Metodologías para la estimación de NREF de Degradación Forestal en Chile

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Metodologías para la estimación de NREF de

Degradación Forestal en Chile

Bosques Templados

Estrategia Nacional de Cambio Climático y

Recursos Vegetacionales (ENCCRV) de Chile

JAVIER CANO - UCCSA - CONAF / JUNIO 2016

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

1. Relevancia de la Degradación

2. Definición Operativa

3. Circunstancias Nacionales

4. Fuentes de Información

5. Metodología

6. Resultados

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Circunstancias Nacionales

Equipo de trabajo

Equipo CONAF:

Javier Cano, Angelo Sartori, Osvaldo Quintanilla, Verónica Oyarzún.

Equipo Consorcio Winrock-UAustral-INFOR:

Winrock International:

Felipe Casarim, Gabriel Sidman, Anna McMurray, Timothy

Pearson.

Instituto Forestal de Chile:

Carlos Bahamondez, Yasna Rojas, Rodrigo Sagardia

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Circunstancias Nacionales

Relevancia de Degradación Forestal en Chile

20.000

ha/año

_7.000

ha/año

Incluye deforestación producto de fenómenos naturales, principalmente erupción de volcanes.

TASA DE DEFORESTACIÓN ANUAL

-65%

1990

2015

Actividad Descripción Importancia

DEG Incendios Forestales 52,2

DEG Uso insustentable de los recursos 50,6

DEG Uso del Bosque para ganadería 19,5

DEF Expansión monocultivos forestales 17,4

DEF Expansión actividad agrícola y ganadera 13,5

DEF Expansión actividad urbana 10,3

Conaf (2016)

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“la pérdida a largo plazo, inducida por el hombre (que persista por X años o más) de al menos Y% de las reservas de carbono forestal [y valores forestales] desde la fecha T y que no se califica como deforestación o una actividad elegida conforme al Artículo 3.4 del Protocolo de Kyoto”.

IPCC (2003)

“ …pérdida de un nivel deseado de mantenimiento en el tiempo de la diversidad biológica, la integridad biótica y los procesos ecológicos”.

Forest Service, USDA

INFOR, 2011

Circunstancias Nacionales

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BOSQUE NATIVO:

“bosque formado por especies autóctonas, provenientes de generación natural, regeneración natural, o plantación bajo dosel con las mismas especies existentes en el área de distribución original, que pueden tener presencia accidental de especies exóticas distribuidas al azar”.

Consideraciones:

1. Bajo el contexto de operatividad y como criterio homogeneizador, se considerará como bosque aquellas tierras definidas por el Catastro, como

Bosque Nativo, Bosque Mixto y Matorral Arborescente para las Actualizaciones de Catastros de la Ecoregión Mediterránea previas a 2013 y de las Actualizaciones de otras Ecoregiones previas a 2015.

Circunstancias Nacionales

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DEGRADACIÓN FORESTAL:

Toda aquella reducción del contenido de Carbono de un bosque (nativo), inducida por el hombre, con una intensidad que recomienda el cese de la actividad silvícola pero que no provoca un cambio de uso de suelo.

Consideraciones:

1. No se considerará como degradación las emisiones producto de actividades de Manejo Sustentable.

2. Se considerará como degradación todo cambio de uso de suelo de Matorral Arborescente o Bosque Nativo a Plantación Forestal.

3. Se considerará como degradación todo cambio de subcategoría de uso de suelo de Bosque a Matorral Arborescente.

Circunstancias Nacionales

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Norte Grande

Norte Chico

Mediterráneo

Templado

Austral

Clima árido e Hiper-árido con baja superficie forestal. Dominado por el Desierto de Atacama

Clima árido, con vegetación arbustiva y formaciones xerofíticas

Hotspot de biodiversidad, bosques esclerófilos, fuerte intervención antrópica

Mayor diversidad de tipos forestales, alta densidad de bosques y fuerte intervención antrópica

Mayor superficie forestal Nacional y de áreas de protección, baja intervención antrópica.

Circunstancias Nacionales

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Centro-Sur de Chile, alta concentración, la

mayor diversidad de bosques y fuerte

presión antrópica.

• 5 Regiones: Maule, Biobío, La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos

• 22% de la superficie Nacional (16.522.077 ha)

• 41% del Bosque Nativo (5.853.387 ha)

• 11 de los 12 tipos forestales

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ACTIVIDADES REDD+, MÉTODOS E INFORMACIÓN DISPONIBLE

Bosques que permanecen Bosques

-Degradación (Reducción de stock) -Aumentos (Crecimiento bosques) -Conservación

Diferencia de stock

Inventario Forestal Continuo Imágenes Satelitales

Fechas de información:

2001-2010

Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Bosques Templados

Cambios de uso de la Tierra

-Deforestación

-Degradación (Sustitución-Transformación) -Aumentos (Forestación-Restitución)

Perdidas y ganancias

Catastro de Usos del Suelo Inventario Nacional GEI

Fechas de información:

Región

1997

Act. 1 Act. 2 Act. 3

Maule 1999 2009 2015

Biobío 1998 2008 2015

La Araucanía 2007 2014

Los Ríos 1998 2006 2014

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Catastro de Usos del Suelo y Vegetación

Los procesos de monitoreo y actualización llevados a cabo desde el año 1998, han permitido conocer los tipos de cambio ocurridos en los distintos usos y sub-usos de la tierra, la dirección de estos cambios y la identificación en forma primaria de las causas que los explican.

Se analiza el cambio de uso de la tierra para determinar la superficie de bosques que permanecen bosques, siendo esta el área donde se aplica la metodología.

Año Base Primera

Actualización Segunda Actualización Tercera Actualización Arica y Parinacota 1997 2014 Tarapacá 201534 Antofagasta 200933 Atacama 20081 Coquimbo 2003 200833 ₂₀₁₅34 Valparaíso 2001 2013 Metropolitana 2001 2013 O’Higgins 2001 2005 2013 Maule 1999 2009 20152 Biobío 1998 2008 201534 La Araucanía 2007 2014 Los Ríos 1998 2006 2014 Los Lagos 1998 2006 2013 Aysén 2010-2011 Magallanes 2005

1_{Actualización desarrollada sólo a nivel de Sitios Prioritarios para la Conservación de la} Biodiversidad.

2_{Actualización en ejecución.}

Año Base Primera

Actualización Segunda Actualización Tercera Actualización Arica y Parinacota 1997 2014 Tarapacá 201534 Antofagasta 200933 Atacama 20081 Coquimbo 2003 200833 ₂₀₁₅34 Valparaíso 2001 2013 Metropolitana 2001 2013 O’Higgins 2001 2005 2013 Maule 1999 2009 20152 Biobío 1998 2008 201534 La Araucanía 2007 2014 Los Ríos 1998 2006 2014 Los Lagos 1998 2006 2013 Aysén 2010-2011 Magallanes 2005

1_{Actualización desarrollada sólo a nivel de Sitios Prioritarios para la Conservación de la}

Biodiversidad.

2_{Actualización en ejecución.}

1997

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Inventario Continuo de Ecosistemas Forestales

Ejecutado por el INFOR desde el año 2000, está diseñado bajo un concepto de diseño estadístico bi-etápico en conglomerados de tres parcelas circulares concéntricas de área equivalente a 500m2_{, distribuidos en una malla sistemática de 5x7 kilómetros.}

El Inventario Continuo se basa en la generación de un primer ciclo de mediciones de parcelas permanentes de muestreo completados en el período 2001-2010 y el segundo ciclo de mediciones de base anual.

