PROYECTO

Escenario de cambio climático por aumento de la temperatura promedio para el período 2011-2040 sobre el Páramo del Sol y áreas aledañas, Antioquia, Colombia.

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Certificado

PROYECTO DEL CURSO

ArcGIS Pro Básico

REALIZADO POR

Esteban Jaramillo Vélez

 

INTRODUCCIÓN.

El calentamiento global es un evento que altera al ámbito general de la biosfera y en especial a los ecosistemas de alta montaña que resultan más susceptibles a los aumentos de temperatura con relación a otros (Van der Hammen et al. 2002). El páramo es un escenario natural de cualidades únicas que se manifiesta en la región ecuatorial a altitudes variables por encima de los bosques de alta montaña (>3000 msnm) y bajo la zona de nieves perpetuas (< 4100 msnm) (Rangel, 2000); además de la importancia económica, social y de subsistencia básica para el humano, se debe destacar su alta biodiversidad, llevando consecuentemente a un elevado número de endemismos por lo que se constituyen como verdaderos baluartes de la naturaleza. (Hofstede et al., 2003).

Colombia alberga en su territorio el 49% de los páramos del mundo con un total de 29,061 Km2, de los cuales el 51% se encuentra declarada como área protegida y en contraparte el 16% se encuentra  degradada por actividades varias como la agricultura intensiva de papa, cebolla en rama, la ganadería y operaciones mineras de carbón, en sitios puntuales (Ortíz y Bonilla, 2009). 

ANTECEDENTES.

Aspectos legales. 

La Ley 99 de 1993, artículo 1, numeral 4 dispone como áreas de especial importancia ecológica y por tanto objetos de protección especial a los páramos, subpáramos, nacimientos de agua y las zonas de recarga de acuíferos. Relacionada a esta ley se creó la Ley 1450 de 2011, a partir de la cual se determina que los ecosistemas de páramo deben ser delimitados a escala 1:25,000 por las autoridades ambientales. En lo concerniente al presente proyecto se menciona la resolución 496 de 2016  que resuelve la delimitación del ecosistema de páramo objeto de estudio del presente documento (Fig. 1).

Páramo del Sol (Urrao) - All You Need to Know BEFORE You Go
Figura 1. Vista panorámica desde cima en el Páramo del Sol (Tomado de Tripadvisor.com). 

Interrelación clima - ecosistemas.

Basándose en estudios que emplean modelos matemáticos, que además se basan en supuestos lógicos, Hofstede et al.  (2014), afirman que las proyecciones convergen en un futuro de aumento de las temperaturas en los Andes, para el año 2100 podrían registrarse incrementos de 3 + 1.5°C (variabilidad explicada por la heterogeneidad de la región) y para las altitudes de páramo podrían ser incluso mayores (4 - 5 °C). 

Estos aumentos preocupan en sobremanera porque las temperaturas aunadas a otras variables climatológicas irán restringiendo el área de páramo que se verá cada vez más limitado en su distribución por el fenómeno de ascenso del Límite Superior del Bosque, el cual se entiende como una zona de transición entre el bosque altoandino y el subpáramo, estas zonas son relevantes para el flujo de organismos, materiales y energía y también se reconocen como espacios diferenciados con los ecosistemas colindantes; su posición altitudinal depende principalmente de las temperaturas, lo que ha llevado a que se defina como un potencial indicador de los efectos del calentamiento global sobre la distribución y estructura de los ecosistemas; y este mismo proceso de reducción del área de páramo es extrapolable a poblaciones de especies que adaptan sus distribuciones a mayores altitudes en búsqueda de temperaturas menores, lo que en muchas ocasiones lleva al fenómeno denominado  extinción de cumbre (Fig.2) (Galvis-Hernández y Ungar, 2021). 

Figura 2. Proceso de extinción de cumbre. (Tomado de Galvis-Hernández y Ungar, 2021).
 

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.

