totora y sedimentación 20130502

YULY LORENA CAICEDO ORTIZ GERMAN NARVAEZ BRAVO GABRIELA GUERRERO DANNY BENAVIDES PEDRO GARCIA

[CARACTERIZACIN DEL AREA CUBIERTA POR TOTORA EN LA ZONA NORTE DE LA LAGUNA DE LA COCHA Y SU POSIBLE RELACIN CON

PROCESOS DE SEDIMENTACIN FLUVIO LACUSTRE.]

San Juan de Pasto, marzo de 2013

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TABLA DE CONTENIDO

pgs

INTRODUCCIN

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1. OBJETIVOS 7

1.1 OBJETIVO GENERAL 7

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

7

2. MARCO CONCEPTUAL 8

2.1 HUMEDALES E IMPORTANCIA 8

2.2 GENERALIDADES DE LA TOTORA 8

2.3 SEDIMENTACIN

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3. METODOLOGIA 11

3.1 DETERMINACION DEL AREA DE ESTUDIO 11

3.2 TRABAJO DE CAMPO 12

3.2.1 Caracterizacin de la Totora 12

3.2.2 Levantamiento batimtrico de la parte norte de la Laguna de la Cocha 13

3.3 ANALISIS DE DATOS 14

3.3.1. Informacin sobre totorales 14

3.3.2 Cartografa de batimetra e hipsometra de la parte norte de la Laguna de la Cocha

15

3.3.3. Clasificacin de imgenes satelitales para anlisis de cobertura del suelo 17

3.3.4 Procesamiento y anlisis de informacin hidroclimtica

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4. CARACTERIZACIN SEMIDETALLADA DE LA COBERTURA DEL SUELO 26

4.1. TERRITORIOS ARTIFICIALIZADOS. 26

3

4.1.1 Zonas urbanizadas 26

4.2 TERRITORIOS AGRCOLAS. 27

4.2.1 Cultivos anuales o transitorios 27

4.2.2 Pastos. 28

4.2.3 reas agrcolas heterogneas 30

4.3 BOSQUES Y REAS SEMINATURALES. 32

4.3.1 Bosques 32

4.3.2 reas con vegetacin herbcea y arbustiva. 35

4.4 REAS HMEDAS. 37

4.4.1 reas hmedas continentales 38

4.5 SUPERFICIES DE AGUA. 39

4.5.1 Aguas continentales

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5 CARACTERIZACION GEOMORFOLGICA DEL SECTOR NORTE DE LA LAGUNA DE LA COCHA

41

5.1 RELIEVE DEL MODELADO GLACIAR HEREDADO 41

5.1.1 Circos glaciares 41

5.1.2 Agujas 41

5.1.3 Valles o artesas glaciares 42

5.1.4 Morrenas 42

5.2 RELIEVE DE MODELADO DENUDACIONAL 43

5.2.1 Laderas moderada a fuertemente escarpadas. 43

5.2.2 Colinas y lomeros 44

5.2.3 Isla. 45

5.2.4 Escarpes 48

5.3 GEOFORMAS DE TIPO AGRADACIONAL 49

5.3.1 Depsitos coluvio aluviales 50

4

5.3.2 Depsitos fluvio-lacustres 50

5.3.3 Deltas fluvio-lacustres. 54

5.4 RELIEVE SUBACUATICO 56

5.4.1 Terrazas subacuticas 56

5.4.2 Planos de sedimentacin fluvio-lacustre 59

5.4.3 Depresiones.

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6. CARACTERIZACION HIDROCLIMATICA DEL SECTOR NORTE DE LA LAGUNA DE LA COCHA

64

6.1 TEMPERATURA 65

6.2 HUMEDAD RELATIVA 66

6.3 BRILLO SOLAR 67

6.4 PRECIPITACION TOTAL 67

6.5 NIVEL DEL AGUA 68

6.6 RELACION PRECIPITACION NIVEL DEL AGUA

69

7. CARACTERIZACIN BIOLOGICA DE LA TOTORA EN LA ZONA NORTE DE LA LAGUNA DE LA COCHA.

72

7.1 DENSIDAD Y MORFOMETRA DE LA TOTORA. 72

7.2 FLORA ASOCIADA A LA TOTORA. 77

7.3 FAUNA ASOCIADA A LA TOTORA 77

7.3.1 Oxyura jamaicensis 79

7.3.2 Phalacrocorax brasilianus 79

7.3.3 Bubulcus ibis 79

7.3.4 Egretta thula 80

7.3.5 Egretta caerulea 80

7.3.6 Porzana carolina

7.4 ANALISIS Y DISCUSIN 80

5

7.4.1 Estado de la totora en la zona norte de la Laguna de la Cocha 80

7.4.2 Fauna y flora asociadas a la totora

81

8. CONCLUSIONES

83

9. RECOMENDACIONES

85

10. BIBLIOGRAFIA 88

6

INTRODUCCIN El Humedal Ramsar de la Laguna de La Cocha o Lago Guamus, es la segunda laguna alto andina ms grande Colombia, provee diversos hbitats a diferentes especies de flora y fauna, adems de nmeros servicios socioeconmicos y ambientales a la poblacin riberea del Encano. Una de las principales especies vegetales que domina y caracteriza parte de la estructura fisionmica de las macrfitas en el lago es la Totora (Schoenoplectus californicus), que desempea diferentes funciones y tiene nmeros usos por parte de la poblacin. En este sentido, es importante establecer la distribucin de la totora en la zona norte de la laguna de la Cocha as como diferentes caractersticas biolgicas que permitan establecer relaciones con procesos de sedimentacin con el fin de aportar y fortalecer la informacin con respecto a este tema, lo cual es indispensable en la toma de decisiones como herramientas fundamentadas de conservacin para este ecosistema.

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1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL Caracterizar el rea cubierta por Totora en la zona norte de la Laguna de la Cocha y determinar si existe relacin con procesos de sedimentacin fluvio-lacustre. 1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Realizar la caracterizacin de los totorales en la zona norte de la Laguna de la Cocha.

2. Mapificar la superficie actual cubierta por totorales en la zona norte de la Laguna de la Cocha.

3. Elaborar un levantamiento batimtrico de la parte norte de la Laguna de la Cocha.

4. Identificar las posibles relaciones existentes entre la cobertura del totoral y las geomorfas subacuticas indicadoras de sedimentacin.

