SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.50 issue1Monitoring of the status of eleven bony and cartilaginous fish populations in the Malpelo Sanctuary of Fauna and Flora, Colombian PacificGeneral description of some meteo-marine variables of surface waters adjacent to the Palmer Archipelago, Antarctic Peninsula, during 1979-2018 based on Era5 data author indexsubject indexarticles search
Home Pagealphabetic serial listing  

Services on Demand

Journal

Article

Indicators

Related links

  • On index processCited by Google
  • Have no similar articlesSimilars in SciELO
  • On index processSimilars in Google

Share


Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras - INVEMAR

Print version ISSN 0122-9761

Bol. Invest. Mar. Cost. vol.50 no.1 Santa Marta Jan./June 2021  Epub Sep 18, 2021

https://doi.org/10.25268/bimc.invemar.2021.50.1.994 

Artículos de Investigación

Delimitación y tipificación de humedales costeros: implicaciones para la gestión ambiental del Caribe continental colombiano

Santiago Millán1 
http://orcid.org/0000-0002-4082-937X

Jenny Alexandra Rodríguez-Rodríguez2 
http://orcid.org/0000-0001-8082-8374

Paula Sierra-Correa3 
http://orcid.org/0000-0001-7252-7993

1Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras-Invemar, Laboratorio de Servicios de Información (LabSIS), Santa Marta, Colombia. alexandra.rodriguez@invemar.org.co

2Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras-Invemar, Laboratorio de Servicios de Información (LabSIS), Santa Marta, Colombia. alexandra.rodriguez@invemar.org.co

3Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras-Invemar, Laboratorio de Servicios de Información (LabSIS), Santa Marta, Colombia. paula.sierra@invemar.org.co


ABSTRACT

This article describes the cartographic layer construction process of Colombian Caribbean coastal wetlands at a scale of 1:100,000 and the results obtained in terms of their quantification and typing. Two cartographic layers were constructed and subsequently joined, one of the permanent water bodies and another of temporary water bodies and associated coverages. The layers were generated by multitemporal analysis of 45 Landsat 8-OLI satellite images, based on the NDVI index, uncertainty models by superposition of cartographic attributes, and a flood frequency consultation model on ALOS PALSAR 1 images. As a result, 576,279 ha of coastal wetlands were delimited (1.9 % of total wetlands in Colombia), of which 20.4 % are within protected areas. The cartographic legend makes it possible to typify wetlands based on the coverage and temporality of water bodies; discriminates permanent wetlands (42.7 %) with five categories and temporary wetlands (57.3 %) with 15 categories, mostly distributed in seven large complexes. This study is the first description of the colombian Caribbean coastal wetlands based on a cartographic construction, is methodologically replicable, and will support decision-making in the planning of colombian Caribbean coastal areas, especially for risk management and ecosystem-based adaptation to climate change.

KEY WORDS: Mangroves; Coastal floodplains forest; Water bodies; Geographic Information Systems (GIS); Protected areas

RESUMEN

Este estudio describe el proceso de construcción cartográfica de humedales costeros del Caribe colombiano a escala 1:100 000 y los resultados obtenidos en cuanto a su cuantificación y tipificación. Se construyeron dos capas cartográficas que posteriormente se unieron, una de cuerpos de agua permanentes y otra de cuerpos de agua temporales y sus coberturas asociadas. Las capas fueron generadas mediante análisis multitemporal de 45 imágenes de satélite Landsat 8-OLI, a partir del índice de vegetación-NDVI, modelos de incertidumbre por superposición de atributos cartográficos y la consulta de un modelo de frecuencias de inundación basado en imágenes ALOS PALSAR 1. Como resultado se delimitaron 576 627 ha de humedales costeros (1,9 % del total de humedales de Colombia), de los cuales el 20,4 % se encuentra dentro de áreas protegidas. La leyenda cartográfica obtenida permitió tipificar los humedales con base en la cobertura y temporalidad de los cuerpos de agua; discriminando los permanentes (42,7 %) en cinco categorías, y los temporales (57,3 %) con 15 categorías, la mayor parte distribuidos en siete grandes complejos. Este estudio es la primera descripción de los humedales costeros del Caribe colombiano basada en una construcción cartográfica, es metodológicamente replicable y apoyará la toma de decisiones en la planificación de las zonas costeras del Caribe colombiano, especialmente la gestión del riesgo y la adaptación al cambio climático basada en los ecosistemas.

PALABRAS CLAVE: Manglares; Bosques inundables costeros; Cuerpos de agua; Sistemas de Información Geográfica (SIG); Áreas protegidas.

INTRODUCCIÓN

En el mundo, los humedales continentales y costeros cubren más de 12 100 millones de ha, que equivalen aproximadamente a 8 % de la superficie terrestre. El 54 % está inundado permanentemente y 46 % de manera temporal; alrededor de 92,8 % son humedales continentales y 7,2 % son marinos y costeros; los países de Suramérica y el Caribe (Neotrópico) ocupan el tercer lugar en extensión de humedales, con 15,8 %, después de Asia (31,8 %) y Norteamérica (27,1 %) (Davidson et al., 2018). En Colombia, los humedales cubren 26 % de la superficie del país correspondientes a 30´781 149 ha (Jaramillo et al., 2015).

Los humedales costeros pueden ser permanentes o temporales de aguas salinas, salobres o dulces, estar bajo la influencia directa de las mareas o intrusiones salinas, la deposición atmosférica de sustancias o partículas provenientes del océano (Ricaurte et al., 2019). Están sometidos a cambios y degradación por forzantes naturales y antropogénicos como el cambio climático, el desarrollo costero y la producción de alimentos, causantes de las afectaciones más comunes sobre los servicios culturales, de biodiversidad y producción primaria (Rocha et al. 2015). El aumento del nivel del mar (ANM) puede considerarse como uno de los principales efectos del cambio climático que podría impactar los bosques intermareales y manglares (Giri et al., 2011; Alongi, 2015); las estimaciones sugieren que un ANM de 1 m, podría poner en riesgo 72 % de los humedales costeros del mundo (Blanckespoor et al., 2014). Esto impactaría servicios ecosistémicos esenciales para la humanidad (Lotze et al., 2006; Worm et al., 2006; Rocha et al., 2015) como regulación del clima mediante el almacenamiento y secuestro de carbono, provisión de agua, alimentos y soporte a pesquerías, diversos recursos bióticos, protección ante erosión costera, mitigación de inundaciones, recreación y turismo (Liquete et al., 2013; RAMSAR, 2018).

