e Identificación de ejemplares

Cada ejemplar recolectado fue respaldado con notas de campo que incluyeron la fecha, localidad (provincia, cantón, distrito, y señas específicas), ubicación geográfica (coordenadas), altitud, recolector, acompañantes, número consecutivo de recolecta, número de duplicados realizados, datos de características específicas de la planta (hábito, tamaño, color de flores, color de frutos y cualquier otra característica sobresaliente) y hábitat (bosque, matorral, pastizal, etc.). De cada especie recolectada se realizaron, al menos, tres duplicados, los cuales se encuentran en los herbarios del INBio (INB) y del MNCR (CR). Hasta donde fue posible, se trató de recolectar ejemplares con estructuras reproductivas (flores y frutos), lo cual facilita la determinación de las especies. La preservación del material, para el traslado del campo al herbario, se realizó utilizando alcohol de 90 grados diluido en agua, en una proporción de 3 a 1 (tres partes de alcohol por una de agua).
El trabajo de herbario consistió primeramente en el secado del material, luego la información asociada a cada espécimen se ingresó a una base de datos y se elaboró la etiqueta de información correspondiente, para finalmente proceder con la identificación de cada ejemplar.

CARACTERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN

A) Determinación de la riqueza y frecuencia de especies
La riqueza de especies, tanto en términos generales como de las especies de importancia para la conservación y de importancia económica, fue determinada con la sumatoria de especies registradas en el inventario de campo y las provenientes de las bases de datos de los herbarios. La riqueza de especies por ecosistema se obtuvo de la sumatoria de las especies registradas en los puntos de muestreo.

Por otra parte, la frecuencia de especies para todo el ACOPAC y por piso altitudinal fue determinada con base al número de apariciones de éstas en los puntos de muestreo realizados en cada caso.

B) Hábitos de crecimiento

Cada especie de ACOPAC fue designada bajo una de las cuatro categorías de hábitos de crecimiento, a saber: a) Árbol: corresponde a una planta leñosa con un eje principal definido y una altura de más de 5 metros; b) Arbusto: planta leñosa de menos de 5 metros de altura y en muchas ocasiones, sin un eje central definido por ramificarse desde la base y que puede ser terrestre o epífita; c) Hierba: planta no leñosa (herbácea) que puede ser terrestre o epífita (aquí se incluyeron todos los helechos con excepción de los arborescentes) y d) Bejuco: planta leñosa o herbácea, con tallos largos que se extienden sobre el suelo o se apoyan o sostienen en diferentes soportes. Estas categorías se obtuvieron para cada especie según lo establecido en INBio (1998)
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