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INTRODUCCIÓN
La vida humana en la Tierra ha sido posible gracias a la relación sociedad-naturaleza, expresada en los sistemas socio-ecológicos (Balvanera et al., 2011), en la que los ecosistemas, que poseen valores intrínsecos, adquieren un valor instrumental al beneficiar consciente o inconscientemente a las personas, dando lugar a los servicios ecosistémicos (Costanza et al., 2017). En este sentido, los servicios de los ecosistemas son definidos como las características, funciones o procesos ecológicos que directa o indirectamente contribuyen al bienestar humano, es decir, los beneficios que las personas obtienen del funcionamiento de los ecosistemas (Costanza et al., 2017; EM, 2003).
Entre las clasificaciones más utilizadas de los servicios ecosistémicos se encuentra la propuesta por la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (EM, 2003), que incluye cuatro categorías: aprovisionamiento o suministro, los cuales son productos obtenidos directamente de los ecosistemas; regulación, que principalmente se otienen de forma indirecta de los procesos de los ecosistemas; culturales, que se constituyen por los beneficios intangibles obtenidos de la interacción con los ecosistemas, y de soporte o de base, que son aquellos servicios necesarios para la producción de los demás servicios del ecosistema.
Aunque la presencia de los servicios ecosistémicos es crítica para el mantenimiento de la vida en la Tierra y la integridad de los ecosistemas (Mamat, Halik y Rouzi, 2018), las actividades humanas han producido cambios en los paisajes y alterado los ecosistemas (Belay, Melese y Senamaw, 2022; Wang et al., 2022). La urbanización representa un factor que impulsa cambios en el paisaje y en los usos de suelo, como consecuencia de la expansión espacial que se requiere para albergar a las poblaciones en crecimiento, sus medios de subsistencia y estilos de vida (Tian et al., 2020; Manley et al., 2022). Estos cambios en el uso del suelo impactan de manera significativa en la extensión y composición de bosques, humedales, pastizales, cuerpos de agua y de diversos ecosistemas en el mundo (Polasky et al., 2011; Wang et al., 2022), lo que deriva en una pérdida de biodiversidad y en la alteración de sus funciones y procesos ecológicos, impactando a su vez en los bienes y servicios que los ecosistemas suministran (Chatterjee et al., 2022).
Para entender las capacidades de los ecosistemas de suministrar sus servicios, así como la distribución espacial de estos, se han desarrollado diversos enfoques de evaluación y mapeo, favorecidos con los avances en las técnicas de modelación y de los sistemas de información geográfica (Burkhard et al., 2012). La distribución y valores de los servicios ecosistémicos generalmente se vinculan con datos de coberturas y usos de suelo, por lo que el mapeo de servicios permite visualizar áreas clave que deben mantenerse para asegurar su provisión futura, y representa una poderosa herramienta en la formulación de políticas ambientales de planeación sustentable del territorio (Martínez y Balvanera, 2012; Swetnam et al., 2011).
En este sentido, Martínez y Balvanera (2012) realizaron una revisión exhaustiva de enfoques metodológicos de mapeo, en la que identificaron tres enfoques principales; estos incluyen la valoración monetaria de servicios ecosistémicos y su transferencia a mapas de coberturas terrestres; otro se basa en la valoración y percepción social a través de encuestas de preferencia, que son integradas a datos biofísicos para su transferencia a mapas; mientras que en el último enfoque, las evaluaciones socioecológicas o biofísicas permiten la integración de variables ecológicas medibles y variables sociales para cuantificar y mapear el suministro de servicios ecosistémicos y su distribución espacial.
En términos generales, los mapas de servicios ecosistémicos subyacen conceptual y metodológicamente a alguno de los enfoques mencionados, sin embargo, la selección de un enfoque metodológico dependerá de varias consideraciones, incluyendo el objetivo de estudio, el tipo o categoría de servicios ecosistémicos, la escala espacial de análisis y la disponibilidad de datos (Maes et al. 2012; Martínez y Balvanera, 2012).
El presente trabajo utilizó un enfoque de evaluación biofísica a escala regional, a través de la metodología conocida como matriz de expertos o matriz de Burkhard, que permite evaluar y mapear la capacidad de suministro de servicios ecosistémicos mediante una modelación matricial que requiere datos como el tipo de coberturas terrestres y la selección de servicios ecosistémicos relevantes, los cuales son valorados por expertos con base en su experiencia y conocimiento, lo que puede ser complementado con otras fuentes (Burkhard et al., 2009; Jacobs et al., 2015). Esta metodología fue seleccionada por ser apropiada para escalas regionales y puede realizarse en áreas donde la disponibilidad de datos es limitada o con fuentes de información dispersas (Wangai et al., 2018; Hattam et al., 2021); además de que es eficiente y adaptable, generando resultados científicamente sólidos que contribuyen a la investigación transdisciplinaria de servicios ecosistémicos incluyendo en regiones áridas como la del presente trabajo (Jacobs et al., 2015).
