Metodologías para identificar áreas prioritarias para conservación de ecosistemas naturales

Methodologies to find priority areas for the conservation of natural ecosystems

Honoria Chávez González¹, Manuel de Jesús González Guillén¹ y Patricia Hernández de la Rosa¹

¹ Posgrado Forestal, Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo. Correo-e: manuelg@colpos.mx

Fecha de recepción: 22 de enero de 2014;
Fecha de aceptación: 4 de septiembre de 2014.

Resumen

La identificación de áreas prioritarias permite orientar y optimizar los esfuerzos de conservación en los ecosistemas naturales; para ello se han generado diferentes metodologías de tipo cualitativo y cuantitativo Los objetivos del presente trabajo fueron revisar y analizar los métodos utilizados para la identificación de áreas prioritarias para conservación; proponer una definición de las mismas y establecer un esquema metodológico general que oriente la realización de estudios futuros en este tema. Durante el desarrollo se analizaron las técnicas cualitativas que parten de análisis simples y la experiencia de expertos; y las cuantitativas que se basan en el uso de modelos estadísticos y de optimización; además de técnicas espaciales utilizadas como herramientas para la realización de procesos cuantitativos más simples. De todas ellas, las segundas presentan ventajas, ya que consideran la ejecución de análisis más detallados, tanto de criterios como de restricciones y amenazas. Las etapas mínimas que deben llevarse a cabo son la definición del objetivo por priorizar, la selección y el procesamiento de criterios; la identificación de restricciones y amenazas; así como la elección de áreas mediante métodos de optimización. El conocimiento de las diferentes metodologías facilita a los tomadores de decisiones elegir o combinar las más adecuadas para el objetivo principal.

Palabras clave: Áreas aptas, áreas potenciales, estadística espacial, ordenamiento ecológico, recursos naturales, toma de decisiones.

Abstract

Identification of priority areas allows to orient and optimizes conservation efforts in natural ecosystems; to do that different approaches have been generated. The purpose of this study was to review and analyze the methodologies used in the identification of priority areas for conservation, proposing a definition and establishing a general methodological scheme that guides future studies on this topic. There were found and analyzed: (a) qualitative methods that are defined by simple analysis and experience of experts, (b) quantitative methods based on the use of statistical and optimization models, and (c) spatial techniques which can be used as methodological tools that perform simple quantitative processes. Of these, the quantitative methods take advantages since they conduct more detailed analysis of criteria, constraints and threats. The minimum steps that allow a proper identification of priority areas are: to prioritize goal definition, selection and processing criteria, restrictions and threats identification, and selection of areas using optimization methods. Knowledge of the different methodologies helps to decision makers to choose or combine the most suitable for the target to prioritize.

Introducción

Los ecosistemas proporcionan a la sociedad una amplia gama de servicios de provisión, regulación, de soporte y culturales (MEA, 2003); son la base de la subsistencia, desarrollo económico y social del que depende la humanidad (Gómez y Groot, 2007). Es por ello que se deben manejar de manera sustentable para mantenerlos saludables y no comprometer la generación de los servicios ambientales que producen (Machín y Casas, 2006). Por lo tanto, es importante la creación de estrategias y programas de conservación y manejo de los recursos naturales (Koleff et al., 2009; Semarnat, 2006).

Dado el costo alto que representa la conservación de grandes superficies (Razola et al., 2006; Sánchez et al., 2008) y las limitaciones de recursos, principalmente de tipo económico, la conservación debería centrarse en áreas donde se produzcan los mayores beneficios y los esfuerzos invertidos deriven en mejores impactos, sobre todo de tipo ambiental (Benegas y León, 2009; Geneletti et al., 2011; Razola et al., 2006). Aspectos fundamentales para alcanzar una conservación eficaz son definir, conocer y dar prioridad a los lugares en los que se tiene que actuar en primera instancia (Geneletti et al., 2011). Una herramienta valiosa para orientar y optimizar los esfuerzos del estudio, conservación y aprovechamiento sustentable de los recursos naturales es la identificación de áreas prioritarias para esos fines (Arriaga et al., 2009; Ceballos et al., 2009; Koleff et al., 2009; Sánchez et al., 2008).

En las últimas tres décadas se han diseñado y desarrollado varios modelos computarizados para apoyar la identificación de áreas prioritarias para la conservación (Blumentrath, 2011). Al respecto, existen trabajos comparativos (Blumentrath, 2011) y descriptivos (Margules y Sarkar, 2009; Margules et al., 2002; Semarnat, 2006) de los métodos de optimización, de los modelos estadísticos espaciales y de los métodos específicos para conservación de la biodiversidad, que pueden ser usados durante el proceso metodológico de identificación de áreas prioritarias. Sin embargo, en la actualidad no existe una recopilación y análisis comparativo de las metodologías generales que hagan o no uso de ellos.

Bajo este contexto, el objetivo del presente estudio fue realizar un análisis comparativo de las metodologías citadas en la literatura y que han sido utilizadas para identificar áreas prioritarias para conservar recursos naturales. Además, se propone un concepto de área prioritaria, conocer las diferencias de esta con otros tipos y los diversos enfoques que pueden tener, así como las etapas mínimas que debe contener una metodología adecuada para su definición. La importancia de este trabajo radica en conocer las fortalezas y limitaciones de las metodologías actuales, en relación al concepto de un área prioritaria y sus implicaciones. Con base en lo anterior, elegir o combinar la(s) metodología(s) de acuerdo al objetivo específico que se persiga. Dicha información resulta muy valiosa para los tomadores de decisiones para la identificación de áreas prioritarias para la conservación.

Concepto de áreas prioritarias

Los estudios relacionados con la identificación de áreas prioritarias incluyen al espacio geográfico, el objetivo y los aspectos sociales como términos comunes en la definición de este concepto (Arriaga et al., 2000; Galindo et al., 2009; Semarnat, 2011). Para efectos de la presente investigación, las áreas prioritarias para la conservación de los recursos naturales son representaciones espaciales del territorio, donde confluyen atributos ambientales, biofísicos, socioeconómicos, culturales o políticos específicos y óptimos para un objetivo dado; y cuya permanencia está en riesgo inminente por causas naturales, humanas o ambas.

Las áreas prioritarias difieren de las áreas aptas y de las potenciales u óptimas. Las que se clasifican como aptas corresponden a los espacios del territorio que reúnen las características naturales necesarias para la provisión o desarrollo de un determinado servicio; por ejemplo, agua o el ecoturismo (Fuenzalida et al., 2013; Kumar y Kumar, 2011); o una actividad: establecimiento de plantaciones forestales comerciales (Bustillos et al., 2007; Olivas et al., 2007). Si además, se desea integrar otro tipo de información, como aspectos socioeconómicos, que ayude o limite la aptitud de esos espacios, entonces se identifican las áreas potenciales mediante modelos estadísticos espaciales y métodos de optimización (González et al., 1996). Finalmente, las áreas prioritarias surgen cuando las identificadas como potenciales resultan estar en riesgo o ser vulnerables a cambios que disminuyan su capacidad para proveer el servicio o actividad considerada (Arrivillaga y Windevoxhel, 2008; Galindo et al., 2009; Harris et al., 2008). Es decir, las áreas prioritarias son más específicas y se circunscriben en las áreas potenciales, las cuales, a su vez, están dentro de las áreas aptas.