Por lo anterior, es necesario contar con insumos cartográficos que permitan apoyar la toma de decisiones en el ordenamiento y manejo de las zonas costeras frente a problemáticas locales, regionales o de índole global como el cambio climático. Para el caso de Colombia, la delimitación de humedales fue priorizada como una herramienta esencial de planificación para la gestión del riesgo y adaptación al cambio climático luego de las inundaciones del periodo La Niña en 2010 y 2011, incentivando la identificación de criterios de delimitación basados en aspectos del paisaje bióticos, geomorfológicos, pedológicos e hídricos. La cartografía de humedales costeros del Caribe colombiano aquí presentada, y construida bajo las directrices para la delimitación de humedales continentales de Colombia contenidas en Vilardy et al. (2014) y en Cortés-Duque y Estupiñán-Suárez (2016), es una herramienta para apoyar la gestión, planificación y ordenamiento de estos ecosistemas, así como el conocimiento de su representatividad dentro del Sistema Nacional Ambiental (SINA).

ÁREA DE ESTUDIO

La línea de costa del Caribe colombiano alcanza 2 070 km. Se localiza en el noroccidente de Suramérica; hacia el oriente limita con Venezuela en frontera con el sector de Castilletes (11°50’ N, 71°20’ W) y al occidente comparte frontera con Panamá, en el sector de Cabo Tiburón (8°41’ N, 77°21’ W) (Figura 1) (Invemar, 2019). La principal división política y administrativa se basa en ocho departamentos de sur a norte, así: Chocó, Antioquia, Córdoba, Sucre, Bolívar, Atlántico, Magdalena y La Guajira. Desde el punto de vista climático, en el extremo sur donde se encuentra el departamento del Chocó el clima es el más húmedo del Caribe, mientras que el clima más árido se encuentra en el extremo norte en el departamento de La Guajira. En general, la región presenta una época seca entre diciembre y abril, marcada por los vientos alisios del noreste, una época de transición entre mayo y julio, y una época lluviosa entre agosto y noviembre (Andrade y Amaya, 2001).

Figura 1 A marco de referencia del área de estudio (zona costera sombreada en gris). b visualización multitemporal mediante el índice ndvi. los colores rojos indícan presencia de agua en un menor número de fechas, los colores azules indican presencia de agua en todas o casi todas las fechas. c y d valores de píxel sobre la incertidumbre en la presencia de humedales. los tonos mas oscuros indican menor incertidumbre sobre la presencia de humedales. 

MATERIALES Y MÉTODOS

Construcción de producto cartográfico para la tipificación y delimitación de humedales costeros

La construcción cartográfica incluyó la conceptualización teórica, el procesamiento de imágenes de satélite, la aplicación de sistemas de información geográfica (SIG) y la captura de información en campo. Durante la fase de conceptualización teórica, se partió de la definición de humedales de Cortés-Duque y Estupiñan-Suarez (2016) siendo la siguiente: “tipo de ecosistema que debido a condiciones geomorfológicas e hidrológicas permite la acumulación de agua (temporal o permanentemente), da lugar a un tipo característico de suelo y a organismos adaptados a estas condiciones, y que establece dinámicas acopladas e interactuantes con flujos económicos y socioculturales que operan alrededor y a distintas escalas”. También se consideraron los complejos de humedales como una unidad ecológica constituida por un mosaico de humedales adyacentes en el paisaje y de diverso tipo. Las zonas submarinas fueron excluidas del presente análisis.

Se consideraron las categorías propuestas por Jaramillo et al. (2015), tipificando los humedales con base en la temporalidad de los cuerpos de agua de acuerdo con los siguientes atributos: permanentes, temporales, abiertos, inundación bajo dosel y tipo de cobertura. Para tipificar los humedales temporales se incluyeron 13 categorías provenientes del Mapa Nacional de Cobertura y Uso de la Tierra de Colombia con leyenda Corine Land Cover a escala 1:100 000 (IDEAM, 2016). Adicionalmente, como criterio biótico, los bosques se discriminaron en bosque intermareal correspondiente a los manglares, y en bosque aluvial, para un total de 15 coberturas analizadas (Tabla 1).

Tabla 1 Unidades de cobertura utilizadas para la identificación de los humedales del Caribe continental colombiano. Tanto la organización en cuatro niveles jerárquicos. *Denominación de las coberturas de acuerdo a la Leyenda Nacional de Coberturas de la Tierra (IDEAM, 2010). **Denominación de categorías propias del presente estudio. 

La construcción del insumo se inició con el establecimiento de un marco espacial dentro del cual se encuentran los humedales costeros, basado en los criterios de delimitación para las Unidades Ambientales Costeras (UAC) de Colombia (Alonso et al., 2003): 1) banda de 2 km a partir del borde del bosque de manglar, 2) 100 % de los bosques de manglar, 3) banda de 2 km a partir de la línea de cota máxima de lagunas costeras, 4) todas las áreas del Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas que limitan con la línea de costa, y 5) todos los poblados costeros que parten de la línea de costa ubicando el límite a 2 km del borde del perímetro urbano. Además, se incluyeron rasgos geomorfológicos costeros como un criterio adicional (Figura 1A).

Para discriminar los humedales en permanentes o temporales, se identificaron 45 imágenes de satélite Landsat 8 - OLI (disponibles en la base de datos de Invemar) distribuidas en nueve zonas (Path/Row:7/51; 7/52; 8/51; 8/52; 9/52; 9/53; 10/53; 10/54; 10/55) con fechas comprendidas entre marzo de 2013 y mayo de 2016. A pesar de que las imágenes incluyen periodos de lluvia y secos, en la zona central y oriental del Caribe debido al fenómeno El Niño, predominaron condiciones secas principalmente entre marzo de 2015 y febrero de 2016 (UNGRD, 2016). Estas imágenes se seleccionaron por presentar una cobertura de nubes menor a 10 % sobre los sitios de interés, por tal razón su número varió de cuatro a nueve dependiendo de la zona, siendo mayor en las zonas de clima más seco.

