1 Riesgo de pérdida del servicio ecosistémico intermedio de control de erosión por cambios en el capital natural del suelo. Caso de estudio: Cuenca de Riogrande, Departamento de Antioquia.. Jenny Machado; Clara Inés Villegas Palacio, Juan Carlos Loaiza Usuga. Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín “Programa de Investigación en la gestión del riesgo asociado con cambio climático y ambiental en cuencas hidrográficas” CTI - COLCIENCIAS

2 Capital Natural de sueloLos suelos se reconocen cada vez como un componente clave de los SE Los cuatro componentes interconectados necesarios que se deben comprender: Evaluación del (CNS) que se caracteriza por sus propiedades inherentes y manejables. Los procesos que subyacen su formación, mantenimiento y degradación Los factores (antropogénicos y naturales) asociados a los procesos del suelo. Determinación de la prestación de otros servicios de regulación aprovisionamiento y culturales. CNS Capital Natural de suelo Dominati et al. 2010

3 Cambio en la provisión de SEArticulación Modelo de Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgo Sistemas Socioecológicos Cambio en la provisión de SE

4 Servicios Ecosistémicos BeneficiosServicios de Soporte Formación de nuevo suelo Ciclado de Nutrientes Actividades biológicas Capital Natural del Suelo (Funcionamiento del Ecosistema)  Control de Erosión Almacenamiento de agua en el suelo Regulación hidríca. Almacenamiento de carbono Regulación de N2O y CH4 Control biológico de plagas y enfermedades Protección contra tormentas Servicios Ecosistémicos Regulación Aprovisionamiento y Culturales Cultivos comerciales y de subistencia Producción animal comercial y de subsistencia Paisaje cultural Vida silvestre y hábitats carismáticos “Componente biótico y abióticos, flujos constantes de energía, materiales, reorganización a través de procesos físicos, químicos y biológicos” (Robinson et al., 2013). Beneficios Necesidades Propiedades inherentes y manejables Adaptación de la cascada función ecosistémica - servicios ecosistémicos de soporte, de regulación (intermedios) y de aprovisionamiento y culturales (finales), beneficios y necesidades (Construcción propia a partir de Fisher et al. (2009), Dominati et al. (2010), van Oudenhoven et al. (2012a), Haines-Young and Potschin (2013) y Robinson et al. (2013)

5 “Los modelos de erosión no comprenden el descenso de las propiedades del suelo y por ende los servicios ecosistémicos de regulación asociados que afectan los servicios de aprovisionamiento”. Palm et al., 2007

6 Metodología para evaluar el Riesgo de pérdida de SERCEEtapa 1. Evaluación de la Vulnerabilidad resultante (Va) Etapa 2. Elaboración de un mapa de erosión observada (Eobs) Etapa 3. Elaboración de un mapa de erosión futura teórica (Ef) Etapa 4. Construcción del mapa de cambio en el SERCE Ef > Eobs : Pérdida del SERCE Ef = Eob.: mantenimiento SERCE. Ef < Eobs : Recuperación de SERCE

7 Metodología para evaluar el Riesgo de pérdida de SERCE para caso de estudioB B’ Cuenca de Riogrande Jurisdicción: 5 Municipios de Belmira – Santa Rosa de Osos, Entrerrios, Donmatias – San Pedro de los Milagros Extensión: 1,282 km2 Número de Habitantes: aprox Temperatura: 12°C y 17°C Precipitaciones: precipitaciones totales multiaanuales de 1563 mm – 3732 mm. Río Chico Altiplano Cañón Río Porce Páramo de Belmira A A’ B B’

8 Etapa 1. Evaluación de la Vulnerabilidad resultante (Va)4 paso: Definición de las unidades de suelo espacialmente ORDEN SUELO SUBRGRUPO PUNTO Andisol Typic Hapludands 15 16 7 Typic Melanudadns 4 Typic Placudands 6 Typic Udorthents 2 Entisol Andic Udifluvents 14 1 Inceptisol Andic Dystrudepts 10 Andic Humudepts 5 Typic Dystrudepts 11 12 13 17 3 8 9 Suelos con Moderada a baja evolución pedogenética y Andisoles con Propiedades ándicas (procesos de humificación) Entisoles e Inceptisoles presentan mayor variabilidad en sus propiedades Suelos en la Cuenca a escala 1:50.000

9 Etapa 1. Evaluación de la Vulnerabilidad resultante (Va)3 paso: Identificación de BBB para identificar sitios de muestreo Para el período completo de análisis, , se observó que de ,48 ha de bosques existentes al inicio del período, ,3 ha permanecieron en bosques. Ello equivale a una probabilidad de ~73% de permanencia. Sin embargo, 2.112,10 y 1.485,38 ha en bosques se convirtieron a pastos y rastrojos, respectivamente; otras 612,63 ha en bosques se convirtieron a suelos desnudos (Ramírez, 2014) 1986 1997 2015