La necesidad de conservar los recursos naturales siempre ha estado presente, desde las civilizaciones más antiguas. Uno de los primeros esfuerzos legales para la conservación de los recursos naturales fue el establecimiento de áreas naturales protegidas, a raíz del decreto en 1872 del Parque Nacional Yellowstone en los Estados Unidos de América, y en México con la protección del área natural Desierto de los Leones en 1876. Para 1920 ya existían parques nacionales en todos los continentes. De tal manera que, las áreas protegidas se volvieron una de las principales estrategias para promover la conservación de los ecosistemas y su biodiversidad (Ceballos et al., 2009; Conabio et al., 2007; Geneletti et al., 2011). Sin embargo, en la mayoría de los países, incluido México, los sistemas de áreas protegidas fueron seleccionados sin considerar una metodología específica (Conabio et al., 2007) y en muchos casos, las áreas no fueron representativas del objetivo básico de conservación.

La planificación sistemática de la conservación empezó a desarrollarse en la década de 1970 con los aportes de diversos criterios de selección (Koleff et al., 2009), que coincidieron plenamente con la primera conferencia internacional (Conferencia de Estocolmo en 1972) sobre cuestiones ambientales internacionales. No obstante, dadas las limitaciones económicas para la protección de la biodiversidad, estos criterios se han ido refinando para optimizar el uso de los recursos mediante la selección de áreas prioritarias para la conservación. Algunos ejemplos notables de priorización de áreas para la conservación en el ámbito mundial incluyen los hotspots de biodiversidad, las áreas de endemismo de aves (EBA) y los sitios cero extinciones (Ceballos et al., 2009; Koleff et al., 2009).

Desde 1997 en México, diversas iniciativas auspiciadas por instituciones gubernamentales y no gubernamentales, nacionales e internacionales han concentrado sus esfuerzos de investigación en la identificación de regiones prioritarias para la conservación de la biodiversidad en el ámbito nacional (Arriaga et al., 2009). En años recientes se han realizado estudios para la selección de áreas prioritarias de conservación de la biodiversidad con enfoques regional, temático o sobre ecosistemas y especies de interés particular (Ceballos et al., 2009; Koleff y Urquiza, 2011; March et al., 2009); así como con otros objetivos: para servicios ambientales hidrológicos o captura de carbono; de protección de cuencas o de restauración de ecosistemas (Geneletti et al., 2011; Semarnat, 2011).

Procedimiento propuesto para la selección de áreas prioritarias

La selección de áreas prioritarias para conservación y cualquier otro enfoque de priorización es un reto que implica resolver un problema de optimización, en el que las áreas seleccionadas deben ser las más viables en términos económicos, de recursos humanos y de infraestructura para establecer los programas y estrategias requeridas para su permanencia y manejo (Sánchez et al., 2008). Las etapas mínimas que deben considerarse se muestran en la Figura 1, y a continuación se describen.

Figura 1. Proceso metodológico propuesto para identificar áreas prioritarias de conservación.

Definición del objetivo de la priorización. Debe existir un propósito claro para la priorización (Galindo et al., 2009; Martínez y Reyes, 2007; Semarnat, 2006). Se refiere al objetivo de conservación o enfoque que tendrán las áreas prioritarias, y puede ser tan específico como se desee; por ejemplo, la conservación de una especie o hábitat específico, la conservación de la biodiversidad, la conservación y mantenimiento de reservas de carbono, el manejo de cuencas hidrográficas, el manejo forestal, la restauración, la reforestación, el manejo o protección del recurso hídrico, la compensación o pago de servicios ambientales, entre otros. Se tiene que incluir la definición del área de estudio.

Procesamiento de criterios. Es la etapa en la cual se analizan y procesan los criterios elegidos mediante modelos estadísticos de análisis espacial (análisis de aptitud, modelos lineales generalizados, árboles de clasificación y regresión, modelos bayesianos) o de matrices en las que se organiza y pondera la importancia de cada criterio y se generan modelos propios para cada caso de estudio que dependen enteramente del objetivo de priorización y del nivel de información obtenida por criterio. El resultado final de esta fase es la elaboración por separado de mapas que contienen los criterios ya modelados.