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2. MARCO CONCEPTUAL

2.1 HUMEDALES E IMPORTANCIA Se define como humedales a zonas donde el agua es el principal factor controlador del medio y la vida vegetal y animal asociada a l. Los humedales se desarrollan en reas donde la capa fretica se halla en la superficie terrestre o cerca de ella o donde la tierra est cubierta por aguas poco profundas (Secretara de la Convencin de Ramsar, 2006). La Convencin Ramsar, un tratado intergubernamental sobre conservacin y uso sostenible de los recursos naturales, aplica diferentes criterios para determinar humedales que queden sujetos a su disposicin, teniendo en cuenta que los humedales figuran entre los medios ms productivos del mundo; son cunas de diversidad biolgica y fuentes de agua y productividad primaria de las que innumerables especies vegetales y animales dependen para subsistir; dan sustento a altas concentraciones de especies de aves, mamferos, reptiles, anfibios, peces e invertebrados (Secretara de la Convencin de Ramsar, 2006). Por sus caractersticas particulares, el Complejo de Humedales: Humedal Ramsar Laguna de la Cocha, fue declarado por decreto 698 del 18 de abril de 2008. Es uno de los ms extensos humedales altos andinos de Colombia y uno de los ms importantes complejos acuferos del sur-occidente colombiano; se considera como el nico cuyo ciclo hidrolgico no ha sido severamente afectado. Est formado por importantes humedales asociados en un complejo de ecosistemas naturales continentales altoandinos, de aguas dulces corrientes y estancadas, permanentes y temporales, conformado por turberas de pramo zonal y azonal, areas lacustres, y cinagas y pantanos de planicies inundables interconectadas que funcionan integralmente (Corponario, 2011). En este sentido, su declaratoria se constituye como una herramienta fundamental para desarrollar procesos de conservacin de estos ecosistemas que actualmente presentan diferentes amenazas. 2.2 GENERALIDADES DE LA TOTORA La Totora o Schoenoplectus californicus (C.A.Mey) Soyak es un macrfito del Nuevo Mundo que se distribuye hasta los 4000 metros, en sitios que pueden estar inundados; abundan en sectores de la ribera de los humedales, es un recurso renovable que crece en forma natural a manera de cinturn que rodea el espejo de agua de las lagunas altoandinas formando un ecosistema de vida silvestre de flora y fauna (Maca Balslev, 2000; Hernndez & Rangel, 2009). Pertenece a la familia Cyperaceae, es una hierba perenne, de escaso porte, fasciculada, con races adventicias y fibrosas que no desarrollan pelos radicales y se originan del tallo subterrneo; posee una parte de tallo fuera del agua (tallo areo) y la otra parte sumergida dentro del agua y el substrato de fondo (tallos subterrneos o sumergidos en el agua). El tallo areo generalmente alcanza alturas de 2 a 4 metros, conformado por un tejido esponjoso que en su interior contiene

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aire que favorece el flotamiento en el agua; el tallo subterrneo es un rizoma donde observa una corteza blanca sin clorofila y un cilindro central con muchos haces libero leosos. Posee inflorescencia tipo Umbela, la flor est rodeada por un conjunto de hojas pequeas trasformadas que rodean a los verticilos frtiles de las flores, que carecen de spalos y ptalos. Tiene reproduccin sexual mediante semilla y asexual mediante vstagos, considerando que la segunda es la ms utilizada por los mejores resultados, logrando un rpido prendimiento y desarrollo (Proyecto Especial Binacional del Per, 2000). Schoenoplectus californicus es una especie hidrfita emergente que crece en suelos inundados de forma permanente o temporal, desde ambientes dulceacucolas hasta salobres, donde puede haber influencia de mareas. Habita tanto la zona litoral de sistemas lnticos como las mrgenes de sistemas lticos, dado que tolera diferentes intensidades de la energa del agua. Esta especie tolera la inundacin pero es limitada por altos niveles de agua restringiendo su distribucin aguas adentro. Crece en aguas de ms de 1 m de profundidad (Tur & Rossi 1976). En cuanto a su uso, la totora es una especie vegetal de mucha importancia socio econmica. Es un recurso Utilizado artesanalmente para la fabricacin de esteras, balsas, aventadores, entre otras artesanas tiene races etno-histricas muy profundas, los mismos que datan desde la poca prehispnica. Los indios de la comarca de Quito empleaban las esteras como cama de dormir y como mantel para poner los alimentos; estos mismos productos fueron tambin gneros de tributo para el inca, lo cual revela su gran utilidad en aquellos tiempos (Proyecto Especial Binacional del Per, 2000; Palomino y Cabrera, 2008). De igual forma, al norte de Chile, en Arica, se utilizaba para la elaboracin de recipientes o vasijas para el transporte de vino y productos de comercio a travs de navos y animales de carga. En Per, en el Lago Titicaca, se acostumbraba construir las casas sobre balsas de totora y se teja esteras para el servicio de Gobernadores y Caciques, tambin se confeccionaba orejeras de totora con fines de transformarlo en un artculo de adorno personal (Palomino y Cabrera, 2008), tambin es utilizada como alimento para el hombre y los animales (Heisner, 1978.). Mientras que en Ecuador, es considerada de gran importancia econmica y cultural para las comunidades indgenas; los tallos se usan para confeccionar esteras que se comercializan por todo el pas y cantidades pequeas se exportan a Colombia, Per, Estados Unidos e Italia (Maca Balslev, 2000). Por otra parte, la totora al estar asociada con otras especies acuticas emergentes y sumergidas que tambin tienen un papel importante en la composicin de los ecosistemas, funciona como proteccin (corta viento) evitando las oleadas y por tanto, favorece a la formacin de un microclima especial para el desarrollo de la flora y fauna circunlacustre (Proyecto Especial Binacional del Per, 2000). Se ha experimentado el uso de totora como alimento para animales, particularmente su utilizacin con ovinos y animales menores, determinando que la parte sumergida de la totora es altamente digestible y nutritiva en comparacin con la parte area de la planta, constituyendo un recurso alimenticio bsico en el engorde de ganado y animales menores (Proyecto Especial Binacional del Per, 2000). As mismo, la Totora tambin es utilizada como un purificador biolgico de aguas contaminadas

