Metodología

Definición de una metodología

Con la finalidad de identificar, clasificar y describir los ecosistemas, el proyecto ECOMAPAS utilizó una estrategia conformada por dos grandes componentes. En la primera fase, dada la extensión de las Áreas de Conservación, se hace necesario emplear ciertas técnicas para recolectar, en el menor tiempo posible y a una escala semi-detallada, la información ecológica, biológica y geográfica de la zona. Con esta finalidad, ECOMAPAS seleccionó la metodología Evaluación Ecológica Rápida.

Una vez obtenida la información, el segundo componente consistíó en la definición de una clave para la identificación y clasificación de los ecosistemas; luego se procedió a su verificación en el campo, aplicando un modelo de muestreo estratificado para, finalmente, describir con detalle las características de los ecosistemas y su vegetación.


Evaluación Ecológica Rápida

La metodología de la Evaluación Ecológica Rápida (EER), conocido en inglés como Rapid Ecological Assessment (REA), fue desarrollada por TNC y sus socios, igual como el Programa RAP de CI, para poder adquirir, analizar y manejar información ecológica de una manera eficiente y eficaz en un corto lapso de tiempo y a bajo costo (Metodología de Sobrevilla & Bath, detallada en: Muchoney et al. 1994; Sayre et al. 2000; ver también Soto & Jiménez 1992 y Kappelle et al. 2002).

La EER es una metodología que ayuda a disponer rápidamente de información necesaria para la toma de decisiones relacionadas a la conservación de la biodiversidad en áreas críticas, es decir, en áreas poco conocidas, con una alta biodiversidad, y/o en donde la biodiversidad se encuentra amenazada por la acción humana (Sayre et al. 2000); se puede ampliar con estudios EIA para conocer el impacto ambiental de actividades humanas sobre los ecosistemas, como la actividad orera en ACOSA. Como Muchoney et al. (1994), entre otros, explican, la EER es un proceso que consiste de una serie de análisis detallados que hacen uso de información espacial generada con sensores remotos. Esto con el fin de: (i) delimitar áreas de prioridad en la conservación de la biodiversidad; (ii) detectar amenazas potenciales que ponen en peligro a la biodiversidad; y (iii) dirigir investigaciones específicas como el inventario y monitoreo de la biodiversidad.

En el proceso de la EER los productos de sensores remotos, tales como fotografías aéreas e imágenes de satélite se combinan con información existente para dirigir la adquisición de información biológica, ecológica y geográfica, mediante el muestreo estratificado en el campo. Se aplica la tecnología de SIG para poder manejar la información georeferenciada de una manera óptima, y para generar y analizar mapas producidos a través de la fotointerpretación y la comprobación de campo. El análisis de las imágenes permite el desarrollo de una caracterización de los componentes biofísicos y antropogénicos en un área seleccionada. Tanto la integración de información de fotografías aéreas interpretadas (p.ej., la cobertura de la tierra, la vegetación) con capas cartográficas temáticas adicionales (indicando p.ej., temperatura, humedad, suelo, geomorfología, sistemas de drenaje, red vial, áreas silvestres protegidas, etc.), como la comprobación en el campo (el muestreo estratificado), ayudan a mejorar la calidad de la clasificación de los datos de la interpretación, necesaria para la planificación del inventario, monitoreo y conservación de la biodiversidad (Muchoney et al. 1994; Sayre et al. 2000). Hasta hoy día, la metodología de la EER ha sido utilizada exitosamente en Belice, Bolivia, Brasil, Costa Rica, Ecuador, EEUU, Guatemala, Honduras, Jamaica, Panamá, Puerto Rico y la República Dominicana. Como recomiendan fuertemente Soto & Jiménez (1992; pág. 45 y 225) en su EER de la Península de Osa, será fundamental contar con mapas de vegetación antes de iniciar el trabajo de campo en otras EER en Osa, en un futuro próximo.

El Proyecto ECOMAPAS escogió la metodología de la EER para el presente estudio, ya que representa la técnica más apropiada para poder conocer, en poco tiempo y a una escala semi-detallada, el contorno ecológico-biológico-geográfico de las Áreas de Conservación costarricenses.

