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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN Proyecto Curricular LICENCIATURA EN BIOLOGÍA Presentado por: INGRID MARCELA OBANDO Presentado a: JAIRO SOLORZA Subdirección científica Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis Distribución de especies vegetales herbáceas de importancia para la conservación en el Bosque Las Mercedes, Bogotá INFORME DE PASANTÍA REALIZADA COMO OPCIÓN DE TRABAJO DE GRADO EN EL JARDÍN BOTÁNICO JOSÉ CELESTINO MUTIS-BOSQUE LAS MERCEDES, BOGOTÁ Bogotá D.C., noviembre de 2015 CONTENIDO 1. INTRODUCCIÒN ........................................................................................................ 7 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 9 Descripción del problema ............................................................................................... 9 Formulación del problema ............................................................................................ 10 3. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................... 11 4. OBJETIVOS ............................................................................................................. 12 Objetivo General ....................................................................................................... 12 Objetivos Específicos................................................................................................ 12 5. MARCO DE REFERENCIA ...................................................................................... 13 Biodiversidad en Colombia ........................................................................................... 13 Ecosistemas estratégicos – Ecoregiones en Colombia ................................................ 13 Biodiversidad en la Localidad Suba – Bogotá D.C........................................................ 16 Las plantas herbáceas y su importancia ....................................................................... 20 Herbáceas anuales. .................................................................................................. 20 Herbáceas bianuales. ............................................................................................... 20 Herbáceas vivaces. .................................................................................................. 20 Herbáceas perennes. ............................................................................................... 20 Estudio de grupos/atributos funcionales ....................................................................... 21 Criterios para la determinación de especies invasoras ................................................. 21 La escala de la diversidad y sus componentes ............................................................. 26 Selección de grupos biológicos .................................................................................... 27 Atributos registrados para las plantas colectadas ......................................................... 27 Normalidad multivariante u homogeneidad de matrices de varianzas-covarianzas - PAST............................................................................................................................ 27 Métodos aglomerativos. ............................................................................................ 27 Dendrograma. ........................................................................................................... 28 Planificación de zonas de amortiguamiento para conservación .................................... 28 ¿Para qué diseñar zonas buffer? ................................................................................. 28 ¿Cómo mitigar el efecto borde a partir del diseño de zonas o puntos buffer?............... 31 ¿Cuáles son los factores tensionantes, o barreras a la restauración que impiden la regeneración natural de los sitios a restaurar? ............................................................. 32 Limitantes ................................................................................................................. 32 Barreras a la restauración ......................................................................................... 32 6. MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................................... 33 Inventario de las especies vegetales herbáceas .......................................................... 33 Identificación taxonómica ............................................................................................. 38 Propuesta didáctica ...................................................................................................... 39 Distribución geográfica ................................................................................................. 40 Categorización de grupos funcionales de las especies vegetales herbáceas ............... 43 ¿Cuáles serían las especies dinamogenéticas presentes en BM? ............................ 44 Distribución de la vegetación de tipo herbácea ............................................................ 44 7. RESULTADOS Y ANÁLISIS ..................................................................................... 45 Composición general de vegetación herbácea en el Bosque Las Mercedes ................ 45 Dendrograma: Abundancia - Índice de Jaccard ............................................................ 60 Matriz de similaridad ................................................................................................. 60 Otras acciones frente a la mitigación de limitantes y tensionantes a un ecosistema..... 70 Algunas plantas favorecerán la ampliación de los fragmentos del bosque ................... 70 8. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 71 9. RECOMENDACIONES ............................................................................................. 72 10. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 73 11. HERRAMIENTAS WEB ............................................................................................ 79 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Regiones Biogeográficas en Colombia Tomado de: (FAO; UE, 2002). ............................ 14 Figura 2. Perfil de la estructura de Orobioma Andino de la cordillera oriental ................................. 16 Figura 3. Ecosistemas de la Zona Urbano-Rural de Suba ............................................................... 17 Figura 4. Ubicación biogeográfica de los ecosistemas naturales identificados en la localidad de Suba. ........................................................................................................................................................... 18 Figura 5. Opciones para conectar los ecosistemas terrestres. ........................................................ 29 Figura 6. Mapa metodológico que refleja las fases contempladas para llevar a cabo el trabajo de investigación. Elaborado con el Software CmapTools ...................................................................... 33 Figura 7. Mapa metodológico para el desarrollo del objetivo específico número uno de este trabajo investigativo ....................................................................................................................................... 34 Figura 8. Parcelas de 1m*1m cada 50m tomadas como unidades muestrales en el BM. Imagen tomada de: Google Earth© 2013. ..................................................................................................... 37 Figura 9. Mapa de distribución de las parcelas proyectadascomo UM con el Programa DIVA GIS versión 7.5.0. ..................................................................................................................................... 38 Figura 10. División de la parcela para la consideración del porcentaje que ocupa cada especie por parcela. .............................................................................................................................................. 40 Figura 11. Registro fotográfico acercado para detallar las especies halladas por parcela.............. 41 Figura 12. Mapa metodológico para el desarrollo del objetivo específico número dos de este trabajo investigativo ....................................................................................................................................... 43 Figura 13. Mapa metodológico para el desarrollo del objetivo específico número tres de este trabajo investigativo ....................................................................................................................................... 44 Figura 14. Presencia de especies herbáceas por familia taxonómica en el Bosque Las Mercedes. ........................................................................................................................................................... 46 Figura 15. Curva de acumulación de especies de plantas herbáceas colectadas en el Bosque Las Mercedes. .......................................................................................................................................... 49 Figura 16. Dispersión de las especies distribuidas en el BM, obtenida en el programa PAST. ...... 53 Figura 17. Dendrograma – Cluster jerárquico. ................................................................................. 58 Figura 18. Dendrograma: Abundancia - Índice de Jaccard. Análisis para gradiente de asociación de especies por parcelas. ...................................................................................................................... 