Máster Interuniversitario en Restauración de Ecosistemas

Máster Interuniversitario en

Restauración de Ecosistemas

Materia 5 - Territorio y Socioeconomía

Clases Prácticas (aula 2 E.U.I.T. Forestal)

- 8 ene. 2014 / 18:00-20:00 h: conectividad (Conefor)

- 10 ene. 2014 / 18:00-20:00 h: estructura del paisaje (Patch Analyst) - 15 ene. 2014 / 16:00-20:00 h: dinámica del paisaje y conectividad (cont.) - 24 ene. 2014 / 16:00-20:00 h: tutoría trabajo práctico

Participación de los Alumnos

Los alumnos participantes en el máster serán agrupados en equipos de trabajo formados por 5 miembros. En casos excepcionales, por motivos de ajuste del número de participantes, algún grupo podría estar formado por 4 miembros. El establecimiento de los grupos se hará de modo que al menos uno de sus miembros tenga experiencia previa suficiente en análisis espacial en entorno ArcGIS.

Evaluación

Cada grupo desarrollará las actividades en un ámbito geográfico concreto y diferente del de los restantes grupos. En dicho ámbito se seguirán los pasos que se describen a continuación, debiendo elaborar un documento literario y gráfico que se entregará antes de la evaluación final de la Materia 5: Territorio y Socioeconomía. Dicho documento servirá para el proceso de evaluación de los miembros del grupo redactor.

Objetivos

Las actividades a desarrollar durante las clases prácticas tienen por objetivo general la aplicación a un territorio determinado de los conceptos y metodologías relativas a la caracterización estática y dinámica del(os) paisaje(s) presentes en una muestra territorial. Este objetivo general se plasmará en los siguientes objetivos concretos de carácter práctico:

- Aprender a evaluar cuantitativamente las características de la estructura del paisaje. - Aprender a modelizar la dinámica de dicho patrón en un periodo de tiempo. - Aprender a cuantificar un aspecto funcional del paisaje como es la conectividad. - Aprender a pronosticar la evolución futura del paisaje.

cambios ocurridos entre ambas fechas, determinar su influencia sobre el funcionamiento del paisaje, realizar una predicción sobre lo que ocurrirá en el futuro y finalmente identificar aquellos ecosistemas susceptibles de ser restaurados.

Material documental e infraestructura informática

Para el encuadre biogeoclimático de la zona de estudio asignada, cada Grupo dispondrá de una capa (shapefile) de las Clases Territoriales CLATERES de España peninsular.

Para el estudio de los antecedentes previos de la zona asignada se consultará la página web http://www.sispares.com.

Así mismo, cada Grupo dispondrá de las capas de Tipos de Uso y Cubierta (TUC) correspondientes a los años 1984 y 2008. Estas capas (shapefiles) servirán para la realización de los análisis en las dos fechas de referencia. También se dispondrá de las capas (shapefile) de vías de comunicación (capa de líneas con los caminos, carreteras, etc. sin distinción entre tipos) para 1984 y 2008.

Como entorno informático a utilizar, se dispondrá del SIG ArcGIS, así como de su extensión Patch Analyst, instalados en un PC. Además, se utilizará el programa Conefor 2.6 y la extensión de ArcGIS Conefor Inputs.

Información y descarga de la extensión Patch Analyst para ArcGIS 9.x: y 10x:: http://www.cnfer.on.ca/SEP/patchanalyst/

Información y descarga de Conefor y la extensión Conefor Inputs para ArcGIS 9.x y 10x:: http://www.conefor.org/

Para citar Conefor:

Saura, S. & J. Torné. 2009. Conefor Sensinode 2.2: a software package for quantifying the importance of habitat patches for landscape connectivity. Environmental Modelling & Software 24: 135-139.

Etapas a cubrir en el desarrollo de las actividades:

En su primer día de práctica se tratará de:

- Aprender a utilizar Conefor para el cálculo de índices de conectividad (funcional). - Aprender a evaluar los cambios de una muestra territorial en términos de

conectividad y disponibilidad de hábitat.

Conefor está orientado a apoyar la toma de decisiones en gestión y conservación mediante la identificación de las zonas críticas para el mantenimiento o fomento de la conectividad ecológica, y es el resultado de implementar nuevos índices de disponibilidad de hábitat y estructuras de grafos. Ha encontrado ya numerosas y variadas experiencias de aplicación, desde Estados Unidos a China y desde España hasta Brasil, como se resume en http://www.conefor.org/applications.html .

Caso práctico: identificación de las zonas críticas para el mantenimiento de la conectividad del hábitat del urogallo en los Pirineos mediante Conefor.

