PROYECTO

Modelamiento de la distribución potencial del oso andino (tremarctos ornatus) en el ACR Bosque Montano de Carpish: un enfoque bajo escenarios de cambio climático

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Certificado

PROYECTO DEL CURSO

Distribución de especies: Modelos y análisis con Maxent, QGIS y R

REALIZADO POR

Bernardo Justo vigilio

I. INTRODUCCION

El oso andino (Tremarctos ornatus), el único oso nativo de América del Sur, enfrenta una alarmante disminución de su población debido a múltiples amenazas, principalmente causadas por la actividad humana. Esta especie habita los ecosistemas andinos desde Venezuela hasta Bolivia y es vital para el mantenimiento de la biodiversidad en estos bosques, ya que contribuye a la dispersión de semillas y mantiene el equilibrio ecológico (Goldstein et al., 2006). Sin embargo, la expansión agrícola, la deforestación y la caza furtiva han reducido significativamente su hábitat, fragmentándolo y limitando sus recursos. Estos factores han llevado a la especie a ser clasificada como vulnerable por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) (Cuesta et al., 2003).

En la región de Huánuco y específicamente en el Bosque Montano de Carpish, una zona clave para la biodiversidad de la sierra peruana, el oso andino enfrenta problemáticas particulares. El Área de Conservación Regional Huánuco-Carpish ha visto un aumento de actividades como la agricultura y la ganadería, lo cual ha reducido las áreas boscosas y afectado directamente el hábitat del oso (Figueroa & Valencia, 2013). Además, en esta región se ha registrado un incremento en la caza de osos debido a creencias locales que asocian al oso andino con propiedades medicinales y supersticiones (Cossíos et al., 2007). Estas prácticas ponen en riesgo la supervivencia de la especie en una de las áreas de mayor valor ecológico para su conservación en el Perú.

Si bien hay estudios de su ecosistema, habitad, alimentación y sus efectos negativos de su disminución de la especie, y como estos pueden ser afectados por el cambio climático, pero en el ACR Carpish no hay estudios respecto a ello, tanto el presente y futuro por efectos de las variabilidades climáticas, ya sea mediante algoritmos de Maxent, técnicas con modelos de nicho ecológico, interpretación con datos satelitales u otros, es nula la investigación. En este contexto, la investigación plantea dos interrogantes como problema central. En primer lugar, ¿cuál es la distribución potencial actual oso andino (Tremarctos ornatus) en el ACR Bosque Montano de Carpish? En segundo lugar, ¿Cuál será la representatividad futura de la distribución potencial de especie del oso andino (Tremarctos ornatus) en el ACR Bosque Montano de Carpish?

Los alcances de esta investigación contribuye nuevos conocimientos que nos permite en la generación de mapas de distribución potencial del presente y futuro del oso andino, para instituciones públicas e investigadores en estudios biogeográficos, como también para su conservación, aprovechamiento y otros, finalmente para la toma de decisiones, logrando elevados rendimientos de predicción, como menciona Jha (2021), es importante conocer la distribución actual, para un mejor gestión, protección, conservación y prevención de la disminución de especies por la crisis climática u otros escenarios climáticos, en este contexto se propone dar un modelamiento en el ACR Bosque Montano de Carpish, en este contexto los resultados lograron contrastar que los efectos de cambio del cambio climático tuvo efectos en la distribución de la especie dentro de la Cuenca del Alto Huallaga y ACR Bosque Montano de Carpish para el año 2060.

1.1. Objetivo General

  • Realizar el modelamiento de la distribución potencial de la especie de oso andino (Tremarctos ornatus) por efectos del cambio climático mediante las variables climáticas en la Cuenca del Alto Huallaga y ACR Montano de Carpish para el año 2060.

1.2. Objetivos especificos

  • Determinar la distribución potencial del oso andino (Tremarctos ornatus) en la Cuenca del Alto Huallaga y ACR Bosque Montano de Carpish. 
  • Determinar un modelo de distribución espacial futura del oso andino (Tremarctos ornatus) en marco de la sostenibilidad (SSP126) en la Cuenca del Alto Huallaga y ACR Bosque Montano de Carpish. 
  • Determinar la contribución de las variables más influentes en el modelado de la distribución del oso andino (Tremarctos ornatus).