59 Figura19. Área determinada de la zona de influencia en el BM. Imagen tomada de Google Earth©. ........................................................................................................................................................... 63 Figura 20. Mapa de parcelas asociadas a cada zona. ..................................................................... 65 Figura 21. Áreas de influencia para la Zona Borde. Imagen tomada de: Google Earth© 2013. ..... 66 Figura 22. Mapa DIVA GISdeparcelas asociadas a Zona Borde. .................................................... 66 Figura 23. Áreas de influencia para la Zona Media. Google Earth© 2013. ..................................... 67 Figura 24. Mapa DIVA GISdeparcelas asociadas a Zona Media. .................................................... 67 Figura 25. Áreas de influencia para la zona Interna. Google Earth© 2013. .................................... 68 Figura 26. Mapa DIVA GIS de parcelas asociadas a zona Interna.................................................. 68 Figura 27. Áreas de influencia para las Zonas de Ventana. Google Earth© 2013. ......................... 69 Figura 28. Mapa DIVA GIS de parcelas asociadas a Zonas de Ventana. ....................................... 69 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Motores directos y algunas causas identificadas para Colombia y reconocidos a escala global. ................................................................................................................................................ 19 Tabla 2.Términos, definiciones y sinonimias ajustadas y adoptadas relacionadas con especies invasoras. .......................................................................................................................................... 22 Tabla 3. Especies herbáceas reportadas en la Categorización de especies invasoras. ................. 23 Tabla 4. Consideración de los principales factores que generan impacto negativo al ecosistema . 29 Tabla 5. Objetivos, funciones y lineamientos a considerar para el establecimiento de Zonas Buffer. ........................................................................................................................................................... 30 Tabla 6.Condiciones del lugar Vs. Tipo de tratamiento general ....................................................... 32 Tabla 7. Zonas consideradas para la diferenciación de las especies que se asociarían por grupos funcionales ........................................................................................................................................ 35 Tabla 8. Matriz construida para el registro detallado de las características de cada parcela en la UM. ........................................................................................................................................................... 42 Tabla 9. Media de porcentajes por familias taxonómicas de la vegetación herbácea presente en el Bosque Las Mercedes. ...................................................................................................................... 45 Tabla 10. Especies herbáceas encontradas en el BM ..................................................................... 46 Tabla 11. Eficiencia promedio del muestreo por estimador de riqueza............................................ 48 Tabla 12. Atributos considerados para el establecimiento de las plantas herbáceas en grupos funcionales ........................................................................................................................................ 49 Tabla 13. Zonas diferenciadas dentro del BM por las agrupaciones conformadas entre especies vegetales herbáceas, de acuerdo a su distribución en las parcelas ................................................. 64 BM Santuario de Fauna y Flora El Bosque las Mercedes CATIE Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza CDB Convenio de Diversidad Biológica CEPAL Comisión Económica para América Latina y el Caribe DAPD Departamento Administrativo de Planeación Distrital EEP Estructura Ecológica Principal FAO Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura GEI Gases de Efecto Invernadero IAvH Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander Von Humboldt JBB Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis MBE Mitigación Basada en Ecosistemas MFT Morfotipo no identificado en su Aspecto Taxonómico PND Plan Nacional de Desarrollo PNGIBSE Política Nacional para la Gestión Integral de la Biodiversidad y sus Servicios Ecosistémicos PNUMA Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente SAP Sistema de Áreas Protegidas del Distrito Capital SDA Secretaría Distrital de Ambiente SDP Secretaría Distrital de Planeación SIB Sistema de información sobre Biodiversidad de Colombia UE Unión Europea UM Unidad Muestral 1. INTRODUCCIÒN De acuerdo con el decreto 190 de 2004, el Sistema de Áreas Protegidas del Distrito Capital (SAP), es el mayor componente de la Estructura Ecológica Principal del D.C. y corresponde al conjunto de espacios con valores singulares para el patrimonio natural del Distrito Capital, la región o la Nación, cuya conservación resulta imprescindible para el funcionamiento de los ecosistemas, la conservación de la biodiversidad y la evolución de la cultura (SDA; SDP, 2015). El Bosque Las Mercedes (BM) declarado como Santuario Distrital de Fauna y Flora de Bogotá en el Artículo 81, Decreto 190 de 2004; siendo uno de los últimos relictos del ecosistema de Bosque Húmedo Montano (bhMB) según el sistema de Holdridge, presente entre los 2.500 y 3.000 m.s.n.m. y se encuentra ubicado en la zona plana de la localidad de Suba, la cual se considera como una planicie fluviolacustre por haber estado cubierta por un lago (IAvH, 2008) que se conserva en la periferia urbana y que contieneespecies de fauna y flora de importancia para la conectividad en la Estructura Ecológica Principal del Distrito Capital. Este Bosque pertenece a la unidad climática frío semihúmedo (FSh) ya que se encuentra a los 2.554 m.s.n.m, con precipitación media anual de 889,2 mm y temperatura media de 13,1ºC (Arévalo, 2012). El Bosque Las Mercedes se encuentra en la cuenca media del río Bogotá, microcuenca del humedal La Conejera, comprendida entre la divisoria de aguas en el Cerro La Conejera y la transversal de Suba en el costado sur; la vía Suba Cota y un sector de la Hacienda Las Mercedes por el costado norte y el Río Bogotá por el costado occidental (Arévalo, 2012). Sus primeros recuentos aparecen en escritos del naturalista Alexander Von Humboldt cuyas observaciones en 1802 durante su viaje a Zipaquirá consigna la existencia de una antigua cultura en terrenos situados al norte de Suba y por entonces sobre terrenos no cultivados, conocidos como las malezas de Suba (Cortés, 2011). Dicho bosque constituye un relicto que fue dejado en conservación en la hacienda del mismo nombre. En 1963, el ya fallecido Dr. Thomas van der Hammen y otros interesados en el tema realizaron descripciones florísticas, posteriormente se documentó su estructura y composición. En 1997, la Fundación la Conejera en conjunto con los propietarios de la finca realizaron acciones para la reconexión de los ecosistemas como sembrar algunas especies, retirar malezas y cerrar el acceso a semovientes (Cortés, 2011). Sin embargo, como consecuencia de su condición de "isla" en medio de cultivos de flores y potreros, su microclima y condiciones físicas están siendo perturbados, lo que se ve reflejado en el cambio de la estructura y composición de las especies de fauna y flora típica de este ecosistema (IAvH, 2008). La vegetación herbácea es un factor que influye en la diversidad, dado que se encuentra asociada a la facilitación de la sucesión ecológica en un ecosistema, por lo cual es pertinente el reconocimiento de la presencia de la vegetación herbácea actual en el BM, así, desde este tipo de estudio se pueda suministrar información confiable sobre el estado de conservación del bosque contribuyendo al proceso de restauración ecológica que en la actualidad lleva a cabo el Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis en este Bosque relictual (Romero A. & Ramírez, 2011). La finalidad de este trabajo de investigación es caracterizar el estrato vegetativo herbáceo en el BM, por medio de la realización de un inventario; y la categorización de las especies halladas en grupos funcionales, estableciendo de esta manera la distribución de dicha comunidad. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Descripción del problema La EEP está conformada por el Sistema de Áreas Protegidas del Distrito Capital SAP, los parques urbanos, los corredores ecológicos y el Área de Manejo Especial del Río Bogotá (Contraloría de Bogotá, 2005). El SAP es el conjunto de espacios con valores singulares para el patrimonio natural del Distrito Capital, la Región o la Nación, cuya conservación resulta imprescindible para el funcionamiento de los ecosistemas, la conservación de la biodiversidad y la evolución de la cultura en el contexto urbano. Las áreas que se encuentran dentro del SAP constituyen suelo de protección con el fin de preservar y restaurar los ecosistemas propios del Distrito Capital, promover la educación ambiental y fomentar la investigación científica sobre el funcionamiento y manejo de estos ecosistemas (Alcaldía de Bogotá, Decreto 619 de 2000). Estas áreas contienen muestras representativas de comunidades bióticas singulares en excepcional estado de conservación o poblaciones de flora y fauna vulnerables por su rareza o procesos de extinción, que en consecuencia se destina a estricta preservación o restauración pasiva, compatible sólo con actividades especialmente controladas de investigación científica, educación ambiental y recreación pasiva (CAR & DAPD, 2000) (Alcaldía de Bogotá, Decreto 190 de 2004). Las actividades económicas y las necesidades de crecimiento de la ciudad, ejercen presión sobre estos lugares debido a la expansión de la frontera agrícola y a la construcción de urbanizaciones, colegios, clubes, vías y redes de servicios públicos, entre otros, sin tener en cuenta la vocación de las tierras y su uso adecuado y planificado (IAvH, 2008). Alrededor del ecosistema del BM, existen alteraciones ecológicas que amenazan la pervivencia del mismo, tales amenazas radican en la presencia de viveros dedicados a la producción de flores, lo cual genera un impacto en los suelos de los cuales se nutre el cuerpo vegetal de este ecosistema; además existe actividad pastoril alrededor de este bosque, las aguas que se están vertiendo a las zonas inundables, corresponden a aguas mixtas, generando factores tensionantes en las dinámicas ecológicas para la Biodiversidad (Arévalo, 2012). Las consecuencias que trae consigo la fragmentación de los ecosistemas, se traducen en la disminución del hábitat, por lo cual las poblaciones de organismos también se ven afectadas disminuyendo o extinguiéndose. Al disminuir la superficie de los ecosistemas estos se hacen más vulnerables a los factores de disturbio externos, pues pierden su capacidad de amortiguamiento y se dificulta el intercambio genético para la conservación de la Biodiversidad. En muchas ocasiones se asocia a la progresiva desaparición de las especies que habitan en los fragmentos, es decir, a la pérdida de la biodiversidad y de los bienes y servicios asociados a ella (IAvH, 2008). A pesar de los factores de tensión mencionados, la oportunidad de conservación está dada en aspectos que se observan en el sotobosque de este ecosistema, tales como la presencia de grupos de vegetación herbácea que facilitan la sucesión ecológica a partir de la conformación de un suelo óptimo para el sostenimiento del sotobosque y el desarrollo de diversas especies. Un aspecto de gran importancia es el trabajo que ha adelantado JBB, el IAvH, desarrollando trabajos relacionados con la planificación y priorización de áreas de restauración, que contribuyan a revertir el deterioro y a promover la sostenibilidad ambiental y la conservación de la diversidad biológica (Guacaneme, 2013), un proceso de importancia en el desarrollo de la investigación y participación comunitaria como estrategia para mejorar el bienestar común y de los ecosistemas. Formulación del problema ¿Cuál es la composición y distribución de las especies vegetales herbáceas de importancia para la conservación en el Bosque de las Mercedes? 3. JUSTIFICACIÓN La mitigación basada en ecosistemas (MBE) se fundamenta en la capacidad que tienen todos los ecosistemas, para detener o reducir las causas que amenazan la integridad estructural y funcional de los socioecosistemas, poniendo en riesgo la resiliencia de la biodiversidad, y por ende la provisión de los servicios derivados de esta (IAvH, 2012). El desarrollo original de este concepto se aplica casi exclusivamente al cambio climático donde se evidencia el papel de los ecosistemas en capturar y almacenar gases de efecto invernadero (GEI); sin embargo el buen estado de los sistemas ecológicos y sus servicios ecosistémicos de regulación y soporte contribuye a mitigar otros impactos como la contaminación, cambios biogeoquímicos en los suelos, invasiones biológicas, entre otros (IAvH, 2012). En la localidad de Suba se encuentran tanto ecosistemas naturales como transformados, por lo que para abordar el tema de la biodiversidad, es necesario tener en cuenta la visión ecosistémica, que nos permite visualizar las relaciones y la organización del territorio como un todo, en el cual se desarrollan no sólo procesos ecológicos sino también procesos sociales, económicos y culturales (IAvH, 2008). La relación entre los factores ecosistémicos y sociales denotanimpacto en el funcionamiento normal del territorio, por lo que se consideran necesarios aportes investigativos para la contribución a la conservación, como herramienta de reivindicación y aprovechamiento sostenible, apuntando hacia la calidad de vida. Esta propuesta investigativa pretende el acercamiento a las dinámicas ecológicas que facilitan la sostenibilidad para el desarrollo de las especies en el área de estudio, acorde con las necesidades de la ciudad región y como contribución al conocimiento y equilibrio ecológico de las especies que generan dinámicas ambientales importantes, que requieren de indicadores y estabilizadores naturales para la resiliencia del ecosistema. 4. OBJETIVOS Objetivo General Evaluar la distribución de especies vegetales herbáceas, de importancia para la conservación del Bosque las Mercedes. Objetivos Específicos Realizar un inventario de las especies vegetales herbáceas presentes en el Bosque Las Mercedes como fundamento en la formación del suelo y sucesión ecológica de un ecosistema. Categorizar en grupos funcionales las especies vegetales herbáceas registradas en el Bosque Las Mercedes. Establecer la distribución de la vegetación de tipo herbácea en el Bosque Las Mercedes, teniendo en cuenta los grupos funcionales categorizados. 5. MARCO DE REFERENCIA Biodiversidad en Colombia La biodiversidad es la variedad en el interior del mundo viviente y puede expresarse según genes, especies, poblaciones, comunidades y ecosistemas. El alcance de su estudio puede ser local, nacional, regional o global y las herramientas básicas para su comprensión son los inventarios detallados y ordenados, piezas fundamentales para la planeación de cualquier tipo de desarrollo socioeconómico que implica apropiación de la oferta ambiental (Rangel, 2008). El concepto de biodiversidad incluye los ecosistemas naturales y agroecosistemas, las especies y comunidades biológicas, los bancos genéticos y la diversidad cultural (Correa, Ruíz, & Arévalo, 2005-2015). Biodiversidad o diversidad biológica es la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la variación dentro de cada especie, entre las especies y los ecosistemas (IAvH, 2006). Biodiversidad es la composición de especies (principalmente de los productores primarios, las plantas) (Vargas, 2007). Ecosistemas estratégicos – Ecoregiones en Colombia El componente ambiental del Plan Nacional de Desarrollo de Colombia, denominado Proyecto Colectivo Ambiental, establece como objetivo general la restauración y conservación de áreas prioritarias en Ecorregiones Estratégicas, promoviendo y fomentando la sostenibilidad del desarrollo económico y social en ámbitos territoriales específicos, como una contribución esencial a la construcción de la paz. El agua se ha identificado como el eje articulador de la política debido a su importancia en la integración de los sistemas naturales, sociales, económicos y culturales del país, así como su importancia para recuperar y garantizar su oferta de manera sostenible para beneficio de la población humana (CEPAL; PNUMA, 2000). Las Ecorregiones Estratégicas son aquellas que garantizan el suministro de servicios ambientales básicos y el mantenimiento de procesos ecológicos para el desempeño de las actividades de la población urbana y rural. Este concepto suministra una dimensión espacial a la problemática ambiental, integrando en el territorio una serie de aspectos sociales, económicos, ambientales y culturales que tradicionalmente se han tratado de manera sectorial (CEPAL; PNUMA, 2000). Marquéz (2003) menciona los ecosistemas estratégicos de Colombia, los cuales comprenden regiones que cumplen con los siguientes principios: - Importancia nacional para la captación de agua potable, hidroenergía y regulación hídrica - Presencia de ecosistemas únicos para la conservación y uso sostenible de la Biodiversidad - Alto riesgo por la ocurrencia de desastres causados por fenómenos naturales o producidos por el hombre - Problemas severos de degradación del paisaje, debido a la implementación de usos de la tierra inadecuados: erosión y degradación de suelos por usos ganaderos; áreas degradadas por actividades mineras - Posibilidad de articular actores y recursos en la gestión sobre un mismo territorio; Valor cultural para la nación; Articulación territorial de diferentes áreas temáticas del proyecto colectivo ambiental; Trabajo integral de las entidades que conforman el Sistema Nacional Ambiental (Corporaciones Autónomas Regionales, Corporaciones de Desarrollo Sostenible y Autoridades ambientales Urbanas) con los departamentos, las entidades Territoriales y la sociedad civil. Figura 1. Regiones Biogeográficas en Colombia Tomado de: (FAO; UE, 2002). Estas áreas o regiones biogeográficas son: Macizo Colombiano, Sierra Nevada de Santa Marta, Sierra Nevada del Cocuy, Eje Cafetero, Piedemonte Amazónico y Magdalena Medio. En el ámbito regional se han definido Ecorregiones Regionales, siguiendo los mismos principios anteriores pero con un mayor nivel de detalle. Además, se han tenido en cuenta otros criterios (CEPAL; PNUMA, 2000) establecidos durante talleres efectuados entre entidades públicas, privadas y la sociedad civil: a) Región Andina Occidental: Articulación territorial de los programas del proyecto Colectivo Ambiental; articulación de fuentes y recursos económicos; avances en procesos de gestión ambiental regional; presencia de identidad cultural y arraigo territorial y presencia de corredores biológicos. b) Región Andina oriental: Presencia de ecosistemas ricos en biodiversidad; áreas prioritarias para la restauración; presencia de diversidad cultural en el territorio; alta densidad de población; presión social sobre los ecosistemas por servicios ambientales y