Para verificar el desplazamiento de las imágenes se usaron como referencia coordenadas de lugares conocidos y se determinó un desplazamiento no significativo, por lo que no se aplicó ningún tipo de corrección. Se realizaron calibraciones radiométricas mediante el método FLAASH (Fast Line of Sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes) incluido en el programa ENVI el cual corrige los efectos atmosféricos sobre la respuesta espectral de las imágenes (Guo y Zeng, 2012).

Después de enmascarar los píxeles correspondientes al océano, con presencia de nubes y las respectivas sombras, se realizó el cálculo del índice NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), que involucra las bandas rojas y del infrarrojo identificando áreas inundadas y bordes entre la tierra y el agua (Rodríguez, 2001; Salinas et al., 2002; Lymburner et al., 2007; Zoffoli et al., 2007; Borro et al., 2009) mediante la siguiente ecuación: NDVI = (ρIRC - ρR) / (ρIRC+ ρR). Siendo ρIRC la reflectancia en el infrarrojo cercano y ρR la reflectancia en el rojo. Este índice normaliza los valores entre -1 y 1, con un rango usual entre -0,75 a +0,75, donde los valores menores a cero corresponden a cuerpos de agua y los mayores a coberturas terrestres (Thiam y Eastman, 1999).

Se identificó un umbral agua/tierra en cada imagen producto del cálculo del NDVI, con un valor entre 0 y 0,06. Para ello se utilizó un árbol de decisiones e información sobre los cuerpos de agua de la cartografía base de Colombia (IGAC, 2014). A partir de estos umbrales se procedió a la segmentación binarizada donde cada imagen quedó resumida en píxeles con valor de 1 para los cuerpos de agua y 0 para las demás coberturas. Las imágenes fueron sumadas para obtener series de tiempo con el fin de evidenciar el número de veces en que cada píxel detectó la presencia de agua (Figura 1B), permitiendo identificar los cuerpos de agua permanentes cuando se detectó su presencia en al menos 75 % de las veces.

Para complementar los procesos de teledetección se realizó un análisis por medio de superposición temática de variables (Buzai y Baxendale, 2001), basado en atributos cartográficos preexistentes (Tabla 2). Se obtuvieron dos modelos de incertidumbre, uno para humedales permanentes y otro para humedales temporales, que brindan información sobre la incertidumbre en la presencia o no de los humedales; de acuerdo con el número de veces en que la información quedó superpuesta se logró una aproximación sobre la presencia y ubicación de cada humedal (Figura 1C y 1D). Además, se utilizó un modelo de frecuencias de inundación con una resolución de 50 m, basado en imágenes ALOS PALSAR 1, correspondiente a siete detecciones entre 2007 y 2011 (Quiñones et al., 2015).

Tabla 2 Atributos utilizados en los modelos de incertidumbre para la identificación de cuerpos de agua permanentes y temporales. Se relacionan los insumos cartográficos utilizados: 1. Cartografía base IGAC (IGAC, 2016), 2. Mapa Nacional de Ecosistemas. (IDEAM et al., 2007; IDEAM et al., 2015), 3. Proyecto GEF-SAMP, 4. Erosión costera del Caribe colombiano (Posada y Henao, 2008), 5. Geopedología de Colombia (IGAC, 2014), 6. Cobertura y uso de la tierra de Colombia (IDEAM, 2016), 7. Diagnóstico integral de lagunas costeras (Rojas, 2014), 8. Humedales interiores de Colombia (IAvH, 2015; Jaramillo et al., 2015), 9. Manglares de Colombia -SIGMA (INVEMAR-MADS, 2016). 

A partir del modelo multitemporal NDVI, correspondiente a un insumo base de cuerpos de agua permanentes y temporales, se realizó una edición manual enfocada en los sitios con baja certidumbre identificados tanto en los modelos de incertidumbre, como en el citado modelo de frecuencias de inundación, obteniendo una capa de cuerpos de agua permanentes y de cuerpos de agua temporales. Posteriormente, se asignaron los atributos de cobertura, con base en la capa cartográfica de cobertura y uso de la tierra de Colombia (IDEAM, 2016).

Tanto la edición manual como la asignación de tipos de cobertura fue apoyada con 463 puntos verificados en campo. Los puntos se distribuyeron desde Puerto Estrella en el norte del departamento de La Guajira hasta el sur del golfo de Urabá en el departamento de Antioquia (Figura 1), correspondiendo en su mayoría a sitios con alto grado de incertidumbre. Para la captura de información en campo, se tuvieron en cuenta las directrices RAMSAR (2010) para evaluaciones ecológicas rápidas, con un tiempo de captura de información de 10 minutos por punto, registrando la siguiente información: porcentajes de cobertura de acuerdo con la estructura vegetal, tipo de vegetación y rasgos físicos del paisaje (rastros de inundación, forma de relieve y régimen hídrico aparente).

Una vez editado el producto con la inclusión de los atributos, se realizó la unión vectorial y concatenación entre las capas de cuerpos de agua temporal y permanente. Posteriormente, se incluyeron atributos del régimen de humedad del suelo y del rasgo geomorfológico por polígono según información de la capa de geopedología de Colombia a escala 1:100 000 (IGAC, 2014); con esto se obtuvo el producto cartográfico de los humedales costeros del Caribe colombiano con una leyenda basada en la temporalidad de los cuerpos de agua permanentes y temporales, incluyendo la cobertura asociada para estos últimos.

Identificación de complejos de humedales y análisis del producto cartográfico de humedales costeros en el contexto de la gestión ambiental

Una vez concluida la construcción del producto cartográfico de humedales costeros, se utilizó para identificar los complejos de humedales de mayor tamaño, y con base en ellos verificar la contribución del Sistema de Áreas Protegidas a la protección de ellos. Para esto, se consideraron las categorías de áreas protegidas contenidas en el Registro Único Nacional de Áreas Protegidas de Colombia -RUNAP (página consultada en febrero de 2020. http://runap.parquesnacionales.gov.co/). La extensión de los tipos de humedal se calculó mediante proyección Azimutal de Lambert utilizando el software ArcGis 10.6.