El objetivo de este estudio fue evaluar la oferta potencial de los servicios ecosistémicos prioritarios en Mexicali, Baja California, a partir de una adaptación de la metodología de Burkhard basada en los usos y coberturas del suelo y la consulta de expertos, así como analizar la distribución espacial de la oferta potencial de los servicios ecosistémicos prioritarios de regulación, abastecimiento y culturales en Mexicali.
El área de estudio seleccionado se encuentra en un gradiente urbano-rural ubicado dentro del municipio fronterizo de Mexicali, Baja California, que cuenta con una población de 1 049 792 de habitantes y se localiza en una región árida con escasas precipitaciones y temperaturas promedio en verano de 38 a 40 ˚C, con máximas de 52 ˚C (INEGI, 2020; Ayuntamiento de Mexicali, 2007). En contraste, el área se encuentra rodeado por diferentes ecosistemas que componen al paisaje, incluidos el desierto, un valle agrícola, ríos, canales, drenes, dunas, cerros y montañas, así como diversos tipos de humedales remanentes pertenecientes al sitio Ramsar 1822 (Márquez y Peters, 2008; Zamora et al., 2005). Este trabajo de investigación pretende contribuir al análisis de los servicios ecosistémicos de las regiones áridas, semiáridas o con algún tipo de aridez, que en México representan el 63% de su superficie y en las que habitan alrededor del 41% de la población del país (Díaz et al., 2011).
MATERIALES Y MÉTODOS
Descripción de la zona de estudio
El presente análisis se realiza dentro del municipio de Mexicali, localizado en la región árida del Desierto Sonorense, al noroeste de México. La superficie de estudio es de 1 913.81 km2, la cual abarca un gradiente urbano-rural que incluye la zona urbana de Mexicali, así como localidades ubicadas dentro del valle agrícola del mismo nombre, considerado como una de las zonas agrícolas más importantes de México gracias al uso de agua de riego proveniente del río Colorado (Sosa y Sánchez, 2007; Cortez, 2011). El río Colorado, que es parte de una cuenca binacional entre México y Estados Unidos, es administrado dentro de la Región Hidrológica Río Colorado No. 7, integrada por ocho subcuencas, incluidas la de río Nuevo, Cerro Prieto y río Hardy (Programa Ordenamiento Ecológico Municipio Mexicali, 1999; INEGI, 1984), las cuales se utilizaron para delimitar el área de estudio de la presente investigación (Figura 1).
Por otro lado, el área de estudio se encuentra en la región florística del Desierto Central Sonorense, subregión Desierto Micrófilo, con una cobertura forestal dominada por matorral desértico micrófilo, vegetación de desiertos arenosos y vegetación de humedales remanentes y cuerpos de agua (CONAFOR, 2014; Programa Ordenamiento Ecológico Municipio Mexicali, 1999), los cuales forman parte del hábitat ribereño del Delta del Río Colorado en México (Zamora et al., 2005) (Figura 2).
Fuente: elaboración propia con base en Carta de usos de suelo y vegetación escala 1:250000 Serie VII del INEGI (2018).
Figura 2 Usos de suelo y vegetación en el área de estudio.
Procedimiento metodológico
La matriz de Burkhard permite evaluar y mapear la oferta potencial de servicios ecosistémicos prioritarios. Esta es una metodología con enfoque matricial que requiere la entrada de datos como los servicios ecosistémicos relevantes (eje de las "x”), y de las coberturas terrestres que suministran tales servicios (eje de las “y”), los cuales son valorados por expertos con base en su experiencia y conocimiento en el área de estudio (Burkhard et al., 2009; Wangai et al., 2018; Zhang y Muñoz, 2019). Con base en lo anterior, la presente investigación desarrolló una adaptación metodológica considerando los objetivos y particularidades del área de estudio, tomando como referencia trabajos de diversos autores que utilizan este enfoque (Palma et al., 2019; Wangai et al., 2018; Zhang y Muñoz, 2019; Montoya et al., 2017; Burkhard, Kandziora, Hou y Müller, 2014). La Figura 3 muestra el proceso metodológico de la presente investigación.
Fuente: elaboración propia.
Figura 3 Metodología para evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos.
Selección de servicios ecosistémicos prioritarios
La selección de los servicios ecosistémicos por evaluar se realizó en dos etapas: en la primera, se elaboró un listado de 27 servicios ecosistémicos identificados en la literatura y se definieron con base en la Clasificación Internacional de Servicios Ecosistémicos V5.1 (CICES, por sus siglas en inglés) de Haines y Potschin (2018); en la segunda etapa, se trabajó con los expertos a quienes se les envió un cuestionario en línea con la lista de los 27 servicios preseleccionados, y se les pidió que seleccionaran nueve de estos que con base en su conocimiento y experiencia fueran prioritarios para evaluar su oferta potencial en Mexicali y su valle.