proyectos de infraestructura; posibilidad de articulación de la ecorregión a la red de corredores biológicos; existencia de información, planes y proyectos regionales en marcha. c) Región caribe: Importancia regional, nacional e internacional; áreas estratégicas para el manejo del recurso hídrico de aguas continentales y marinas; altos niveles de biodiversidad natural y cultural. d) Orinoquia: Áreas estratégicas para el manejo del recurso hídrico; con alta presencia de conflictos por usos inadecuados de la tierra; alta biodiversidad; aporte a la continuidad de corredores biológicos y posibilidad de articulación con el proyecto Colectivo Ambiental. e) Región Pacífica: Privilegiar áreas en donde confluyan diferentes procesos étnicos, culturales e históricos, que a partir de sus diferentes visiones permitan llegar a consensos de gestión ambiental; áreas con alta vulnerabilidad ecológica y presencia de riesgos; articulación de dinámicas productivas sostenibles que potencien desarrollos tecnológicos de impacto regional y nacional mediante el concurso de saberes y sistemas de producción tradicionales; potencialidad de servicios ambientales alternativos. f) Región Amazónica: Áreas con presencia de conflictos sociales y políticos; áreas con importancia cultural y biodiversidad. La relación ecosistema – biodiversidad es una relación de tipo sinérgica (Mayr, 1953), en donde las afectaciones ambientales tales como erosión, deforestación, contaminación están dadas como impactos ambientales de maneradirecta sobre los atributos de los ecosistemas, que son la biodiversidad, su estructura y arquitectura. Los modelos de gestión y manejo de ecoregiones se han llevado a cabo a partir de un enfoque ecologista (Beltrán, Mateus, & Gonzáles, 2004) aplicando diferentes estrategias de manejo y conservación, sin tener en cuenta la problemática social y económica. Debido a que las ecoregiones se han convertido en una matrizde ecosistemas antropogénicos, por el desarrollo agrícola, urbano, forestal e industrial de sus área adyacentes; preferible denominar fragmentos a estos remanentes de los ecosistemas naturales. Es por lo anterior que no se pueden considerar inútiles estos fragmentos, más bien pueden actuar como núcleos para el restablecimiento de ecosistemas naturales. Siempre que se establezcan decisiones de manejo adecuadas con ecoregiones que se comportan como fragmentos, los efectos ambientales y biológicos de la matriz atraviesan de fácil manera las fronteras de las unidades. Pedorobioma Quersofítico del Piso Térmico Frío Coresponde a la Arid Temperate zone de Chapman. Esta unidad aparece en terrazas y cerros que a unos 2300-2700 m.s.n.m bordean los rellenos de origen lacustre en los altiplanos de la sabana de Bogotá, el Valle de Ubaté, el Valle de Tundama, el Valle de Samacá, Chitagá, Pamplona, y la periferia de los cañones del Chicamocha, Guáitara y Juanambú. La precipitación media anual es de unos 500 - 900 mm (Hernández J. , 1993). Orobioma del zonobioma del bosque húmedo tropical Con 4 biomas, 27 ecosistemas y una extensión de 1’816.793 ha que corresponden al 6,62% de la cuenca, este bioma se localiza en la vertiente oriental de la cordillera Oriental entre los departamentos de Norte de Santander, Arauca, Boyacá, Casanare, Cundinamarca y Meta. Contempla aquellos bosques húmedos subandinos, andinos, alto andinos, páramos y superpáramos que se ubican a alturas entre los 1.100 a 4.100 m.s.n.m. Si bien los bosques montanos tropicales no son tan ricos en especies de plantas leñosas como los bosques amazónicos (Gentry 1988b) o del Choco Biogeográfico (Gentry 1986a), sí son significativamente más ricos que los bosques templados (Correa, Ruíz, & Arévalo, 2005- 2015). Biodiversidad en la Localidad Suba – Bogotá D.C. La biodiversidad de la localidad de Suba está representada en los ecosistemas de bosque y humedales y en las especies de plantas y animales que allí habitan (Figura 2). Los biomas son un conjunto de ecosistemas afines por su fisonomía, clima y caracteres del suelo, que pueden ocupar grandes extensiones y aparecen en los distintos continentes donde existen condiciones semejantes de clima y suelos (SIB, 2015). Figura 2. Perfil de la estructura de Orobioma Andino de la cordillera oriental Tomado de: (IAvH, 2008). Las relaciones y organización del territorio han transformado los ecosistemas, sin embargo, hay espacios que aún se mantienen para la conservación de la biodiversidad, unos naturales y otros transformados, recordando a partir de la estructura biogeográfica original de nuestro territorio, el orden lógico en el cual deben desarrollarse las dinámicas ecosistémicas (Figura 3). Figura 3. Ecosistemas de la Zona Urbano-Rural de Suba Tomado de: (IAvH, 2008). Los ecosistemas naturales identificados en la localidad de Suba se encuentran agrupados en dos biomas (Figura 4): - Orobioma andino cordillera oriental, es el bioma que se ubica en las montañas de la cordillera oriental, a una altura aproximada de 2.550 y 2.700 m.s.n.m., en la localidad de Suba. - Helobioma del orobioma andino de la cordillera oriental, se refiere a un bioma ubicado dentro del anterior. Helobioma, quiere decir que es un territorio inundable, donde las fluctuaciones del nivel del agua en el suelo determinan el crecimiento de la vegetación y la fauna, que habita en él. Figura 4. Ubicación biogeográfica de los ecosistemas naturales identificados en la localidad de Suba. Tomado de: (IAvH, 2008). Pérdida y disminución de la Biodiversidad A nivel global se han considerado los cambios de uso de suelo como una de las mayores amenazas a la biodiversidad, ya que involucran no sólo la pérdida de cobertura vegetal sino también la disrupción de los ecosistemas naturales en fragmentos de diversos tamaños y por tanto, la discontinuidad y aislamiento de su biodiversidad (CONAFOR, 2009). Invasión de especies exóticas. Las especies exóticas, vegetales y animales, ingresan a as ecoregiones compitiendo con éxito frente a las epecies nativas. La planificación bioregional tiene por objetivo establecer el marco político e institucional en el cual gobierno, comunidad, corporaciones y otros intereses no estatales y privados son incentivados a cooperar con miras al desarrollo sustentable del territorio (Beltrán, Mateus, & Gonzáles, 2004). En relación con lo anterior, el CDB ha establecido unos motores de pérdida de la biodiversidad, que han promovido la pérdida de servicios ecosistémicos, por ende la degradación ecosistémica y reducción de hábitats para las especies tanto animales como vegetales, dichos motores de pérdida de biodiversidad se encuentran en la tabla 1. Tabla 1. Motores directos y algunas causas identificadas para Colombia y reconocidos a escala global. Motores directos de transformación y pérdida de la biodiversidad y sus servicios ecosistémicos identificados a escala global (MEA 2005) Motores directos de transformación y pérdida de la biodiversidad y sus servicios ecosistémicos identificados a escala nacional y sus expresiones en Colombia. 1. Transformación y pérdida de ecosistemas y hábitats naturales. MOTOR 1. Cambios en el uso del territorio (continental o acuático), su ocupación y la fragmentación de sus ecosistemas Transformación directa y pérdida de ecosistemas naturales o seminaturales. Transformación de sistemas productivos que mantienen elementos y procesos de la biodiversidad. Desarrollo de infraestructura Represamientos y cambios de cursos de agua 2. Sobreexplotación MOTOR 2. Disminución, pérdida o degradación de elementos de los ecosistemas nativos y agroecosistemas. Sobreutilización de poblaciones de especies (terrestres y marinas) Degradación de ecosistemas Pérdida de diversidad genética de cultígenos y variedades 3. Invasiones biológicas MOTOR 3. Invasiones biológicas Introducción y trasplante de especies Introducción y liberación de organismos vivos modificados (OVM). 4. Contaminación MOTOR 4. Contaminación y toxificación Contaminación orgánica de aguas y suelos (eutrofización N y P). Contaminación química y otra (aire, suelo y agua) 5. Cambio climático MOTOR 5. Cambio climático Tomado: (MADS, PNUD, 2014). Un efecto importante en la fragmentación sobre ecosistemas puede caracterizarse en procesos que también influyen en la disminución y/o pérdida de la biodiversidad: Efecto Borde. Consiste en la suma de los efectos producidos por un ecosistema sobre el adyacente. Ej: Entre una paradera y un bosque natural.En esta interfase las condiciones ambientales son diferentes de los hábitat de interior, pradera y bosque. El bosque pierde humedad, la luminosidad ingresa al sotobosque y el viento penetra con mayor velocidad. Por otro lado la pradera recibe los propágulos de las especies del bosque cambiando su estructura y composición. En ecoregiones los efectos de bordes hacen disminuir el hábitat interior. El problema surge porque ciertas especies poseen rangos de tolerancia muy pequeños que sólo se encuentran en hábitat de interior. Si el efecto de borde se intensifica se produce una reducción en los hábitats de interior que puede llevar a la extinción local o total de una especie (Beltrán, Mateus, & Gonzáles, 2004). Las plantas herbáceas y su importancia Las plantas herbáceas son plantas cuyos tallos, independientemente de su tamaño, no han desarrollado estructuras leñosas por lo que su consistencia es más o menos blanda, tierna, flexible y jugosa. No crecen muchos centímetros y son de tallo flexible. El establecimiento de vegetación herbácea nos permite observar procesos de desarrollo en el ecosistema (Rodríguez, 2010), tales como: - Inmigración y/o establecimiento de especies apropiadas - Acumulación de material benéfico capturado por las plantas - Cambios en laestructura del