Evaluación de la exactitud del producto cartográfico de humedales costeros

Para determinar la exactitud del producto cartográfico, se realizaron campañas de campo en cuatro departamentos del Caribe colombiano con facilidades en acceso y movilidad (La Guajira, Magdalena, Bolívar y Sucre). La distribución de los puntos se realizó de manera aleatoria en cada clase de leyenda utilizando la herramienta Random Points de ArcGIS, sin embargo, los puntos seleccionados a visitar fueron los de fácil acceso. En cada punto visitado se registró el tipo de cuerpo de agua observado de acuerdo con las categorías establecidas en la cartografía construida. Del mismo modo, se registraron las coberturas observadas de acuerdo con las categorías preestablecidas en el producto cartográfico. Para conocer la precisión total del mapa, se construyó una matriz de error para cada subproducto cartográfico generado (cuerpos de agua y coberturas). Con base en ello se calculó la precisión total, la precisión de usuario y la precisión de producción. Finalmente, se aplicó el análisis estadístico de Kappa, el cual proporciona una medida del grado de precisión del mapa, basada en los aciertos registrados en la matriz de error y la oportunidad teórica de acertar (Cohen, 1960). El valor obtenido por el estadístico de Kappa fue interpretado de acuerdo con la clasificación propuesta por Landis y Kochy (1997), donde los valores oscilan entre 0 y 1, y a partir de 0,6 hasta 0,8 la fuerza de concordancia es buena, y cuando es mayor de 0,81 la concordancia se considera como aceptable. Para el cálculo del índice se utilizó el paquete vcd - CRAN del programa estadístico R versión 3.5.1.

RESULTADOS

¿Cuál es la tipificación de los humedales costeros del Caribe colombiano y cómo se distribuyen geográficamente?

Se delimitaron 576 627 ha de humedales costeros las cuales representan aproximadamente 1,9 % de los humedales de Colombia. Los resultados de la escala de fuerza de concordancia valorada por el coeficiente kappa, tanto para la temporalidad del agua (k = 0,63) como para la cobertura (k = 0,79), fueron considerables o substanciales.

Los humedales permanentes cubrieron 42,7 %, siendo los cuerpos de agua permanentes abiertos los de mayor cobertura relativa con 55,5 %, seguida de los bosques intermareales con 32,3 % (Figura 2A). La mayoría de los humedales temporales se identificaron asentados sobre planicies de marea o sobre planicies de inundación de origen aluvial, y en menor proporción sobre terrazas, abanicos y valles. Estos humedales cubrieron 57,3 % del total y se distribuyeron en 15 tipos de coberturas, de las cuales la vegetación herbácea y/o arbustiva (30,9 %) y las zonas pantanosas (17,5 %) son las de mayor cobertura relativa. Los arrozales, zonas urbanizadas y estanques para acuicultura, fueron las coberturas menos comunes identificadas en los humedales (Figura 2B).

De los ocho departamentos que conforman la zona costera delimitada, el Magdalena tiene la mayor cobertura de humedales costeros, seguido de Antioquia; por su parte, La Guajira a pesar de ser desértico se encontró en el tercer lugar. En cuarto lugar, se encontró el área Caribe del Chocó, mientras los departamentos de Sucre, Córdoba, Bolívar y Atlántico presentaron las coberturas más bajas (Figura 2C).

Figura 2 Tipificación de los humedales del Caribe colombiano. A Porcentajes de cobertura relativa en los humedales permanentes. B Porcentajes de cobertura relativa en los humedales temporales. C Porcentajes de cobertura de humedales temporales y permanentes respecto al total en los ocho departamentos del Caribe colombiano. 

¿Cuáles son los complejos de humedales costeros más importantes del Caribe colombiano y sus tipos de cobertura?

De acuerdo con su extensión, los complejos de humedales costeros más importantes del Caribe colombiano abarcaron 498 740 ha, siendo los siguientes: (i) Ciénaga Grande de Santa Marta (235 556 ha), localizado en el departamento del Magdalena y bordeando el departamento del Atlántico en su costado oriental; (ii) Urabá- Bajo Atrato (151 237 ha) ubicado en el extremo sur occidental del Caribe, flanqueado por la Serranía del Darién en el costado occidental y por la serranía de Abibe en el costado oriental; (iii) Canal del Dique con 33 840 ha, ubicado entre los departamentos de Sucre y Bolívar cubriendo gran parte de la zona litoral de la bahía de Barbacoas; (iv) Bahía de Cispata - Bajo Sinú (33 401 ha) en el departamento de Córdoba, sobre la planicie fluvio marina asociada a la bahía de Cispata y al bajo Sinú, y el delta formado por su desembocadura; (v) los salares de la Guajira ubicados en el extremo noroccidental de Colombia en el departamento de La Guajira, donde el más grande se encuentra en la zona denominada como Guajira media ocupando 24 377 ha desde el suroeste del delta del río Ranchería y bordeando la zona litoral por 130 km hasta el Cabo de la Vela en el norte; otros complejos de humedales desérticos relevantes en La Guajira son bahía Portete (10 904 ha) y bahía Honda y Hondita (9 422 ha) (Figura 3).

Figura 3 Ubicación de los principales complejos de humedales costeros del Caribe colombiano. 