2.1.   Estado de arte

2.1.1.   Antecedentes internacionales

El oso andino (Tremarctos ornatus), único oso nativo de América del Sur, ha sido objeto de diversas investigaciones en el ámbito internacional, enfocadas principalmente en su ecología y estado de conservación. En Colombia, Cuesta et al. (2003) realizaron estudios en varias reservas andinas para evaluar el impacto de la fragmentación del hábitat en la población de esta especie, demostrando que la reducción de áreas boscosas está directamente relacionada con el desplazamiento de los osos hacia zonas rurales, donde se incrementa el riesgo de conflictos con humanos. De igual manera, en Venezuela, Rodríguez & Rivas (2005) examinaron el comportamiento del oso andino en áreas montañosas, encontrando que la pérdida de bosques afecta la disponibilidad de alimentos y reduce significativamente su hábitat seguro.

En Ecuador, Goldstein et al. (2008) investigaron los patrones de movimiento y alimentación del oso andino en la Reserva Ecológica Antisana, identificando que esta especie juega un papel crucial en la dispersión de semillas, lo que contribuye a la regeneración de los bosques. Sus estudios también evidenciaron que las actividades agrícolas en áreas adyacentes a la reserva generan conflictos entre los osos y las comunidades locales, quienes perciben al oso como una amenaza para sus cultivos y ganado. Por otro lado, en Bolivia, Wallace et al., (2006) llevaron a cabo un análisis del hábitat del oso andino en el Parque Nacional Madidi, donde determinaron que los osos prefieren áreas densas de bosque y que la deforestación, junto con la expansión de asentamientos humanos, constituye una de las principales amenazas para esta especie en el país.

A nivel regional, Peyton (1999) consolidó información sobre la distribución y ecología del oso andino en distintos países andinos, proponiendo que la colaboración internacional es fundamental para la conservación de la especie debido a su distribución transfronteriza. Esta idea también fue respaldada por García-Rangel (2012), quien recomendó la creación de corredores biológicos que permitan el libre tránsito de la especie entre fronteras. Ambos estudios sugieren que, aunque existen esfuerzos de conservación nacionales, una estrategia conjunta entre países podría mejorar las condiciones para la supervivencia del oso andino en su hábitat natural y reducir el riesgo de extinción.

2.1.2.   Antecedentes locales.

En la región de Huánuco, Perú, el oso andino (Tremarctos ornatus) ha sido objeto de investigación en varios estudios que destacan las amenazas y desafíos para su conservación en el Bosque Montano de Carpish y áreas cercanas. Valencia & Figueroa (2013) realizaron una evaluación de la distribución del oso en el área de conservación regional de Huánuco y detectaron una disminución de su población debido a la deforestación para actividades agrícolas y ganaderas. Del mismo modo, estudios de Castro et al. (2015) señalan que la expansión agrícola ha fragmentado el hábitat del oso, restringiendo sus áreas de desplazamiento y reduciendo la disponibilidad de recursos. Estas investigaciones evidencian que la pérdida de hábitat es una de las principales amenazas para la especie en Huánuco.

Otro aspecto relevante en los antecedentes de la conservación del oso andino en Huánuco es la caza furtiva, que se ha incrementado en esta región. Investigaciones de Cossíos & Villalobos (2016) en el Bosque Montano de Carpish identificaron que algunos habitantes locales cazan osos debido a creencias sobre el uso medicinal de ciertas partes del animal y por conflictos con la agricultura, ya que los osos son percibidos como una amenaza para los cultivos. De manera similar, Flores & Zambrano (2017) documentaron que la caza furtiva no solo afecta al oso andino, sino que también representa un problema para la biodiversidad general del ecosistema. Estos antecedentes subrayan la necesidad de establecer programas de educación y sensibilización ambiental que aborden estos conflictos y promuevan una convivencia más armoniosa entre las comunidades locales y el oso andino.