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con minerales pesados como es el hierro y plomo, observando que la totora extrae mayores proporciones de estos minerales contenidos en el agua, neutralizando el PH del agua. De igual manera, es purificador de aguas eutroficadas con la extraccin de nitrgeno y fsforo, favoreciendo a la descontaminacin y purificacin del agua, contribuyendo a la oxigenacin (Arce L. & Alvarez C. 1990). 2.3 SEDIMENTACIN La sedimentacin es el proceso de acumulacin de materiales despus de haber sido erosionados y transportados. Es el ltimo proceso de la morfognesis o formacin de formas del relieve. Las caractersticas de los depsitos dependen de la naturaleza del agente de transporte. En el caso de los ros, mares o viento, el material se deposita cuando el movimiento en el medio se reduce por debajo de la velocidad de deposicin de la carga. En el caso del hielo la deposicin se produce cuando encuentra un obstculo o cuando la masa de hielo alcanza su mxima extensin espacial (Solano & Salas, 2011). Los procesos sedimentarios en los lagos estn marcados por el aporte de minerales y material orgnico alognicos y, por la modulacin biolgica estacional del desplazamiento de los equilibrios qumicos, que intervienen en la formacin de compuestos insolubles endgenos como pueden ser carbonatos y sulfuros (Rieradevall et al. 1990). Se han referenciado dos parmetros principales que controlan la distribucin de los sedimentos en un lago; por una parte, la relacin entre elementos alctonos de origen detrtico y elementos autctonos de origen biogeoqumico y, por otra parte, la naturaleza de la sedimentacin biogeoqumica (Rodrigo & Wirrmann, 1991). En algunos lagos, amplias zonas litorales existen entre el margen y el rea de aguas profundas donde las columnas de sedimento generalmente se colectan. Una vez que materiales alctonos arriban a la zona litoral son sometidos a procesos fsicos (como la retencin de partculas) y biolgicos (como la absorcin de nutrientes en solucin por las macrfitas) cuya actividad promueve el estancamiento de dichos materiales en esta zona. En zonas litorales densamente cubiertas de macrfitas, dichas plantas contribuyen a regular el funcionamiento total del ecosistema lacustre en parte debido a la influencia que ejercen en el desplazamiento de nutrientes (C, N, P) y sedimentos cuando stos pasan de la vertiente hacia las partes profundas del lago (Binford et al., 1991).

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3. METODOLOGIA 3.1 DETERMINACION DEL AREA DE ESTUDIO La Laguna de la Cocha hace parte del Corredor Andino Amaznico Norte, Ecorregin Bordoncillo Patascoy - La Cocha, localizado entre las coordenadas 0 53 28.55" y 1 20 36.40" de latitud Norte y 76 50 50.41" y 77 14 17.37" de longitud Oeste, en el sur occidente colombiano, comprende alturas entre los 2760 y 3400 metros y tiene una extensin de 110.407.7 has, de las cuales 40.076.6 has corresponden al Humedal Ramsar Laguna de La Cocha Figura 1 (CORPONARIO, 2011). Figura 1. Espaciomapa del rea de estudio.

Fuente: Esta investigacin

Geogrfica y climatolgicamente esta Ecorregin es considerada un rea estratgica, rica en diversidad de ecosistemas con recursos hdricos, formada por la estrella fluvial del pramo de

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Bordoncillo y el Cerro Patascoy, en donde las fuentes de agua corren hacia las dos grandes vertientes pacfica y amaznica, sectorizadas en tres cuencas: ro Guamus, ro Putumayo y ro Juanamb (CORPONARIO, 2011). La cuenca del Ro Guamus de la cual hace parte el Humedal Ramsar Laguna de La Cocha, se localiza al Sur-Oriente del Departamento de Nario, con un rea de 47.715.2 hectreas correspondientes al 42.88% del total de la ecorregin Bordoncillo - Patascoy y se constituye como una parte importante del total de la Cuenca del ro Guamus, cuyas aguas confluyen a la gran cuenca del ro Putumayo y sta a la vez es uno de los afluentes del ro Amazonas. En la cuenca alta del ro Guamus, la dinmica hdrica est asociada al sistema lagunar; todas las microcuencas de la parte alta, tales como Ro El Encano, Quillinsayaco, El Laurel, Afiladores, Santa Marta, Ramos, Romerillo, confluyen sus aguas en el Lago Guamus para luego ser evacuadas gradualmente hacia el ro Guamus. La cuenca del ro Guamus tiene una oferta de 503.6 m3/seg, lo que permite ver la riqueza hdrica de la zona, conformada por 4 subcuencas (CORPONARIO, 2011):

La Subcuenca del Lago Guamus. Es la ms extensa reserva hdrica del corredor Andino Amaznico Bordoncillo Patascoy, presenta un rea de 22557.2 hectreas y cubre el 19.85% del total del rea de la cuenca, rene un grupo de diversos ecosistemas acuticos en estado natural y seminatural, extensos pramos y relictos de bosques alto Andinos en buen estado de conservacin.

Subcuenca del ro Estero. Cubre una extensin de 9346.4 has, y representa el 8.38% del total de la ecorregin.

Subcuenca alto ro Guamus. Presenta una superficie de 12.967 has, de la cual hacen parte los ros Guamus Alto, Guamus Medio, La Loriana y la unidad de manejo hdrico Patascoy.

Subcuenca Alto ro Alsales. Con 47.901 Ha., los principales afluentes son: Quebrada Blanca y ro Alsales alto, que se unen aguas abajo, formando el ro Sucio, el cual lleva sus aguas al ro Guamus y por ltimo al ro Putumayo.

3.2 TRABAJO DE CAMPO 3.2.1 Caracterizacin de la Totora. En el muestreo de totora se empleo una lancha propulsada con motor para realizar los recorridos por las mrgenes del totoral en la zona norte del Lago Guamus, se seleccionaron reas de 1 m2 previamente definidos en un cuadrante (Fig. 2). En total, se muestrearon 57 transectos o puntos de muestreo que fueron georeferenciados (Figura 3); en cada uno de los puntos se estableci la densidad de totora, estados (verde, seco, verde-seco), medidas morfomtricas (altura total, altura a nivel de profundidad, base, centro, punta). Adicionalmente, se registraron observaciones que permitieran establecer otras caractersticas biolgicas, toda la informacin recolectada en campo se complemento con la toma de fotografas desde diferentes ngulos (Proyecto Especial Binacional del Per, 2000; Sabaj-Viveka, 2011).