El Inventario Continuo es la fuente de información base para la metodología aplicada en los Bosques Templados. _{JAVIER CANO - UCCSA - CONAF / JUNIO}

2016

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Imágenes Satelitales

Las imágenes correspondientes al periodo de datos de captura de información de terreno (2001-2010) proceden de los sensores Thematic Mapper (TM) y Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) a bordo de LANDSAT 5 y LANDSAT-7 respectivamente.

Bandas Espectrales Landsat 5 - TM Longitud de onda Resolución Espacial Banda 1 - Azul 0,45 - 0,52 µm 30 m Banda 2 - Verde 0,52 - 0,60 µm 30 m Banda 3 - Roja 0,63 - 0,69 µm 30 m

Banda 4 - Infrarrojo cercano 0,76 - 0,90 µm 30 m

Banda 5 - Infrarrojo de onda corta 1,55 - 1,75 µm 30 m

Banda 6 - Infrarrojo Térmico 10,4 – 12,5 µm 120 m

Bandas Espectrales Landsat 7 – ETM+ Longitud de onda Resolución Espacial Banda 1 - Azul 0,45 - 0,52 µm 30 m Banda 2 - Verde 0,52 - 0,60 µm 30 m Banda 3 - Roja 0,63 - 0,69 µm 30 m

Banda 4 - Infrarrojo cercano 0,76 - 0,90 µm 30 m

Banda 6 - Infrarrojo Térmico 10,4 – 12,5 µm 60 m

Banda 8 - Pancromática 0,50 - 0,90 µm 15 m

Características Sensor TM de Landsat-5 y ETM+ de Landsat-7. Fuente: LCDM Press Kit. NASA. JAVIER CANO - UCCSA - CONAF / JUNIO

2016

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Sustitución y Transformación de Bosque Nativo

Estimación de Datos de Actividad

• Basado en el Catastro de Usos del Suelo y Vegetación de CONAF y sus actualizaciones y recopila el total de cambios de uso del suelo identificados

Factores de Emisión

• Para la biomasa aérea se utilizaron factores de emisión de procedentes de la estimación de biomasa aérea del Inventario Forestal Continuo que presenta diferentes contenidos de carbono por región, de forma congruente con el INGEI.

• La biomasa subterránea es resultado de la aplicación de la relación raíz-tallo a la biomasa aérea (Gayoso, 2002) .

• Para la Necromasa, se usaron factores de emisión regional pertenecientes al INGEI del 2015 y a la vez fueron basados en el Inventario Forestal Continuo.

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Bosques que permanecen Bosques

Inventario y Monitoreo de Ecosistemas Forestales (INFOR)

• Coordinador: Carlos Bahamondez

• Adaptación y Mitigación al Cambio Climático: Yasna Rojas

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Carta de Stock

50 100 150 200 250 - 1,000 2,000 3,000 4,000 Parcela Inventario

Número de árboles por hectárea

Á rea B asal ( m 2 /Ha) n = 469 Avg NAH = 750 Min NAH = 20 Max NAH = 3.584 StD NAH = 581,1 Avg AB = 36,93 Min AB = 0,66 Max AB = 200 StD AB = 29,5

Se determina la posición de cada parcela del inventario en la Carta de Stock en base al Número de árboles y Área Basal por hectárea de cada parcela.

Cada nueva medición puede evaluarse en al carta de stock y ver en que posición se encuentra ubicada.

Metodología

Datos procedentes del mediciones de terreno del Inventario Forestal

Continuo de INFOR utilizados para el análisis de emisiones por degradación en el NREF/NRF

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

La delimitación de este umbral se estableció con trabajo de expertos en terreno y es específica para cada tipo forestal (INFOR, 2012) .

Representa el límite donde los árboles pueden desarrollar grandes copas y ocupar totalmente la capacidad del sitio pero sin excesiva competencia (Gingrich, 1967).

50 100 150 200 250 - 1,000 2,000 3,000 4,000 Parcela Inventario LINEA B

Á rea B asal ( m 2 /Ha)

Se considera la línea B como umbral de resiliencia natural de un bosque.