10 Ramírez, 2014, IGAC, 2007, POMCA, 2015

11 17 PUNTOS DE MUESTREO

12 Etapa 1. Evaluación de la Vulnerabilidad resultante (Va) PRUEBA4 paso: Levantamiento de información de propiedades inherentes y manejables en campo y laboratorio PRUEBA DESCRIPCIÓN SÍMBOLO PROCEDIMIENTO NORMA QUIMICA pH (Suelo) pH Potenciométrico NTC-5264 Materia orgánica (Suelo) M.O Colorimétrico NTC-5403 Calcio, Magnesio, Potasio, Sodio (CIC) Ca, Mg, K, Na Absorción Atómica NTC 5349 Aluminio (CIC suelos ácidos) Al Titulación Fosforo P Bray II NTC 5350 Hierro, Manganeso, Zinc, Cobre Fe, Mn, Zn, Cu NTC-5263 FISICA Textura (Suelo) Textura Bouyoucos - Densidad aparente Da Método del Cilindro Pla 2010 a Resistencia mecánica a la penetración RMP Penetrometro de Resorte eijkelkamp Estabilidad de Agregados IE Metodo de Yoder HIDROLOGICA Infiltración I Infiltrómetro de disco Perroux y White (1988) Permeabilidad Ks Permeámetro Guelph Reynolds y Elrick (1985). Curva de Retención humedad θ Método de los anillos Pla b contenido de humedad gravimétrica W(%) Laboratorio y ecuación de calculo de contenido de humedad gravimétrica

13 EJEMPLO PUNTO 1. MONTINCULOSTotal : 50 puntos EJEMPLO: Unidad de lomos Zona climática fría húmedo a muy húmedo 4B1-1 (0m) 4B2- 1 (5m) 4B3- 1(15m) 4B2- 2 (5m) 4B3- 2(15m) 4B1-2 (0m) 20 cm 40 cm 0 cm EJEMPLO PUNTO 1. MONTINCULOS 1kilo para pruebas químicas por cobertura 1 kilo para pruebas físicas (IE, CRH) por cobertura, a 3 distancias y a 2 profundidades Contenido de humedad 100 gr por cobertura 3 muestras a nivel superficial Densidad aparente por cobertura, a 3 distancias y a 2 profundidades Infiltración por cobertura a 3 distancias. Permeabilidad por cobertura a 3 distancia 4P1-1 (0m) 4P2-1 (5m) 4P3-1 (15m) 4P1- 2 (5m) 4P2- 2(15m) 4P3- 2(15m) 20 cm 40 cm 0 cm 20 cm 40 cm 0 cm 4C1-1 (0m) 4C2-1 (5m) 4C3-1 (15m) 4C1- 2 (5m) 4C2- 2(15m) 4C3- 2(15m)

14 Monitoreo Propiedades hidrológicas Análisis de laboratorioEtapa 1. Evaluación de la Vulnerabilidad resultante (Va) 4 paso: Levantamiento de información de propiedades inherentes y manejables en campo y laboratorio Muestreo Monitoreo Propiedades hidrológicas Análisis de laboratorio

15 CÓMO OBTENER UN IVS: INDICADOR DE VULNERABILIDAD DE LOS SUELOSPUNTO 2 ANDISOL ∆ t : 30 años VULNERABILIDAD RESULTANTE ∆ PDS ∆ % MO 22,56% 12,29% 10,53% ∆BC ∆BP 0,21 1,03 ∆ Dap ∆BC ∆BP 4,63 15,02 13,36 ∆ Kfs mm/hora ∆BC ∆BP 0,77 0,78 0,69 ∆ IEE ∆BC ∆BP 1986 1997 2015 B B B B P C B P P to tf to tf tf to

16 IVS: INDICADOR DE VULNERABILIDAD DE LOS SUELOSPUNTO 10 INCEPTISOL ∆ t : 30 años VULNERABILIDAD RESULTANTE ∆ PDS 0,72 0,70 0,82 ∆ Kfs mm/hora ∆BC ∆BP ∆ % MO 12,33% 19,14% 20,33% ∆BC ∆BP 0,72 0,70 0,82 ∆ Dap ∆BC ∆BP 0,15 0,03 0,17 ∆ IEE ∆BC ∆BP 1986 1997 2015 B B B B P C P P P to tf tf to tf to

17 Andisol Entisol Inceptisol %Mo Comportamiento por tipo de suelo

18 Dap Vs Cobertura

19 ∆ Dap en Andisoles : 0,23 g/cm3BBB

20 ∆ Dap en Inceptisoles: 0,3 g/cm3BBB valle valle valle

21 Abanico fluviotorrencialIE Dap Abanico fluviotorrencial

22 IVS: INDICADOR DE VULNERABILIDAD DE LOS SUELOSMetzger et al., 2006, Turner et al., 2003, Luers et al., 2003 TIPO DE SUELO (Evolución VS Variabilidad en las propiedades) PROBALIDAD DE CAMBIO DE COBERTURAS ∆ PDS PENDIENTE V(se,x,es,t) es la vulnerabilidad del sistema a la pérdida de servicio ecosistémico (se) para una celda de análisis de tamaño (x), en el escenario de cambio (es) en un periodo de tiempo (t)

23 Retos para la construcción del ISVDefinir cuales son las propiedades dinámicas que definen el factor de sensibilidad del suelo. Cómo se combinan estas propiedades dinámicas para obtener el índice final. Cómo definir el mejor modelo de erosión que permita utilizar el IVS para elaborar un mapa de erosión futura potencial. Validar si es el cambio de coberturas la que incide en las Propiedades dinámicas o es el tipo de cobertura permanente?

24 Gracias por su atenciónJenny Machado Charry Estudiante de Doctorado Facultad de Minas Departamento de Geociencias y Medio Ambiente Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín Tel: 57 (4) Extensión 46573