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Figura 2. Cuadrante de 1 m2 utilizado en la medicin de Totora.

Fotografa: Yuly Caicedo, 2012

Figura 3. Puntos de muestreo de Totora (Schoenoplectus californicus) en la zona norte del Lago Guamus.


3.2.2 Levantamiento batimtrico de la parte norte de la Laguna de la Cocha. Se medi la profundidad en 250 puntos localizados con GPS en la parte norte de la laguna de La Cocha (Figura 4), con el propsito de elaborar el mapa batimtrico e identificar rasgos morfolgicos

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sobresalientes en la orilla del lago. Adicionalmente, se realiz medicin de alturas en 15 puntos localizados con GPS en la isla de La Corota, con el propsito de elaborar un mapa de curvas de nivel de la isla. Figura 4. Puntos donde se realiz medicin de profundidades. En rojo los puntos de altura en la Isla La Corota.


3.3 ANALISIS DE DATOS 3.3.1. Informacin sobre totorales. Como se tienen datos de densidades con distribuciones discretas, se realizaron directamente pruebas no paramtricas. Para establecer si existen diferencias significativas en las densidades entre los estadios de la totora: verdes, secos y verde-secos se realiz una prueba de Kruskall Wallis mediante el uso del programa PAST. Se realizaron histogramas de frecuencia con los datos de densidad y morfometra de la totora utilizando Excel para Windows. Adicionalmente se realiz una prueba de correlacin de Pearson para los datos de altura y profundidad, con el fin de conocer si existe una relacin directa (positiva) o inversa (negativa); en este caso se utiliza una prueba paramtrica, debido a que los datos de altura y profundidad son continuos.

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3.3.2 Cartografa de batimetra e hipsometra de la parte norte de la Laguna de la Cocha. Tras la recopilacin de informacin en campo, los datos adquiridos son sometidos a un proceso de georreferenciacin e interpolacin, lo cual implica la espacializacin de la informacin y de igual manera la disposicin de la informacin para ser tratada en formato digital por medio de software especializado en Sistemas de Informacin Geogrfica. Que nos permite procesar, analizar e interpretar la informacin por medio del manejo de bases de datos y representacin grfica de la misma. Los datos han sido levantados por medio del uso de dispositivos receptores GPS, los cuales permiten asimilar informacin de diferentes clases, pero especialmente y la mas relevante es la posicin, en formato X,Y,Z; lo que quiere decir que tenemos la ubicacin en cuanto es a Latitud y Longitud (o dado el caso, la referencia Este y Norte cuando se trata de datos proyectados) y adicionalmente la altura relativa sobre el nivel medio del mar, triangulados desde la seal satelital y este dato de altura es rectificado mediante el uso de un altmetro anlogo, con el fin de incrementar la precisin y exactitud de la hipsometra generada para la investigacin. Todo es tabulado y complementado con los datos de agenda de campo, es decir con la informacin especfica que se ha levantado o para el fin que se ha dispuesto la informacin, por ejemplo y para el caso del estudio separar la informacin sobre muestras biolgicas o la medicin batimtrica, la ltima complementada por medio del uso de una sonda diseada para este caso, la cual es sumergida en diferentes puntos, estructurados en rutas especficas lo cual nos arroja los diferentes datos de profundidad del lago para cada medicin. El producto de estos procesos y procedimientos se denomina malla de puntos, la cual nos da la posibilidad de interpolar los datos altimtricos y de profundidad en relacin a la altura sobre el nivel medio del mar del Lago Guamues para generar las curvas de nivel del lago y de la Isla La Corota. Por medio de la interrelacin estadstica de los datos altimtricos y las distancias entre puntos vecinos. A continuacin se representan los puntos recopilados y las curvas de nivel generadas, por medio del algoritmo Kriging1, que est disponible en varios software como el ArcView de ESRI o en el caso el Surfer.

1 Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Krigeaje

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Figura 5. Puntos de muestreo para determinar profundidades en varios sectores del lago


Figura 6. Isolneas generadas para batimetra en el lago e hipsometra en la isla


Ya con estas bases cartogrficas, se puede disear un modelo digital de elevacin (DEM) para generar un modelo tridimensional de la informacin. Figura 7. Modelo digital de elevacin para el lago, la isla y las zonas prximas


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Respecto al mapa base topogrfico, Las alturas externas al lago y la Isla han sido extradas del SRTM2 (Shuttle Radar Topography Mission) de la NASA, modelo de elevacin digital generado a partir de levantamiento topogrfico por medio de radar con una resolucin espacial de 30m. Con la validacin de la cartografia del IGAC a escala 1:25000 correspondiente a las planchas topogrficas 429 II D y 429 IV B. Igualmente se generaron las corrientes hdricas mediante modelado con algoritmos especficos de relleno, direccin de flujo y acumulacin por medio del software ArcGIS. Es as como la cartografa temtica ha sido complementada, en primer lugar la vectorial de altimetra, corrientes hdricas, vas e infraestructura extradas de la cartografa oficial del Instituto Geogrfico Nacional al igual que las toponimias y los nombres de las quebradas y ros. 3.3.3. Clasificacion de imagenes satelitales para anlisis de cobertura del suelo. Las imgenes satelitales fueron un insumo fundamental para determinar no solo la cobertura del terreno, sino tambin para establecer el lmite del espejo de agua, el rea de cobertura de totorales, las zonas construidas y las caractersticas de las geoformas del relieve. Para la realizacin de la clasificacin de la cobertura, se adquirieron dos imgenes satelitales una LandSat de 2002 y la otra Aster 2011, todos los procesos como la rectificacin, georeferenciacin, ortorectificacin, correccin de corrimiento entre imgenes, correccin radiomtrica y topogrfica que se les realizo a las imgenes, se tuvo en cuenta el ESTUDIO DEL CAMBIO DE LA COBERTURA VEGETAL EN EL AREA DE INFLUENCIA OCCIDENTAL DEL P.N.N. COMPLEJO VOLCANICO DOA JUANA - CASCABEL PERIODO 1989-2011. La primera actividad que se les realiz a las imgenes es la rectificacin, el cual es un proceso que consiste en proyectar los datos de un plano, de acuerdo con un sistema de proyeccin cartogrfica. La asignacin de coordenadas de mapa a una imagen se conoce como georeferenciacin y que para este caso se utiliz las coordenadas planas Magna Colombia Oeste, debido a que todos los sistemas de proyeccin cartogrfica estn asociados con coordenadas de mapa, la rectificacin incluye la georeferenciacin. Luego se realiz la ortorectificacin, que consisti en remover la distorsin geomtrica presente en las imgenes ocasionadas por la orientacin del sensor satelital y los errores sistemticos asociados con la imagen. Como resultado, se obtuvo una homogenizacin de las imgenes satelitales a ser procesadas. A continuacin se explica el procedimiento que se sigui para el procesamiento de las imgenes para la rectificacin del corrimiento entre imgenes3.