Se determina que en aquellas parcelas que se localizan por debajo del umbral/línea B no es recomendable la ejecución de manejos productivos.

Carta de Stock – Línea B

Metodología

Datos procedentes del mediciones de terreno del Inventario Forestal Continuo de INFOR utilizados para el análisis de

emisiones por degradación en el NREF/NRF

Bosques que permanecen Bosques

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

La carta de stock es una herramienta metodológica que permite identificar el estado de una parcela en un momento determinado.

10 20 30 40 50 60 70 80 - 200 400 600 800 1,000 1,200 Parcela Inventario LINEA B

Á rea Ba sa l ( m 2 /Ha) n = 117 Avg NAH = 341,2 Min NAH = 20,0 Max NAH = 987,8 StD NAH = 202,1 𝐴𝐵 = 𝐾𝑁𝛽 Donde*,

AB: Área Basal(m2/ha) N: Número arboles/ha K: 974,6

b: -0,67

* Parámetros calculados por INFOR con carta de stock original

Avg AB = 9,89 Min AB = 0,66 Max AB = 40,74 StD AB = 7,30

Carta de Stock

Metodología

Datos procedentes del mediciones de terreno del Inventario Forestal Continuo de INFOR utilizados para el análisis de

emisiones por degradación en el NREF/NRF

Bosques que permanecen Bosques

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

La degradación es considerada un proceso y no

estado.

La carta de stock recopila registros procedentes de

mediciones de terreno.

La carta de stock no genera información

espacialmente explícita.

Metodología

Bosques que permanecen Bosques

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

La carta de stock es una herramienta metodológica que permite identificar el estado de una parcela en un momento determinado.

50 100 150 200 250 - 1,000 2,000 3,000 4,000 Parcela Inventario

Cada parcela es localizada sobre una imagen satelital para extraer su información espectral.

Interpolación K-nn

Metodología

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Modelo de interpolación no-paramétrico modificado por Tomppo (1991) mediante la ponderación de los vecinos y aplicado ampliamente en el análisis de inventarios forestales. Permite interpolar variables de estado de rodal en forma simultánea.

1. Estimar distancia Euclideanea d_{pi, p}

2. Definir número K (elementos con verdad de terreno que presentan mínima distancia)

10

5 ),

...

(

,

,...,

_, _, _, , ₁ 1

d



d

k





d

_p _p _p _p _p _p _p _p k k                          



) ( ),..., ( , 0 ) ( ),..., ( , 1 1 1 1 1 , 1 2 , 2 , , p i p i i si p i p i i si d d w k k k j p p p p p i j i

Considerando estas expresiones, el valor estimado de aquellos píxeles no observados en terreno, se calcula como la combinación lineal:

Dónde ij(p) = parcelas de verdad de terreno más cercanas en distancia en el espacio multidimensional de las variables auxiliares.





k i i p i est

w

y

, 1 ,

Interpolación K-nn*

Metodología

3. Reordenamiento de d_{pi, p}en k vecinos más cercanos 4. Calcular un conjunto k de ponderaciones

5. Combinación lineal estima el vector de estado de rodal en pixeles sin información

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

𝑉1 𝐺1 𝑇1 𝑉𝑖 𝐺𝑖 𝑇𝑖

Interpolación K-nn*

Metodología

*Ejemplo de interpolación de INFOR (2015)

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

0 10 20 30 40 50 60 70 80 - 500 1,000 1,500 2,000 2,500 LINEA B parcelas 2001 Á rea B asal ( m 2 /Ha)

Estimación de áreas degradadas

Metodología

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

0 10 20 30 40 50 60 70 80 - 500 1,000 1,500 2,000 2,500 LINEA B parcelas 2001 Á rea B asal ( m 2 /Ha)