suelo y la materia orgánica - Biodegradación de material tóxico o nocivo para las especies del ecosistema - Devolver al suelo la capacidad de retener humedad Hay dos tipos de hierbas: las graminoides, de hoja estrecha; y las forbias, de hoja ancha. Muchas hierbas son anuales, naciendo de semilla al comienzo de la estación favorable y no dejando al acabar ésta sino nuevas semillas en el suelo. Existen también hierbas vivaces, que retoñan desde tallos subterráneos o situados a ras de suelo. Los órganos subterráneos implicados son rizomas (tallos horizontales) y bulbos. Muchas hierbas bienales forman una roseta de hojas pegada al suelo en su primer año, en el que no se reproducen, y un tallo alto y florido, el escapo floral, en su segundo año. Se llama megaforbias (hierbas gigantes) a plantas que respondiendo formalmente al concepto anterior, alcanzan un porte considerable, incluso de varios metros. Éste es el caso, por ejemplo, de las diversas especies de bananas (género Musa). Las plantas herbáceas se diferencian por su tiempo de vida o manera de desarrollo (Aguilar & Aguilar, 2008): Herbáceas anuales. Estas plantas, suelen desarrollarse en cierta estación del año, también nombradas como plantas de temporada, porque en ese lapso de tiempo, germinan sus semillas, se forma la planta, y florece, dando paso a nuevas semillas, posteriormente la planta muere por el efecto del frio, sin embargo la semilla logra sobrevivir a la intemperie y el frio así como la desecación. Ejemplo de estas plantas esta, el agérato, amaranto, girasol, petunias, etc. Herbáceas bianuales. Este tipo de plantas suelen germinar y formase como planta, es decir tallo y hojas y detiene su desarrollo usualmente por la aparición del frio, y una vez que termina el invierno, continúa con su desarrollo de floración y forma nuevas semillas para posteriormente morir. Ejemplo: Viola cormuta, onagra, alcaravea, etc. Herbáceas vivaces. Este tipo de plantas se distingue por su resistencia, puesto que su desarrollo le permite vivir hasta dos años, inclusive soportar bajas temperaturas en invierno, ya que, aunque se seque por encima, su raíz continua viva. Lo que le permitirá tener brotes y volver a crecer, en la primera suele florecer espectacularmente. Ejemplo: Peonía. Herbáceas perennes. Estas plantas son muy resistentes y pueden vivir durante años, inclusive sin perder hojas o llegar a marchitarse. Y asombrosamente florecen cuando consiguen la adultez. Hay otras plantas que no florecen, se les conoce como gimnospermas. Ejemplo: El cerastio, el clavel, geranio, lavanda, etc. (Raven, Evert, & Eichhorn, 1992). Estudio de grupos/atributos funcionales Friedel (1988), lo define como grupos que responden de manera semejante a la misma perturbación; esas especies pueden agregarse en grupos funcionales que comparten los rasgos similares. La caracterización de grupos funcionales se realiza con el fin de proporcionar una herramienta útil en la identificación de características ecológicas de importancia en la regeneración de una comunidad (Castellanos & Bonilla, 2011). En el área de restauración ecológica, el estudio de la diversidad funcional posee un alto potencial al brindar información útil sobre los atributos que caracterizan a las especies que colonizan y participan en la regeneración natural y que serían buenas candidatas para ser reintroducidas en ambientes modificados (CATIE, 2011). Caracterización de algunos factores que han permitido evidenciar grupos funcionales de vegetación en el Bosque Las Mercedes Diversos estudios han demostrado el potencial de los bosques secundarios como productores de bienes y servicios ambientales (De Salas, 2000), y su enorme valor en la protección y conservación de la biodiversidad vegetal. Son importantes como fuente de madera o leña, protección de la erosión, refugios de biodiversidad de plantas en paisajes fragmentados, sumideros de carbono, proveedores locales de plantas medicinales, promueven la recuperación de las propiedades físicas y químicas del suelo y proveen hábitat para organismos que no sobreviven en tierras agrícolas (Berti 2001, Guariguata y Ostertag 2000, Aide et al. 1996). Dada su rápida sucesión, estos bosques desempeñan funciones reguladoras decisivas (Bermeo, 2010) (Guariguata, 2002). En el establecimiento de los grupos funcionales de las plantas consideradas en esta investigación, también se han tenido en cuenta aspectos tales como: a) Si son especies invasoras; b) Si son especies nativas; c) Si son especies exóticas. En el caso de tratarse de especies exóticas, es importante la verificación de su comportamiento biológico y ecológico en la bibliografía investigativa reportada (Tablas 2 y 3). Criterios para la determinación de especies invasoras Para la definición de criterios de especies invasoras, (IAvH, 2012) ha tomado en cuenta: - Reportes previos de invasión y ajuste climático - Aspectos de la biología de la especie como la capacidad de establecer poblaciones a partir de pocos individuos - La producción de semillas - Capacidad de rebrote vegetativo y de producir compuestos alelopáticos - Aspectos relacionados con la tolerancia a los incendios o su afectación sobre la economía, la salud humana y los usos tradicionales del suelo - Facilidad de control de la especie El último reporte que muestra las especies catalogadas como invasoras, se presenta en la tabla 3. Tabla 2.Términos, definiciones y sinonimias ajustadas y adoptadas relacionadas con especies invasoras. TÉRMINO SINÓNIMOS DEFINICIÓN Nativa Indígena, autóctona Especie, subespecie o taxón inferior que habita dentro de su rango de distribución natural (pasado o presente), incluyendo el área que puede ocupar y alcanzar usando sus propias extremidades (patas o alas) u otros sistemas de dispersión, incluso si su presencia en el sitio es azarosa. Introducción (CDB) Movimiento intencional, indirecto o directo, de una especie exótica fuera de su rango natural (pasado o presente) por intervención humana. Este movimiento puede ser entre países o bien, entre regiones de un mismo país. Especie introducida (CDB modificada) Exótica, alóctona, foránea, no nativa, exógena, trasplantada. Especie, subespecie o taxón inferior e híbrido que se encuentra fuera de su distribución natural, pasada o presente, incluyendo cualquier parte, gametos, semillas, huevos o propágulos. Especie establecida Aclimatada Especie introducida que se reproduce exitosamente y tiene una población viable. Especie invasora Peste, plaga, maleza Especie introducida que se establece y dispersa en ecosistemas o hábitats naturales o seminaturales; es un agente de cambio y causa impactos ambientales, económicos o de salud pública. Especie criptogénica Especie cuya área de distribución original es incierta y sobre la cual existen dudas acerca de su carácter de nativa o exótica. Organismos vivos modificados (OVM) Organismos Genéticamente Modificados (OGM) Cualquier organismo vivo que posea una combinación nueva de material genético que se haya obtenido mediante la aplicación de biotecnología moderna. Especie feral Cimarrón Individuos y poblaciones de especies domésticas introducidas que viven y se reproducen en hábitats naturales portándose como animales silvestres. Tomado de: (IAvH, 2010). Tabla 3. Especies herbáceas reportadas en la Categorización de especies invasoras. No Familia Genero Especie Categoría Uso 26 POACEAE Origen: Asia y Europa Reporte: Colombia-I3N, Costa Rica-I3N, Ecuador- I3N, GISD Holcus Holcus lanatus L. A Forrajera 28 POACEAE Origen: Africa Reporte: Colombia-I3N, Ecuador-I3N, Guatemala- I3N, México-I3N, Perú-I3N, HNIS, GISD Pennisetum Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov. A Forrajera 29 ASTERACEAE Origen:Europa Reporte: Colombia-I3N, Ecuador-I3N, Guatemala- I3N, Paraguay-I3N, Perú-I3N, GISD Taraxacum Taraxacum officinale F.H.Wigg. A Medicinal 59 ASTERACEAE Origen: Africa Reporte: Colombia-I3N, Paraguay-I3N, HNIS Senecio Senecio madagascariensis Poir. M Maleza 60 ASTERACEAE Origen: Europa Reporte: Colombia-I3N, Ecuador-I3N, Paraguay-I3N Senecio Senecio vulgaris L. M Maleza Tomado: (Cárdenas, Castaño, & Cárdenas, 2011). La diversidad funcional es definida por Petchey et al. (2004) como los componentes de la biodiversidad que influyen en cómo un ecosistema opera o funciona. Incluye dos componentes: a) la riqueza funcional, a menudo medida como el número de tipos funcionales de plantas (TFPs) que son definidos como el conjunto de especies que comparten rasgos biológicos y juegan un papel similar en los procesos de los ecosistemas; y b) la composición funcional, expresada comúnmente como la presencia o ausencia de TFPs (Bermeo, 2010). La función del ecosistema no depende del número de especies, sino en los rasgos funcionales de las especies presentes (composición). La supervivencia de las plantas en los bosques está asociada a sus características ecológicas, las cuales pueden ser resumidas en términos de dos estrategias: adquisitiva y conservativa (Díaz et al. 2004). Especies adquisitivas se caracterizan por ser pioneras, con una tasa de crecimiento relativamente rápida, adquisición rápida de recursos (tipo adquisitivo), y rasgos asociados a una alta AFE (área foliar específica), bajo CFMS, hojas grandes, delgadas, suaves, ricas en nutrientes y baja concentración de lignina (Pazos et al. 2007); altos contenidos de N foliar y baja densidad de madera (Tecco et al. 1998), elementos clave de un síndrome adquisitivo de uso, retención y liberación de recursos (Bermeo, 2010). Las especies pueden variar dramáticamente en sus contribuciones al funcionamiento del ecosistema, la composición específica o identidad de especies en una comunidad es importante. El hecho de que algunas especies sean