Correccin de corrimiento entre imgenes. esta correccin se realiz en el programa ERDAS, y consisti en convertir las dos imgenes a un solo tipo de resolucin con la herramienta

2 Disponible en: http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/

3 GUERRERO. ORTEGA. Estudio del cambio de la cobertura vegetal en el rea de influencia occidental del Parque Nacional Natural (P.N.N.) complejo volcnico Doa Juana - Cascabel perodo 1989-2011. San Juan de Pasto. 2012. Pg.43

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acin Digital (DEM) con resolucin de 30,56 metros y se homogenizaron las imgenes a la resolucin de dicho modelo. Posteriormente de la conversin de resolucin, se procedi a hacer el empate de las imgenes a una sola de ellas mismas; es decir, que cuando se sobreponga una imagen de ellas sobre

Se tom un punto de control de terreno (GCP) a nivel de pixel y se dej que el software automticamente tome los dems puntos de control en comn, luego se eliminaron los puntos que presentaban el mayor valor de error con el fin de disminuir el (RMS) que en el programa es el indicador del margen de error. Como resultado se obtuvo un empate en el cual ya no se observ ningn tipo de corrimiento entre las imgenes4.

Correccin radiomtrica y topogrfica. Es esencial para la realizacin de estudios multitemporales de cobertura del suelo, aplicar a las imgenes, otros procesos como: mejoramientos radiomtricos y mejoramientos topogrficos adems de los mejoramientos espectrales. El proceso de mejoramientos radiomtricos y topogrficos que se realiz, consisti en hacer correcciones en la incidencia de la atmosfera sobre la imagen al momento de la toma, ya que el satlite lo que hace, es captar la radiancia de la vegetacin con influencia de la misma atmosfera, el relieve, la posicin del sol etc. Estos mejoramientos establecen una homogenizacin en las caractersticas de luminosidad, sombras, relieve, entre otros, de la imagen a nivel de pixel y las caractersticas de radiancia y reflectancia. Estas dos ltimas son las que se denominan la Correccin Radiomtrica. Adems de los anteriores ajustes, se hizo un mejoramiento atmosfrico que consiste en eliminar las partculas que se encuentran suspendidas en la atmosfera por la niebla del vapor de agua. Estas influyen en la seal grabada a la hora de la toma de la imagen, variando las condiciones de iluminacin, haciendo que la interpretacin sobre stas vare. El objetivo de la correccin radiomtrica y atmosfrica es convertir los niveles digitales de la imagen de satlite que van en un rango de 0 a 255, a valores de reflectividad, de tal manera que sean lo ms parecidos a la realidad del momento de captura de la imagen por satlite. Para esta correccin, se instalo en el programa ERDAS el modulo de ATCOR, mediante el cual se realizaron las correcciones atmosfricas y topogrficas Es indispensable que las correcciones que se realicen a las imgenes, no solamente sean

4 Ibd. pg. 44

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pendiente, la elevacin, y otras variables con las cuales se genera mapas de pendientes, aspectos y sombras indispensables para la correccin topogrfica. Para el proceso anteriormente mencionado se utiliz el modelo de elevacin digital (DEM), las imgenes LandSat y los metadatos de estas mismas. Luego de haber creado estos mapas de pendientes, aspecto y sombras, se procedi a

proyecto para la correccin de bruma. Para este proceso se utiliz algunos datos de los metadatos de las imgenes, el DEM y las imgenes homogenizadas a resolucin de 30.56 metros. Posteriormente de introducir algunos archivos y datos al programa, se indica al software que

presencia de neblina dentro de la escena. Cuando la imagen contiene nubes, en algunos casos solamente se nota un ligero cambio en los bordes de estas mismas. En consecuencia, la presencia de bruma y/o neblina para estas imgenes es bastante baja, dado que, atmosfricamente se encuentra la conformacin de nubes como tal y no se observa neblina o bruma. Por lo anterior, la evidencia de este proceso en las imgenes tratadas es muy mnima. Realizado el anterior proceso, se habilita automticamente en el programa (Atmospheric Correction); esta herramienta hace la correccin atmosfrica y topogrfica, la cual nos da como resultado una imagen precisa, clara, plana y sin sombras Con ATCOR se convirtieron los valores de radiancia de las imgenes a valores de reflectividad aparente; se elimin los efectos de iluminacin atmosfrica y solar para hacer una comparacin multitemporal precisa a las imgenes de satlite. Este mdulo de ATCOR tambin permiti mejorar los resultados de la deteccin de cambios y mejorar la identificacin de los algoritmos de clasificacin5.

Clasificacin de cobertura vegetal de las imgenes satelitales. La clasificacin de las imgenes satelitales se la realizo en el programa ERDAS; este proceso bsicamente consiste en agrupar los pixeles en un nmero finito de clases individuales o de categoras de datos, con base en los niveles digitales de los datos de la imagen, con el fin de identificar las diferentes clases y/o tipos de cobertura.

las dos las imgenes a procesar, puesto que sta clasificacin es ms controlada que la clasificacin no supervisada. Esta clasificacin como su nombre lo indica, hay que corroborar en campo la informacin

5 Ibd. pg. 45

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obtenida y corregir los datos dudosos al igual que los faltantes que resulten por carencia de informacin; principalmente por nubes y sombra. Luego de hacer este muestreo digital, se generaron polgonos para cada tipo de cobertura y se realiz edicin directa por sobre-posicin de polgonos sobre la imagen satelital; por lo cual, su descripcin de edicin se la aborda ms adelante6.