En cuanto a la conservación de la especie en Huánuco, diversos estudios han propuesto la implementación de corredores biológicos para conectar áreas fragmentadas y mejorar el hábitat del oso andino. Ramos et al. (2018) sugieren que los corredores pueden permitir el libre movimiento del oso y reducir los conflictos con las actividades humanas, a la vez que facilitan el intercambio genético entre poblaciones. Asimismo, Villacorta et al. (2019) plantean que la participación de las comunidades locales en estos esfuerzos de conservación es crucial para su éxito a largo plazo, ya que garantiza el mantenimiento de estos corredores y promueve prácticas agrícolas sostenibles. Estos antecedentes reflejan la importancia de un enfoque integral que incluya tanto medidas de conservación del hábitat como la colaboración con las comunidades locales en Huánuco.

III. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1.  Ubicación del área de estudio

La investigación se realizó en el ACR Bosque Montano de Carpish, que abarca una extensión de 50,559.21 hectáreas, en los territorios de los distritos: Monzón en la provincia de Huamalíes y Mariano Damaso Beraún en la provincia de Leoncio Prado; Chinchao en la provincia de Huánuco y Marías en la provincia Dos de Mayo, Sernanp (2020).

Imagen 01. Mapa de ubicación ACR Bosque Montano de Carpish.


3.2. Metodología

Para el modelado de la distribución de la especie se dan en 3 etapas:

  1. Obtención de datos de presencia: Se obtuvieron de la plataforma Global Biodiversity Information Facility (GBIF), realizando una limpieza de datos en QGIS y filtro espacial en ArcGis, donde cada punto de presencia este separada a 2.5 Km, para reducir los efectos de la autocorrelación espacial (Kamilar & Tecot, 2016), como resultado final se obtuvo 49 puntos de presencia. 
  2. Obtención de variables climáticos, topográficos y edáficos: Las variables se obtuvieron a partir de la plataforma de geomática Google Earth Engine, considerando las 19 variables bioclimáticas, 9 edáficas y 3 orográficas. Finalmente, todo ello se exporta en formato .asc para el reconocimiento y aceptación por el programa MaxEnt, este mismo proceso se realizará para predecir a futuro de la dispersión de especies.
  3. Modelado en Maxent: se toma en cuenta las 31 variables para el modelado en presente y futuro, se toma en cuenta el rendimiento usando AUC (Área bajo curva), que para la ver la sensibilidad y especificidad del modelo. Para la evaluación y análisis de los resultados en MaxEnt para la distribución y predicción se tiene la prueba de Jackknife, modelo de mapa de distribución potencial, valores de AUC y la curva de ROC. Finalmente, la idoneidad del territorio tanto presente y futuro se realiza en ArcGis.    

 

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1.      Distribución potencial de especie en el presente y futuro

La Cuenca de Alto Huallaga (CAH) con un área de 62305.2 Km2, se registró 79 datos de presencia, como resultado final de la limpieza de datos se mantuvieron 47 puntos de presencia.

En la CAH en su distribución potencial es muy alta ha disminuido de 50.7 % a 5.3 %, esto se puede deber a que la especie está en situación vulnerable, cuyo hábitat se va fragmentando poco a poco por la expansión de las actividades humanas (Figueroa et al., 2016). 

Tabla 1. Distribución del oso andino (Tremarctos ornatus), en el Cuenca de Alta Huallaga.

También menciona Cuesta et al. (2003) que la fragmentación del hábitat en la población de esta especie está directamente relacionada con el desplazamiento de los osos hacia zonas rurales, donde se incrementa el riesgo de conflictos con humanos. También a esto se debe a que el aumento de las temperaturas y la variabilidad climática han provocado cambios en la distribución de las especies vegetales en los Andes, lo que afecta la disponibilidad de recursos alimenticios para el oso, (Cuesta et al., 2003). Por otro lado, han amentado la idoneidad alta de 4.6% a 6.2%, media de 9.3% a 11.0%, baja de 13.8% a 31.6% y muy baja de 21.6% a 45.9% para el año 2060, esto se debe a que distribución de los ecosistemas podría ser a que su hábitat se está perdiendo, dificultando los movimientos del oso andino entre áreas adecuadas y limitando sus oportunidades de reproducción (Goldstein et al., 2008).

Tabla 2. Distribución del oso andino (Tremarctos ornatus) en el Acr Bosque Montano De Carpish.