El páramo del Sol o de Frontino se localiza entre los municipios de Abriaquí, Frontino y Urrao, presenta un área de 1,763.15 ha y es el primer polígono del Complejo de Páramos Frontino-Urrao, el más extenso entre los siete complejos de la cordillera occidental colombiana, con un total de 15,396 ha (Resolución 496, 2016; Puerta et al., 2015).  

Desde un punto de vista climatológico, el área de estudio y sus inmediaciones muestran una condición de superávit de humedad de moderado a extremo por la llegada de corrientes de vientos del mar Caribe (norte) y del océano Pacífico (occidente) ocasionando aumento en la nubosidad, mayor velocidad de vientos y alto nivel de precipitación, lo que condiciona a los ecosistemas de alta montaña del lugar (bosques húmedos subandinos y altoandinos de niebla y páramos húmedos) (Morales et al., 2007). Por otra parte, los monitoreos de la temperatura media del aire muestran una variabilidad anual baja con valores aproximados a los 9°C en zona de subpáramo y de 6°C en páramo (Puerta et al., 2015). 

La Zona de Transición Bosque-Páramo (ZTBP) se distribuyó entre los 2900 y 3200 msnm, variación explicada por las diferencias en pendientes y altitudes que presentan los complejos montañosos, haciendo que el límite del bosque ascienda o descienda según las condiciones (Instituto Alexander von Humboldt, 2017). 

En cuanto al grado de intervención antrópica se establece que el área afectada es mínima, debido al difícil acceso (falta de vías, notable lejanía con respecto a cascos urbanos) a las zonas de bosque y páramo y el tipo de suelo que no favorece actividades agrícolas, ni pecuarias; las coberturas vegetales se conservan por encima del 95 %, siendo los bosques, el ecosistema dominante (Resolución 496, 2016; Morales et al., 2007). 

OBJETIVOS DEL PROYECTO.

GENERAL

  • Mostrar el potencial riesgo ecológico que provocaría el calentamiento global proyectado a 2040 sobre los ecosistemas de alta montaña del Páramo del Sol y alrededores.

 ESPECÍFICOS.

  • Analizar la potencial intrusión de la ZTBP para el año 2040 por el calentamiento global en áreas que actualmente están dominadas por el ecosistema de páramos. 
  • Considerar la relación entre las variables de la altura a la que inicia el ecosistema de páramo, la frontera actual del ecosistema de bosque altoandino húmedo y de niebla y los límites del Parque Nacional Natural Las Orquídeas.

PROCEDIMIENTO.

A continuación se describen la serie de pasos general abordada para la consecución del mapa final:

  1. Descarga y extracción de las capas tipo shape file de ecosistemas, curvas de nivel, complejos de páramos, Parques Nacionales Naturales de Colombia, municipios de Colombia y el escenario climático a 2040 en los sitios web del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), el Instituto Alexander von Humbolt (IAvH) y del portal online de ArcGIS.
  2. Disposición de las capas sobre la vista de mapa.
  3. Uso de la herramienta De ráster a polígono para la capa del escenario climático.
  4. Reconfiguración de las capas a sistema de coordenadas proyectadas WGS 1984 UTM Zona 18N.
  5. Configuración de la simbología de las capas y delimitación al área de estudio.
  6. Construcción de la matriz de ponderación para el análisis de influencia entre las variables.
Figura 3. Matriz de ponderación.

7. Aplicación de la herramienta “Zona de influencia en anillos múltiples” para cada una de las capas a evaluar.

8. Uso de la herramienta de geoprocesamiento “De polígono a ráster” en la que se define un tamaño de celda de 100.

9. Introducción de las entidades ráster a la herramienta de superposición ponderada y configuración de los valores correspondientes en los campos de ponderación y valor para los rangos.

10. Visualización del ejercicio de superposición ponderada

11. Montaje de la escena de mapa que corresponde al mapa de ubicación para su posterior uso en el diseño de mapa.

12. Diseño del mapa.

  • En primer lugar se definió la escala y tamaño del mapa del área de estudio y el de ubicación, luego se configuró de manera personalizada el tamaño de la página.
  • Posteriormente se le añadió la cuadrícula a ambos mapas; escala y norte al principal.
  • Finalmente se definió la leyenda y el membrete del diseño. 

