Servicio ecosistémico de regulación de inundaciones en la microcuenca “El Guayabo”, Jalisco, México.

El concepto de servicios ecosistémicos (SE) se refiere a los beneficios que los seres humanos reciben de la naturaleza. Entre los diferentes tipos de SE, se encuentran aquellos que proveen una mitigación a peligros por fenómenos naturales. Por ejemplo, el servicio ecosistémico de regulación de inundaciones que ocurre cuando los ecosistemas, como los forestales y agrícolas, retienen el agua en eventos de precipitación, evitando daños por inundación en poblaciones aguas abajo. Las inundaciones son uno de los desastres por fenómenos naturales más recurrentes y devastadores en el mundo, causan grandes pérdidas humanas, económicas y ambientales. Se contempla que, en muchas partes del mundo, el riesgo por inundación aumentará en el futuro, como consecuencia de los procesos de urbanización, el aumento de antropización en zonas potencialmente inundables y debido al cambio climático. El área de estudio comprende la microcuenca “El Guayabo” (76 km2) y se localiza en la parte alta de la cuenca “El Ahogado”, en los municipios Tlajomulco de Zúñiga y San Pedro Tlaquepaque de la Zona Metropolitana de Guadalajara, México. El Guayabo se encuentra entre aquellas con mayor riesgo de inundación. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el servicio ecosistémico de regulación de inundaciones dentro del área de estudio, con base en la capacidad de reducción del riesgo a eventos extremos de lluvia. Para lograr esto se llevaron a cabo las siguientes acciones: (1) Se elaboró una caracterización del área de estudio, a una escala de microcuenca, donde se incluyeron los aspectos relevantes al SE de regulación de inundaciones del medio físico (abióticos y bióticos) y del medio antrópico, así mismo una revisión de los instrumentos normativos que intervienen en la ordenación territorial; (2) Se efectuó el análisis de las bases de datos de las estaciones meteorológicas cercanas a la microcuenca, se obtuvieron las precipitaciones máximas diarias para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años, utilizando los métodos de Gumbel y California; (3) A través de un sistema de información geográfica (SIG), se establecieron escenarios de cobertura y uso del suelo, utilizando ortofotografía de alta resolución e información vectorial de la zona, para los años de 1993, 1999, 2011 y un escenario proyectado futuro; (4) Se utilizó el modelo hidrológico TR-20 para simular los caudales y volúmenes máximos esperados para los seis periodos de retorno, 7 en los diferentes escenarios de cobertura y uso del suelo, posteriormente se obtuvieron las superficies de inundación en función de caudal, (5) Con base en número de curva de escorrentía (CN), se analizó y comparó la capacidad de mitigación potencial de la escorrentía (MPE) entre los escenarios de 2011 y proyectado, y; (6) Se generó un índice de riesgo espacialmente explícito que combina los resultados del modelado hidrológico con variables socio-demográficas para cuantificar en función de éste, el servicio ecosistémico de regulación de inundaciones. Los resultados revelan una pérdida de superficie de cobertura agrícola, del 38% en 2011 al 16% en el escenario proyectado. Por el contrario, para el mismo periodo, se observó un aumento en las coberturas urbanas, del 24% al 51%. Las coberturas forestales y agrícolas tienen una mayor MPE que las superficies urbanas. El índice de riesgo permitió identificar y evaluar cuantitativamente aquellas zonas que proveen un servicio ecosistémico de regulación de inundaciones, así como las zonas donde habrá una mayor demanda de éste. El cambio a coberturas del suelo menos permeables, particularmente en la parte media-alta, aumentará significativamente la escorrentía, volumen y caudal máximo que impactará aguas abajo. Aunado a esto, debido a la urbanización proyectada en la parte baja, aumentará la exposición, y por tanto el riesgo por inundación. La metodología propuesta en este estudio, fue apropiada para evaluar escenarios donde exista degradación de los SE, pero también puede ser útil para evaluar donde, a partir de a políticas territoriales, se busque incrementar el servicio de regulación de inundaciones. Este trabajo de investigación sienta las bases técnicas para evaluar e implementar medidas de protección en zonas prioritarias que mitiguen la escorrentía en eventos extremos de lluvia.CONACYTITESO, AC

