BIODIVERSIDAD EN AMBIENTES FRAGMENTADOS

Debido a la cercanía del Fundo Nonguén a nuestra comunidad, a continuación se extracta una publicación reciente relacionada con la reserva ecológica de Nonguén.

1.- Introducción

La fragmentación y pérdida del hábitat, están contribuyendo enormemente a la disminución de biodiversidad y a la alteración de los ecosistemas no solamente en Chile sino en todo el mundo.
Es de gran interés para la conservación de especies, el conocimiento que se obtenga de estos estudios, a la velocidad actual con que se pierde la biodiversidad, lo que logremos conocer de estos temas es de vital importancia para mitigar o revertir esta catástrofe ambiental.

Un resumen de las investigaciones mas recientes en nuestro país, comprende temas como tamaño de los fragmentos y su aislamiento, influencia del entorno, definida como la matriz de los fragmentos. Además se investiga el papel que desempeñan las asociaciones y redes de fragmentos o parches como conjunto.
Los fragmentos de gran tamaño y los pequeños desempeñan un papel relevante en los esfuerzos que se puedan realizar, para una conservación efectiva de los diferentes ambientes de nuestro país y la rica biodiversidad que contienen.

Los paisajes a nivel mundial y nuestro país no es una excepción, están siendo reducidos a una tasa creciente. Esto significa que hábitat originalmente continuos son subdivididos en fragmentos de menor tamaño, los cuales quedan aislados por un entorno hostil conocida como la matriz, la que puede modificar profundamente la biodiversidad que había en el paisaje original y aún sobrevive en los fragmentos remanentes.

Esta influencia del nuevo entorno llamado matriz se expresa con el tiempo en una nueva forma de organizarse de la vida, en los genes, y la alteración del paisaje. Estos cambios en su mayoría implican empobrecimiento genético y pérdida de especies y disminución de biodiversidad, lo que trae como consecuencia a mediano plazo un efecto negativo para la humanidad.

2.- Herramientas Teóricas y prácticas

Con el objeto de comprender y entender este tema se explicaran algunos conceptos teóricos relacionados a la fragmentación y perdida de hábitat y su impacto sobre la biodiversidad, para luego aplicarlos sobre casos concretos de estudios.
Los esfuerzos por describir y predecir la fragmentación suponen la implementación de herramientas que puedan simplificar el paisaje y expresar cantidades y calidades de biodiversidad de estos fragmentos.
Si bien estos conceptos no describen totalmente la realidad, entregan respuestas valiosas que deben ser aprovechadas para la conservación y protección de los remanentes de biodiversidad que se quiere proteger y salvar.

Sistemas de información geográfica

Esta provee de datos valiosos para lograr una comprensión espacial de los ecosistemas los cuales es posible analizar y cuantificar en el espacio y el tiempo. Entrega datos como distancia, área, perímetro, y localización geográfica de los fragmentos. Sin embargo conceptos, tales como, proximidad, conectividad, etc. no son tan evidentes de trabajar con esta herramienta y requieren trabajar a un nivel mas técnico.


Medidas que describen el paisaje

Riqueza de fragmentos RP (s)
Esta determinada por el numero total de tipos o clases de fragmentos que conforman un ecosistema.

Densidad de riqueza de fragmentos DRP
Es la cantidad de clases de fragmentos o parches en un área determinada.

Proporción Pi (Ai/A)
Es un indicador de la composición del paisaje, compara el área de los fragmentos con el área total del paisaje en estudio.

Índices de diversidad
Son índices que miden diversidad en los paisajes estudiados, existe el índice Shannon y Simpson aplicables a fragmentos mas o menos escasos.

Tamaño y borde de los parches
El tamaño medido a través del área, el borde es medido a través del perímetro del parche.

Forma de los Parches.
Una de las medidas más fáciles de utilizar es la razón Perímetro/Área del fragmento.

Área Núcleo
Representa el área interior de los fragmentos y que no estaría afectado por el “efecto borde”, y a las variables que imperan en esa franja tales como, temperatura, humedad y luminosidad, etc. Se representa como el porcentual del área núcleo dividida por el área total del parche.

Aislamiento Proximidad
Es la tendencia de los fragmentos de estar distantes unos de otros. Es una distancia que puede ser representada mediante coordenadas euclidianas.

