Aplicación de los sistemas de información geográfica (SIG) en el análisis predictivo de la flora en peligro de extinción: Lotus Eremiticus. Santos (isla de La Palma - Islas Canarias)

              Revista de Estudios Generales de la Isla de La Palma, Núm. 3 (2007) 513
ISSN 1698-014X
Aplicación de los sistemas de información geográfica (SIG)
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
(SIG) EN EL ANÁLISIS PREDICTIVO DE FLORA EN PELIGRO
DE EXTINCIÓN: LOTUS EREMITICUS. SANTOS
(ISLA DE LA PALMA - ISLAS CANARIAS)
Juan A. Bermejo Domínguez1, Pedro L. Pérez de Paz
y Marcelino J. del Arco Aguilar
Resumen: En esta comunicación se pro-pone
un modelo de aplicación de los SIG
para el análisis predictivo de la flora en pe-ligro
de extinción. Concretamente se expo-ne
el ejemplo de Lotus eremiticus Santos,
especie muy rara del norte de la La Palma,
incluida en el Decreto 151/2001, de 23 de
julio, por el que se crea el catálogo de espe-cies
amenazadas de Canarias.
Entendiendo el análisis predictivo como
un método cartográfico analítico, en el que
a partir de la distribución conocida de una
especie (amenazada o en peligro de extin-ción),
y de una serie de datos de interés bio-lógico
(orografía, pendiente, exposición, co-rología,
suelos, bioclima, vegetación, etc) ca-racterísticos
de su hábitat, permite diagnos-ticar
las exigencias ecológicas de la especie,
y en función de ello buscar en el territorio
otras parcelas que cumplan las mismas o si-milares
condiciones. De esta manera par-tiendo
de un planteamiento teórico se pue-de
llegar a delimitar áreas en las que puede
ser probable el hallazgo de nuevas poblacio-nes
o, en cualquier caso, coadyuvar a loca-lizar
en el territorio zonas apropiadas par su
reintroducción o repoblación. En ningún
caso se pretende sustituir la labor de campo,
consideramos imprescindible, sino facilitar o
predeterminar la misma.
1 Departamento de Biología Vegetal (Botánica). Universidad de La Laguna. E-38071. La Laguna-Te-nerife.
Islas Canarias-España. jaberme@ull.es.
2 «Sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, ma-nipulación,
análisis, modelado, representación y salida de datos espacialmente referenciados, para re-solver
problemas complejos de planificación y gestión» (NCGIA, 1990:1-3).
INTRODUCCIÓN
En los últimos años se han desarrollado nuevas herramientas informáticas y ana-líticas
como los SIG2 (Sistemas de Información Geográfica), no solo para el desarro-llo
de una cartografía de calidad, sino también para el análisis detallado de los datos
recopilados y su posible aplicación a la gestión de la biodiversidad. Relacionado con
ello, en esta comunicación se propone un modelo de aplicación de los SIG para el
análisis predictivo de la flora en peligro de extinción. Concretamente se expone el
ejemplo de Lotus eremiticus Santos, especie muy rara del norte de La Palma, incluida
en el Decreto 151/2001, de 23 de julio, por el que se crea el catálogo de especies
amenazadas de Canarias.
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Con tal objeto, se plasma el modelo cartográfico, es decir, el conjunto de proce-sos
aplicados a partir de una serie de datos de entrada (ubicación actual de la espe-cie,
mapa de vegetación, mapa de suelos, mapa hipsométrico, mapa clinométrico,
modelo de insolación, modelo digital de elevaciones, mapa bioclimático, etc), y que
tras una serie de análisis espaciales tiene un doble objetivo final:
— Obtener un mapa con las posibles ubicaciones de poblaciones por localizar.
— En su defecto proponer lugares cuyas características orográficas y climáticas sean
muy similares, y que por tanto sirvan para la repoblación.
MARCO GEOGRÁFICO
En la parte Noroccidental del archipiélago de las Canarias, se encuentra la isla de
San Miguel de La Palma, también conocida como La Palma, la isla bonita o isla Ver-de,
por sus exuberantes bosques y extraordinarias bellezas naturales.
Se dan en esta isla unas alturas considerables para un perímetro tan corto. Su al-tura
máxima es el Roque de los Muchachos con 2.426 m., aunque toda la cordillera
central de la isla sobrepasa los 2.000 metros. La distancia desde Tenerife es de 85
kilómetros, mientras que desde la Península (Cádiz) es de 1.440 kilómetros. Como
el resto de las Canarias y demás archipiélago que forman la Macaronesia, es de ori-gen
volcánico, distinguiéndose de todas las demás por el verdor de sus montes y la
abundancia de agua
Tiene una superficie de 708 kilómetros cuadrados y una población de 85.250
habitantes (2005), aproximadamente, repartidos en 14 municipios.
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COROLOGIA – DISTRIBUCIÓN DE LA ESPECIE
Fuente: FICHA DESCRIPTIVA DE LA ESPECIE (Fuente: Ministerio de Medio Ambiente) in MESA,
R. (1995). Seguimiento de la flora amenazada de La Palma, La Gomera y El Hierro. GESPLAN. Vice-consejería
de Medio Ambiente del Gobierno de Canarias. