Bosques Latitud Cero vol, 12(1)
RESUMEN
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BOSQUES LATITUD CERO
R E V I S T A I N D E X A D A
Publicado por Editorial Universidad Nacional de Loja bajo licencia Creative Commons 4.0
Recibido: 11/04/2022 Aceptado: 20/05/2022
Páginas: 43- 53
En las últimas décadas se ha observado una fuerte in uencia de las actividades antrópicas sobre micro-
cuencas que proveen el servicio ecosistémico hídrico. A eso se suman los posibles impactos del cambio
climático relacionados a variaciones extremas en temperatura y precipitación que podrían generar
una alta vulnerabilidad dentro de las microcuencas y servicios ecosistémicos primordiales para el
desarrollo de las comunidades. El presente estudio analiza cuál podría ser el grado de vulnerabilidad de
dos microcuencas de alta montaña de importancia hídrica en la Región Sur de Ecuador. Para el análisis
de vulnerabilidad se consideró la exposición, sensibilidad y la capacidad adaptativa. Los resultados
muestran que las microcuencas El Carmen CA (cabecera de agua) y Mónica en el Cantón Loja podrían
tener una vulnerabilidad moderada a alta bajo escenarios pesimistas (RCP 8,5). En lo concerniente a
la capacidad adaptativa, se observó que El Carmen y Mónica poseen niveles de capacidad adaptativa
altos. Estos resultados están relacionados a la presencia de estrategias de conservación en dichas
microcuencas y muestran la importancia de generar acciones de conservación y restauración a nivel
de paisaje, que permitan el mantenimiento y recuperación de ecosistemas que proveen el servicio
ecosistémico hídrico, de esta manera también se podría asegurar la calidad y cantidad de agua para
las comunidades.
Palabras clave: vulnerabilidad al cambio climático, exposición climática, capacidad adaptativa, Andes.
1
Carrera de Ingeniería Forestal, Centro de Investigaciones Tropicales del Ambiente y
Biodiversidad, Universidad Nacional de Loja, Loja 110111, Ecuador.
*Autor para correspondencia: paul.eguiguren@unl.edu.ec
Paúl Eguiguren
1
*
Tatiana Ojeda Luna
1
Juan Maita
1
Natalia Samaniego
1
Nikolay Aguirre
1
Vulnerabilidad al cambio climático en microcuencas de alta montaña
abastecedoras de agua en la Región Sur del Ecuador
Climate change vulnerability in high mountain water supply
watersheds in the southern region of Ecuador
DOI: https://doi.org/10.54753/blc.v12i1.1324
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In recent decades, a strong inuence of anthropic activities on watersheds has been observed. The
potential climate change impacts, due to extreme variations in temperature and precipitation, suppose
an additional element that increases watersheds’ vulnerability and affects fundamental ecosystem
services for the development of local communities. This study analyzes the degree of vulnerability
of two high-mountain water-supplying watersheds. For this purpose, we considered the exposure,
sensitivity, and adaptive capacity. The vulnerability assessment showed that the watersheds El Carmen
and Mónica in the Loja canton, could have moderate to high vulnerability under pessimistic scenarios
(RCP 8.5). Regarding the adaptive capacity, El Carmen (Headwater) and Mónica have high levels of
adaptive capacity. These results are related to the presence of conservation strategies in these watersheds
and show the importance of implementing conservation and restoration actions at the landscape level,
to allow the maintenance and recovery of the ecosystems for water provision. In this way, the quality
and quantity of water could also be ensured for communities.