Adaptacin de la metodologa de clasificacin Corine Land Cover. Despus de obtener la clasificacin en ERDAS, para la elaboracin de los mapas de cobertura vegetal, se procedi a cambiar de formato la imagen resultante, es decir, se la paso de formato raster a vector para ser editada en Arcgis. Para este proyecto se utiliz la nomenclatura de cobertura utilizada en el programa europeo Corine Land Cover, como se tuvo dos reas de clasificacin, porque en la imagen LandSat alcanzaba a cubrir la cuenca norte de la cocha, se la denomino rea 1, adems que se trabaj a una escala 1:25.000 y con una unidad mnima de mapeo de 5 has; para el rea 2, se clasifico el sector de El Encano, la unidad mnima de mapeo fue de 2.5 has y se trabajo a una escala 1:10.000. De esta manera se obtuvo dos leyendas que ms adelante se indican.

Leyenda de los mapas de cobertura del suelo La delimitacin de las diferentes unidades expuestas en la leyenda de los mapas de uso y cobertura vegetal del suelo se realiz teniendo

Cobertura de la Tierra Cuenca Magdalena Cauca. Metodologia Corine Land Cover Adaptada 7.

A continuacin se presentan las categoras con sus niveles y subniveles utilizados para la elaboracin de los mapas de cobertura:

Tabla 1. Leyenda mapas de cobertura rea cuenca la cocha, parte norte.

1.TERRITORIOS ARTIFICIALIZADOS

1.1 Zonas Urbanizadas 1.1.1 Tejido urbano continuo

1.1.2 Tejido urbano discontinuo

2. TERRITORIOS AGRICOLAS

2.1 Pastos 2.1.1 Pastos Encharcados

2.1.2 Pastos no Inundables

2.2 reas agrcolas heterogneas 2.2.1 Mosaico de Pastos y Cultivos

3. BOSQUES Y AREAS

SEMINATURALES

3.1 Bosques 3.1.1 Bosque Natural Denso

3.1. 2 Bosque Natural Fragmentado

3.2 reas con vegetacin herbcea y/o arbustiva

3.2.1 Vegetacin de Pramo

3.2.2 Arbustos y Matorrales

4. SUPERFICIES DE AGUA

4.1 Aguas continentales 4.1 1 Lagunas, lagos y cinagas naturales


6 Ibd. pg. 48

7 CORMAGDALENA, IGAC, IDEAM. Mapa de Cobertura de la Tierra Cuenca Magdalena Cauca. Metodologia Corine Land

Cover Adaptada para Colombia escala 1:100.000. - 90

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La interpretacin de los diferentes tipos de cobertura vegetal sobre las imgenes satelitales se realiz directamente en pantalla utilizando software ArcGIS 10 que permiti delinear y editar los diferentes polgonos de coberturas. Para este proceso de delimitacin y edicin, se tuvo en cuenta algunas reglas de generalizacin bsica que permitieron decidir sobre algunos polgonos que no cumplan ciertos criterios del rea mnima de mapeo. Durante la clasificacin puede ocurrir que algunos polgonos se encuentren rodeados por una unidad mayor en forma individual o que formen parte de un grupo de unidades que no renen los requisitos de mapeo, se aplicaron criterios de generalizacin para agregar estas coberturas de rea reducida a las coberturas vecinas que si cumplen el tamao mnimo de mapeo requerido. A continuacin se presenta las reglas de generalizacin que se utiliz en la interpretacin sobre los polgonos para los mapas de cobertura del suelo. Si una unidad (

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Figura 9. Caso donde se encuentra un polgono pequeo dentro de dos polgonos grandes. Si 110>10 has; 111>10 has, entonces 112/ 110,111.

Fuente: Guerrero y Ortega. 2012.

Si una unidad grande de bosque natural denso mayor a 10 has (311), presenta un conjunto de pequeas reas de deforestacin y/o cultivos menores a 10 has (211), puede constituir una clase, para lo cual es necesario considerar la densidad de las intervenciones. Si es inferior al 5% se mantiene la clasificacin de bosque natural denso (311); cuando se encuentra entre el 5% y el 30% se delimita como bosque natural fragmentado (figura 10) y en el caso de hallarse entre el 30% y el 70% se delimita como una zona de mosaicos

Figura 10. Delimitacin de bosque natural fragmentado

Fuente: CORMAGDALENA, IGAC, IDEAM 2007

9.

La delimitacin de mosaico de pastos y cultivos (figura 11) es una mezcla de tierras agrcolas y pastos destinados a la ganadera donde ninguna de las dos unidades debe ser mayor del 70% menor del 30% del mosaico delimitado (122).

Figura 11. Delimitacin de mosaico de pastos y cultivos

Fuente: CORMAGDALENA, IGAC, IDEAM 2007

10.

9CORMAGDALENA, IGAC, IDEAM. Op cit. Pg.30

10 Ibid Pg 30.

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Despus de la elaboracin de los mapas de cobertura, se prosigui a elaborar la presentacin y el diseo de la mancheta para la impresin de los mapas, esto en base al documento Estndar Salidas Graficas y Publicaciones Cartogrficas 201011.

3.3.4 Procesamiento y anlisis de informacin hidroclimtica. En la elaboracin de este proyecto se ejecutaron tres fases en las que se contemplaron entre otras actividades, la adquisicin y revisin de informacin hidroclimatolgica, generacin y la sistematizacin de datos faltantes de las estaciones que se encuentran en el rea de estudio y por ltimo la generacin y anlisis de grficos de los diferentes parmetros.

Adquisicin y revisin de informacin hidroclimatolgica. Como primera actividad de esta fase dentro de la investigacin consisti en la adquisicin de datos meteorolgicos, el cual se adquiri la informacin por medio de la pgina de internet del Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales (IDEAM). Dicha informacin fue suministrada al grupo por medio de la oficina de Parque Nacionales Naturales de Colombia para su posterior revisin y anlisis de los datos, el cual se priorizara la ubicacin de las estaciones y el periodo de tiempo concuerden con las caractersticas que determinan el espacio y tiempo del estudio.