Se determinó que fueran nueve los servicios a elegir, como estrategia para focalizar el ejercicio de evaluación en aquellos que los expertos consideran con mayor nivel de importancia por el bienestar que proporcionan en el área de estudio. Los servicios elegidos fueron cinco de regulación, siendo la regulación del clima local, purificación del agua, regulación de flujos de agua, recarga del acuífero y control de la erosión; dos de abastecimiento, incluidos la provisión de alimentos y pesca; y dos servicios culturales, recreación y turismo y educación ambiental.
Selección de coberturas terrestres
En el presente trabajo se utilizó como base de clasificación la Carta de usos del suelo y vegetación de la serie VII del INEGI (2018) a escala 1:250 000, en formato vectorial, en la que se identificaron las clases de coberturas de suelo y vegetación o coberturas terrestres (usos de suelo y vegetación) presentes en el área de estudio, las cuales se tomaron como proxys de los ecosistemas a evaluar. Se consideró conveniente el uso de la cartografía del INEGI ya que sus unidades de clasificación son adecuadas para los objetivos de este trabajo; además, se encontró que otras investigaciones realizadas en Latinoamérica (Montoya et al., 2017; Palma et al., 2019) basan su análisis en el uso de clasificaciones oficiales nacionales o regionales para evaluar servicios ecosistémicos clave (Burkhard et al., 2009; Burkhard et al., 2012).
Posteriormente a la identificación de las principales coberturas terrestres de la clasificación original de la serie VII del INEGI (2018), se procedió a establecer criterios para determinar las coberturas finales que fueron evaluadas. Estos criterios consistieron en: a) agrupar coberturas específicas dentro de una misma categoría general; b) algunas coberturas generales se desagregaron y renombraron en coberturas más específicas para su evaluación, y c) algunas coberturas de la clasificación de INEGI se dejaron fuera ya que no eran objetivo del presente estudio. En total se identificaron diez coberturas terrestres que se enlistaron y se describieron de acuerdo con sus principales características. Cabe mencionar que a la mayor parte de las coberturas se les asignó un nombre común o conocido en el área de estudio para facilitar su identificación y reconocimiento por parte de todos los expertos (Tabla 1).
Tabla 1 Reclasificación de coberturas terrestres (ecosistemas).
| Clasificación INEGI serie VII | Clasificación estudio | |||
| ID | Usos de suelo y vegetación | TIP_INFO | Coberturas terrestres /
ecosistemas |
Superficie (%) |
| 1 | Cuerpo de agua | Complementaria | Bosque de la ciudad* | 0.01 |
| 2 | Cuerpo de agua | Complementaria | Lagunas México-Xochimilco-Campestre | 0.06 |
| 3 | Asentamientos humanos | Complementaria | Asentamientos humanos | 14.96 |
| 4 | Agricultura de riego anual | Agrícola-pecuaria-forestal | Agricultura de riego | 46.18 |
| Agricultura de riego anual y semipermanente | Agrícola-pecuaria-forestal | |||
| Agricultura de riego permanente | Agrícola-pecuaria-forestal | |||
| 5 | Matorral desértico micrófilo | Ecológica-florística-fisonómica | Matorral desértico micrófilo | 29.37 |
| Vegetación secundaria arbustiva de matorral desértico micrófilo | Ecológica-florística-fisonómica | |||
| 6 | Vegetación de desiertos arenosos | Ecológica-florística-fisonómica | Vegetación de dunas | 2.99 |
| Vegetación secundaria arbustiva de vegetación de desiertos arenosos | Ecológica-florística-fisonómica | |||
| 7 | Cuerpo de agua | Complementaria | Humedal artificial Las Arenitas | 0.07 |
| 8 | Bosque cultivado | Agrícola-pecuaria-forestal | Bosque de mezquites | 0.03 |
| 9 | Cuerpo de agua | Complementaria | Río Hardy | 0.23 |
| 10 | Vegetación halófila hidrófila | Ecológica-florística-fisonómica | Vegetación de suelos salinos (vegetación del alto estuario) | 2.17 |
| Vegetación halófila xerófila | Ecológica-florística-fisonómica | |||
| Vegetación secundaria arbustiva de vegetación halófila xerófila | Ecológica-florística-fisonómica | |||
| 11 | Acuícola, Desprovisto de vegetación, sin vegetación aparente, cuerpo de agua, pastizal cultivado y pastizal inducido | Ecológica-florística-fisonómica / Complementaria | Coberturas no incluidas/descartadas | 3.92 |
* El bosque de la ciudad se clasifica en la serie VII del INEGI como cuerpo de agua debido a que esta cobertura representa un parque urbano de la ciudad de Mexicali compuesto por un lago, áreas verdes e infraestructura recreativa.