En cuanto a los tipos de humedal, el complejo de la Ciénaga Grande de Santa Marta fue el más diverso en cuanto a tipos de cobertura identificados (n=16), mientras que el complejo de Bahía Honda y Hondita fue el menos diverso con seis tipos de humedal. Los humedales Permanentes Bajo Dosel en bosque intermareal Inundable, fueron los tipos de humedal más extensos de la bahía de Cispatá (9 273 ha) y Canal del Dique (14 221 ha), mientras que los temporales en áreas abiertas sin o con poca vegetación fueron los más importantes en bahía Honda y bahía Hondita (3 363 ha) y Bahía Portete (3 778 ha). El humedal Permanente Abierto fue la cobertura más importante en el complejo de la Ciénaga Grande de Santa Marta (99 617 ha), mientras que el Temporal en Vegetación Herbácea (65 293 ha) y temporal en Salitral (9 531 ha) fueron los dominantes en el complejo Urabá Bajo Atrato y Salares de La Guajira respectivamente. Por fuera de los grandes complejos del Caribe se identificaron 77 539 ha de humedales (Tabla 3).

Tabla 3 Tipos de cobertura en los humedales del Caribe continental colombiano. Se referencia la extensión de la cobertura en cada uno de los complejos de humedal. BCBS: Bahía de Cispatá y Bajo Sinú; BHBH: Bahía Honda - Bahía Hondita; BP: Bahía Portete; CD: Canal del Dique; CGSM: Ciénaga Grande de Santa Marta; SGM: Salares de La Guajira Media; UBA: Urabá- Bajo Atrato. N/A: Cobertura identificada fuera de algún complejo de humedal. * Humedales con evidencia de transformación por uso y artificiales. 

Del total de los humedales cartografiados, 520 009 ha se consideraron naturales y 56 267 ha como humedales transformados. Los humedales temporales en áreas agrícolas heterogéneas fueron el humedal artificial más extenso, mientras que los temporales en estanques para acuicultura fueron los menos extensos (Tabla 3).

¿Cómo se encuentran representados los Humedales Costeros del Caribe en el Sistema Nacional de Áreas Protegidas?

El 26,6 % de la totalidad de los humedales identificados se encontraron protegidos bajo alguna de las categorías incluidas en el RUNAP. A nivel regional, los Distritos de Manejo Integrado fueron las figuras que más humedales albergaron, mientras que, a nivel nacional, fueron los Parques Nacionales Naturales. Los Santuarios de Fauna albergaron la menor extensión de humedal (Figura 4).

Figura 4 Contribución del Sistema de Áreas Protegidas a la protección de humedales costeros del Caribe colombiano. 

El complejo de la Bahía de Cispatá-Bajo Sinú fue el complejo con una mayor extensión protegida (69,1 %) bajo la figura de Distrito de Manejo Integrado, seguido de bahía Portete con 23,7 % en el Parque Nacional Natural; Urabá- Bajo Atrato (23,1 % en DRMI Lago Azul los Manatíes y el Parque Natural Regional Humedales del Río León y Suriquí), Ciénaga Grande de Santa Marta (23 %, distribuidos en dos figuras del Sistema de Parques Nacionales Naturales: SFF Ciénaga Grande de Santa Marta y Vía Parque Isla de Salamanca) los salares de la Guajira Media (15,3 % en el DMI Musichi y el DRMI Delta del Río Ranchería), el Canal del Dique (12,6 % en el PNN Corchal Mono Hernández) y el complejo de humedales Bahía Honda y Bahía Hondita, que al momento de ésta publicación, no cuentan con ninguna categoría de protección (Figura 5). Se destaca que, aunque las Reservas de la Sociedad Civil (RNSC) no se encontraron dentro de los grandes complejos de humedal identificados, aportaron cerca de 0,2 % de área protegida en el Caribe, en pequeños humedales dispersos (RNSC Sanguaré, RNSC Hacienda, RNSC El Cequion, RNSC La Esperanza, RNSC Rivello y RNSC Vigo).

Figura 5 Complejos de humedales del caribe colombiano y sus figuras de protección. 

DISCUSIÓN

Tipificación y distribución

La identificación del límite biofísico de humedales costeros del Caribe colombiano acá presentada, se basó principalmente en la determinación de la temporalidad del agua teniendo en cuenta el concepto de pulso de inundación, donde el límite del humedal cambia en los planos de inundación entre las épocas de secas y de lluvia, de acuerdo a lo descrito por Junk et al. (1989) Sin embargo, en los sitios con alta incertidumbre, la identificación de límites también se apoyó en características biofísicas como el tipo de cobertura. En este punto, Cortés-Duque y Estupiñan-Suárez (2016) argumentan que la vegetación es un buen indicador de la zona de transición entre el humedal y el ambiente de tierra firme, sin embargo identificar la vegetación hidrófita, helófita e higrófita implica un mayor esfuerzo en términos de tiempo y de recursos, siendo factible sólo en delimitaciones a escala detallada; además, la vegetación no siempre está presente como sucede en las zonas desérticas y semidesérticas de la costa Caribe; para el caso del presente producto cartográfico que es a nivel regional, utilizar información secundaria como la información de la cobertura de la tierra (IDEAM, 2016) no solo contribuyó a identificar humedales por el tipo de coberturas vegetales, sino también a identificar humedales urbanizados y áreas permanentemente libres de vegetación como los salares costeros. Así, el enfoque de representación Hídrico - Cobertura - Suelos - Geomorfología, se consideró más adecuado que el enfoque Hídrico - Vegetación - Suelos - Geomorfología, pues este último es adecuado para escalas detalladas, incluidos los humedales difíciles de detectar a través de técnicas de teledetección e incluso en campo, como los humedales efímeros donde la humedad del suelo es poco frecuente, presentándose contrastes entre el encharcamiento y la sequía, propiciando que la vegetación alterne con plantas típicamente terrestres (Johnson y Rogers, 2003).

La representación de los humedales de la leyenda generada en la presente cartografía se diferencia de la clasificación de humedales de Colombia de Ricaurte et al. (2019), en que el concepto de pulso de inundación se ve reflejado de manera explícita al discriminar los humedales por la permanencia o temporalidad de los cuerpos de agua. Por su parte, Ricaurte et al. (2019) discrimina los humedales con nombres que hacen alusión a los tipos de ecosistemas. Debido a que las especies no se distribuyen de manera homogénea y en muchos casos existen gradientes de distribución (Mumby et al., 1997; Ramirez, 1999), trazar limites a nivel de ecosistemas implica mayor incertidumbre tanto en su identificación como en su delimitación; por otra parte, el enfoque basado en coberturas con el que se construyó el insumo cartográfico presentado en esta publicación, implica un grado de incertidumbre menor y por ello es adecuado para el monitoreo de procesos de transformación debidos a forzantes naturales o antrópicos.

Al separar los humedales costeros de los del interior, el insumo cartográfico generado brinda sustento técnico a las estrategias para la gestión, planificación y ordenamiento frente a las perspectivas de cambio climático global descritas por el IPCC (2019) para la zona costera, según las cuales, se prevén inundaciones y procesos erosivos en muchas zonas litorales del mundo. A pesar de las cualidades descritas, y al tener en cuenta que varios de los complejos de humedales se extienden hacia el interior del país y presentan conectividad estructural, es pertinente integrar el producto cartográfico con el de los humedales interiores de Colombia (Jaramillo et al., 2015), labor que es posible debido a que ambos presentan la misma escala cartográfica y compatibilidad entre leyendas en cuanto al atributo de temporalidad de los cuerpos de agua.

El aporte del producto cartográfico acá presentado respecto al de Jaramillo et al. (2015) es significativo, porque el proceso de construcción incluye información de campo y modelos de incertidumbre cartográfica donde uno de los insumos es el citado producto de Jaramillo et al. (2015); este tipo de modelos además de ser replicables, son relevantes en los sitios con poca certeza sobre la presencia de humedales, el producto también se distingue por contener información de humedales permanentes en cinco subcategorías y los humedales temporales en 15 subcategorías.

La pérdida de humedales, además de afectar procesos ecológicos de importancia global, presentan impactos en el desarrollo y bienestar humano, al incrementar la pobreza y el desempleo, y reducir oportunidades para el desarrollo sostenible de las comunidades (Ricaurte et al., 2019); para disminuir esta pérdida es conveniente analizar oportunidades de restauración y conservación de estos ecosistemas. Si se tiene en cuenta la delimitación de complejos de humedales de relevancia para el Caribe colombiano aquí identificados y su bajo nivel de protección (Figura 4), con el fin de garantizar la provisión de bienes y servicios ecosistémicos, es recomendable evaluar la posibilidad de expandir o crear nuevas áreas protegidas que favorezcan la conectividad al interior de los complejos identificados y permitan afrontar escenarios de cambio climático global bajo un enfoque de conectividad mar - costa - interior. Dada la heterogeneidad de coberturas identificadas en los humedales y su alta provisión de bienes y servicios para las comunidades costeras, los Distritos de Manejo Integrado fueron las figuras de protección más recurrentes en los humedales del Caribe (Figuras 4 y 5), y la que mayor extensión de protección alcanzaron (e.g. 69,1 % del complejo Bahía de Cispata - Bajo Sinú), por lo que podrían representar una opción viable para futuras declaratorias, bajo los diversos usos identificados en los humedales (agrícolas, pesqueros, comerciales, mineros) (Tabla 2) y su potencial para regular el aprovechamiento racional de los recursos naturales y el medio ambiente. La ausencia de una categoría de protección en el complejo de humedales bahía Honda - bahía Hondita, resalta la importancia de priorizar y continuar avanzando con los recientes esfuerzos regionales para lograr la declaratoria como área protegida de este sector (Corpoguajira, 2016).

Así mismo, la declaratoria de áreas de importancia internacional (RAMSAR), es una alternativa para la conservación y uso racional de grandes extensiones de complejos de humedales tanto naturales como artificiales (Secretaria de la Convención de Ramsar, 2016). Cabe citar el complejo estuario de la CGSM, que en su integralidad resultó cobijado por la figura RAMSAR actualmente declarado como tal (incluso con límites costeros superiores a los identificados en este estudio), de modo que el insumo cartográfico aquí presentado es un insumo adicional para la actualización del Plan de Manejo del sitio RAMSAR CGSM, actividad en proceso actualmente por parte de las autoridades nacionales y locales.

CONCLUSIONES

Se obtuvo la primera representación cartográfica de humedales exclusivamente costeros del Caribe colombiano, realizada bajo el sistema de referencia espacial para Colombia Magna - Sirgas a escala 1:100000, bajo un enfoque metodológico basado en el análisis, interpretación e integración de varios insumos espaciales que contribuyeron a identificar y delimitar un producto que puede ser integrado con las herramientas generadas para los humedales interiores de Colombia, al tener en cuenta la conectividad de algunos de estos complejos costeros con los continentales.

La leyenda cartográfica se basó en un enfoque de representación basado en la temporalidad del agua y con diferenciación de limites a nivel de cobertura.

Las tipificaciones y descripciones presentadas a partir del producto cartográfico generado, contribuyen a ampliar el conocimiento de siete complejos de humedales de importancia para el Caribe colombiano: Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM), Urabá-Bajo Atrato, Cispatá - Bajo Sinú, Canal del Dique, Salares de La Guajira, Bahía Portete y Bahía Honda - Bahía Hondita. También se identificó que cerca de 74 % de los humedales costeros del Caribe colombiano no se encuentran incluidos en las figuras de conservación registradas en RUNAP, así gran parte de estas figuras dejan por fuera la integralidad de los siete grandes complejos de humedal identificados. El producto cartográfico sirve como insumo para apoyar la inclusión de nuevos humedales costeros bajo figuras de conservación, que permitan a los gobiernos departamentales aprovechar los beneficios de sus servicios ecosistémicos.

La metodología empleada para producir la cartografía de humedales es replicable, y junto con la tipificación de humedales, aportan insumos para llenar vacíos identificados por la Convención RAMSAR sobre necesidades de datos e información para el uso racional y manejo de zonas costeras y designación de nuevos sitios.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (Minambiente) por auspiciar el desarrollo del presente estudio, a Paola Sáenz por acompañar el proceso desde el Minambiente y a Julián Pizarro por acompañar el proceso desde Invemar; así mismo, se reconoce la labor de Liliana Barreto, Diana Romero, David Forero y Stephan Rifaterra quienes con su trabajo contribuyeron a la construcción del producto cartográfico

REFERENCIAS

Alongi, D. 2015. The impact of climate change on mangrove forests. Curr. Clim. Change Rep., 1:30-39. doi: 10.1007/s40641-015-0002-x. [ Links ]

Alonso, D., P. Sierra-Correa, F. Arias-Isaza y M. Fontalvo. 2003. Conceptos y guía metodológica para el manejo integrado de zonas costeras en Colombia, manual 1: preparación, caracterización y diagnóstico. Serie Documentos Generales INVEMAR. No. 12, 94 p. [ Links ]

Andrade-Amaya, C. 2001, Las corrientes superficiales en la Cuenca de Colombia observadas con boyas de deriva. Rev. Acad. Col. Cienc. Ex., Fís. Nat., 96: 321-335. [ Links ]

Blanckespoor, B., S. Dasgupta and B. Laplante. 2014. Sea-level rise and coastal wetlands. Ambio, 43: 996-1005. [ Links ]

Borro, M., M. Salvia, P. Minotti, A. Puig, H. Karzenbaum y P. Kandus. 2009. Primeros resultados de la clasificación de las lagunas someras en la clasificación del Delta del Paraná bajo un enfoque ecohidrogeomorfológico. Jornadas argentinas ecología paisaje. 91-104. [ Links ]

Buzai, G. y C. Baxendale. 2001. Crecimiento urbano y pérdida de suelos productivos. Análisis espacial mediante tecnología SIG. Ger. Amb., 9: 697-701. [ Links ]

Cohen, J. 1960. A coefficient of agreement for nominal scales. Educ. Psychol. Meas., 20: 37-46. [ Links ]

CORPOGUAJIRA. 2016. Socialización ante la comunida del estudio de línea de base para declaratoria de áreas protegidas bahía Honda y bahía Hondita. Tomado de http://corpoguajira.gov.co/wp/corpoguajira-y-la-fundacion-george-dahlLinks ]

Cortés-Duque, J. y L. M. Estupiñán-Suárez. (Eds.) 2016. Las huellas del agua. Propuesta metodológica para identificar y comprender el límite de los humedales de Colombia. Inst. Invest. Rec. Biol. Alexander von Humboldt, Fondo Adaptación. Bogotá. 340 p. [ Links ]

Davidson, N., E. Fluet-Chouinard and C. Finlayson. 2018. Global extent and distribution of wetlands: trends and issues. Mar. Freshw. Res., 69: 620-627. [ Links ]

Estupiñán-Suárez, L. 2019. A classification system for Colombian wetlands: an essential step forward in open environmental policy-making. Wetlands, 39: 1-20 [ Links ]

Giri. C., E. Ochieng, L. Tieszen, Z. Zhu, A. Shingh, T. Loveland, J. Masek and N. Duke. 2011. Status and distribution of mangrove forests of the world using earth observation satellite data. Global Ecol. Biogeogr., 20: 154-159. [ Links ]

Guo, Y. y F. Zeng. 2012. Atmospheric correction comparison of SPOT 5 image based on model FLAASH and model QUAC. Internat. Arch. Photogr. Rem. Sens. Spat. Inf. Sci., 39-B7, XXII ISPRS Congress, Melbourne. [ Links ]

HIMAT. 1988. Calendario meteorológico. Inst. Col. Hidrol. Meteorol. Adecuac. Tierras, Bogotá. 227 p. [ Links ]

IAvH. 2015. Productos cartográficos de identificación de humedales; tipos de humedales y transformación de humedales. Convenio marco 005 (13-014) entre Inst. Alexander von Humboldt y Fondo Adaptación. [ Links ]

IDEAM, IGAC, IAvH, INVEMAR, SINCHI. 2007. Ecosistemas continentales, costeros y marinos de Colombia. Inst. Meteor. Est. Amb., Inst. Geogr. Agustín Codazzi, Inst. Invest. Rec. Biol. Alexander von Humboldt, Inst. Invest. Amb. Pac. John von Newmann, Inst. Invest. Mar. Cost. José Benito Vives de Andreis, Inst. Amaz. Invest. Cient. Sinchi. Bogotá. 276 p. + 37 hojas cartográficas. [ Links ]

IDEAM. 2010. Leyenda nacional de coberturas de la tierra. Metodología CORINE Land Cover adaptada para Colombia Escala 1:100.000. Inst. Hidrol., Meteor. y Est. Amb. Bogotá. 72 p. [ Links ]

IDEAM. 2012. Mapa de clasificación climática de Caldas - Lang. Inst. Hidrol., Meteorol. Est. Amb. - IDEAM, Cartografía Básica [ Links ]

IGAC. IDEAM, MADS, IAvH, SINCHI, INVEMAR, INAP, PNNC e IGAC. 2015. Mapa de ecosistemas continentales, costeros y marinos de Colombia a escala 1:100.000. Convenio 4206 de 2011. [ Links ]

IDEAM. 2016. Mapa nacional de cobertura y uso de la tierra a escala 1:100000. Inst. Hidrol., Meteorol. Estud. Amb., Bogotá. [ Links ]

IGAC. 2014. Mapas de geopedología del territorio colombiano a escala 1:100.000, formato shapefile. Inst. Geogr. Agustín Codazzi. Bogotá. [ Links ]

IGAC. 2016. Cartografía base de Colombia a escala 1:100.000. Formato shapefile. Inst. Geogr. Agustín Codazzi. Bogotá D.C. [ Links ]

INVEMAR-MADS 2016. Resolución No. 478 de 2016. Componente 2. 148 p + Anexos. [ Links ]

INVEMAR. 2019. Informe del estado de los ambientes y recursos marinos y costeros de Colombia, 2019. Serie Publ. Periód. 3, 183 p. [ Links ]

IPCC. 2019. Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer (eds.)]. In press. [ Links ]

IPCC. 2019. Special report on the ocean and cryosphere in a changing climate. In: Pörtner, H.-O., D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama and N.M. Weyer (Eds.) [ Links ]

Jaramillo, U., J. Cortés-Duque y C. Flórez (Eds). 2015. Colombia Anfibia. Un país de humedales. Vol. 1. Inst. Invest. Rec. Biol. Alexander von Humboldt. Bogotá. 140 p. [ Links ]