Las estaciones hidroclimatolgicas utilizadas son las ms relevantes puesto que en la variacin de los elementos climticos en estas se puede determinar qu tipo de influencia que ejercen los fenmenos en el rea de estudio. En el siguiente cuadro se especificaran las caractersticas de las estaciones y sus diferentes parmetros las cuales se utilizaron con una previa revisin; las principales variables que se tuvieron en cuenta para esta seleccin fueron el tipo de estacin y los aos en funcionamiento, teniendo en cuenta que varias de ellas presentaron falta de datos.

Del total de las estaciones utilizadas se dividen en 1 pluviogrfica, 1 climatolgica y 1 limnigrfica, en el que se desarrollaron los procesos siguientes de esta investigacin.

Tabla 2. Estaciones utilizadas en la investigacin.

Estacin Tipo Parmetro

El Encano Climatolgica Principal Precipitacin, Temperatura, Humedad relativa, Brillo solar, Velocidad del viento y Evaporacin

San Isabel Pluviogrfica Precipitacin

La Cocha Limnigrafica Sedimentos

Revision y procesamiento de la informacion meteorologica. En esta etapa fue indispensable la revisin y manejo adecuado de toda la informacin meteorolgica utilizando diferentes herramientas que nos proporcionaron una visin ms amplia y dinmica en el manejo de los datos climatolgicos para el desarrollo de esta investigacin.

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11 PARQUES NACIONALES NATURALES DE COLOMBIA PLANEACION Y SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRFICOS. Estndar Salidas Grficas y Publicaciones Cartogrficas. 2010

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La primera actividad de esta fase se realiz la sistematizacin de los todos los datos climticos, la cual se refiere el transferir toda la informacin contenida en las series histricas del formato manejado por el IDEAM (generalmente de tipo .dat o .txt) a un formato ms manejable, desde el punto de vista estadstico, para este caso los archivos compatibles con el programa Microsoft Office Excel, para posteriormente facilitar el manejo y la compatibilidad entre los datos; en el transcurso de esta actividad se realiz un primer filtro basado principalmente en la cantidad de datos existente en cada una de las estaciones, eliminando las que tengan vacos de informacin demasiado notorios relacionados con la cantidad de aos registrados o con inconsistencias persistentes en el registro de ciertos meses. El proceso anterior ser realizado a cada una de las tablas de datos estadsticos de temperatura media, con el fin de que cada una de estas tenga la cantidad total de los datos y su respectiva coherencia y confiabilidad.

Como segunda actividad se desarroll la revisin de los datos contenidos en las estaciones con el fin de verificar su confiabilidad y coherencia, este procedimiento se realizar por medio del programa estadstico TRAMO SEATS (TSW), el cual estima y pronostica datos a partir de modelos de regresin en series de tiempo identificando tendencias, outliers (valores que se alejan demasiado del comportamiento normal de una serie estadstica) e informacin faltante, esta actividad se realiza con el fin homogeneizar los datos, eliminando las que estadsticamente no concuerden con el periodo de tiempo de la investigacin, o contengan demasiados vacos de informacin. Posteriormente se generarn, a travs del TSW, los datos faltantes de las series con las que se trabajar finalmente, homogenizando as la informacin climtica.

Generacion y analisis de graficos. Despus de culminada en su totalidad la segunda fase, entonces se dio inicio a la tercera fase de este trabajo; donde se tendrn unas tablas coherentes que proporcionaran los elementos adecuados para la realizacin de los diferentes grficos que se efectuaron en el transcurso de esta fase metodolgica.

En esta actividad mediante los datos ya procesados y arreglados se procedi a la elaboracin de los grficos del comportamiento interanual de los diferentes parmetros utilizando los diferentes valores anuales registrados en los datos con el fin de determinar la duracin y magnitud de los efectos generados de las variables climticas. Con esta actividad se podr referenciar tambin el comportamiento de los parmetros en la zona de estudio.

Como segunda actividad dentro de esta fase se realizaron los grficos mensuales con el fin de analizar el comportamiento espacio-temporal de estas variables climticas. Dentro de estas dos actividades se realizara un anlisis comparativo para detectar si hay evidencias de posibles fenmenos en la zona de estudio.

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4. CARACTERIZACIN SEMIDETALLADA DE LA COBERTURA DEL SUELO

Para este anlisis de cobertura vegetal se identificaron diez y seis (16) tipos de cobertura vegetal, a continuacin se presenta la descripcin de cada uno de estos, segn la metodologa de Corine Land Cover y su distribucin en la zona de estudio. 4.1. TERRITORIOS ARTIFICIALIZADOS. Comprende las reas de las ciudades y las poblaciones y aquellas reas perifricas que estn siendo incorporadas a las zonas urbanas mediante un proceso gradual de urbanizacin o de cambio del uso del suelo hacia fines comerciales, industriales, de servicios y recreativos. Se agrupa en las siguientes categoras as: 4.1.1 Zonas urbanizadas. Las zonas urbanizadas incluyen los territorios cubiertos por infraestructura urbana y todos aquellos espacios verdes y redes de comunicacin asociados a ella que configuran un tejido urbano. Presenta dos unidades:

Tejido urbano contino. Son espacios conformados por edificaciones y los espacios adyacentes a la infraestructura edificada. Las edificaciones, vas y superficies cubiertas artificialmente cubren ms del 80% de la superficie del terreno. La vegetacin y el suelo desnudo representan una baja proporcin del rea del tejido urbano. Incluye: Centro de aglomeraciones Zonas de habitacin perifricas Parqueaderos y reas cubiertas por asfalto o cemento reas deportivas, pequeos parques y zonas peatonales Este tipo de cobertura vegetal se lo encontr en el corregimiento de El Encano, ubicado al norte de la zona de estudio, con un rea de 18.2 has. Figura 12. rea urbana del corregimiento El Encano

Fotografa: Germn Narvez, 2013

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Tejido urbano discontinuo. Son espacios conformados por edificaciones y zonas verdes. Las edificaciones, vas e infraestructura construida cubren artificialmente la superficie del terreno de manera dispersa y discontinua, ya que el resto del rea est cubierto por vegetacin. Esta cobertura se la encontr en dos zonas del rea de estudio, la primera es el sector conocido como El Puerto, con 2.8 has, la otra zona de esta cobertura es El Motiln con 7.9 has, las cuales sumadas dan un total de 10.7 has. Figura 13. Centro poblado del Puerto


