Pagos de Servicios Hidrológicos
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Impactos ecohidrológicos del cambio del uso del suelo en bosque de niebla: implicaciones para los Programas de Pagos de Servicios Hidrológicos en Veracruz, México Heidi Asbjornsen University of New Hampshire Reconocimiento de Collaboradores Susana Alvarado-Barrientos, University of New Hampshire, USA Lendeert (Sampurno) Bruijnzeel, VU University, Amsterdam, NL Todd Dawson, University of California, Berkeley, USA Daniel Geissert, INECOL, Xalapa, Mexico Greg Goldsmith, University of California, Berkeley, USA Alberto Gomez-Tagle, University of Michoacan of San Nicolas Hidalgo, Morelia, Mexico Sybil Gotsch, Franklin and Marshall College, Lancaster, PA, USA Friso Holwerda, Center for Atmospheric Sciences, UNAM, D.F., Mexico Robert Manson, INECOL, Xalapa, Mexico Jeff McDonnell, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada Lyssette Muñoz-Villers, Center for Atmospheric Sciences, UNAM, D.F., Mexico Jason Scullion, University of Washington Conrado Tobón, National University of Colombia, Medellin, Colombia Resumen • Breve introduccion: Los programas de pagos de servicios hidrológicos • Bosque de Niebla: un caso hidrológico especial • Caso de Estudio en Veracruz, México: cuantificando los impactos del cambio del uso de suelo sobre los servicios hidrológicos • Próximos pasos: la complejidad de los PHS y las interacciones socio-hidrológicas Pagos de Servicios Hidrológicos (PHS): Conceptos, Oportunidades y Retos • Los ‘usarios’ de agua en las partes bajas compensan a los ‘productores’ de agua. – Usualmente es una compensación de moneda, pero no siempre. – Mecanísmos diversos: directos (impuestos); indirectos (capacitación). • La meta central es la provisión de los servicios hidrológicos de enfoque; otros impactos deseados y no-deseados. • Monitoreo y evaluación: ¿Esta teniendo éxito? – 70% (de 47) usan cobertura forestal como una “proxy” de los servicios hidrológicos (Brouwer et al. 2011) – Falta el monitoreo con medidas directas de los servicios focales – Faltan datos de base de linje (“baseline data”) Los bosques de niebla dan servicios ecosistémicos multiples: • Alta biodiversidad • Sequestración y almecamiento de carbono • Productos maderables y no maderables • La producción de agua El Balance Hídrica en Bosque de Niebla P + CWI = Ei – Et – Es – Q - L - ∆S - ∆G • • • • • CWI = Intercepción de niebla = entradas de agua adicional Ei = interceptación de lluvia por la vegetación (evapotranspiración) Lawton et al. 2001 Et = transpiración Es = evaporación del suelo Q = Caudal del rio – Caudal más alta en laderas hacia el viento – La deforestación puede causar una disminución del caudal del rio K.F.A. Frumau PROYECTO “ENCHILADA” ENvironmental consequences of CHanges In LAnd use for Downstream Areas Consecuencias Ambientales del Cambio del Uso del Suelo en las Partes Bajas de la Cuenca Caso del Estudio: Veracruz Xalapa LAS VIGAS DE RAMIREZ ACAJETE XALAPA ENRIQUEZ PEROTE TLALNELHUAYOCAN Coatepec XICO Reserva Ecológica La Cortadura : 107 ha Altitud: 2,130 – 2,170 m a.s.l. Lluvia anual promedio ~3,200 mm 75% calle en la estación de lluvias Cofre de Perote (4,200 m asl) La Cortadura Coatepec La Antigua watershed Gulf of Mexico El Contexto Político: Agua & Bosques Pico de Orizaba 5,600 m a.s.l. Cofre de Perote 4,200 m a.s.l. Coatepec Xalapa ~75,000 pop. ~500,000 pop. Río Actopan Producción - Demanda de Agua Río Huitzilapan o de La Antigua 3500 Programa de Pagos de Servicios Ambientales-Hidrológicos (PSAH) Veracruz 3000 Año 1998 2500 Año 1999 Reforestación 2000 Bosque de niebla: $1,500 pesos Otros tipos de bosque: $1,100 pesos (L x 106) AÑO 2000 Año 2001 1500 Año 2002 1000 Año 2003 Más árboles = Más agua (?) Año 2004 500 Demanda Esta logrando sus metas? 0 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Estudio sobre los efectos de la conversión de bosque de niebla sobre los servicios hidrológicos… Regeneración natural Conversión • Balance hídrica • Uso de agua por la vegetación • Intercepción de la niebla • Intercepción de la lluvia • La infiltración del suelo • Caudal del río • Flujos picos • Flujos bajos Reforestación N PASTURE Pastizal CATCHMENT (PAS) SECONDARY Bosque MCF CATCHMENT (SEC) secundario 29 ha 12 ha 25 ha Bosque PRIMARY MCF CATCHMENT maduro (MAD) “LA CORTADURA” Reserva “La Natural Reserve Cortadura” Boundary Hidrometeorología Dirección del viento Agua de neblina (Juvik) Velocidad de viento Radiación Sensor de visibilidad Sensores de temperatura & humedad Intercepción de la niebla por la copa (CWI) método de “balance de la copa mojada” P + CWI = (Tf + Sf) + Ei (+dS) Escurrimiento del tronco Canales de escurrimiento del follaje Medidor de lluvia Tf = escurrimiento del follaje