más importantes que otras, se pone especialmente claro en el caso de "especies clave" o "el ecosistema diseña" sus organismos con relación a "la importancia que la comunidad valora". Estas condiciones difieren en el uso, pero todos se refieren a especies cuya pérdida tiene un impacto desproporcionado en la comunidad, cuando se compara con la pérdida de otras especies (Valdés & Paneque, 2008). En relación a atributos reproductivos, algunos grupos pueden conforman bancos de semillas, lo que les permite mantenerse en el suelo hasta encontrar condiciones aptas para su establecimiento, como puede ser la época de lluvias. A su vez, presentan propagación vegetativa evidente en la formación de una red de estolones (e.g. MFT Rastrera esciófita - Cestrum sp.) que permite, por una parte aumentar la longevidad y por otra aumentar la producción del número de semillas a través de la reproducción sexual de individuos de origen clonal (Chaparro y Mora, 2003). Las condiciones ambientales en los bordes inducen mayores ofertas de flores y frutos, lo que debe aumentar el aporte de semillas y favorecer incrementos en la riqueza de especies. Las especies que componen este grupo también pueden formar banco de semillas, prolongando la germinación y establecimiento a periodos en que se presenten las condiciones microambientales necesarias (Castellanos et al., 2011). (Rondón et al, 2005) menciona algunos rasgos ecológicos relacionados con la ubicuidad de los Polinizadores: se refiere a la presencia de polinizadores en el mayor de número de comunidades evaluadas. Puede ser: 1. Especies con polinizadores ubicuos: que están presentes en más de dos comunidades. 2. Especies con polinizadores no ubicuos: cuando hay presencia en una de las comunidades. 3. Predictibilidad de Agentes Polinizadores: si las especies de plantas tienen una alta tasa de visita, entonces sus polinizadores son altamente predecibles. Lo contrario también es válido, si las visitas son reducidas y esporádicas, los agente polinizadores son poco predecibles. 4. Evaluación e interpretación: la frecuencia con la cual una especie recibe la visita de los polinizadores es considerado como un parámetro determinante en la eficiencia reproductiva. Con cambios en las condiciones ambientales, en el estrato herbáceo se presentan cambios en la composición de la comunidad. Las herbáceas asociadas al viento pierden importancia, se presentan otras especies de las herbáceas dispersadas por otros medios y aparecen las herbáceas dispersadas por zoocoria (Castellanos & Bonilla, 2011). La sombra moderada estimula la absorción de Nitrógeno en las gramíneas y las inhibe en las leguminosas (Pezo & Ibrahim, 1998).El sombreamiento también suele provocar cambios morfológicos y fenológicos en las especies, los cuales funcionan como mecanismos de adaptación a la baja incidencia de energía lumínica y la consiguiente reducción en el potencial fotosintético de las plantas. Para compensar esto, las especies que crecen bajo sombra tienden a desarrollar hojas más largas o anchas, pero menos gruesas (Sanderson et al., 1997). Lo primero les ayuda a incrementar su habilidad competitiva para interceptar la luz, mientras que lo segundo les permite reducir su tasa de respiración (Pezo & Ibrahim, 1998).Algunos de los efectos del sombreamiento sobre la vegetación mencionados por Olivera y Humphreys (1986) (Pezo & Ibrahim, 1998), tales como detrimento Se han observado efectos del sombreamiento sobre la formación de los órganos reproductivos, lo cual resulta cuando menos en una floración más tardía; aunque en muchos casos, la floración se inhibe, y por ende no se producen semillas . Algunos conceptos previos propuestos por Kramer et al., 2004, de importancia para el trabajo relacionado con inventarios de Biodiversidad: Inventario: Recolección y/o reunión de información básica para la gestión de los humedales, incluido el establecimiento de una base de información para actividades de evaluación y monitoreo específicas (RAMSAR, 2010). Monitoreo: Reunión de información específica con fines de monitoreo atendiendo a hipótesis derivadas de actividades de evaluación, y aplicación de estos resultados de monitoreo a las actividades de gestión (RAMSAR, 2010). Resiliencia. Es la capacidad de un sistema de absorber las perturbaciones y reorganizarse mientras experimenta un cambio para, así, retener esencialmente la misma función, estructura, identidad y mecanismos de retroalimentación (Walker et al., 2004). Restauración ecológica. Es un tipo de manejo de ecosistemas que apunta a recuperar la biodiversidad, su integridad y salud ecológicas, es el proceso de ayudar el restablecimiento de un ecosistema que se ha degradado, dañado o destruido (Vargas, 2006).Restauración ecológica es una tendencia ambiental para la recuperación de suelos degradados, con el fin de reproducir las condiciones exactas anteriores a la alteración. En un proceso de Restauración ecológica se pretende aún, devolver un sistema lo más cerca posible a su condición presente antes de la perturbación, en términos de su estructura y función (Guariguata, 2002). Integridad ecológica es la estructura y función de la BD (Vargas, 2007). Salud ecológica es la capacidad de recuperación de un ecosistema después de un disturbio (resistencia a disturbios y resiliencia), lo cual garantiza su sostenibilidad (Vargas et al. 2007). Inventario. Es la forma más directa de reconocer la biodiversidad de un lugar (Noss 1990). En su definición más compleja, el inventario se considera como el reconocimiento, ordenamiento, catalogación, cuantificación y mapeo de entidades naturales como genes, individuos, especies, poblaciones, comunidades, ecosistemas o paisajes (IAvH, 2006). La escala de la diversidad y sus componentes Segùn (IAvH, 2012) para estudiar la biodiversidadse debe establecer la escala geográfica, definir qué es local y qué es regional, para asociarla a las medidas de la diversidad alfa, beta y gamma. El número de especies o diversidad alfa (α) está referida a un nivel local y refleja la coexistencia de las especies en una comunidad. La diversidad beta (β) es la medida del grado de cambio o reemplazo en la composición de especies entre diferentes comunidades en una región; refleja la respuesta de los organismos a la heterogeneidad espacial. La diversidad gamma (γ) es la riqueza total de especies en una región en la cual se incluyen varias comunidades o el recambio existente entre regiones; refleja fundamentalmente los procesos históricos (evolutivos) que han actuado en un nivel geográfico mayor. Los análisis de los inventarios son útiles para definir los rangos de distribución geográfica de las especies y reconocer los cambios en la distribución de los organismos en el espacio y el tiempo (incluyendo su relación con el impacto generado por la actividad humana). Asimismo, apoyan la valoración económica, la exploración de posibles usos de las especies y el diseño de acciones de conservación (IAvH, 2015). Es importante resaltar que los métodos aplicados para llevar a cabo inventarios, es decir, las técnicas de muestreo, deben seleccionarse cuidadosamente y reconocer sus limitaciones para obtener información representativa. Al hacer comparaciones es importante tener en cuenta los siguientes requisitos: (a) Uso de metodologías estandarizadas, esto es, que al momento de aplicar los métodos se ciñan estrictamente los parámetros básicos de medición establecidos con antelación. De esta forma, se asegura que el muestreo pueda ser replicado (repetido) en distintas localidades, paisajes, áreas o regiones por los mismos o diferentes investigadores. (b) Los métodos de muestreo deben suministrar información representativa del atributo a medir (si es necesario se deben utilizar métodos de muestreo complementarios) y cubrir de forma adecuada las distintas localidades, áreas o regiones. Previo a la toma de datos es indispensable establecer claramente el método de muestreo, la muestra, la unidad de muestreo y el esfuerzo de muestreo, con el fin de estandarizarlos y aplicarlos de forma semejante en los sitios de interés, lo que permite realizar comparaciones al momento de analizar los resultados, en términos, por ejemplo, de evaluar la diversidad alfa, beta y gamma entre sitios de muestreo. El segundo requisito es que los métodos de muestreo suministren información representativa del atributo a medir, para lo cual se requiere un esfuerzo de muestreo suficiente, tratando de abarcar la heterogeneidad de hábitats del área bajo estudio; este aspecto es, precisamente, una de las carencias que presentan algunos de los métodos de muestreo empleados en la ejecución de inventarios de biodiversidad. Originalmente el índice de Simpson (1949) es un índice de dominancia “lambda”, ya que está influenciado por las abundancias de las especies más comunes. Expresa la probabilidad de que dos individuos tomados al azar pertenezcan a la misma especie. Si la dominancia es grande esa probabilidad será baja, y máxima si las abundancias relativas de las especies son iguales. El mayor valor de “lambda” es 1, de aquí que, al complemento a 1 (Ds) o al recíproco de “lambda” (ds) se les considere como índices de diversidad (Bravo, 1991). El índice de Shannon (1948) supone que los individuos son muestreados al azar de una comunidad inmensamente grande o “infinita” (Pielou, 1977), y que todas las especies están representadas en la muestra. Margalef (1972) ha demostrado que los valores del índice fluctúan de 1,5 a 3,5 y solo en raras ocasiones rebasan la cifra de 4,5 y superiores (Bravo, 1991). Selección de grupos biológicos Mediante los inventarios es posible evaluar, por ejemplo, si la riqueza de especies es alta, o si la presencia de especies