Estimación de áreas degradadas

Metodología

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

0 10 20 30 40 50 60 70 80 - 500 1,000 1,500 2,000 2,500

LINEA B parcelas 2001 parcelas 2010

Estimación de áreas degradadas

Metodología

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Se estima sus emisiones por pixel aplicando una función de volumen total con Área Basal/ha como variable independiente generada a partir de los datos del Inventario Forestal Continuo basados en funciones de volumen de árbol, según el modelo:

y = 2.9141x1.2478 R² = 0.9133 0 500 1000 1500 2000 2500 0 50 100 150 200 250 VOL(m 3/h a)

Area Basal (m2/ha)

VOLM

𝑉𝑂𝐿 = 𝐾𝐴𝐵𝛽

Donde*,

VOL: Volumen (m3/ha) AB: Área Basal(m2/ha) K: 2,9141

b: 1,2478

* Parámetros calculados por INFOR

Estimación de emisiones

Metodología

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Metodologías de estimación

de NREF de Degradación

3. Resultados

Degradación por Sustitución y Trasnformación a Matorral Arborescente

Resultados

SUPERFICIE (Ha) EMSIONES (Ton/CO2e/año) VII 3.287 204.642 VIII 5.520 681.951 IX 1.687 733.715 XIV 430 279.410 X 1.363 659.999 TOTAL 12.274 2.559.717

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Metodologías de estimación

de NREF de Degradación

3. Resultados

Delimitación de bosques que permanecen bosques mediante información procedente del Catastro de Usos del Suelo

TOTAL (ha) BOSQUE-BOSQUE (ha / %) VII 3.183.397 387.314 12% VIII 3.712.576 808.953 22% IX 3.183.397 1.001.795 31% XIV 1.824.915 919.778 50% X 4.845.757 2.841.419 59%

TOTAL 16.750.042 5.959.259 36% JAVIER CANO - UCCSA - CONAF / JUNIO 2016

Resultados

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Metodologías de estimación

de NREF de Degradación

BOSQUE-BOSQUE (ha( DEGRADACION (ha / %) AUMENTO (ha / %) VII 387.314 21.184 5% 50.152 13% VIII 808.953 57.988 7% 94.861 12% IX 1.001.795 28.849 3% 59.456 6% XIV 919.778 40.853 4% 77.141 8% X 2.841.419 261.028 9% 263.055 9% TOTAL 5.959.259 409.902 7% 544.665 9%

Delimitación de áreas en degradación, áreas en aumento y flujos naturales basado en la carta de stock e interpolación K-nn

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

BOSQUE-BOSQUE (Ha) SUPERFICIE EN DEGRADACIÓN (ha /%) VII 387.314 21.184 5% VIII 808.953 57.988 7% IX 1.001.795 28.849 3% XIV 919.778 40.853 4% X 2.841.419 261.028 9% TOTAL 5.959.259 409.902 7%

Superficie en degradación basado en la carta de stock e interpolación K-nn

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

SUPERFICIE (Ha) EMSIONES (Ton/CO2e/año) VII 21.184 72.428 VIII 57.988 235.496 IX 28.849 319.690 XIV 40.853 458.365 X 261.028 2.816.398 TOTAL 409.902 3.902.376

Estimación de emisiones por degradación en bosques que permanecen bosques

Resultados

Leyenda ESTADO FLUJO NATURAL DEGRADACION AUMENTO xiv Emisiones CO2 -965 - -200 -199 - -100 -99 - -50 -49 - -25 -24 - 0 25 Ton/ha/año 10-25 5-10 3-10 0-3

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Metodologías de estimación de NREF de Degradación

Resultados

Región EMSIONES (Ton/CO2e/año) VII 204.642 VIII 681.951 IX 733.715 XIV 279.410 X 659.999 TOTAL 2.559.717 Región EMSIONES (Ton/CO2e/año) VII 72.428 VIII 235.496 IX 319.690 XIV 458.365 X 2.816.398 TOTAL 3.902.376 EMSIONES (Ton/CO2e/año) VII 277.070 VIII 917.447 IX 1.053.405 XIV 737.775 X 3.476.397 TOTAL 6.462.093