4.2 TERRITORIOS AGRCOLAS. Son los terrenos dedicados principalmente a la produccin de alimentos, fibras y otras materias primas industriales, ya sea que se encuentren con cultivos, con pastos, en rotacin y en descanso o barbecho. 4.2.1 Cultivos anuales o transitorios. Comprende las reas ocupadas con cultivos cuyo ciclo vegetativo dura un ao o menos, llegando incluso a ser de unos pocos meses; tienen como caracterstica fundamental, que despus de la cosecha es necesario volver a sembrar o plantar para seguir produciendo. En el rea de estudio se encontr la siguiente unidad:

Papa. Cobertura dominantemente compuesta por cultivo de papa (Solanum tuberosum), planta anual, de tallo erecto, que puede medir hasta 1 m de altura. Sus hojas son compuestas, con 7 foliolos de forma lanceolada, con grados variables de pilosidad. La parte de la planta que se consume es un tubrculo, es decir, un engrosamiento subterrneo de los tallos que sirve para almacenar sustancias de reserva. Generalmente es un cultivo de minifundio, que se siembra en todas las pocas del ao en relieves planos a moderadamente empinados, su rango ptimo de produccin se encuentra entre los 25000 y 3000 msnm. Esta cobertura solo se la encuentra en una sola zona del rea de estudio, entre las carreteras que conducen al puerto y al motiln, tiene una extensin de 4.6 has.

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Figura 14. Cultivo de papa cerca al Puerto


4.2.2 Pastos. Comprende las tierras cubiertas con hierba densa de composicin florstica dominada principalmente por gramneas, de la familia Poaceae, dedicadas a pastoreo permanente por un perodo de dos o ms aos. Algunas de las categoras definidas pueden presentar anegamientos temporales o permanentes cuando estn ubicadas en zonas bajas o en depresiones del terreno. Para su clasificacin se consideraron las siguientes unidades de pastos:

Pastos limpios. Esta cobertura comprende las tierras ocupadas por pastos limpios con un porcentaje de cubrimiento mayor al 70%; la realizacin de prcticas de manejo (limpieza, encalamiento y/o fertilizacin, etc) y el nivel tecnolgico utilizados impiden la presencia o el desarrollo de otras coberturas. Incluye: Pastos limpios con rea mayor o igual a 3 ha. Zonas de pastos limpios sujetas a inundaciones temporales con rea menor a 3 ha. Pastos con presencia espordica a ocasional de matorrales o rboles, con cubrimiento menor al 30% del rea de pastos; Pastos limpios con presencia de reas de cultivos, con cubrimiento menor al 30% del rea de pastos. Infraestructuras asociadas a los pastos manejados (viviendas rurales, cercas vivas (setos). No incluye: Pastos limpios en reas de entrenamiento militar Csped de las reas deportivas Pastos naturales y pastos no aptos para el ganado Pasto en rotacin con cultivos anuales o transitorios Pastos limpios con densidad de rboles mayor al 30% del rea Pastos limpios con densidad de malezas o rastrojos mayor al 30% del rea Este tipo de cobertura se la encontr en tres sectores de la zona de estudio, el rimero ms grande y representativo est ubicado al norte del lago Guamues, con un rea de 215 has, hacia el occidente de esta rea se encuentra otra zona de esta cobertura entre los sectores conocidos

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como El Socorro y Bellavista con 3.8 has y la ltima se la encontr por el sector de La Victoria con 5 has. Figura 15. Pastos limpios ubicados en la parte norte de la laguna


Pastos arbolados. Cobertura que incluye las tierras cubiertas con pastos en los cuales se han estructurado potreros con presencia de rboles de altura superior a 5 metros, distribuidos en forma dispersa. La cobertura de rboles debe ser mayor al 30% y menor al 50% del rea de pastos arbolados. Incluye: Pastos arbolados con rea mayor a 3 ha. Pastos arbolados bordeados con setos. Pastos arbolados con zonas inundables o pantanosas con rea menor a 3 Ha. No incluye: Pastos arbolados con rea menor a 3 Ha.; deben asociarse a otras coberturas Pastos limpios bordeados con setos Pastos arbolados con densidad de rboles mayor al 50% Este tipo de cobertura se lo encontr al noroccidente de la zona de estudio, con 708.5 has. Figura 16. Pastos arbolados en la parte noroccidental de la laguna


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Pastos enmalezados o enrastrojados. Son las coberturas representadas por tierras con pastos y malezas conformando asociaciones de rastrojos, debido principalmente a la realizacin de escasas prcticas de manejo o la ocurrencia de procesos de abandono. En general, la altura del rastrojo es menor a 1,5 metros. Incluye: reas de cultivos anuales o transitorios abandonados, de ms de tres aos. Pastos enmalezados bordeados con setos. Incluye pequeas reas de cultivos que no representan ms del 25% del rea de la superficie de pastos enmalezados. Pastos enmalezados utilizados para la ganadera. No incluye: Pastos enmalezados con rea menor a 3 Ha.; deben asociarse a otras coberturas Pastos enmalezados en rotacin con cultivos anuales o transitorios Esta cobertura se la localizo en reas perimetrales de la cobertura totoral y del lago, tiene un extensin de 214.5 has Figura 17. Pastos enmalezados en las reas deltaicas del ro El Encano


4.2.3 reas agrcolas heterogneas. Son unidades que renen dos o ms clases de coberturas agrcolas y naturales, dispuestas en un patrn intrincado de mosaicos geomtricos que hace difcil su separacin en coberturas individuales; los arreglos geomtricos estn relacionados con el tamao reducido de los predios, las condiciones locales de los suelos, las prcticas de manejo utilizadas y las formas locales de tenencia de la tierra. Se definieron las siguientes unidades:

Mosaicos de pastos y cultivos. Comprende las tierras ocupadas por pastos y cultivos, en los cuales el tamao de las parcelas es muy pequeo (inferior a 3 ha) y el patrn de distribucin de los lotes es demasiado intrincado para representarlos cartogrficamente de manera individual. Incluye:

totora y sedimentación 20130502

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