Diagrama de flujo.

Figura 4. Resúmen esquemático del procedimiento para la consecución del producto final.

RESULTADOS.

Figura 5. Diseño de mapa final.

El producto obtenido, dispone de dos mapas temáticos. El primero (izquierda), representa las diferentes entidades que se confrontan por medio de la superposición ponderada, a saber: el PNN Las Orquídeas, el ecosistema de bosque altoandino húmedo y de niebla (BAHN) y el nivel de altura de 3000 msnm que es conocida como una barrera altitudinal para la expresión de ecosistemas distintos al páramo. Se observa que el Páramo del Sol (delimitado por un polígono morado oscuro) se encuentra protegido en su mayor área por el Parque Nacional Natural Las Orquídeas (polígono verde claro transparente) que permite un sano desarrollo de bosques húmedos subandinos y andinos en conexión al Páramo por el flanco occidental de norte a sur, sin embargo, es evidente la extensión de las áreas rurales intervenidas que colindan con el ecosistema de páramo húmedo hacia el flanco oriental, pues no deja de ser una amenaza latente el cúmulo de actividades económicas que se podrían desarrollar en cercanías a estos ecosistemas como la minería y la tala indiscriminada de bosques.

A la derecha de este se muestra la vista resultante al aplicar la herramienta de superposición ponderada, la cual dispone de polígonos que indican sobre las posibles localidades de extensión del ecosistema BAHN ante el inminente suceso de calentamiento global que se experimentará para el año 2040. Por medio del análisis del mapa se puede inferir que para el año 2040, la ZTBP del ecosistema de bosque altoandino seguirá ganando territorio cuesta arriba en la zona montañosa del suroccidente antioqueño, hasta menguar y limitar significativamente el ecosistema de páramo a la extensión del polígono amarillo que se ve en la figura (en el peor de los casos), de no ser así el ecosistema de BAHN podría verse limitado en su ascenso por la diferencia de temperaturas entre los niveles superiores a los 3000 m (aumento de 0.0 - 0.5°C) y los inferiores a este (aumento de 0.5 - 0.8°C), pero sin duda, en cualquiera de los escenarios se hace evidente que habrá un ascenso del ecosistema de bosque en detrimento del páramo del sol que cada vez se verá más expuesto al fenómeno de extinción de cumbre.

Por otra parte, el sector nororiental del páramo podría mostrar una mayor resistencia al aumento de las temperaturas, ya que la interacción ecosistémica con bosques es nula y no se ejercería presión sobre su distribución actual, esta interpretación se respalda con el resultado de la superposición ponderada que expone el polígono amarillo que se expande hacia el nororiente de la zona.

CONCLUSIONES.

El calentamiento global es una amenaza que repercute en todos los aspectos de la vida y particularmente sobre los sistemas naturales, dado que es una problemática que se ha reconocido agravada significativamente por la acción del ser humano; es nuestra responsabilidad llevar esfuerzos conjuntos desde todos los aspectos posibles para mitigar, desacelerar o anular el cambio. 

Los ecosistemas de páramo son territorios invaluables en biodiversidad e importantes para la supervivencia misma del ser humano, al igual que los picos nevados ocupan una extensión ínfima sobre el planeta tierra y se encuentran amenazados por el calentamiento global y causas de origen antrópico, si a esto se le suma los factores de cambio ecosistémico (extensión y predominio de un ecosistema sobre otro por el cambio de las condiciones ambientales), lo primero a tener en cuenta está en reconocer la relevancia y conferirles los cuidados que ameritan.

Se hace indispensable mantener el monitoreo sobre los complejos de páramo con miras a identificar las posibles extinciones de cumbre o el desarrollo de actividades humanas que pongan en riesgo la estabilidad de estos tesoros naturales. 