Conectividad
Esta relacionada con las conexiones funcionales de los fragmentos, depende del proceso ecológico a estudiar, tales como, dispersión de semillas, propagación del fuego, o de los flujos de agua en vertientes o ríos, un proceso ecológico puede estar conectado pero otro no.

A continuación se realiza una aplicación a un caso real de fragmentación
Fundo Nonguén sitio Prioritario de conservación de biodiversidad

Fotografía Satelital Fundo Nonguén - Provincia de Concepción ( Se aprecia como referencia, A la Izquierda el Río Bío Bío y al Norte la Ciudad de Concepción)
Fuente: Google Maps

El fundo Nonguén, ubicado en la región del Bío Bío, a 10 km. de la ciudad de Concepción, es uno de los últimos fragmentos de bosque costero de transición entre el bosque mediterráneo de Chile Central y el Bosque Templado del sur de Chile. El área fue declarada Sitio Prioritario para la Conservación de la Biodiversidad por la comisión Nacional del Medio Ambiente (CONAMA, 2003). Entre las razones mas importantes están su singularidad biogeográfica y su actual estado de conservación. Además, el fundo Nonguén proporciona parcialmente el abastecimiento de agua potable a las ciudades de Concepción y Penco. La calidad y cantidad de agua esta estrechamente relacionada con el tipo de vegetación que cubre la parte alta de la
cuenca del estero Nonguén.

Mapa físico del Fundo Nonguén.
Se aprecia en Color Verde Claro, los fragmentos de bosque nativo y en verde oscuro, las plantaciones forestales.

La formación vegetal que caracteriza el área es el bosque caducifolio de Concepción (Gajardo, 1994). Esta Formación, única y reducida, no se encuentra representada en el Sistema Nacional de Áreas Silvestres protegidas del Estado y su estado de conservación es precario, distribuyéndose en pequeños fragmentos fuertemente presionados por la actividad forestal. El fragmento de mayor tamaño y más representativo de esta formación vegetal se encuentra ubicado precisamente al interior del Fundo Nonguén. La presencia de numerosos fragmentos pequeños en una matriz de plantaciones forestales, cultivos agrícolas y asentamientos humanos, hacen del Fundo Nonguén y su área adyacente un caso de estudio para desarrollar un análisis espacial de la fragmentación a escala de paisaje.

Las principales amenazas del Fundo Nonguén son la corta ilegal de árboles, relacionada con la cercanía a áreas urbanas (Concepción, Chiguayante y Hualqui), además de riesgos de incendios forestales asociados a las plantaciones forestales que lo rodean y la invasión de especies exóticas, asociada a la composición de la matriz circundante.
En este análisis buscamos entender el paisaje en el cual se ubica el Fundo Nonguén, dimensionar su potencial como área núcleo para una red de conservación de fragmentos de bosque nativo, y determinar las posibilidades para aumentar la conectividad entre fragmentos.
La cobertura y uso del suelo se obtuvo a partir de la información proporcionada por el Catastro Nacional de la Vegetación Nativa de Chile a escala 1:50.000(CONAF-CONAMA, 1999). Para el análisis se supuso como hábitat el bosque nativo remanente, en general la mayoría de origen secundario, mientras que los otros tipos de cobertura fueron considerados como componentes de la matriz. Para evaluar el estado de fragmentación del paisaje y la situación particular del fragmento del Fundo Nonguén se utilizo un sistema de Información Geográfica como herramienta para obtener los datos espaciales.
A nivel de paisajes se estima: La riqueza de fragmentos (RP), La Densidad de riqueza de Fragmentos (DRP). A nivel de Parche, se estima: Tamaño o Área, razón Perímetro/Área (RPA), Índice de Forma (IF), Dimensión fractal, Área Núcleo (AN), Índice de Área Núcleo (IAN), y Distancia Euclidiana del Vecino mas cercano (DVC). Adicionalmente, para entender el potencial de la red hidrográfica como corredor biológico se evalúa la posibilidad de proteger 100 metros a ambos lados de los cursos de agua presentes en el Fundo Nonguén (Ver Figura).
En las 100.569 hectáreas que abarca el área de estudio se encuentran 371 parches de los cuales 66 parches corresponden a fragmentos de bosque nativo que, en conjunto, cubren una superficie de 7.400 hectáreas, equivalentes al 7.4% de la superficie total. El uso forestal dominado por plantaciones de especies exóticas de rápido crecimiento (Pinus radiata, eucaliptos glóbulus), y el uso agrícola, ocupa casi 75% del territorio. En términos de diversidad de paisaje, distinguimos 10 tipos de uso de suelos distintos (fig. 2), en base a la superficie del paisaje estudiado, la densidad de riqueza de Parches (DRP) es de 0,01 tipos de parches por cada 100 hectáreas.
El Fundo Nonguén es el fragmento mas extenso remanente de la zona. Su área de 3.266 hectáreas supera en gran magnitud el promedio del área de los otros 66 fragmentos de este paisaje y corresponde al 3.2% del área total. Este fragmento equivale a casi el 50% de la superficie de bosque nativo presente en el paisaje; es decir, un solo fragmento contiene la mitad del hábitat disponible para las especies asociadas a esta formación vegetal. La otra mitad se encuentra distribuida en pequeños fragmentos, la mayoría menores a 100 hectáreas. Mas de la mitad de los fragmentos poseen un tamaño menor a 50 hectáreas, existiendo una diferencia de aproximadamente 400 veces en el tamaño entre el parche mas pequeño y el de mayor superficie (3.266 vs. 8 ha.). Los parches pequeños dominan el paisaje, lo que se expresa en una mediana mucho menor que la medía (32 vs. 112 ha).
Igualmente, el Fundo Nonguén presenta la menor razón Perímetro/Área, dado su mayor tamaño y relativa regularidad de forma. Sin embargo, los valores de Índice de Forma y Dimensión Fractal mínimos corresponden a un pequeño fragmento de geometría regular. Respecto al área núcleo, considerando arbitrariamente una franja de 120 m alrededor de cada parche como el borde, el fragmento del Fundo Nonguén también presenta la mayor superficie y un Índice de Área núcleo de 87%, lo que indica un efecto de borde solamente del 13% de su área. En relación al aislamiento de los fragmentos, estos se encuentran alejados de su vecino más cercano en una mediana de 443,8 metros y un máximo que supera los 4km, indicando un grado de aislamiento significativo de los fragmentos. El diseño de un corredor biológico en función de la red hidrográfica, fundamentalmente a través de la protección y restauración del bosque en un ancho de 100 metros a ambos lados de la ribera del cause, posibilitaría la conexión de 29 fragmentos y aumentaría la superficie de bosques de 7400 hectáreas a 14803 hectáreas, es decir, es mas del 100%.

El bosque remanente en el área de estudio se presenta altamente fragmentado y reducido en sus dimensiones. La cordillera de la costa de la VIII región históricamente debe haber estado ocupada casi en su totalidad por bosques, por lo que su actual superficie de 7,4% indica una reducción superior al 90%. La riqueza de parche, representada por 10 tipos de coberturas indica, el efecto directo de la actividad humana que ha “diversificado” el uso de la tierra, lo que es visible en un mosaico de grano fino dado por la tenencia de la tierra.
Los bosques remanentes se presentan como fragmentos aislados. La variabilidad en los tamaños de fragmentos de bosques nativos indica que la presión de la actividad humana ha sido heterogénea en el paisaje, lo que para el caso de estudio es posible, entenderlo debido a la multiplicidad de propietarios o administradores del territorio. Como se aprecia en este ejemplo, el tamaño del fragmento o parche es una de las medidas más simples de obtener y de fácil interpretación; en efecto, esta medida proporciona una primera aproximación respecto de la disponibilidad de hábitat en un paisaje fragmentado.
Uno de los efectos mas estudiados de la fragmentación es el aumento de la superficie de contacto entre los fragmentos y la matriz circundante (Murcia, 1995). La fragmentación aumenta la cantidad de borde en relación con el área interior. Uno de los índices más simples de obtener y que cuantifica esta relación es la razón perímetro/área. Esta razón incrementa con la fragmentación del paisaje, por lo que podemos intuir que mientras más fragmentado es el paisaje, mayor es la posibilidad que existan efectos de borde y, en consecuencia, menor la es la disponibilidad de habitad efectivo para especies de habitad inferiores, sensibles a cambios ambiéntales generados en los bordes de los fragmentos. Otra medida útil que cuantifica la complejidad de la forma de un parche es el índice de forma. La ventaja de ese índice es que corrige el problema de dependencia del tamaño que presenta la razón perímetro –área. En Nonguén, los índices que describen la forma dan cuentan de fragmentos mas bien irregulares. Sin embargo el efecto de borde no solo depende del tamaño, la cantidad de perímetro o borde y la forma del los parches en un habitad fragmentado si no también del contraste. (Ambiental y ecológico) entre estos y la matriz que los rodea. Si suponemos que la influencia de la matriz sobre los parches logran penetrar hasta 120 metros desde el borde hacia el interior del fragmento, la disponibilidad de habitad para estas especies se reduce de 7.400 a 4.417 hectáreas. En efecto, el 50% de los fragmentos posee un área núcleo menor a 6 hectáreas. EL 23% de los fragmentos posee un área núcleo menor a 1 hectárea y 6 de ellos, debido a su tamaño y forma, no son capaces de contener áreas núcleo. Las inferencias que se pueden establecer entre esas medidas y observaciones echas en terreno son fundamentales para evaluar los efectos de la fragmentación sobre aquellas especies cuyos hábitos de vida se desarrolla a través del bosque y serian amenazadas por la fragmentación.