Fuente: elaboración propia con base en INEGI (2018).
Selección de expertos
Los expertos consultados fueron aquellos que contaban con experiencia o perfil profesional en las áreas de restauración ecológica, hidrología, planeación territorial, gestión y manejo del agua, ecoturismo, agroecosistemas y ecosistemas estuarinos, pertenecientes a los sectores academia, organizaciones de la sociedad civil, consultores, empresarial, y gobierno federal, estatal y municipal. Inicialmente se consultó su disponibilidad a un grupo de 16 expertos que cumplieron con los criterios mencionados. Sin embargo, fueron diez expertos los que mostraron su disponibilidad y compromiso para participar en la evaluación de servicios ecosistémicos.
Construcción de matriz de Burkhard y consulta de expertos
La matriz de evaluación de oferta potencial o matriz de Burkhard se construyó a partir de los nueve servicios ecosistémicos prioritarios y las coberturas terrestres seleccionadas. Se tomó como referencia la definición de Burkhard et al. (2012), que establece que la oferta potencial de servicios ecosistémicos de un determinado ecosistema sería “el rendimiento máximo hipotético de los servicios seleccionados” (p. 18).
Para obtener los resultados de la evaluación de oferta potencial de los servicios ecosistémicos mediante el llenado de las matrices de evaluación, se procedió a contactar a los expertos de dos maneras; la primera fue a través de la realización de un taller presencial el día 14 de septiembre del 2022, en el que los expertos llenaron de manera individual las matrices, y la segunda fue por vía electrónica, enviando un cuestionario que contenía la matriz e información complementaria. En ambos casos, se les otorgó a todos los expertos la misma información e instrucciones para su correcto llenado.
Cálculo de matriz única de oferta potencial de servicios ecosistémicos
Una vez obtenidas las matrices evaluadas por los expertos, en las que se asignaron valores de oferta potencial de 0 a 5 basados en la escala propuesta por Burkhard et al. (2014) (0, no hay capacidad relevante; 1, capacidad relevante baja; 2, capacidad relevante; 3, capacidad relevante media; 4, capacidad relevante alta, y 5, capacidad relevante muy alta), se procedió a integrar una matriz única en la que se promediaron los valores asignados a cada entrada. Con base en los resultados de la matriz única se definieron seis rangos tomando como referencia lo reportado por Montoya (2018) y Montoya et al. (2017), y se realizó una adaptación para el presente trabajo considerando el contexto climático árido de la región de estudio y que la mayor parte de los ecosistemas o coberturas evaluadas se encuentran influenciadas bajo diversos niveles de impactos y alteraciones humanas (Tabla 2).
Tabla 2 Rangos de oferta potencial.
| 0 | 0.4 | No hay potencial relevante |
| 0.5 | 1 | Potencial bajo |
| 1.1 | 2 | Potencial medio-bajo |
| 2.1 | 3 | Potencial medio-alto |
| 3.1 | 4 | Potencial alto |
| 4.1 | 5 | Potencial máximo |
Fuente: elaboración propia.
Adicionalmente, para determinar la consistencia de los valores de los expertos obtenidos en la matriz única, se realizaron dos análisis complementarios: 1) cálculo de variabilidad de respuestas (desviación estándar), y 2) revisión y comparación de valores de matriz de expertos con los reportados en otros estudios.
Mapeo de oferta potencial de servicios ecosistémicos
El mapeo de servicios ecosistémicos se generó con base en los valores de oferta potencial obtenidos en la matriz única, los cuales se trasladaron a un mapa de las coberturas terrestres evaluadas. El mapa de coberturas en formato vector se transformó a formato ráster a través del programa QGIS versión 3.16.6 Hannover. Se generaron mapas ráster de provisión potencial de servicios para cada categoría (regulación, abastecimiento y culturales) y uno de la provisión potencial total, los cuales se reclasificaron para asignarles los rangos de la escala de evaluación potencial.
RESULTADOS
Evaluación de oferta potencial de servicios ecosistémicos
Matriz única de expertos
Se generó la matriz única de expertos a partir de los promedios de los valores asignados por los expertos en cada entrada de la matriz, que representan la oferta potencial de servicios ecosistémicos en Mexicali y su valle (Tabla 3). Los resultados se interpretaron con base en los seis rangos de oferta potencial de la Tabla 2.