En el Bosque Montano De Carpish aumento la distribución potencial de 7.2% a 36.6 % para el año 2060 a diferencia del CAH que disminuye, esto se debe a que  el ACR Bosque Montano De Carpish para el futuro es un refugio para el oso andino,  y la CAH no tiene mucha condiciones necesarias para la supervivencia del especie, a este efecto, sumado a la deforestación y fragmentación de hábitats, obliga a los osos a migrar hacia áreas donde sus fuentes de alimento son escasas y los riesgos de caza furtiva son mayores (Cossíos et al., 2007). Como menciona Figueroa & Valencia (2013) en el Bosque Montano de Carpish, la disponibilidad de bromelias y otras epífitas, que son una fuente importante de alimento, ha disminuido en los últimos años debido a cambios en la temperatura y la humedad, pero se mantienen un mínimo por ser un área de conservación.

Por otro lado, han disminuido la idoneidad alta de 26.4% a 9.1% y media de 28.0% a 15.6%, según investigaciones de García-Rangel (2012) sugieren que los cambios en la estacionalidad de los recursos pueden llevar a una competencia entre el oso andino y otras especies que se desplazan hacia nuevos hábitats, lo cual incrementa el estrés sobre la población de osos y puede afectar sus tasas de supervivencia y reproducción.

4.2.      Variables de mayor importancia en el modelo

La contribución de las variables para el modelado se refleja en la prueba Jackknife (Figura 12). Donde las variables ambientales que tienen mayor influencia fueron: PH, aspecto, pendiente, estacionalidad de la precipitación (Bio 15), elevación, temperatura mínima del mes más frío (Bio 06), precipitación del trimestre más cálido (Bio 18), precipitación del trimestre más frío (Bio 19), OCD y isotermalidad (Bio 03) que tuvieron mejor ajuste al modelado y para su predicción. es recomendable que los registros abarquen toda la distribución de las especies para que las respuestas de las variables sean viables (Guisan et al., 2014) además de que la contribución de las variables depende también del número de presencias (registros) (Elith et al., 2006).

Figura 1. Prueba de Jackknife para los datos de prueba el oso andino (Tremarctos ornatus).

V. CONCLUSIONES

El cambio climático tiene un impacto en la distribución potencial y como también en la supervivencia, esto debido a que es muy alta (idoneidad del territorio) del oso andino ha disminuido para el año 2060 en un 45.5% en la CAH, a consecuencia de la fragmentación de sus areas por el cambio climático y actividades del hombre que vulnera   su situación y permitido su desplazamiento a zonas más seguras de la especie.

En el ACR Bosque Montano De Carpish la distribución potencial ha aumentado en un 29.4% para el año 2060 bajo un escenario de sostenibilidad, esto debido a que el oso de andino ha migrado de las periferias (son vulnerables) a la zona de conservación (refugio) y recursos de alimenticios, esto se puede visualizar y contrarrestar Imagen 04. El oso andino enfrenta una competencia incrementada y mayores riesgos que podrían afectar sus tasas de reproducción y supervivencia, subrayando la urgencia de estrategias de conservación adaptativas y la protección de hábitats refugio para asegurar su persistencia.

Uno las variables más influentes es el PH, esto debido a que en zonas frías y húmedas el suelo es acido, bajo en nutrientes y su actividad microbiana, lo que ralentiza los procesos de descomposición y el reciclaje de nutrientes, influyendo en la cadena trófica, la acidez afectando a áreas con una con una vegetación que soporta estos suelos ácidos y húmedos (Ochoa et al., 2022). Otro de las variables influentes es la pendiente, elevación y diversas características climáticas (estacionalidad de la precipitación, temperatura mínima del mes más frío y precipitación de los trimestres más cálido y frío), juegan un papel fundamental en la precisión y confiabilidad de las predicciones. La prueba Jackknife muestra que estas variables logran un mejor ajuste en el modelo, destacando su relevancia para la distribución de la especie. Según Guisan et al. (2014), para asegurar la viabilidad de las respuestas en el modelado, es esencial que los registros cubran la distribución completa de la especie, ya que la contribución de cada variable también está ligada al número de presencias registradas (Elith et al., 2006). Esto resalta la importancia de contar con una base de datos amplia y representativa para mejorar la exactitud en el modelado de la distribución del oso andino y su adaptación a diversas condiciones ambientales.

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

 

Castro, M., Valencia, L., & Figueroa, J. (2015). Fragmentación del hábitat del oso andino en el área de conservación de Huánuco. Revista Peruana de Biología, 14(3), 137-145.

Castellanos, A. (2011). Conservación del oso andino en la región andina. Bogotá: Editorial Andes.

Cossíos, D., & Villalobos, C. (2016). Caza y comercio del oso andino en el Bosque Montano de Carpish. Revista Andina de Conservación, 9(1), 67-75.

Cossíos, D., Figueroa, J., & Valencia, L. (2007). Estado actual y conservación del oso andino en el Perú. Revista Peruana de Biología, 14(2), 147-155.

Cuesta, F., Kattan, G., Rodríguez, L. (2003). Análisis de la situación de conservación del oso de anteojos en los Andes. Journal of Andean Biodiversity, 7(2), 119-135.

Figueroa, J. (2012). Impacto de la fragmentación de hábitat en el oso andino. Lima: Centro de Conservación de la Vida Silvestre. 

Figueroa, J., & Valencia, L. (2013). Conservación del oso andino en el Bosque Montano de Carpish. Revista de Conservación Andina, 8(3), 120-128. 

Figueroa, J., Stucchi, M., & Rojas-VeraPinto, R. (2016). Modelación de la distribución del oso andino Tremarctos ornatus en el bosque seco del Marañón (Perú). Revista mexicana de biodiversidad, 87(1), 230-238.

Flores, P., & Zambrano, E. (2017). La caza furtiva y su impacto en la biodiversidad del Bosque Montano de Huánuco. Estudios Amazónicos, 12(2), 58-63.

García-Rangel, S. (2012). Andean bear conservation and management: a perspective on the current status and future challenges. Animal Conservation, 15(1), 7-16.

Goldstein, I., Paisley, S., & Wallace, R. (2008). Spectacled bear ecology and conservation in the tropical Andes. Ursus, 19(1), 72-84.

Kattan, G., Rodríguez, L., y Cuesta, F. (2004). Estrategias de conservación para el oso andino en áreas protegidas. Bogotá: Fundación Oso Andino.

Peyton, B. (1999). Los osos de los Andes: ecología y conservación. Quito: Editorial Andina.

Rodríguez, L., Cuesta, F., y Kattan, G. (2003). Propuestas para la conservación del oso de anteojos en los Andes Tropicales. Revista Andina de Conservación, 5(3), 45-60. 

Rodríguez, L., & Rivas, G. (2005). Conservación del oso andino en Venezuela: un desafío para la biodiversidad andina. Revista de Conservación Latinoamericana, 8(3), 233-245.

Ramos, C., Valencia, L., & Figueroa, J. (2018). Propuesta de corredores biológicos para la conservación del oso andino en Huánuco. Ecología Andina, 15(4), 82-90.

Valencia, L., & Figueroa, J. (2013). Distribución y estado de conservación del oso andino en el Área de Conservación Regional de Huánuco. Revista de Biología Tropical, 10(3), 120-128.

Villacorta, R., Castro, M., & Valencia, L. (2019). Participación comunitaria en la conservación del oso andino en Huánuco. Journal of Andean Conservation, 17(3), 233-242.

Wallace, R., Paisley, S., & Goldstein, I. (2006). Conservation of Andean bears in Bolivia: A look into habitat preferences. Bolivian Journal of Wildlife Research, 12(4), 45-53.

Yerena, E. (1998). Strategies for conservation of spectacled bears in South America. Bioscience Journal, 10(4), 354-359. 

VII. ANEXO

Figura 2: Mapa de distribución potencial del oso andino (tremarctos ornatus) en el ACR Bosque Montano de Carpish y CAH
Figura 3: Área bajo la curva (AUC) de la modelación para el oso andino (Tremarctos ornatus).
Figura 4: Mapa de distribución potencial para el año 2060 del oso andino por MaxEnt. 
Figura 5: Variables usados y su influencia para el modelado de oso andino (tremarctos ornatus).
Figura 6: Mapa de distribución potencial del oso andino por MaxEnt. 

REALIZADO POR

Bernardo Justo vigilio

Perú

PROYECTO DEL CURSO

Distribución de especies: Modelos y análisis con Maxent, QGIS y R

Nicole Vergara