La metodología de EER aplicada por ECOMAPAS se basó en las siguientes actividades:

· revisión de literatura y mapas existentes (p.ej. hojas topográficas);
· selección de mapas con información abiótica (clima, geomorfología, suelo);
· análisis preliminar de fotografías aéreas;
· reconocimiento de campo;
· desarrollo de una macroclasificación fisionómica (unidades de cobertura de la tierra);
· desarrollo de formularios para la comprobación en el campo;
· interpretación de fotografías aéreas;
· comprobación de campo mediante nueve giras de doce a quince días;
· recolección de especímenes botánicos para la identificación en el herbario y desde luego su depósito;
· toma de fotografías digitales de los ecosistemas con fines ilustrativos;
· dos sobrevuelos para reconocer las zonas más inaccesibles;
· ajustes de la fotointerpretación basados en la comprobación de campo;
· almacenamiento y procesamiento de la información recolectada en formato de bases de datos;
· clasificación y descripción de los ecosistemas y su vegetación;
· digitalización de los polígonos interpretados en un SIG;
· producción de mapas;
· capacitación de usuarios del material producido;
· presentación y publicación de los resultados en foros nacionales e internacionales.

Durante el proceso de la evaluación ecológica rápida la retroalimentación entre los diferentes grupos participantes ha contribuido significativamente al refinamiento de los productos indispensables para alcanzar los objetivos y retos de la conservación y del uso sostenible de la biodiversidad del país. Para refinar la metodología del inventario y mapeo de los ecosistemas y su vegetación el Proyecto ECOMAPAS ha efectuado una fase de consultas con expertos nacionales pertenecientes a diferentes sectores de la sociedad (Castro 1998). Entre otros, participaron expertos del CCT, IGN, INBio, OET, SINAC, UCR, UNA y CATIE, y fueron consultados expertos internacionales de diferentes organizaciones (CCAD a nivel centroamericano; CONABIO y UNAM en México; Jardín Botánico de Caracas en Venezuela; UvA e ITC en Holanda; UA en Canadá). Los especialistas consultados dieron sus sugerencias, las cuales fueron incorporadas en el proceso de la clasificación, descripción y mapeo de los ecosistemas y sus asociaciones vegetales. Este aporte fue fundamental para el desarrollo del sistema de clasificación y de los productos finales del Proyecto.


Antecedentes y Revisión de Metodologías Existentes

Como ha sido el caso en muchos países desarrollados y en vías de desarrollo (Eiten 1968; UNESCO 1973; USGS-NPS Vegetation Mapping Program), durante las últimas tres décadas se ha sentido la necesidad de establecer sistemas uniformes de clasificación de vegetación y de ecosistemas a nivel global (internacional), regional y local (nacional).

Para Costa Rica han sido desarrollados algunos sistemas de clasificación por diferentes autores a través de las últimas décadas (Holdridge 1947, 1967; Gómez 1986; Herrera & Gómez 1993). Sin embargo, en general se ha tratado la vegetación potencial en lugar de la vegetación actual o real, es decir, no se ha tomado en cuenta el cambio de cobertura y uso de la tierra, que se ha dado específicamente durante el último siglo, debido a la colonización y deforestación de tierras anteriormente despobladas. Por ejemplo, las muy utilizadas zonas de vida del sistema de Holdridge (1947, 1967), están basadas específicamente en características climáticas, no fisionómicas. Usando el sistema de Holdridge, por ejemplo, no se logra reconocer el manglar costarricense, o las sabanas colombianas de los llanos orientales de este país. Como explica Gómez, en Herrera & Gómez (1993), uno de los principales criterios del sistema de Holdridge es la precipitación, pero ese autor usa valores anuales absolutos, sin considerar los patrones de estacionalidad y frecuencia, cuya repercusión inmediata sobre la biota se inicia a partir de la disponibilidad de agua en los suelos, además de aquella atmosférica, que determina la calidad y cantidad de la cobertura vegetal y, directa o indirectamente, la calidad de organismos dependientes. Luego, al cartografíar la vegetación, la mayoría de los autores aplicaron escalas muy pequeñas (Sistema de Holdridge en el mapa por Tosi, 1969: escala de 1:750.000; Mapa de Gómez, 1986: escala de 1:250.000). Otros autores, como por ejemplo Vargas (1992) desarrollaron clasificaciones y mapas de la vegetación para ciertas áreas locales a escalas también reducidas (escala 1:200.000). Lamentablemente, este tipo de mapas se basaron en diferentes parámetros y dificultaron la posibilidad de una comparación entre ellos. En aquel entonces, información generalizada al nivel de formación y asociación no estaba disponible.