2º día: 10 de enero de 2014

En su segundo día de prácticas se tratará de:

- Aprender a evaluar cuantitativamente la estructura del paisaje. - Aplicar la Clasificación de paisajes.

Para ello se seguirán las siguientes etapas:

Visualización de los modelos territoriales de 1984 y 2008.

Se entregan las capas de las teselas identificadas en la zona de análisis en las fechas 1984 y 2008. Estas capas han sido elaboradas mediante fotointerpretación en pantalla de las correspondientes ortofotos.

Las teselas han sido caracterizadas identificando sus Tipos de Uso y Cubierta (TUC) y recogiéndolos en un campo de las tablas de atributos de las capas, de acuerdo con la siguiente tipología:

TUC Código

Se consideran teselas del TUC Bosque aquellas de carácter arbolado con un porcentaje de cobertura del suelo superior al 20%.

Además, en las teselas de los TUC Bosque y Matorral, se ha completado otro campo de la tabla de atributos, consignando datos correspondientes al porcentaje de cobertura del suelo de las mismas con la siguiente codificación:

TUC Bosque (B):

% cobertura suelo

Código

20 – 40 1

40 – 60 2

60 – 80 3

80 – 100 4

TUC Matorral (M):

% cobertura suelo

Código

0 - 50 1

50 - 80 2

80 - 100 3

La información sobre cobertura del suelo servirá para la detección de los procesos de cambio de densificación o aclarado en estas zonas forestales.

Cálculo de los Índices de Paisaje en 1984 y 2008.

A partir de las capas de las estructuras teselares de la zona en 1984 y 2008, se calcularán los índices de paisaje correspondientes.

En primer lugar, se utilizará una hoja de cálculo para la determinación de los siguientes índices, partiendo de las tablas de atributos de las capas de teselas. Los índices deben ser calculados a nivel de clase, definida ésta por el campo TUC.

- TLA (Total Landscape Area) = Superficie total de la muestra de paisaje (ha). - NumP (Number of Patches) = Número de teselas de la muestra de paisaje. - MPS (Mean Patch Size) = Tamaño teselar medio (ha).

- PSSD (Patch Size Standard Deviation) = Desviación típica de los tamaños teselares (ha).

- PSCoV (Patch Size Coefficient of Variance) = Coeficiente de variación de los tamaños teselares (PSCoV=PSSD/MPS).

- TE (Total Edge) = Longitud total de bordes teselares (m).

- ED (Edge Density) = Densidad de bordes teselares (m/ha) (ED=TE/TLA).

- LPI (Largest Patch Index) = Porcentaje superficial de la tesela más grande de la muestra (%).

- MPAR (Mean Perimeter-Area Ratio) = Ratio perímetro-área medio. Suma del ratio perímetro-área de cada tesela dividido por NumP.

Además, también se utilizará la extensión Patch Analyst para ArcGIS. Durante el desarrollo de la práctica se darán las instrucciones necesarias para el uso de dicha extensión. Como resultado de Patch Analyst, se obtendrá una batería de valores correspondientes a los índices de Composición y Configuración que se relacionan a continuación:

Vectorial Ráster

CA MPE TLA IJI MCAI

TLA MSI NUMP SDI MCA1

NUMP AWMSI MPS SEI NCA

MPS MPAR PSCOV TCA MSIDI

MEDPS MPFD PSSD CAD PR

PSCOV AWMPFD TE MCA PRD

PSSD SDI ED CASD SHEI

TE SEI CWED CACOV SIEI

ED MSI TCAI MSIEI

AWMSI CACV1 CA

MPFD CASD1 ZLAND AWMPFD LPI C_LAND

MNN LSI DLFD MPI

Posteriormente, además de los índices calculados con Patch Analyst, se determinarán varios índices Combinados, definidos en SISPARES, a partir de los anteriores: Conectividad, Accesibilidad, Fragilidad y Vulnerabilidad.

A partir de las capas que se proporcionan de vías de comunicación en 1984 y 2008, se calculará la densidad de vías de comunicación (DC) de la muestra territorial, en m/ha, y en ambas fechas.

Conectividad (estructural): porcentaje de superficie ocupada por TUC de carácter forestal arbóreo y arbustivo. Concretamente Bosque, Repoblación, Dehesa, Matorral y Galería riparia.

Accesibilidad: Densidad de Vías de Comunicación (DC) calculada como el cociente entre la longitud de la red viaria y la superficie total del paisaje. Unidades: m/ha.

Fragilidad: IFP = IJI * CAF

Donde IJI es el Índice de Entremezcla y Yuxtaposición

CAF = (1 - |Área Forestal-Área no forestal| / 100) (TUC no forestales: Cultivo, Pasto y Urbano).