Identificación de restricciones (amenazas). Se refiere a la información espacial específica que limita o aumenta la prioridad de un área determinada. La información puede analizarse por separado o considerarse como un criterio adicional; por ejemplo, vulnerabilidad de especies, riesgo de deforestación y de inundaciones. Incluye el uso de modelos probabilísticos que permiten la generación de escenarios futuros de dichas amenazas.

Selección de áreas prioritarias. Constituye el paso final para la identificación de las áreas que mejor cumplan el objetivo de priorización. Es muy importante hacer uso de los métodos de optimización, mediante los cuales se reconocen los lugares que contienen la mejor combinación de elementos de interés (criterios y restricciones) con un alto grado de confianza (Semarnat, 2006).

Metodologías para identificar áreas prioritarias

Las metodologías para identificar áreas prioritarias para la conservación tienen diferentes aproximaciones, desde las meramente intuitivas o cualitativas hasta las analíticas cuantitativas (Semarnat, 2006). La investigación se ha centrado, fundamentalmente, en el desarrollo de métodos y modelos cuantitativos específicos para la conservación de la biodiversidad (Ceballos et al., 2009; March et al., 2009; Razola et al., 2006), considerada esta uno de los servicios ecosistémicos más importantes de proteger y que a la vez se conservan otros servicios ambientales relacionados.

Métodos cualitativos. Se basan en análisis simples y se definen, en gran medida, por el juicio de expertos. Desde el punto de vista histórico, estos métodos se han utilizado para la selección de áreas naturales protegidas y prioritarias (Semarnat, 2006); utilizan criterios como el valor escénico del paisaje, los usos recreativos, la presencia o ausencia de aprovechamientos forestales o la disponibilidad del terreno (Ceballos et al., 2009; Conabio et al., 2007; Koleff y Urquiza, 2011; Koleff et al., 2009; Margules et al., 2002; Sánchez et al., 2008). Estos métodos se consideran simples, rápidos, fáciles de aplicar y de costo bajo en comparación con los de tipo cuantitativo. Sin embargo, dado el carácter subjetivo que cada experto utiliza para la definición de las áreas, los resultados pueden volverse irrepetibles e inconsistentes (Semarnat, 2006). Además, presentan gran incertidumbre y un margen de error elevado en las delimitaciones de las áreas prioritarias. Por lo tanto, ante la crisis ambiental actual y la necesidad de alcanzar una mayor precisión en los estudios, es indispensable que las áreas prioritarias sean identificadas a través de métodos más exactos o cuantitativos (Sánchez et al., 2008); por ello, en la presente revisión se soslaya el análisis de las metodologías cualitativas.

Métodos cuantitativos. Reducen la incertidumbre y la inconsistencia de los resultados mediante diferentes aproximaciones estadísticas; además es factible ejecutar análisis cuantitativos de la información biofísica del área de interés. Con el apoyo de la estadística espacial se pueden generar modelos predictivos de los fenómenos, a diferentes escalas espacio-temporales (Semarnat, 2006). De esta manera, una característica básica de los métodos cuantitativos es la utilización de modelos espaciales estadísticos y de optimización para el procesamiento de sus criterios, aunque también integran en su proceso metodológico técnicas cualitativas como la realización de talleres locales y regionales, la aplicación de encuestas; y la consulta a expertos, entre otros.

El Cuadro 1 muestra una recopilación de diferentes metodologías cuantitativas, de acuerdo a una revisión de literatura, y técnicas espaciales utilizadas como herramientas metodológicas. Las primeras se caracterizan por ser muy específicas para investigaciones de conservación de la biodiversidad e incorporan en sus procesos diversos modelos computarizados de métodos de optimización y análisis estadístico espacial. Las segundas son técnicas más generales que permiten identificar áreas prioritarias con enfoques diferentes al de la conservación y son integradas en programas de sistemas de información geográfica. Para cada metodología y técnica se presenta el objetivo de priorización, la descripción, el tipo de criterios utilizados, sus ventajas y desventajas y las referencias consultadas.

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Elección de la metodología

La elección o definición de una metodología en particular para identificar áreas prioritarias puede resultar compleja porque dependerá del objetivo específico de priorización, de los criterios seleccionados e información disponible para su análisis, así como de la escala usada, lo que suele ser diferente para cada caso de estudio. No obstante, existen elementos básicos que deben considerarse al momento de seleccionar áreas prioritarias para conservación.

En este sentido, Ceballos et al. (2009), Margules et al. (2002), Pressey y Taffs (2001) sugieren que entender y analizar dos conceptos: la vulnerabilidad (probabilidad o inminencia de destrucción o alteración de vegetación natural), y la unicidad o irremplazabilidad (improbabilidad de que un área candidata para lograr un objetivo de conservación sea reemplazada satisfactoriamente por otra).

Si se consideran estos dos conceptos y el análisis de las amenazas o restricciones que aumentan o limitan la prioridad de un área determinada, entonces de las metodologías que se anotan en el Cuadro 1 sección (a), las correspondientes a la Planificación Ecorregional, el Análisis de Vacíos y la Metodología REDD+ cumplen con esos elementos, ya que toman en cuenta en sus análisis la identificación de amenazas a los elementos objetivo de conservación.

Para definir cuál de estas metodologías utilizar, es necesario enfatizar que el Análisis de Vacíos es un proceso que determina los elementos que están ausentes, o bien representados de manera insuficiente en una red de áreas de conservación ya existente, y con base en ello se identifican nuevas áreas; por lo que se puede aplicar antes de cualquier otro estudio; por ejemplo, una planificación ecorregional (Groves et al., 2000) o en combinación con otros métodos (Rentería et al., 2011).

La Planificación Ecorregional es una metodología enfocada a la conservación sistemática y con una base de conocimiento científico de la biodiversidad en ambientes terrestres, de agua dulce, costeros y marinos (Kappelle, 2007); por lo tanto su aplicación a la conservación de otros servicios ecosistémicos debe analizarse detalladamente y considerar, si con las adecuaciones pertinentes es útil. Para estos casos, es más recomendable la metodología REDD+, ya que suma el análisis de los múltiples servicios ecosistémicos en un contexto socioeconómico y a escalas nacional, regional o local; aunque su procedimiento está limitado a los ambientes terrestres (Cuadro 1).

La metodología propuesta para el Ordenamiento Ecológico del Territorio (México) es un procedimiento en el cual no se detalla el análisis de amenazas, solo se consideran parte de las restricciones de usos del territorio; además la conservación se restringe a los límites político-administrativos de la superficie en cuestión. Pese a lo anterior es un método recomendable para la identificación de áreas prioritarias con el enfoque de conservación de la biodiversidad, ya que propone el uso de diferentes análisis estadísticos espaciales que reducen la incertidumbre e inconsistencias de los resultados.

Respecto a la investigación y desarrollo de metodologías para el caso específico de la restauración forestal son relativamente escasos (Geneletti et al., 2011); por lo anterior, en la presente revisión se integran el Análisis Multicriterio y el Álgebra de Mapas (Cuadro 1).

El Análisis Multicriterio es una herramienta útil en la toma de decisiones, ya que permite seleccionar, analizar y combinar un sinnúmero de criterios e indicadores para generar alternativas de solución jerarquizadas, de acuerdo al objetivo planteado. El análisis cuantitativo de los datos disminuye la incertidumbre e inconsistencia de los resultados. Una debilidad importante se debe a que incorpora la opinión de expertos o personas interesadas en el tema, quienes asignan pesos o ponderaciones a los criterios que indicarán la importancia relativa entre los mismos, lo que introduce subjetividad al método (Dykstra, 1984). Otro punto débil es la no inclusión de un análisis detallado de las amenazas o restricciones, el cual es indispensable para otorgar la categoría de prioritaria a un área determinada, por lo que su uso podría ser más adecuado para la identificación de áreas potenciales y óptimas. En caso de utilizarla, debe considerarse solo como un método de optimización, que combinado con otros procedimientos de análisis estadístico coadyuvan a la correcta definición de un área prioritaria.

El Álgebra de Mapas se utiliza con más frecuencia para la identificación de áreas prioritarias, también es la técnica más sencilla, realiza análisis cuantitativos simples y en muchos casos de carácter subjetivo; sus resultados llegan a presentar gran incertidumbre y un elevado margen de error. Se considera que el Álgebra de Mapas debe considerarse como el instrumento final de análisis de cualquier proceso, que cuente con un análisis cuantitativo previo y adecuado a los criterios, indicadores, amenazas o restricciones; o bien su empleo tiene que sustituirse por métodos de optimización.

En suma, se considera que la metodología de Planificación Ecorregional es la más adecuada para aplicarse en grandes espacios geográficos y con multiplicidad de objetivos de priorización, por lo que su aplicación puede resultar costosa, a partir de la cantidad y calidad de información que requiere, pero es la más completa, eficiente y repetible en todo tipo de ecosistemas (terrestres, acuáticos). La metodología REDD+ y la del Ordenamiento Ecológico del Territorio se adaptan a escalas nacional, regional y local, con objetivos de priorización específicos y con requerimientos de información espacial detallada, lo que también las convierte en caras, si son aplicadas en extensiones geográficos muy amplias, pero con la posibilidad de utilizarlas en espacios más pequeños en función de los objetivos de conservación planteados. La metodología de Análisis de Vacíos es totalmente recomendable cuando se desea evaluar y mejorar el sistema de áreas naturales protegidas de un determinado lugar, su combinación con otros métodos arroja excelentes resultados para la identificación de espacios prioritarios no considerados en un sistema de conservación ya establecido.

La combinación de las técnicas espaciales de Análisis Multicriterio y Álgebra de Mapas, con otros modelos de análisis estadístico espacial y métodos de optimización constituyen la metodología más completa, eficiente y económica para aplicarse a escalas regional y local; dado que con ella es factible llevar a cabo combinaciones de técnicas para los análisis por separado de criterios y amenazas, mediante el ajuste de la información existente o su generación al nivel que se necesite, de acuerdo a la disponibilidad de recursos humanos, financieros; y que cubran las etapas mínimas propuestas como básicas para la identificación de áreas prioritarias.

Conclusiones

La identificación de áreas prioritarias corresponde a una etapa inicial en el diseño de políticas públicas para la inversión de recursos financieros en la implementación de estrategias de manejo y conservación de recursos naturales. Los enfoques de las áreas prioritarias son tan diversos como las razones para su selección; por tanto, la definición del objetivo de priorización se torna fundamental y debe ser el primer paso del proceso metodológico. La selección y procesamiento de los criterios dependen de este objetivo de priorización y pueden ser tan amplio como la accesibilidad a los datos espaciales lo permita. La identificación y análisis de restricciones, riesgos o amenazas del área u objeto de interés por conservar hace la diferencia entre determinar un área prioritaria o definirla al nivel de apta o potencial. Debido a ello, la elección o desarrollo de una metodología específica dependerá del objetivo de priorización, de la escala en que se desea trabajar y de la disponibilidad de información, recursos humanos y financieros para su realización. Es importante resaltar que las más deseables son las metodologías cuantitativas que utilizan la modelación estadística espacial y la aplicación de métodos de optimización.

A la Línea Prioritaria de Investigación LPI-1 Manejo Sustentable de Recursos Naturales del Colegio de Postgraduados, por el financiamiento otorgado.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribuciones por Autor

Honoria Chávez González: revisión de literatura; análisis de la metodología, escritura y corrección; Manuel de Jesús Guillén: concepción, planeación, estructura, revisión del documento y gestión del recurso; Patricia Hernández de la Rosa: asesoría, gestión de recursos, estructura y revisión del documento.

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