Key words: Climate change vulnerability, exposure, adaptive capacity, Andes
Los cambios ambientales globales, como la conversión de los bosques a ganadería o cultivos y el cambio
climático, tienen un efecto directo sobre las especies y ecosistemas tropicales, así como en la oferta de
servicios ecosistémicos de las microcuencas alto andinas (Colwell et al., 2009; Foster, 2001; Kimble
& Stewart, 2019; Marshall & Randhir, 2008; MEA, 2005). El calentamiento acelerado del sistema
climático es innegable e inuencia los patrones de precipitación, temperatura, escorrentía, radiación
y humedad, con considerables efectos sobre la disponibilidad de los recursos hídricos (Furniss et al.,
2010; IPCC, 2013, 2014, 2022). En el caso de la precipitación, los patrones de distribución y cantidad
(aumento o disminución de precipitación) no tienen una tendencia denida entre regiones; sin embargo,
a nivel global los escenarios sugieren un incremento del 2% en el promedio de lluvias desde los inicios
del siglo XX (Dore, 2005), tendencias que han sido validadas para Sudamérica, incluyendo Ecuador
(TNC, 2010; Vuille et al., 2008). En cuanto a la temperatura, en Sudamérica se espera un aumento en
la temperatura promedio anual de hasta 1,5 °C bajo un escenario optimista RCP 2,6 (Representative
Concentration Pathways) y hasta 5,0°C bajo un escenario pesimista RCP 8,5. Los cambios en la preci-
pitación anual a nivel global no son claros, dependiendo del área podrían variar entre -20% y +20% de
precipitación (IPCC, 2013). El reporte de WMO (2021) hace alusión de una disminución de los totales
pluviométricos por debajo del promedio de 1981-2010, en Ecuador durante el primer trimestre del
2020 se experimentó “una extraordinaria corriente de aire seco proveniente del Océano Pacíco, lo que
provocó una racha seca de al menos 20 días consecutivos”, situación que se asume está condicionada
por el aumento general de la temperatura (1,1 °C) a escala global.
Las microcuencas de alta montaña no están exentas a los impactos del cambio climático, pues son
espacios de alta fragilidad socio ambiental y con una complejidad en sus condiciones climáticas. Las
microcuencas comprenden ecosistemas muy especializados con alta riqueza biológica, pero que a su
vez pueden tener una alta vulnerabilidad climática. Pese a la importancia de conocer cómo el cambio
climático puede tener un impacto sobre las microcuencas de alta montaña para la adecuada gestión de
los recursos hídricos, en Ecuador la generación de evaluaciones de vulnerabilidad al cambio climático
es todavía incipiente.
ABSTRACT
INTRODUCCION
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El presente estudio evalúa precisamente la vulnerabilidad al cambio climático de dos microcuencas
de alta montaña (El Carmen Cabecera de Agua - CA y Mónica) en la Región Sur de Ecuador (RSE).
Estas dos microcuencas fueron elegidas debido a su importancia para la población local, El Carmen CA
actualmente presta el servicio de abastecimiento de agua para consumo humano del cantón Loja, mientras
que Mónica, está considerada en las proyecciones futuras para este mismo cantón. Adicionalmente, la
RSE se convierte en un espacio propicio para este tipo de estudios debido a su alta biodiversidad ya que
el 45 % de los ecosistemas registrados a nivel del país se encuentran en este territorio (MAE, 2013),
y alberga alrededor de 7.048 especies de plantas, de las cuales 1.435 son endémicas, representando el
29 % de endemismo con respecto al resto del país (Lozano, 2002).
El análisis de vulnerabilidad al cambio climático incluyó los componentes de exposición, sensibilidad
y capacidad adaptativa. Los escenarios de cambio climático considerados fueron el RCP 2,6 y RCP 8,5
para un horizonte temporal hasta el año 2050. La evaluación indicó que las microcuencas El Carmen
CA y Mónica (Loja) muestran niveles de moderados a altos de vulnerabilidad con un escenario de
cambio climático pesimista (RCP 8.5). Sin embargo, su vulnerabilidad podría reducirse principalmente
por amortiguadores de capacidad adaptativa como por ejemplo la presencia de áreas protegidas que
existen en estas microcuencas. Estos resultados muestran la importancia de establecer estrategias
de conservación y la necesidad de implementar estrategias de restauración de los ecosistemas de las
microcuencas para mantener la provisión del servicio hídrico y contribuir a la seguridad hídrica para
las poblaciones locales.
Área de estudio
Las dos microcuencas de alta montaña El Carmen CA y Mónica se encuentran localizadas en la RSE,
en la subcuenca Zamora (Figura 1), cantón Loja, cuya población aproximada es de 214 855 habitantes
(INEC, 2010).
Figura1. Ubicación de las dos microcuencas evaluadas en la Región Sur de Ecuador. a) El Carmen CA, b) Mónica.
MATERIALES Y METODOS
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Las microcuencas están en rangos altitudinales que van desde 2 310 hasta los 3 400 m s.n.m., con
precipitaciones que se distribuyen entre 1150 mm en las zonas bajas a 2150 mm en las zonas medias
altas. Las temperaturas promedio están sujetas a la distribución altitudinal, éstas varían entre 7,3 a
15 °C (Mejía-Veintimilla et al., 2019; PNUD et al., 2007; Zarate, 2011). El 60% de la supercie de El
Carmen CA y Mónica está cubierto por bosque siempreverde montano del Sur de la Cordillera Oriental
de los Andes, el 10 % es bosque siempreverde montano alto del Sur de la Cordillera Oriental de los
Andes, y menos del 10% es páramo. El Carmen CA y Mónica muestran un bajo grado de intervención
antrópica en menos del 20% de su área (MAE, 2013) (Figura 2).
Figura 2. Ecosistemas de las microcuencas a) El Carmen CA, b) Mónica. Arbustal siempreverde y Herbazal del
Páramo (AsSn01), Bosque siempreverde montano alto del Sur de la Cordillera Oriental de los Andes (BsAn02),
Bosque siempreverde montano del Sur de la Cordillera Oriental de los Andes (BsMn02), Herbazal del Páramo
(HsSn02), Intervención (Inter01), Sin información (SININF01). Fuente: (MAE, 2013).
Análisis de vulnerabilidad al cambio climático
Para este análisis se consideró la exposición climática, la sensibilidad a estresores ambientales, socio-eco-
nómicos e intrínsecos (naturales), y la capacidad adaptativa que está vinculada a la presencia de estrate-
gias de conservación o manejo que sirven como amortiguadores frente a estresores (Ec 1) (Cinner et al.,
2012; Eigenbrod et al., 2015; Füssel, 2010; Fussel & Klein, 2007; IPCC, 2001, 2007; Liu et al., 2013).
Ec. 1
V = E + S – CA
Donde:
V = Vulnerabilidad
E = Exposición
S = Sensibilidad
CA = Capacidad adaptativa
La identicación y selección de los principales estresores de exposición y sensibilidad, así como los
amortiguadores se realizó a través de consulta a expertos. Los estresores de exposición se basaron en
información de modelos de circulación general (GCMs por sus siglas en inglés) y escenarios de cambio
climático con un horizonte al año 2050, obtenidos de la plataforma WorldClim, con una resolución de
1 km
2.
Se generó ensambles considerando ocho GCMs para los escenarios RCP 2.6 y RCP 8.5, esto
contribuyó a reducir la incertidumbre de cada uno de los modelos. Para el componente de exposición se
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consideró el cambio en las variables climáticas entre los valores actuales y el año 2050 (Ec. 2). Para la
variable de temperatura fue necesario obtener la temperatura al nivel del mar, para esto se determinó la
tasa de cambio por cada metro de altitud, para ello se usó cada valor de los pixeles de temperatura y altitud
y se estimó una regresión lineal (p < 0,05) de la que se obtuvo el coeciente de 0,0045 °C/metro de altitud.
Finalmente, la temperatura al nivel del mar se interpoló con el método Kriging y el raster resultante se
incorporó con el modelo de elevación digital y el coeciente de la regresión.
Ec. 2
ΔTave + ΔTmax + ΔTmin + ΔPp
Dónde:
E = Exposición
ΔTave = Cambio de la temperatura promedio anual
ΔTmax = Cambio de la temperatura máxima promedio anual
ΔTmin = Cambio de la temperatura mínima promedio anual
ΔPp = Cambio de la precipitación promedio anual
La sensibilidad se determinó a partir de la suma de: (i) estresores de tipo ambiental tales como uso
del suelo, densidad de vías, deforestación, fragmentación y minería; (ii), estresores socioeconómicos
como densidad poblacional, crecimiento poblacional, necesidades básicas insatisfechas y consumo
de agua; y (iii) estresores intrínsecos seleccionados fueron el movimiento en masas, décit hídrico,
probabilidad de inundaciones y probabilidad de incendios forestales. Para la capacidad adaptativa se
consideró la presencia amortiguadores tales como áreas protegidas, herramientas de conservación, y
decrecimiento poblacional, que podrían favorecer a la adaptación de ecosistemas y especies frente a los
impactos antrópicos y del cambio climático. El proceso metodológico para cada uno de los estresores de
sensibilidad (Ec. 3) y amortiguadores (Ec. 4) dependió de cada una de las variables y de la disponibilidad
de información. Cada variable fue normalizada (0 – 100%) dependiendo de su naturaleza, categórica o
continua (Ec 5.; Ec. 6). Para facilitar la interpretación de los resultados se estableció una escala de cinco
categorías (muy baja, baja, moderada, alta y muy alta); en este caso se usó el método de clasicación
natural breaks (Brewer & Pickle, 2002). Para los estresores y amortiguadores categóricos se asignó
un peso a través de un proceso de jerarquía analítica de Saaty (Saaty, 1990, 2008).
Ec. 3
S
total
= S
ambiental
+ S
socioeconomica
+ S
intrinsica
Donde:
S
total
= Sensibilidad total
S
ambiental
= Sensibilidad ambiental
S
socioeconomica
= Sensibilidad socio económica
S
intrinsic
= Sensibilidad intrínseca
Ec. 4
CA=AAP+AEC+ADP
Donde:
CA = Capacidad adaptativa
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AAP = Amortiguador de áreas protegidas
AEC = Amortiguador de estrategias de conservación
ADP = Amortiguador de decrecimiento poblacional
Ec. 5
Donde:
N = Normalización (aariable categórica)
VC = Valor de la categoría
Max VC = Valor máximo de la categoría
Ec. 6
Donde:
N = Normalización (variable categórica)
Min = Valor mínimo del raster
Max = Valor máximo del raster
RESULTADOS
Las microcuencas, bajo el escenario RCP 2,6 presentan baja vulnerabilidad en el 75% de El Carmen CA
y 56% de Mónica. La vulnerabilidad estas microcuencas altoandinas podría ser mucho más fuerte bajo
el escenario RCP 8,5, en el cual el aumento de las variables climáticas (temperatura y precipitación) es
más elevado. Bajo este escenario la microcuenca El Carmen CA tendría una vulnerabilidad moderada
a alta en el 78% de su territorio, mientras que en la microcuenca Mónica un 51% de su área tendría una
vulnerabilidad alta (Figura 3).
Figura 3. Vulnerabilidad al cambio climático de las microcuencas de alta montaña. a) RCP 2.6 El Carmen CA,
b) RCP 2.6 Mónica, c) RCP 8.5 El Carmen CA, d) RCP 8.5 Mónica.
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Bajo cualquiera de los escenarios RCP 2.6 y RCP 8.5, las dos microcuencas de alta montaña presentan
una exposición al cambio climático de moderada a alta, sin embargo, es importante considerar para
la interpretación de estos resultados que la exposición bajo un escenario RCP 8,5 va a ser mucho más
fuerte que lo esperado para un escenario RCP 2,6 (Figura 4).
Figura 4. Exposición al cambio climático de las microcuencas de alta montaña. a) RCP 2.6 El Carmen CA, b)
RCP 2.6 Mónica, c) RCP 8.5 El Carmen CA, d) RCP 8.5 Mónica.
En cuanto a la sensibilidad, las microcuencas de importancia hídrica del cantón Loja analizadas en este
estudio, presentarían una sensibilidad baja en el 76% de El Carmen CA y el 61% de Mónica (Figura 5).
Finalmente, las dos microcuencas muestran diferentes grados de capacidad adaptativa. El 89% de El
Carmen se considera con una capacidad adaptativa muy alta, y para el caso de la microcuenca Mónica
la capacidad adaptativa es alta en el 51% de su supercie y muy alta en el 49% restante. En el caso de
las microcuencas El Carmen CA y Mónica su alta capacidad adaptativa está relacionada a los niveles
de conservación que poseen estas microcuencas (Figura 6).
Figura 5. Sensibilidad de las microcuencas de alta montaña. a) El Carmen CA, b) Mónica.
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Figure 6. Capacidad adaptativa al cambio climático de las microcuencas de alta montaña. a) El Carmen, b) Mónica.
DISCUSIÓN
La RSE y concretamente la provincia de Loja, se caracteriza por ser un hotspot de biodiversidad y por
la prestación de servicios ecosistémicos importantes para la sociedad como la provisión de agua para
la población local. En las microcuencas estudiadas se distinguen principalmente la presencia de eco-
sistemas montanos y de páramo que cumplen un rol importante en el ciclo hidrológico. No obstante, el
bosque montano en el sur del Ecuador tiene altos niveles de fragmentación y baja conectividad debido
a que está bajo la inuencia del constante cambio de uso del suelo (Buytaert et al., 2011). Por su parte,
el páramo posee un límite geográco muy restringido por lo que podría afrontar un mayor impacto
del cambio climático (Anderson et al., 2011; Buytaert et al., 2011). Estos elementos convierten a los
bosques montanos y los páramos en ecosistemas muy vulnerables al cambio climático.