Tabla 3 Matriz única de evaluación de potenciales de servicios ecosistémicos.
| Coberturas de
suelo y vegetación (ECOSISTEMAS) |
Servicios Ecosistémicos | |||||||||||||
| Regulación | Abastecimiento | Culturales | ||||||||||||
| Regulación de
clima local |
Purificación
de agua |
Regulación de
flujos de agua |
Recarga del
acuífero |
Control
de erosión |
Provisión
potencial de servicios de regulación |
Provisión
de alimentos |
Pesca | Provisión
potencial de servicios de abastecimiento |
Recreación
y turismo |
Educación
ambiental |
Provisión
potencial de servicios culturales |
Total de
provisión potencial de servicios ecosistémicos (promedios) |
||
| 1 | Bosque de la ciudad | 3.9 | 1.2 | 1.8 | 1.4 | 1.9 | 2.0 | 0.5 | 0.8 | 0.7 | 4.4 | 3.9 | 4.2 | 2.3 |
| 2 | Lagunas
México-Xochimilco-Campestre |
3.3 | 1.7 | 3.2 | 2.8 | 2.0 | 2.6 | 1.1 | 1.3 | 1.2 | 3.4 | 3.4 | 3.4 | 2.4 |
| 3 | Asentamientos humanos | 0.4 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.0 | 0.3 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 0.7 |
| 4 | Agricultura de riego | 2.0 | 0.8 | 2.0 | 4.1 | 2.4 | 2.3 | 4.8 | 0.2 | 2.5 | 1.0 | 1.3 | 1.2 | 2.0 |
| 5 | Matorral desértico micrófilo | 3.4 | 1.0 | 1.5 | 1.8 | 3.4 | 2.2 | 1.7 | 0.0 | 0.9 | 2.5 | 2.9 | 2.7 | 1.9 |
| 6 | Vegetación de dunas | 2.1 | 0.7 | 0.6 | 1.4 | 2.6 | 1.5 | 1.0 | 0.0 | 0.5 | 2.6 | 2.1 | 2.4 | 1.4 |
| 7 | Humedal artificial Las Arenitas | 2.9 | 3.8 | 3.9 | 3.7 | 2.5 | 3.4 | 0.4 | 0.2 | 0.3 | 1.6 | 3.3 | 2.5 | 2.0 |
| 8 | Bosque de mezquites
(Las Arenitas) |
3.2 | 1.9 | 1.1 | 2.0 | 3.7 | 2.4 | 1.4 | 0.0 | 0.7 | 1.5 | 3.2 | 2.4 | 1.8 |
| 9 | Río Hardy | 3.9 | 3.6 | 4.7 | 4.2 | 3.2 | 3.9 | 3.2 | 3.5 | 3.4 | 4.5 | 4.0 | 4.3 | 3.8 |
| 10 | Vegetación de
suelos salinos |
1.6 | 1.9 | 0.9 | 0.9 | 2.6 | 1.6 | 1.2 | 0.9 | 1.1 | 2.0 | 2.7 | 2.4 | 1.7 |
Fuente: elaboración propia basado en Montoya et al. (2017) y Montoya (2018).
De la matriz única de expertos, se encontró que en cuanto al valor total de provisión potencial de servicios ecosistémicos de las coberturas evaluadas, la única que obtuvo un potencial alto fue el río Hardy (3.8); le siguieron aquellas coberturas con potencial medio-alto como las lagunas México-Xochimilco-Campestre (2.4) y el bosque de la ciudad (2.3); por su parte, la mayor parte de coberturas obtuvieron un potencial medio-bajo, entre las que se encuentran la agricultura de riego (2.0), el matorral desértico Micrófilo (1.9), el bosque de mezquites (1.8) y la vegetación de dunas (1.4); mientras que la cobertura de asentamientos humanos obtuvo un potencial bajo (0.7). Por otro lado, se observó que, en las tres coberturas con mayor capacidad de suministro, los servicios ecosistémicos culturales son los que tienen mayor potencial de suministro.
En cuanto al análisis de los resultados por categoría de servicios ecosistémicos, se encontró que en los servicios de regulación las coberturas que tienen mayor capacidad o potencial alto de suministro son el río Hardy (3.9) y el humedal artificial de Las Arenitas (3.4), con potencial alto y máximo en el suministro de servicios de regulación de flujos de agua, purificación del agua y recarga del acuífero. Con respecto a este último servicio, la agricultura de riego es otra cobertura con un potencial máximo de su oferta. El servicio de regulación del clima local es principalmente suministrado por el bosque de la ciudad, el río Hardy, el matorral desértico micrófilo, las lagunas México-Xochimilco-Campestre y el bosque de mezquite, por lo que estas coberturas tienen en común la presencia de algún tipo de vegetación arbórea o arbustiva, y en algunos casos, su asociación con cuerpos de agua. Por su parte, el servicio de control de la erosión es principalmente suministrado por el bosque de mezquites. La cobertura con menor capacidad de suministro de los servicios de regulación es la de asentamientos humanos.
Respecto a los servicios de abastecimiento, la cobertura con mayor capacidad de suministro es el río Hardy (3.4), principalmente para el servicio de pesca, mientras que en el servicio de provisión de alimentos la cobertura de agricultura de riego es en la que presenta un potencial de suministro máximo. A excepción de estas dos, el resto de las coberturas evaluadas obtuvieron bajo potencial de oferta de los servicios de abastecimiento, además, el servicio de pesca fue el único servicio en el que más de la mitad de las coberturas mostraron valores de potencial no relevante (0-0.4), en particular en aquellas donde no existen cuerpos de agua que permitan su obtención.
En cuanto a los servicios culturales se identificaron tres coberturas con alto y máximo potencial de oferta tanto del servicio de recreación y turismo como el de educación ambiental, estas coberturas fueron el río Hardy (4.3), el bosque de la ciudad (4.2) y las lagunas México-Xochimilco-Campestre (3.4); de igual manera, el humedal artificial Las Arenitas y el bosque de mezquite fueron evaluados con una capacidad alta de oferta del servicio de educación ambiental. El resto de las coberturas evaluadas presentaron potencial medio bajo y medio alto para el suministro de los servicios culturales en la región de estudio. La categoría de servicios culturales fue la que obtuvo mayores valores de oferta potencial de servicios ecosistémicos en el área de estudio.
Análisis complementarios de consistencia de datos de matriz única
Para determinar la consistencia de los valores de los expertos obtenidos en la matriz única, se realizaron dos análisis complementarios: 1) el calculó la variación (desviación estándar) de las respuestas de los expertos, y 2) la revisión comparativa con investigaciones similares de los servicios ecosistémicos y las coberturas evaluadas.
La variación de las respuestas (valores) de los expertos se analizó a través del cálculo de la desviación estándar (DS), la cual se interpreta que a mayor acuerdo entre las respuestas de los expertos el valor de la desviación estándar será menor (Montoya et al., 2017). Se calcularon los valores de desviación estándar para cada combinación o entrada de la matriz (servicio ecosistémico contra cobertura de suelo y vegetación), los cuales fueron analizados con base en tres rangos establecidos para el presente trabajo y tomando como referencia el trabajo de Montoya et al. (2017). Estos rangos fueron: variabilidad baja (DS < 1), variabilidad media (1 > DS < 1.9), y variabilidad alta (DS > 1.91). Los resultados de la DS arrojaron que el 95.9% de las respuestas de los expertos tuvieron un acuerdo medio y alto, mientras que el restante 4% tuvo mayores desacuerdos. Estos porcentajes pueden asociarse a la variabilidad de los perfiles de expertos, tanto profesionales, la profundidad de su conocimiento sobre las coberturas y servicio ecosistémicos evaluados.
Otro análisis complementario fue la revisión comparativa de investigaciones que utilizan el enfoque de evaluación matricial. Se realizó un análisis de correlación entre los valores promedio reportados en las investigaciones revisadas y los valores de la matriz de expertos del presente estudio. En general, se encontraron coeficientes de correlación positivos, y en cuanto a los promedios totales de oferta potencial de servicios ecosistémicos reportadas por los expertos y la literatura se encontraron valores y tendencias similares.
Análisis espacial de oferta potencial de servicios ecosistémicos
Con base en la matriz única de expertos y sus valores, se generaron los mapas de oferta (provisión) potencial de servicios de regulación, oferta potencial de servicios de abastecimiento, oferta potencial de servicios culturales y el mapa de oferta total potencial de servicios ecosistémicos (Figura 4), los cuales muestran la distribución espacial de la oferta potencial de los servicios ecosistémicos seleccionados en la región de estudio.
Fuente: elaboración propia.
Figura 4 Distribución espacial de la oferta potencial de servicios ecosistémicos de regulación: a), abastecimiento; b) culturales; c) y de la oferta potencial total; d) en el área de estudio.
Al analizar la distribución espacial de los servicios ecosistémicos por categorías, se observa que la oferta potencial de servicios de regulación presenta una mayor superficie con potencial medio-alto a máximo (Figura 4, inciso a). Respecto a la oferta de servicios de abastecimiento se aprecia un mayor contraste entre las áreas que sí suministran este servicio con potencial medio-alto y alto, correspondientes al valle agrícola y al humedal ribereño al sur del área de estudio, y las que no lo proveen, en las zonas de la sierra y en la zona urbana (Figura 4, inciso b). Por su parte, el suministro de los servicios culturales se ofrece con un potencial alto y máximo tanto en la zona urbana como en la zona del valle agrícola, coincidiendo con los diversos humedales (Figura 4, inciso c), además, la superficie de matorral desértico micrófilo presenta un potencial medio-alto de los servicios culturales, lo que resulta interesante ya que, además de ser una cobertura de gran superficie, es una de las que más se asocia con los paisajes desérticos.
En el mapa de oferta potencial total de servicios ecosistémicos (Figura 4, inciso d) se observa que gran parte de la superficie de estudio (80.8%) presenta una oferta potencial media-baja, la cual es suministrada por coberturas como el matorral desértico micrófilo, localizado principalmente al oeste en las sierras, y por la agricultura de riego, ubicada en las partes bajas y planas del valle; en contraste, las coberturas con potenciales medio-alto o máximo representan una mínima superficie (0.30%), las cuales están asociadas a los diversos tipos de humedales. Adicionalmente, se aprecia que las zonas con oferta potencial no relevante o con potencial bajo corresponden con la cobertura de asentamientos humanos.
DISCUSIÓN
Durante los últimos veinte años ha aumentado la investigación sobre los servicios de los ecosistemas, así como la necesidad de integrar este paradigma en la toma de decisiones y gestión sustentable de la tierra, el agua y de las ciudades, a través del desarrollo de métodos y herramientas de evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos (Harrison et al., 2018). En este sentido, los mapas representan una herramienta poderosa para los científicos, formuladores de políticas, ciudadanos y partes interesadas que permiten visualizar de manera intuitiva y simple fenómenos complejos como las interacciones entre diversos servicios ecosistémicos en una variedad de escalas espaciales y temporales (Maes, Crossman y Burkhard, 2016).
En este trabajo se utilizó el método conocido como matriz de expertos o matriz de Burkhard, el cual es un método de evaluación con enfoque biofísico que mediante el uso de datos de coberturas terrestres y el conocimiento de expertos, permitió obtener valores de oferta potencial de servicios ecosistémicos en una matriz, los cuales fueron transferidos a mapas que muestran la distribución espacial de zonas con alto o bajo suministro potencial dentro del área de estudio (Burkhard et al., 2009; Zhang y Muñoz, 2019). Una de las ventajas de este enfoque de mapeo es que puede aplicarse de manera simple y relativamente rápida cuando se dispone de datos limitados o con fuentes de información dispersas, como en el presente estudio; además permitió incorporar datos y conocimiento de las partes interesadas, lo que puede facilitar la interpretación y comprensión entre los usuarios (Maes, Crossman y Burkhard, 2016).
En cuanto a los principales hallazgos de la investigación, se identificó que la categoría de servicios ecosistémicos culturales (recreación y turismo, educación ambiental) es la que presentó mayor potencial de oferta en la región árida estudiada (de potencial medio-alto a máximo). Con respecto a las coberturas terrestres evaluadas, se encontró que aquellas que constituyen alguna categoría de humedal fueron las que presentaron la mayor capacidad total de oferta potencial de servicios del ecosistema (potencial medio-alto a alto), principalmente de servicios culturales y de regulación; a pesar de su importancia, los humedales son las coberturas que ocupan la menor superficie del área de estudio (0.36% del total), la cual se ha reducido debido a la alteración en la hidrología del delta del río Colorado en México, el cambio de uso de suelo y la propagación de especies exóticas, como el pino salado (Tamarix spp.) (Schlatter et al., 2017).
Lo anterior resulta relevante pues los diversos servicios ecosistémicos que proveen los humedales son críticos tanto para la flora y fauna como para las poblaciones locales, además, en un contexto de zonas áridas estos ecosistemas son particularmente vulnerables a los efectos climáticos y a las actividades humanas (Khelifa, Mahdjoub y Samways, 2022). Por lo tanto, el presente estudio contribuye en la visualización de áreas clave de suministro potencial de los servicios ecosistémicos que deben mantenerse para asegurar su provisión futura, entre las que se encuentran este tipo de ecosistemas.
Por otro lado, con base en los mapas de distribución espacial de servicios ecosistémicos se observó que un 80.8% de la superficie estudiada presenta una capacidad de oferta potencial media-baja (1.1-2), la que corresponde a las coberturas de matorral desértico micrófilo y agricultura de riego. Por su parte, la única cobertura que obtuvo un potencial alto (3.1-4) fue el río Hardy, mismo que representa el 0.23% del total de las coberturas; además, ninguna cobertura mostró un potencial máximo (4.1-5) de oferta potencial total de servicios ecosistémicos.
Si bien el mapeo de servicios ecosistémicos mediante la matriz de expertos resulta un enfoque práctico y útil en áreas donde existe poca disponibilidad de datos, este también puede mostrar limitantes. Entre estas se tiene que el método matricial presenta cierto grado de subjetividad en la evaluación debido al nivel de conocimiento de los expertos acerca de las coberturas terrestres o de los servicios evaluados, lo que puede generar una variación en los valores asignados (Martínez y Balvanera, 2012). Para compensar y reducir estas limitantes, algunos autores han propuesto la implementación de análisis complementarios de validación de datos, como el cálculo de desviación estándar (DS) y la revisión comparativa de resultados con otras investigaciones bajo el mismo enfoque; de igual forma, este método brinda la posibilidad de incorporar otros datos e información espacial relevante que complemente la puntuación asignada al potencial de las coberturas evaluadas (Montoya et al., 2017; Jacobs et al., 2015).