Un sistema nacional estandarizado para la clasificación de los ecosistemas, tanto naturales y seminaturales como culturales, tal y como se presentan hoy en día en el paisaje costarricense, facilitará la evaluación del estado de la salud de los mismos. Como el USGS-NPS Vegetation Mapping Program estipula, de esta manera será posible analizar el alcance, el estado y la variabilidad de tipos específicos de vegetación como parte de los ecosistemas. Esto nos ayudará a determinar donde existen vacíos (gap analysis) en el sistema de áreas protegidas silvestres, a investigar el estado de la biodiversidad presente, y a evaluar cómo cambia la distribución geográfica de los ecosistemas a través del tiempo (monitoreo), entre muchas otras posibilidades de aplicación.

El sistema aquí aplicado, se basa principalmente en la clasificación de la vegetación mundial propuesta por la UNESCO (1973) y resumido por Mueller-Dombois & Ellenberg (1974). Este sistema fue recientemente adaptado por el USGS-NPS Vegetation Mapping Program bajo coordinación de TNC (1994) en cooperación con el NBS y el NPS de los EE.UU. Modificaciones adicionales fueron implementadas con el fin de ajustar el sistema a la situación particular de un pequeño país neotropical de extraordinaria riqueza biológica como lo es Costa Rica (Janzen 1983; Gómez 1986; García 1997). Esto fue también recomendado por el TWB y la CCAD en su proyecto de mapeo regional de clases de ecosistemas de Costa Rica, bajo coordinación técnica de L.D. Gómez (D. Graham & D. Vreugdenhil, com. pers.). El sistema de clasificación es flexible, eficiente, eficaz, fácil de utilizar, científicamente riguroso y de utilidad a nivel internacional, gracias a su compatibilidad con otros sistemas internacionales de clasificación.


Desarrollo del Sistema de Clasificación Fisionómica

Con el fin de mapear los ecosistemas en las diferentes Áreas de Conservación en Costa Rica, se desarrolló un sistema de clasificación, basada en la metodología propuesta por Van Gils & Van Wijgaarden (1984) y aplicado en diferentes partes del Trópico Americano y Africano y en las zonas templadas del hemisferio norte. Este sistema se fundamenta en las proporciones de las coberturas aéreas de las copas de árboles y arbustos, que se pueden distinguir en las fotografías aéreas. De hecho, en las fotografías aéreas se pueden interpretar varios elementos característicos, los cuales son generalmente áreas homogéneas. Algunos elementos característicos buscados en las fotografías son: forma (carreteras, ríos), tamaño (edificios, árboles), patrón (arroz, melina, bosque), sombras (debido al ángulo del sol), tono o color (reflejo que caracteriza a un objeto) y textura (arreglo superficial de las partículas que constituyen una superficie).

La metodología implementada por el Proyecto ECOMAPAS para la interpretación de la vegetación se basa en el supuesto de que en las fotografías aéreas se pueden detectar tres elementos principales de vegetación: árboles, arbustos e hierbas. La combinación entre estos elementos de vegetación con algunos elementos característicos permiten de las fotografías aéreas (formas, patrones, etc.) realizar una interpretación de la vegetación. De esta manera se ha podido definir nueve clases fisionómicas, variando de herbazales ralos a matorrales y bosques densos. Para mayor detalle ver Kappelle et al. (2002b).

Clave esquemática para la definición de clases fisionómicas basadas en la estructura horizontal y vertical de la vegetación de los ecosistemas (tomado de Kappelle et al. (2002b))

Clave para la clasificación de la estructura de la vegetación. Se presentan las nueve clases fisionómicas en orden de mayor a menor biomasa.

Cobertura Árboles (%) Arbustos (%) å Leñosas
Bosque Denso > 66.7 < 33.3 > 66.7
Matorral  Denso Arbolado 33.3 – 66.7 33.3 – 66.7 > 66.7
Bosque Ralo 33.3 – 66.7 < 33.3 > 66.7
Matorral Denso < 33.3 > 66.7 > 66.7
Matorral Ralo < 33.3 33.3 – 66.7 > 66.7
Herbazal Arbolado 33.3 – 66.7 < 33.3 33.3 – 66.7
Herbazal Arbustivo < 33.3 33.3 – 66.7 33.3 – 66.7
Herbazal Ralo < 33.3 < 33.3 33.3 – 66.7
Herbazal Denso < 33.3 < 33.3 < 33.3

Fuente: Kappelle et al. (2002b).