Pese a la importancia hídrica que las microcuencas estudiadas tienen para la población local, existe
una alta inuencia de conductores de cambio relacionados con el cambio de uso del suelo para la im-
plementación de cultivos o pastizales, actividades que guardan una estrecha relación con los incendios
provocados principalmente en zonas de páramo (Buytaert et al., 2006; Pohle & Gerique, 2008) y que
han contribuido a la pérdida de cobertura vegetal y biodiversidad (Zarate, 2011). En la microcuenca
de El Carmen CA el cambio del uso del suelo (ganadería principalmente) ha disminuido en los últimos
años por efecto de las estrategias de conservación local, mientras que, en Mónica, pese a las condiciones
topográcas (pendientes superiores a 50%) existe un paulatino aumento de áreas para ganadería en la
zona media baja, que pudieran aumentar los niveles de sensibilidad en el futuro.
En lo referente a exposición, bajo un escenario pesimista (RCP 8,5) las dos microcuencas y sus eco-
sistemas podrían tener fuertes impactos, resultando en cambios en la distribución de especies vegetales
y en impactos signicativos en la funcionalidad de los ecosistemas (Colwell et al., 2009; Sklenář et al.,
2021). Se prevé que el cambio climático además de alterar la distribución de las especies vegetales,
impactará negativamente las características estructurales y de composición de los ecosistemas alto
andinos (Anderson et al., 2011; Valencia et al., 2020; Young et al., 2011). Estos impactos sin duda
van a inuenciar en las funciones ecosistémicas y podrían resultar en la disminución de los servicios
ecosistémicos, como la provisión y regulación de agua, disminuyendo así su disponibilidad del recurso
para la población (Ochoa-Tocachi et al., 2016). En este tipo microcuencas de alta montaña, donde existe
la presencia del ecosistema páramo, la descarga total de agua podría ser mucho menor y dependerá de
la capacidad de captación de este ecosistema (Buytaert et al., 2006).
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En lo referente a la capacidad adaptativa, las dos microcuencas muestran una adecuada capacidad adap-
tativa, debido a las acciones activas de conservación que se han desarrollado en estas áreas, sin embargo,
pese a la ejecución de dichas acciones todavía existen áreas de las microcuencas con sensibilidad de
moderada a alta. Estos resultados indican que es necesario continuar con acciones de conservación, e
incorporar estrategias de restauración a nivel de paisaje orientadas al mantenimiento y aumento de la
provisión de agua. El cambio climático es un problema actual y es imperativo que se lo considere en la
generación de políticas presentes y futuras, tales como los planes de gestión del recurso hídrico, puesto
que, a mayor vulnerabilidad, mayores serán los retos que los seres humanos deban asumir.
CONCLUSIONES
Los niveles de vulnerabilidad al cambio climático que muestran las microcuencas evaluadas están
relacionados con el nivel de conservación que tienen. Bajo el escenario pesimista RCP 8,5, las micro-
cuencas muestran una vulnerabilidad de moderada a alta. Esto evidencia la importancia de mantener
ecosistemas saludables, con bajos niveles de fragmentación, que puedan resistir los impactos que se
prevén ante el cambio del sistema climático global.
Es importante recalcar que las acciones de conservación en conjunto con acciones de restauración
podrían ser claves para desarrollar una mejor capacidad adaptativa de los ecosistemas que proveen
de servicios ecosistémicos importantes para los seres humanos, como la provisión de agua. Dado que
el país cuenta con un Plan Nacional de Restauración al 2030, es necesario incluir microcuencas de
importancia para el abastecimiento de agua para el consumo humano. Así mismo, es urgente que los
planes de gestión de cuencas incluyan el tema del cambio climático dentro de las estrategias de gestión.
AGRADECIMIENTO
Agradecemos al Servicio Forestal de Estados Unidos de Norte América por el apoyo cientíco durante
el proceso de análisis de vulnerabilidad al cambio climático en la región sur del Ecuador.
FINANCIAMIENTO
Este estudio fue nanciado por la Universidad Nacional de Loja, a través de la Dirección de Investi-
gaciones (Código proyecto: 08-DI-FARNR-2021).
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