La aplicación de herramientas cartográficas y de geoprocesamiento para abordar problemáticas teóricas a futuro como la tratada en este estudio es fundamental.  

RECOMENDACIONES.

  • Para posteriores desarrollos cartográficos con este tema, es aconsejable que se maneje el sobrelape de entidades para dos propósitos: su visualización conjunta y armónica en el mapa final, que permita una clara identificación de la problemática y para conocer el porcentaje de área que está cubierta por una u otra entidad.
  • El tema estético es relevante, no solo por la calidad de la imagen sino por la practicidad de la combinación de colores en un mismo plano, pues su selección debe ser justa de tal forma que no se confundan unos polígonos con otros y se logre una correcta delimitación de entidades.
  • Se debe hacer una selección minuciosa de la información que realmente importa para el estudio de caso, ya que un mapa lleno de datos e información adicional es un elemento que confunde más de lo que explica. 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

Galvis-Hernández, M. y Ungar, P. M. (Eds.). (2021). Páramos Colombia: biodiversidad y gestión. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. 

Hofstede, R., Segarra, P. y Mena Vásconez, P. (Eds.). (2003). Los Páramos del Mundo. Proyecto Atlas Mundial de los Páramos. Global Peatland Initiative/NC-IUCN/Ecociencia. 

Hofstede, R., Calles, J., López, V., Polanco, R., Torres, F., Ulloa, J., Vásquez, A. y Cerra, M. (2014). Los páramos andinos ¿Qué sabemos? Estado de conocimiento sobre el impacto del cambio climático en el ecosistema páramo. UICN.

Instituto Alexander von Humboldt. (2017). Recomendación para la delimitación, por parte del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, del Complejo de Páramos de Frontino-Urrao a escala 1:25.000. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt – Fondo Adaptación.

Ley 1450 de 2011. Por la cual se expide el Plan Nacional de Desarrollo, 2010-2014. 16 de junio de 2011. D.O. 48102.

Ley 99 de 1993. Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se 

organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones. 22 de diciembre de 1993. D.O. 41146.

Morales, M., Otero, J., Van der Hammen, T., Torres, A., Cadena, C., Pedraza, C., Rodríguez, N., Franco, C., Betancourth, J.C., Olaya, E., Posada, E. y Cárdenas, L. (2007). Atlas de páramos de Colombia. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. 

Ortíz, L y Reyes Bonilla, M. (2009). Páramos en Colombia: Un ecosistema vulnerable. Universidad Sergio Arboleda, Grupo de estudio en economía, política y medio ambiente.

Puerta-Montero, D. M., Higuita-López, J.C., Anaya-Acevedo, J.A., Cuervo-Muñóz, A.E., Vasquez-Echeverry, M. y Duarte-Cubides, A.F. (2015). Caracterización biofísica, socioeconómica y cultural del entorno regional del complejo de Páramos Frontino-Urrao. CORPOURABA y Instituto Alexander von Humboldt.

Rangel-Ch., J. O. (2000). La región paramuna y franja aledaña en Colombia En Rangel-Ch., J.O. (Ed.). Colombia Diversidad Biótica III: La región de vida paramuna. (pp. 1–23). Instituto de Ciencias Naturales, Instituto Alexander von Humboldt.

Resolución 496 de 2016. [Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible]. Por medio de la cual se delimita el Páramo Frontino-Urrao “Páramos del Sol-Las Alegrías” y se adoptan otras determinaciones. 22 de marzo de 2016. 

Van der Hammen, T., Pabón Caicedo, J. D., Gutiérrez. H. y Alarcón, J.C. (2002). El Cambio Global y los Ecosistemas de Alta Montaña de Colombia en Castaño Uribe, C. (Ed.) Páramos y ecosistemas alto andinos de Colombia en condición HotSpot y Global Climatic Tensor. (pp. 163-209). IDEAM.

REALIZADO POR

Esteban Jaramillo Vélez

Colombia

PROYECTO DEL CURSO

ArcGIS Pro Básico

Mario Caceres