A partir de la figura y el cuadro anterior, fue necesario implementar un código de letras para diferenciar entre estructuras de la misma cantidad de árboles, arbustos y hierbas. Por ejemplo, cuando se interpreta en una fotografía aérea un ecosistema como manglar, plantaciones forestales y otros, estos tienen la misma estructura que un bosque denso mixto. De hecho, estos ecosistemas presentan la misma estructura (misma cantidad de árboles y arbustos). Es muy claro que en la fotografía aérea estos tres tipos de ecosistemas se pueden diferenciar con base en color, patrón, forma, tamaño y tono, pero también era necesario estandarizar los códigos a usar durante el desarrollo del proyecto. Algunos ejemplos son: 1a = Manglar Denso; 1i = Plantación de Melina; 1e = Plantación de Palma de Aceite; 1f = Yolillal (con Raphia taedigera). En los casos anteriormente presentados, todos los ecosistemas presentan la estructura típica de un bosque denso, pero al designarle una letra para cada ecosistema hace la diferencia.

Aspecto visual, desde la perspectiva de un avión, de las 9 clases fisionómicas, como se encuentran en un mosaico paisajístico y basadas en la estructura horizontal y vertical de la vegetación de los ecosistemas (tomado de Kappelle et al. (2002b).


Referencias:

Castro, M.V. 1998. Memoria del Taller Técnico para la Definición de Necesidades Cartográficas - Ecológicas. Proyecto “Desarrollo del Conocimiento de la Biodiversidad y Uso Sostenible en Costa Rica”, Componente “Colección de Datos Ecológicos y Mapas de Distribución de Ecosistemas para cinco Áreas de Conservación”. Mimeografiado. INBio. Santo Domingo de Heredia. 20 pp.

Eiten, G. 1968. Vegetation forms: A classification of stands of vegetation based on structure, growth form of the components, and vegetative periodicity. Boletim do Instituto de Botánica (Sao Paulo) no. 4: 18-29.

García, R. 1997. Biología de la Conservación y Áreas Silvestres Protegidas: Situación Actual y Perspectivas en Costa Rica. INBio. Santo Domingo de Heredia.

Gómez, L.D. 1986. Vegetación de Costa Rica. Vol. 1. En: L.D. Gómez, ed., Vegetación y Clima de Costa Rica. Con 10 mapas (escala 1:200.000). EUNED. San José.

Gómez, L.D. 1986. Mapa de los macrotipos de vegetación de Costa Rica. Serie de 10 mapas. Escala 1:250.000. EUNED. San José.

Herrera, W. & L.D. Gómez. 1993. Mapa de Unidades Bióticas de Costa Rica. Escala 1:685.000. US Fish and Wildlife Service – TNC – INCAFO – CBCCR - INBio – Fundación Gómez-Dueñas. San José.

Holdridge, L.R. 1947. Determination of world plant formations from simple climatic data. Science 105:367 368.

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Janzen, D.H., ed. 1983. Costa Rican Natural History. The University of Chicago Press. Chicago. 816 pp.

Kappelle, M., M. Castro, H. Acevedo, P. Cordero, L. González, E. Méndez & H. Monge. 2002. A rapid method in ecosystem mapping and monitoring as a tool for managing Costa Rican ecosystem health. In: D.J. Rapport, W.L. Lasley, D.E. Rolston, N.O. Nielsen, C.O. Qualset, and A.B. Damania, editors. 2002. Managing for Healthy Ecosystems. Lewis Publishers. Boca Raton FL.

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Sayre, R., E. Roca, G. Sedaghatkish, B. Young, S. Keel, R. Roca & S. Sheppard. 2000. Nature in Focus: Rapid Ecological Assessment. The Nature Conservancy (TNC) – Island Press. Washington DC. 182 pp.

Soto, R. & V. Jiménez. 1992. Evaluación Ecológica Rápida, Peninsula de Osa, Costa Rica. Programa BOSCOSA. Fundación Neotrópica – WWF. 252 pp.

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