Johnson, P. and G. Rogers. 2003. Ephemeral wetlands and their turfs in New Zealand. Sci. Cons., 230. 109 p. [ Links ]

Junk, W., J. P. Bayley and R. Sparks. 1989. The flood pulse concept in river-floodplain systems. Can. Spec. Publ. Fish. Aq. Sci., 106: 110-127. [ Links ]

Landis, J. and G. Koch. 1977. The measurement of observer agreement for categorical data, Biometrics. 159-174. [ Links ]

Lotze, H., H. Lenihan, B. Bourque, R. Bradbury, R. Cooke, M. Kay, S. Kidwell, M. Kirby, C. Peterson and J. Jackson. 2006. Depletion, degradation and recovery potential of estuaries and coastal seas. Science, 312: 1806-1809. [ Links ]

Lymburner, L., D. Burrowa and B. Butler. 2007. Using remote sensing to map wetland water clarity and permanence: approaches for identifying wetlands requiring management in large catchments. Proc. 5th Int. Australian Stream Management Conference. Australian rivers: making a difference, 235-240 [ Links ]

Mancera, J., W. Troncoso, V. Rivera-Monroy, R. Twilley y R. Giraldo. 2001. Variaciones estacionales e interanuales durante los últimos 30 años en la calidad de las aguas de la Ciénaga Grande de Santa Marta: una laguna costera tropical de ambiente árido. IX Congr. Latinoam. Cienc. Mar, San Andrés. [ Links ]

Mumby, P., E. Green, A. Edwards and C. Clark. 1997. Coral reef habitat mapping: how much detail can remote sensing provide? Mar. Biol., 130: 192-202. [ Links ]

Posada, B y W. Henao. 2008. Diagnóstico de la erosión en la zona costera del Caribe colombiano. Serie Publ. Espec., 13, Invemar. 200 p. [ Links ]

Quiñones, M., M. Vissers, A.M. Pacheco-Pascaza, C. Flórez, L. Estupiñán y C. Aponte. 2015. Un enfoque ecosistémico en el análisis de una serie densa de tiempo de imágenes de radar Alos PALSAR, para el mapeo de zonas inundadas en el territorio continental colombiano. Aplicaciones en el mapeo de frecuencias de inundación como insumo al mapeo de humedales. Biota Col.,17 (Suplem. 1): 63-85. Diseño y análisis estadístico. Univ. Jorge Tadeo Lozano, Bogotá. 325 p. [ Links ]

Ramírez, A. 1999. Ecología aplicada: Diseño y análisis estadístico. Univ. Jorge Tadeo Lozano, Bogotá. 325 p. [ Links ]

RAMSAR. 2010. Directrices para la evaluación ecológica rápida de la biodiversidad de las zonas costeras, marinas y de aguas continentales. Secret. Conv. Divers. Biol., Montreal, Serie Publ. Tecn. 22, Inf. Técn. Ramsar 1. 54 p. [ Links ]

RAMSAR. 2016. Introducción a la Convención sobre los Humedales, Secretaría de la Convención de Ramsar, Gland, Suiza. 116p. [ Links ]

RAMSAR, 2018. Convención de Ramsar sobre los Humedales. Perspectiva mundial sobre los humedales: Estado de los humedales del mundo y sus servicios a las personas. Gland (Suiza). Secretaría de la Convención de Ramsar. 88 p. [ Links ]

Ricaurte, L., J. Patiño, D. Zambrano, G. Arias, O. Acevedo and C. Aponte. 2019. A classification system for Colombian wetlands: an essential step forward in Open Environmental Policy-Making. Wetlands. 39: 971-990. [ Links ]

Rocha. J., J. Yletyinen, R. Biggs, T. Blenckner and G. Peterson. 2015. Marine regime shifts: drivers and impacts on ecosystem services. Phil. Trans. R. Soc. B., 370, 20130273. [ Links ]

Rodríguez, I. 2001. Comparación de técnicas basadas en el tratamiento digital de imágenes de satélite para la obtención de la línea de costa del Delta del Ebro. Teledetección Medio Ambiente Cambio Global, 205-208. [ Links ]

Rojas, X. 2014. Diagnóstico integral de las lagunas costeras: Documento fase II. Convenio 156 MADS- ASOCARS. Bogotá, 112 p. [ Links ]

Salinas, C., W. E. Treviño, J. Jaramillo y F. Campos. 2002. Identificación y clasificación de humedales interiores del estado de Tamaulipas por percepción remota y sistemas de información geográfica. Invest. Geogr.,74-91. [ Links ]

Thiam, A., and J. Eastman. 1999. Vegetation Indices, Guide to GIS and Image Processing. Vol. 2. Clarks Lab. Clark University. [ Links ]

UNGRD, 2016. Fenómeno El Niño. Análisis comparativo 1997-1998/2014-2016. Un. Nal. Gest. Riesgo Desast, Presidencia República. 142 p. [ Links ]

Vilardy, S., U. Jaramillo, C. Flórez, J. Cortés-Duque, L. Estupiñán, J. Rodríguez, O. Acevedo, W. Samacá, A. Santos, S. Pelaez y C. Aponte. 2014. Principios y criterios para la delimitación de humedales continentales: una herramienta para fortalecer la resiliencia y la adaptación al cambio climático en Colombia. Inst. Invest. Rec. Biol. Alexander von Humboldt. Bogotá, 100 p. [ Links ]

Worm, B., E. Barbier, N. Beaumont, J. Duffy, C. Folke, B. Halpern, J. Jackson, H. Lotze, F. Micheli, S. Palumbi, E. Sala, K. Selokoe, J. Stachowicz and R. Watson. 2006. Impacts of biodiversity loss on ocean ecosystem services. Science, 314: 787-790. [ Links ]

Zoffoli, M., N. Mabanes y P. Kandus. 2007. Contribución de series temporales de NDVI NOAA/AVHRR al análisis funcional en humedales: 6299-6306. Anais XIII. Simp. Brasil. Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil. [ Links ]

Recibido: 12 de Febrero de 2020; Aprobado: 07 de Marzo de 2020

Creative Commons License This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License