Vulnerabilidad: IVP = IFP * DC/100

3er _{día: 15 de enero de 2014}

En su tercer día de prácticas, se tratará de:

- Aprender a modelizar la dinámica del patrón del paisaje en un periodo de tiempo. - Aprender a pronosticar la evolución futura de dicho patrón.

Análisis diacrónico: cálculo de la capa y matriz de cambios.

En esta etapa se iniciará el análisis de la dinámica del paisaje. Para ello se generará una capa de cambios de los elementos teselares del paisaje, a partir de la superposición de las capas teselares de 1984 y 2008. En los casos de los TUC forestales Bosque y Matorral se considerará además la cobertura del suelo para la identificación de los cambios.

En esta etapa se utilizará el comando UNION (o INTERSECT) de la ArcToolbox de

ArcGIS.

Como resultado se generará una capa que deberá denominarse cambios8408.shp.

A partir de la tabla de atributos de dicha capa se obtendrá la correspondiente matriz de cambios, en la que queda reflejada la dinámica acaecida en la muestra territorial en ese periodo.

Utilizando dicha matriz se elaborará el correspondiente modelo de cadena de Markov, siguiendo lo explicado en las clases teóricas.

Aplicando la ecuación de dicho modelo, se deberá pronosticar cuál será la composición del paisaje en el año 2032.

Análisis diacrónico: Comparación de Índices.

Utilizando las estadísticas generadas por Patch Analyst y el resto de índices calculados, se llevará a cabo una comparación de los mismos (composición, configuración y combinados) en las dos fechas de estudio. A partir de estos se podrán elaborar tablas y gráficos que permitan la comparación entre las dos fechas. Con ello se evaluarán cuantitativamente los cambios en la estructura de los paisajes y se podrá diagnosticar la evolución sufrida en términos ecológicos.

Análisis diacrónico: Identificación y evaluación de procesos de cambio.

A partir de la capa cambios8408.shp, se llevará a cabo la identificación de los procesos responsables de los cambios acaecidos en el periodo de estudio. Los procesos que deberán ser identificados son los siguientes:

- MANTENIMIENTO: estabilidad en las teselas no forestales.

- MANTENIMIENTO DE MONTE: estabilidad en las teselas forestales.

- DENSIFICACIÓN: incremento de la densidad arbórea o de matorral en las teselas forestales.

- REPOBLACIÓN: implantación artificial de árboles forestales.

- INUNDACIÓN: anegado permanente de una tesela de cualquier TUC. - RIBERIZACIÓN: formación de una tesela de galería riparia.

- ADEHESAMIENTO: formación de una tesela de dehesa. - URBANIZACIÓN: aparición de una tesela urbana. - MATORRALIZACIÓN: cambio a TUC matorral.

- FORESTACIÓN: transformación a tesela boscosa de manera natural. - INTENSIFICACIÓN: transformación en tesela de TUC cultivo agrícola. - EMPRADIZAMIENTO: transformación a tesela de TUC pastizal-erial.

- DESERTIFICACIÓN: transformación a una tesela de suelo desnudo no agrícola. Cada una de las teselas de la capa de cambios contendrá información en su tabla de atributos sobre su TUC y cobertura al inicio y al final del periodo. Con ésta se podrá identificar el proceso ocurrido en cada una de las teselas. Una vez identificados los procesos en todas las teselas, se podrá elaborar un mapa de localización de los mismos. Así mismo, se valorarán ecológicamente los procesos, dividiendo los mismos en positivos, negativos y neutros según la siguiente clasificación:

No Cambio: Mantenimiento Forestal y Mantenimiento No Forestal.

Cambio Positivo: Forestación, Repoblación, Densificación, Adehesamiento y Riberización. Cambio Negativo: Aclarado, Empradizado, Intensificación, Desertificación y Urbanización. Cambio Neutro: Matorralización e Inundación.

4º día: 24 de enero de 2014

Tras finalizar todas las tareas y explicaciones de los días previos, cada elaborará el informe de la práctica siguiendo el índice. En esta sesión de tutoría podrán plantearse cuantas dudas surjan en la elaboración de los trabajos, así como aclaraciones sobre cuestiones prácticas puntuales. Deberán considerarse los siguientes puntos para la realización del informe: Elaboración de un informe sobre los factores formadores del paisaje.

Con todos los datos y análisis realizados anteriormente, se realizará un informe sobre los factores formadores del paisaje en el cuál deberán reseñarse: escala característica, cuantificación del patrón del paisaje, cambios y procesos y predicciones futuras. En dicho informe deberán incluirse tablas, gráficos y mapas que permitan una fácil comprensión de los puntos estudiados. Además, deberá realizarse una síntesis con los aspectos más relevantes y definitorios del paisaje y su dinámica en el territorio estudiado.

Propuesta de ecosistemas susceptibles de ser restaurados.