Respecto al aislamiento de los fragmentos, esto depende del nivel de especialización de las especies y de su capacidad de dispersión. Uno de los índices que mide el grado de aislamiento al que se encuentran los parches en un paisaje fragmentado en la distancia euclidiana entre parches vecinos. En Nonguén mas del 50% de los fragmentos se encuentran a distancia superior a 400 mts. de su vecino mas cercano. Sin embargo, esta medida es poco informativa si no la correlacionamos con capacidad de dispersión y la cantidad y calidad de habitad que una especie necesita para su supervivencia.

Lamentablemente, estos antecedentes no se conocen para las especies que habitan en el Fundo Nonguén, en Nonguén, la matriz o entorno se compone, principalmente de plantaciones forestales. Aun cuando esta matriz pareciera completamente Hostil a las plantas y animales nativos, su estructura vertical (árboles) podría permitir el establecimiento de un gradiente ecológico entre los parches de bosque nativo y las plantaciones. Esto, eventualmente favorecería la dispersión y movilidad de las especies menos exigentes en composición y calidad de habitad (Simonetti) .

El concepto de una matriz permeable para algunas especies permitiría intuir cierto grado de conectividad entre fragmentos. Sin embargo, esta misma condición de permeabilidad podría permitir también el ingreso de especies exóticas invasoras hacia los parches de bosque nativo. En efecto, en Nonguén es posible constatar la presencia de presencias exóticas tales como retamillas, pino insigne, zarza mora, entre otras al interior de los parches del bosque nativo sin embargo, es necesario realizar estudios de campo para investigar las condiciones ambiéntales, bajo las cuales y hasta done es posible que se establezcan estas y otras especies invasoras (Bustamante y Simonetti – 2205). El diseño de corredores biológicos, en función de la red hidrográfica es una alternativa factible para conectar los parches aislados. En Chile la legislación protege la vegetación ribereña de manantiales, esteros, ríos y lagos. El cumplimiento de esta normativa y la restauración de la vegetación permitirían conectar muchos fragmentos que en la actualidad se encuentran aislados (ejemplo: Cerro Cayumanqui, Cerro Alto, Confluencia etc.). En Nonguén ello permitiría la conexión del alrededor del 50% de los fragmentos, además, aumentaría la disponibilidad de habitad en 100% para las especies asociadas a esta formación vegetacional.

Aun cuando la cuantificación de los patrones del paisaje puede abrir interesantes posibilidades para entender los procesos de fragmentación, es necesario recalcar que los efectos ecológicos de la fragmentación son complejos y ocurren a múltiples escalas. Es probable que el mayor beneficio de la modelación a escala de paisaje se obtenga al analizar una especie o conjunto de organismos, mas que el evaluar el ecosistema en su totalidad, dado la complejidad y las respuestas independientes que presentan los distintos componentes de un ecosistema a un proceso de fragmentación determinado. Por lo tanto, es recomendable primero evaluar en forma general la fragmentación del paisaje, y luego es indispensable entender el comportamiento del elemento del paisaje en relación al patrón de fragmentación. Entender estos efectos será posible solo en la medida que se realicen estudios a multiescala que permitan conectar los patrones a escalas superiores con procesos a escalas menores.

(Extracto resumido de capitulo II “Biodiversidad en ambientes fragmentados de Chile: Patrones y procesos a diferentes escalas”, editores: Grez, Simonetti, Bustamante, autores: Pauchart, Aguayo, Alaback, Editorial Universitaria 2006).

Resumido por Rolando Erices