Valoración de áreas forestales próximas a zonas urbanas en México: incorporando a los usuarios de los servicios ambientales en REDD+

Investigaciones previas muestran que la valoración de los servicios ambientales de los bosques entre los usuarios muestra una heterogeneidad geográfica asociada a la proximidad y el potencial para disfrutar valores de uso (p.e. recreación). Este trabajo muestra una metodología para identificar los bosques y selvas que tienen una mayor valoración por parte de la población urbana en México. Se utiliza información de un estudio de valoración económica descrito en Balderas-Torres et al., (2015) en el cual participaron 645 personas de los estados de Jalisco, Durango, Tamaulipas y la zona conurbada de la ciudad de México; en dicho estudio se obtuvo una ecuación exponencial del porcentaje de visitas a tres áreas naturales protegidas (i.e. La Primavera, La Michilía y el Cielo) en función de la distancia euclidiana desde las ciudades de residencia. Este trabajo utiliza dicha ecuación en combinación con la información del tamaño de la población de las 125 localidades con más habitantes del país para estimar las visitas a áreas forestales de todo el país utilizando unidades de análisis de 2,500 m2. Los resultados muestran que las áreas con mayor probabilidad de ser visitadas y generarían mayores beneficios a los usuarios de los servicios ambientales se encuentran en el centro del país dada la concentración de la población en la capital. Este enfoque permite identificar áreas prioritarias para la conservación y restauración ambiental dentro de iniciativas estatales o nacionales como REDD+ y los programas de Pago por Servicios Ambientales para incorporar la valoración y preferencias de los usuarios desde el lado de la demanda.ITESO, A. C.Universidad Nacional Autónoma de MéxicoUniversity of Twent

Hacia la creación de un índice de riesgo para diseñar y evaluar un servicio ecosistémico de regulación de inundaciones en microcuencas urbanas

En este trabajo se plantean los elementos necesarios para construir un índice de riesgo espacialmente explícito, que sirva para evaluar el servicio ecosistémico de regulación de inundaciones en una microcuenca urbana. Para este fin, se realizaron las siguientes acciones: Revisión de los conceptos de servicios ecosistémicos, riesgo y sus componentes y los sistemas de información geográfica como instrumento para evaluación de riesgo de desastres por fenómenos naturales; Discusión de los conceptos a utilizar; Exploración sobre diferentes metodologías viables para la construcción de un índice de riesgo inundación apropiado para evaluar el servicio ecosistémico de regulación de inundación. Se ilustró en cómo las diferentes conceptualizaciones de riesgo y suscomponentes, resultan en diferentes maneras de enmarcar el problema. Se ratificó al SIG como un marco analítico idóneo para la evaluación del riesgo de inundación debido a la capacidad que tiene de evaluar espacio temporalmente el peligro y la vulnerabilidad dentro de un área en un marco de servicios ecosistémicos

Hybrid Artificial Neural Network Coupled with Kalman Filters for Air Quality Forecasting in Guadalajara, Mexico

This study aims to develop a novel hybrid scheme of Artificial Neural Networks (ARN) coupled to a non-linear Kalman filter for air quality forecasting in Guadalajara Metropolitan Area, in Mexico. ARN’s are widely used for air quality forecasting, however these schemes need large amounts of data regarding the pollutants concentration levels and meteorological data in order to manage reliable forecasting. To address this issue, we present a scheme consisting of Neural Network models assisted by nonlinear Kalman filter that manage to considerably improve the forecasting performance, adding robustness in case of lack of data, and reducing the need of retraining over time

Deforestation in the Kayabi Indigenous Territory: Simulating and Predicting Land Use and Land Cover Change in the Brazilian Amazon

Land use/cover change practices in the Brazilian Amazon, such as cattle ranching, logging, agriculture, mining, and urbanization are the major contributors to deforestation and have major impacts on ecosystems and environmental processes at local, regional and global scales. A simulation of future landscape in the Kayabi Indigenous Territory in the Brazilian Amazon was carried out using Geographic Information Systems (GIS), Remote Sensing and the IDRISI’s Land Change Modeler. The model was able to successfully simulate deforestation expansion in the region and identify the main landscape attributes driving anthropogenic disturbance expansion in the studied area. Distance from roads and distance from existing disturbance were found as the key factors driving deforestation in the Kayabi area