Sf = escurrimiento del tronco P = precipitación Ei = evaporación de la copa mojada dS = cambio en retención de agua Photos: F. Holwerda Transpiración de las plantas: sensores del flujo de la savia Datos de árboles individuales, extrapolados al nivel de rodal Efectos de la edad de la reforestación (tiempo) sobre el uso del agua y el balance hídrico Pastizal degradado (PAS) Photos: S. Alvarado-Barrientos Rodal de 10 años (REF-J) Rodal de 60 años (REF-M) Monitoreo del caudal del río (con vertederos) • Caudal annual total • Picos de discarga • Flujos bajos (época seca) Bosque secundario (SEC) Bosque maduro (MAD) Pastizal (PAS) Rendimiento Hídrico Anual (nivel de rodal) (RH = P + CWI – Et – Ei) Variable (mm / año) P CWI Et Ei ET RH MAD SEC 3,427 3,506 50 38 787 788 613 315 1,326 1,059 1,729 1,985 REF-J REF-M PAS 2,975 35 645 205 852 2,194 2,702 3,159 33 0 273 n/a 131 n/a 507 824 2,541 2,187 Holwerda et al., 2010. J. Hydrol. 384:84-96 Muñoz-Villers et al., DOI:10.1016/j.jhydrol.2011.01.062 Muñoz-Villers & McDonnell 2013 Muñoz-Villers et al., in review Efectos de la conversión de bosque de niebla sobre el rendimiento hídrico … Regeneración natural 250 mm ganancia Pastizal 450 mm ganancia Reforestación Cambios mínimos El Caudal del Río y la Variación Estacional (nivel de cuenca) • Caudal anual: 17% más alto an la cuenca con pastizal. • Picos de descarga: casi lo doble en la cuenca con pastizal comparado con bosque maduro o secundario (control de inundaciones). • Flujos bajos: Cuenca con pastizal tenía flujos mas bajos al final de la época seca: “Efecto – 35% mas bajo comparado con bosque maduro de – 70% mas bajo comparado con bosque secundario Esponja” Flujos Bajos del Caudal mm dia-1 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Bosque Maduro Bosque Secundario Pastizal Muñoz-Villers et al., in review Muñoz-Villers & McDonnell 2013 Propiedades hídricas del suelo • Suelos volcánicos profundos • Suelos de pastizal con una conductividad hidraulica 1-2 ordenes de magnitud menores comparado con suelos de bosque. Conductividad Hidraulica 900 800 700 mm hora-1 600 500 400 300 200 100 0 Bosque Maduro Bosque Secundario Pastizal Los impactos de la deforestación y el cambio climático sobre el base de la nube… Climate change + deforestation of lowland forests ¿Que son los posibles consecuencias para los servicios hidrológicos? K.F.A. Frumau Lawton et al. 2001 Torres et al. 2008 Los impactos del cambio climatico sobre la dinamica de las nubes es una tema muy complejo e incierto Thank you! Hacia condiciones mas soleadas: Hacia condiciones mas nubladas: Come to my defense Et anual incrementaria 17% Etlearn anual more! incrementaria 2% early April 2013 to Alvarado-Barrientos et al. 2014 La Transpiración Nocturna • La transpiración noctura representa 17% de la cantidad de agua transpirada en la epoca seca (46 L). • Representa una contribución significante al balance hídrica del bosque. • Más ET = una disminucación del caudal del rio. Gotsch et al, 2013 Conclusiones del Estudio Ecohidrológico “ENCHILADA” • No todos los bosques de niebla son iguales (la intercepción de niebla varia mucho entre sitios). • Los servicios de regulación hidrológica de los bsoques (recarga del agua y mantenimiento de los flujos bajos) pueden ser más importante que la cantidad total de agua • Los bosques secundarios pueden tener funcciones hidrológicos parecidos a bosques maduros, y deben ser incluidos dentro de los PSH. • La reforestación de pastizales con pino no cambió significantivamente el balance hídrica después de 10 años; sin embargo, faltan datos de mas largo plazo y en nivel de cuenca. • El monitoreo y evaluación de la relación entre el uso del suelo y los servicios hidrológicos es fundamental para el deseño adecuado y la implementación exitosa de los programas de PSH. • Los cambios climáticos pueden llevar sorpresas hidrológicas que deben tomarse en cuenta como parte del diseño de los PSH. Próximos Pasos… 2 PROYECTO “CH ILES” Coupled Human-Hydro Interdisciplinary Linked Ecosystem Services La complejidad de los programas de PSA: Interacciones y retroalimentaciones entre los sistemas natural y humano Programa de PSH Nacional Impactos sociales Servicios Ecosistemales • Equidad •Educación ambiental • Acceso a información Secuestración de carbono Participación Cobertura Forestal Condición de Suelo Programa de PHS Concurrentes Servicios Hidrológicos • Cantidad de agua • Calidad de agua Impactos económicos • Ingresos sostenible • Pobreza • Marginalización Biodiversidad Cultural Land Cover/Land Use: Gavilanes & Pixquiac Distribución de los Pagos de PHS: Programas Nacional y Concurrente Indicadores de la Sostentibilidad de la Cuenca Reconocimientos: Fuentes de Financiamiento ¡Muchas Gracias! ¿Preguntas?