con rangos de distribución restringida señala la presencia de endemismos, o si la disminución de la abundancia de especies y grupos se debe al efecto de disturbios humanos. Hay dos grandes clases de grupos indicadores: de diversidad y de procesos ecológicos. Los primeros, permiten estimar la diversidad en un área determinada, información que puede ser extrapolada a otros grupos afines no inventariados. El segundo grupo permite evaluar cambios ambientales o interacciones entre especies, haciendo posible evaluar el impacto generado por diferentes tipos de disturbios (IAvH, 2006). Atributos registrados para las plantas colectadas Para cada una de las colecciones botánicas realizadas se registraron los atributos: Localidad, coordenadas geográficas, altitud, fecha, número de colección, familia, genero, habito, determinador, notas descriptivas, tipo de procesamiento, número de duplicados, nombre vernáculo, uso, otras evidencias. Normalidad multivariante u homogeneidad de matrices de varianzas-covarianzas - PAST Para la identificación de grupos de individuos con características comunes y la observación de la homogeneidad de su distribución en el BM, es posible integrar la matriz de datos construida a partir del análisis por medio de CLUSTER, esto se logró cargando los datos en el programa PAST 3 (Hammer & Harper , 2013), un software idóneo que facilita la técnica de análisis multivariante para agrupación de los elementos objeto de estudio. Métodos aglomerativos. Parten de tantos clusters como datos tiene la muestra y en cada paso se van juntando dos clusters siguiendo algún criterio especificado hasta obtener un único cluster con todos los datos. Cada método se diferencia por la estrategia de fusión en cada etapa. Y todos tienen en común que la primera unión es entre los individuos más similares (Justel, 2002). . Dendrograma. Es una representación gráfica en forma de árbol. Los clusters están representados mediante trazos horizontales (verticales) y las etapas de fusión mediante trazos verticales (horizontales). La separación entre las etapas de fusión es proporcional a la distancia a la que están los grupos que se funden en esa etapa. Un cluster jerárquico acepta la posibilidad de usar tanto las variables cualitativas como las cuantitativas y diversificar las vías de comparación (Marín, 2008). Planificación de zonas de amortiguamiento para conservación Las zonas de amortiguamiento son áreas designadas, utilizadas para proteger retazos sensibles de paisaje contra presiones externas negativas. Las zonas de amortiguamiento para conservación mejoran las condiciones de los recursos mediante la depuración de ciertas funciones del paisaje (Dee, 2008). A partir del diseño de las áreas buffer en el BM, se podrían implementar funciones ecosistémicas ausentes, fortaleciendo el proceso de restauración, dichas funciones pueden ser: Aumentar el área de hábitat para especies del Bosque. Proteger los hábitats más sensibles a los disturbios que amenazan el BM (Ej: Zonas de amortiguamiento para pesticidas). Contribuir a la restauración de la conectividad de BM con Humedal Conejera y Cerro Majuy. Mantener o estabilizar los factores microclimáticos como temperatura y humedad del suelo que está siendo recuperado en BM. ¿Para qué diseñar zonas buffer? La conectividad se definiría como la propiedad del paisaje que hace posible el flujo de materia, energía y organismos, entre diversos ecosistemas, hábitats ocomunidades (EUROPARC, 2009). Es necesario establecer puentes entre fragmentos de vegetación nativa para reconectar procesos ecológicos que sustentan el desarrollo de la biodiversidad (Peña, Monroy, Álvarez, & Orozco, 2005), y el proceso de restauración ecológica que se lleva a cabo en el BM en la actualidad, es de vital importancia, considerando este ecosistema como uno de esos puentes que los corredores ecológicos con los que contamos, necesita para su funcionamientoy bienestar de todas las especies. Lo que hace utilizable a la zona de borde para la realización de programas de restauración ecológica en un Bosque, es el potencial biótico del remanente de ecosistema. Este potencial consiste en: a) un banco de semillas en el suelo del fragmento, b) el posible desarrollo de una red hifal subterránea, c) la microbiota edáfica, d) esporas de hongos micorrizógenos, e) bacterias fijadoras de nitrógeno, f) reproducción vegetativa de plantas dominantes, g) estructura vegetal madura como modelo de comunidad, h) asociaciones vegetales y mutualismos diversos, i) grupos funcionales de la fauna como polinizadores, predadores de herbívoros, dispersoresde semillas, saprófitos, ingenieros del ecosistema (lombrices, termitas, hormigas, etc.) (Peña, Monroy, Álvarez, & Orozco, 2005). De acuerdo con (Keenleyside, Dudley, Cairns, Hall, & Stolton, 2014), hay algunas ventajas que motivan este tipo de procesos vinculados a la restauración ecológica: El diseño de zonas buffer apunta a contribuir a la adaptación al cambio climático mediante el fortalecimiento de la resiliencia al cambio y la provisión de servicios ecosistémicos. Puede contribuir a la mitigación del cambio climático mediante la captura de carbono en los ecosistemas. Aumentar las oportunidades para la conectividad ecológica. Las áreas protegidas proveen lugares seguros (refugios) para las especies frente al cambio climático y también pueden permitir su dispersión a hábitats adecuados cuando las condiciones cambien (Keenleyside, Dudley, Cairns, Hall, & Stolton, 2014). Figura 5. Opciones para conectar los ecosistemas terrestres. Tomado de: (Keenleyside, Dudley, Cairns, Hall, & Stolton, 2014). El diseño de Zonas Buffer contribuye a la mitigación de los efectos negativos que ejercen los factores limitantes alrededor del BM, y para lograr con éxito el establecimiento de dichas zonas o áreas, es importante considerar algunas posibles acciones que se mencionan en la tabla 4. Tabla 4. Consideración de los principales factores que generan impacto negativo al ecosistema Problemas en el Ecosistema Objetivos para solucionarlos Presencia de perros ferales al interior del Bosque Realizar intervenciones para retirar los individuos que no corresponden al lugar. Realizar seguimiento Continuo evitando el ingreso de fauna no perteneciente al Ecosistema. Presencia de residuos sólidos de tipo inorgánico, posiblemente dejado por las personas que transitan por el sendero del Bosque (Personal de vivero). Realizar jornadas de sensibilización o capacitaciones al personal acerca del tipo de ecosistema que estamos afectando y las acciones y/o comportamientos que requiere el lugar. Industria floricultivo y zona de pastoreo aledaños al BM Disminuir el régimen de disturbios, favoreciendo la regeneración. Acelerar el proceso de regeneración y aumentar la cobertura vegetal, (Castellanos et al., 2011). Para el diseño de Zonas Buffer (Dee, 2008), se tuvieron en cuenta los lineamientos de la tabla 6, estos lineamientos propuestos tienen en cuenta la conectividad ecológica donde los procesos del ecosistema se mantienen (p. ej.: cambio climático, dispersión de semillas) (Dee, 2008). Tabla 5. Objetivos, funciones y lineamientos a considerar para el establecimiento de Zonas Buffer. Objetivo Funciones de la Zona Buffer Lineamientos a considerar Mejorar el hábitat para que la población local aumente sus posibilidades tanto reproductivas como de resiliencia. Aumentar el área del hábitat Proteger hábitats sensibles Restaurar la conectividad Agrupar el desarrollo de la vegetación herbácea para proteger más espacio abierto. Minimizar la perturbación de la vegetación natural. Minimizar la introducción y esparcimiento de especies no nativas. Reducir la erosión del suelo Reducir la energía del agua de escorrentía Reducir la energía eólica Estabilizar el suelo Propagar de manera continua las especies herbáceas pioneras para la protección del suelo en las zonas de parche con ausencia de vegetación (Barrera et al., 2007) / ventanas. Tomado de: (Dee, 2008). La conectividad se traduce en un incremento del intercambio de individuos entre poblaciones, un incremento de la persistencia local y regional de las poblaciones, reduciendo así la tasa de extinción y aumentando la tasa de colonización (EUROPARC, 2009).La similitud de vegetación entre corredores y retazos es beneficiosa, por lo cual se considera necesaria la propagación de las especies herbáceas consideradas como buenas pioneras en zonas estratégicas para la revegetalización y estimulación de la sucesión ecológica adecuada en el Bosque Las Mercedes. El establecimiento de las zonas Buffer también proporciona maneras de mitigar los impactos de cambio climático en el BM; según (Dee, 2008), Proveer un hábitat que ofrezca una variedad de refugios microclimáticos, sería una de ellas. Al diseñar zonas buffer (Dee, 2008) es importante considerar los factores de la distancia de borde en el corredor, tales como: Riesgo de parasitismo o enfermedad Mayor riesgo de depredación Condiciones microclimáticas adversas Competencia de especies invasoras Parches con ausencia de vegetación (Barrera & Valdés, 2007) o vegetación agresiva para el ecosistema, para este caso, llamadas zonas de Ventanas. ¿Cómo mitigar el efecto borde a partir del diseño de zonas o puntos buffer? Efecto de borde podría definirse como el conjunto de procesos asociados al incremento de la relación perímetro/área que se produce con el avance de la fragmentación del hábitat. Estos procesos afectan gravemente a la calidad del hábitat y provocan una pérdida de especies (Santos & Tellería, 2006).El efecto de borde consiste en la generación de microclimas variables y de condiciones edáficas dinámicas, ambos determinados por la transición entre el bosque nativo y la comunidad vegetal inducida adyacente (Peña et al., 2005). Según Dee et al. (2008), es importante considerar en el proceso detalles como: Ubicar los corredores a lo largo de bordes existentes y evitar la fragmentación de retazos de hábitat. En arbolados, crear un borde denso con transición gradual, con vegetación para reducir la penetración de los efectos de borde. Si el paisaje ya consiste de retazos dominados por bordes, un corredor probablemente no agregue impactos negativos adicionales. Es por lo anterior, que el establecimiento de vegetación herbácea pionera para la sucesión ecológica, propiciará las condiciones necesarias para el surgimiento de la vegetación densa arbórea, garantizando la función ecológica de los reservorios o bancos de semillas generados de manera natural en el ecosistema para su proceso de sucesión (Moscoso et al., 2005), lo cual protegerá el interior del bosque de los efectos tensionantes que le rodean; de manera principal, el floricultivo, que con las polisombras que lo cubren, genera una temperatura que favorece la propragación de plantas colonizadoras agresivas (Muelembeckia tamnifolia, Rubus bogotensis). Cada especie en la escala temporal de aparición ha de ser fundamental dentro de la sucesión vegetal, la clasificación general de acuerdo con su posición sucesional (DAMA , 2006) se resume en: Especies priserales (Pioneras): que han demostrado su habilidad para triunfar en áreas diversamente perturbadas por el hombre, aparecen en las primeras etapas. Especies mesoserales: Un poco más exigentes ambientalmente, aparecen en estadios sucesionales intermedios. Especies tardiserales: Más exigentes que las mesoserales en cuanto a calidad de suelo y condiciones especiales de luminosidad y microclima, se establecen y dominan en etapas tardías de la sucesión (bosques maduros). ¿Cuáles son los factores tensionantes, o barreras a la restauración que impidenla regeneración natural de los sitios a restaurar? Llámense Régimen de Disturbios a los efectos tensionantes alrededor del Bosque (Vargas, 2007), dentro del cual se encuentran, de manera más evidente, los siguientes: Limitantes Los corredores podrían ser de valor limitado para la biodiversidad si el cambio climático ocurre a una velocidad demasiado rápida como para permitir la migración y podrían, en definitiva, beneficiar sólo a aquellas especies sumamente móviles y adaptables, incluidas las especies invasoras. (Bentrup, 2008), reporta los efectos de borde documentados. Estas distancias se pueden usar para estimar la zona de impacto y para diseñar maneras de reducir dichos impactos. Barreras a la restauración a. Barreras a la dispersión b. Barreras al establecimiento c. Barreras a la persistencia d. Barreras sociales (Camargo & Salamanca, 2000) proponen unas condiciones para el tratamiento de recuperación ecológica de acuerdo con las condiciones del lugar a restaurar, consignadas en la tabla 6. Tabla 6.Condiciones del lugar Vs. Tipo de tratamiento general CONDICIONES DEL LUGAR TIPO DE TRATAMIENTO GENERAL Predominio de sustrato desnudo Introducción de herbáceas Cobertura herbácea abierta Consolidación de herbáceas Cobertura herbácea cerrada Introducción del precursor leñoso Cobertura herbácea arbustiva Consolidación del precursor leñoso Cobertura arbustiva cerrada Inducción preclimácica Cobertura de rastrojo Sombreado intensivo Bosques medianos y altos Llenado de claros y borde de ecotonos Tomado de: (Camargo & Salamanca, 2000). 6. MATERIALES Y MÉTODOS Este trabajo investigativo se encuentra dividido en cinco fases, en la primera, se identificaron las especies presentes en el BM, en la segunda se tomó la UM por el método de parcelas (Figura 8), en la tercera se aplicó la metodología propuesta por (Shannon & Simpson, 1949) para encontrar los estimadores de los índices de diversidad y a partir de ello se estableció la distribución de especies con funciones ecológicas o servicios ecosistémicos, en la cuarta se estableció un mapa de distribución de las especies herbáceas encontradas en el BM por grupos funcionales, y en la quintase establecieron zonas buffer o amortiguadores ecológicos con el fin de esbozar una idea como aporte a la estructuración de un plan de manejo y/o aprovechamiento de vegetación herbácea en el BM (Anexo 1). Figura 6. Mapa metodológico que refleja las fases contempladas para llevar a cabo el trabajo de investigación. Elaborado con el Software CmapTools Inventario de las especies vegetales herbáceas Al dar inicio al proceso, se hicieron visitas de reconocimiento que permitieron la identificación preliminar de los tipos de vegetación presentes en el Bosque, así como su forma de distribución, precisando en cada visita los detalles sobre las especies herbáceas (Van der Hammen & Rangel, 1999) (Figura 7). Según recomendaciones de (Van der Hammen & Rangel, 1999) se realizaron 64 levantamientos de 1m2. Cada grupo funcional se definió de acuerdo con su composición florística, distribución y las particularidades ecológicas. Figura 7. Mapa metodológico para el desarrollo del objetivo específico número uno de este trabajo investigativo Las fronteras, los umbrales, las interfaces y las discontinuidades definen las relaciones entre un sistema y su entorno permitiendo la aparición de diversidad, estructura espacial y de organismos vivos capaces de retener y transmitir información en medio de un universo más caótico (Camarero & Fortin, 2006). Se consideraron las 4 zonas principales del BM (Tabla 8) para seleccionar las parcelas donde se tomarían las muestras de plantas herbáceas para su posterior clasificación, el criterio para la diferenciación de dichas zonas en el bosque está dado con el imaginario de un desplazamiento en el bosque desde la periferia, hacia el centro o interior del bosque. - El método de muestreo es el de parcelas. Dicho muestreo está dado por parcelas de 1m*1m cada 50m de modo que fuese posible tomar una buena muestra del tipo de vegetación deseada para el desarrollo de este trabajo procurando que el mismo refleje la variedad florística (Beltrán K. , 2011); es decir, que calculando en el terreno, se tomaron 14 puntos a lo largo o en sentido Sur – Norte, y 4 puntos a lo ancho o en sentido Oriente – Occidente, estableciendo un total de 64 parcelas (Figura 8), proyectado con imagen satelital de Google Earth®. - Se georreferenciaron las parcelas con ayuda del equipo GPS GARMIN eTrex Legend® Cx. - Se tomaron datos acerca de las características fenológicas de las especies herbáceas observadas, en anexo 2. - Se tomó registro fotográfico a cada muestra. - Se dejaron consignadas en el Herbario del JBB muestras de las plantas herbáceas encontradas en el BM. - Se determinó la eficiencia del muestreo, para valorar si la muestra fue representativa de las parcelas referenciadas (Mendoza, 2012) (tabla 11). Tabla 7. Zonas consideradas para la diferenciación de las especies que se asociarían por grupos funcionales ZONA - Características Especies presentes en la zona Zona 1: Borde. Se expresa de manera esencial en la generación de micrositios favorables para el establecimiento vegetal, de especies persistentes (tolerantes a la sombra) cerca del borde y de especies pioneras más allá de la influencia directa del borde (Peña, Monroy, Álvarez, & Orozco, 2005). Esta zona se identifica alrededor del BM, y es donde más se encontró vegetación herbácea, pues un 70% de las especies encontradas, pertenecen a dicha franja, la cual es la que más factores de disturbio soporta porque colinda con las zonas de invernadero de la industria de floricultivo. En esta zona se precisan fronteras de tipo brusca-nítida (Camarero & Fortin, 2006). Taraxacum officinale Hypochaeris radicata Capsella bursa-pastoris Raphanus raphanistrum Desmodium sp. Trifolium pratense Trifolium repens Salvia palaefolia Oxalis conorrhiza Passiflora tripartita Phytolacca bogotensis Pennisetum clandestinum Rumex crispus Rubus bogotensis Galium hypocarpium Oldenlandia corymbosa Alonsoa meridionalis Castilleja-arvensis Solanum caripense Physalis peruviana Zona 2: Intermedia. Se identifica en la sucesión vegetal existente entre el borde y hacia el interior del BM. En esta zona se generan nuevos micrositios de establecimiento, debido a que los remanentes del ecosistema nativo influyen en las condiciones de la interfase o transición entre dos tipos de comunidad: la original y la modificada (Peña, Monroy, Álvarez, & Orozco, 2005). El tipo de vegetación hallado en esta zona es más heterogéneo, pues hay especies herbáceas junto con plántulas de árboles nativos que se están generando del banco de semillas que aportan otras especies dispersoras - aves y mamíferos - a la biomasa del BM, de manera que es evidente la función morfogenética que están desempeñando las especies herbáceas presentes en esta franja. En esta zona se precisan fronteras de tipo gradual-difusa (Camarero & Fortin, 2006). Euphhorbia peplus Salvia palaefolia Rubus bogotensis Galium hypocarpium Oldenlandia corymbosa Castilleja-arvensis Solanum caripense Solanum nigrescens Physalis peruviana Hydrocotyle andina ZONA - Características Especies herbáceas presentes en la zona Zona 3: Interna. Caracterizada por árboles persistentes que permanecen en el bosque como plantas maduras por largo periodos de tiempo, estos árboles forman parte de la estructura general del bosque, presentando menores tasas de crecimiento, fotosintéticas y de respiración; la fijación del carbono atmosférico se realiza a una velocidad seis veces menor que en las plantas pioneras, por ello presentan un ritmo de crecimiento menor, necesitando así varias décadas para alcanzar el estadio reproductivo. Los árboles persistentes producen
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