Air Quality and Active Transportation Modes: A Spatiotemporal Concurrence Analysis in Guadalajara, Mexico

The protection of pedestrians, cyclists, and public transportation passengers from environmental pollution is a global concern. This study fills the gap in the existing knowledge of temporal exposure to air pollution in Latin American metropolises. The paper proposes a methodology addressing the relationship between two objects of study, i.e., the users of active modes of transport and air quality. This new methodology assesses the spatiotemporal concurrence of both objects with statistical analysis of large open-access databases, to promote healthy and sustainable urban mobility. The application of the empirical methodology estimated the number of users of active transportation modes exposed to poor air quality episodes in the Guadalajara metropolitan area (Mexico) in 2019. The study considered two pollutants, ozone (O3) and particulate matter (PM10), and two active modes, cycling and bus rapid transit (BRT). Spatiotemporal analyses were carried out with geographic information systems, as well as with numeric computing platforms. First, big data were used to count the number of users for each mode within the area of influence of the air quality monitoring stations. Second, the number of air pollution episodes was obtained using the air quality index proposed by the Environmental Protection Agency (USA) on an hourly basis. Third, the spatiotemporal concurrence between air quality episodes and active mode users was calculated. In particular, the air quality monitoring data from the Jalisco Atmospheric Monitoring System were compared to users of the public bicycle share system, known as MiBici, and of a bus rapid transit line, known as Mi Macro Calzada. The results showed that the number of cyclists and BRT passengers exposed to poor air quality episodes was considerable in absolute terms, that is, 208,660 users, while it was marginal when compared to the total number of users exposed to better air quality categories in the study area, who represented only 10%. To apply the results at the metropolitan scale, the spatial distribution of the air quality monitoring system should be improved, as well as the availability of data on pedestrians and conventional bus passengers

Mobile App for Air Quality Guadalajara, Mexico.

AireAMG is a mobile app for air quality forecasting in the Guadalajara Metropolitan Area in Mexico. This app uses real-time air quality measurements of five criteria pollutants, along with meteorological data, to forecast air pollution concentration. A novel scheme of Artificial Neural Networks (ARN) coupled to Kalman filters is used to generate air quality predictions for up to 24 hours for each of the monitoring stations locations. We used these predictions to generate ozone and particulate matter dispersion maps, by interpolating with the Inverse Distance Weighted (IDW) method. AireAMG updates these forecasts and dispersion maps every hour, and is available for Android and iOS systems

Clavigero. Comunidad de saberes núm. 23: Naturaleza en la ciudad: asignatura pendiente

La insuficiente presencia de naturaleza en la ciudad es una asignatura pendiente debido a la necesidad de espacios urbanos de este tipo en los distintos ámbitos de la vida colectiva. Con la exacerbación de la crisis planetaria que ha ocasionado el modelo socioeconómico predominante y por la adopción masiva de los insostenibles estilos de vida que aspiran disfrutar amplios segmentos de la población mundial, el globo acusa ya el agotamiento irreparable de los ecosistemas que mantienen la vida. Problemática a la que se suma la indiferencia de los habitantes de ciudades, conurbaciones y metrópolis que no parecen dispuestos a asumir responsabilidades medioambientales para reducir los impactos ecológicos que genera el modo de vida urbano. Para este número de Clavigero, científicos y académicos destacados exponen cómo la presencia de naturaleza en los centros de población contribuye a ele­var la calidad de vida de la ciudadanía al tiempo que los ecosistemas intraurbanos se consolidan como enclaves que prestan servicios ambientales a diferentes escalas territoriales

Clavigero. Comunidad de saberes, núm 18: Hacia la restructuración de nuestro medio ambiente

Este número comparte los pilares actuales de la restauración ecológica desde diferentes perspectivas, así como algunos de los esfuerzos de restauración de los ecosistemas y resiliencia humana que tienen lugar en México