En esta investigación se llevaron a cabo dos análisis complementarios, encontrando en la DS que el 96% de las respuestas de los expertos tienen un acuerdo medio y alto, mientras que la comparación de los valores de oferta potencial de este trabajo con los de la literatura mostraron tendencias similares. Estos análisis permitieron confirmar la validez de los datos obtenidos y aplicabilidad del enfoque matricial para la evaluación de potenciales de servicios ecosistémicos en la región de estudio.
CONCLUSIONES
La evaluación de los servicios ecosistémicos constituye un aporte al estudio de los sistemas socio-ecológicos, es decir, a las relaciones entre la sociedad y la naturaleza las cuales pueden reflejarse en la estructura de las coberturas terrestres, integradas por las coberturas vegetales y los usos de suelo. En la presente investigación realizada en Mexicali, Baja California, una región árida compuesta por diversas coberturas que incluyen matorrales, diversos tipos de humedales, vegetación desértica, coberturas agrícolas, asentamientos humanos y bosques urbanos, se implementó la metodología denominada matriz de expertos o de Burkhard para evaluar sus capacidades de oferta potencial de servicios ecosistémicos.
Entre los hallazgos de la investigación se encontró que la mayoría de los servicios del ecosistema seleccionados como prioritarios por los expertos pertenecen a la categoría de regulación (del clima local, purificación de agua, flujos de agua, recarga del acuífero, control de erosión), los cuales están asociados con los sistemas de humedales remanentes del río Colorado. De manera similar, el servicio de abastecimiento de pesca está relacionado con la presencia de estos humedales, que históricamente proveían recursos pesqueros para la alimentación de la comunidad indígena Cucapá, y posteriormente al desarrollo de la pesca comercial y con fines turísticos (Villarreal y Olmos, 2017).
Este contexto hidrológico e histórico de la región coincide a su vez con otro de los resultados que mostró que la categoría que tiene mayor capacidad de oferta potencial es la de servicios culturales (recreación y turismo, educación ambiental). Aunque los humedales ribereños, artificiales y urbanos remanentes han sido degradados y reducidos en su superficie debido a la modificación de la hidrología del río Colorado y a los cambios de uso de suelo (Schlatter et al., 2017), han logrado mantener su potencial ecoturístico y de educación ambiental, el cual ha sido incentivado por diversos actores como académicos, científicos, organizaciones de la sociedad civil y propietarios de ranchos de la región (Zamora et al., 2005). Lo anterior se ha reforzado con la implementación de acciones de restauración ecológica, monitoreo y actividades de educación ambiental por parte de asociaciones civiles de la región (Zamora et al., 2008). No obstante, es necesario el desarrollo de políticas públicas que integren el valor ecológico, histórico y cultural, así como su inclusión en los instrumentos de ordenamiento ecológico del territorio.
En cuanto a los alcances de esta investigación, se mostró que la metodología matricial de evaluación y mapeo de los servicios ecosistémicos representa una herramienta con enfoque sistémico que puede aplicarse de manera simple y relativamente rápida cuando se dispone de datos limitados, la cual permitió alcanzar los objetivos propuestos para identificar la capacidad de oferta potencial de las diversas coberturas terrestres y su distribución espacial. Además, los resultados de este trabajo constituyen un insumo relevante para los tomadores de decisiones y las instituciones encargadas en la planeación y gestión del territorio, pues permite identificar áreas clave con alta capacidad potencial de oferta de servicios ecosistémicos para su conservación y manejo sustentable, así como de las áreas con bajo potencial en las que pueden llevarse a cabo acciones de restauración. Por lo tanto, este enfoque matricial contribuye a la gestión y planificación sustentable del territorio.
Así mismo, se identificó la necesidad de complementar esta metodología con otro tipo de enfoques y datos que permitan estimar de manera precisa los valores de suministro de los servicios ecosistémicos. De igual forma, se recomienda para investigaciones futuras la evaluación de la demanda de los servicios ecosistémicos prioritarios para determinar su correspondencia con las capacidades de oferta de los ecosistemas, así como la sinergia y compensación entre los servicios evaluados.
CONTRIBUCIONES DE LAS AUTORAS
Sandra E. Ortiz-Acosta. Conceptualización y diseño, curaduría de datos, análisis formal, investigación, metodología, administración del proyecto, suministro de materiales y herramientas de estudio, utilización de softwares, supervisión, validación, visualización, redacción de borrador original y redacción y edición de versión final del documento.
Adriana M. Arias-Vallejo. Administración del proyecto, supervisión, validación, revisión crítica, aportación de contenido intelectual relevante en borrador original, y revisión de versión final del documento sometido.
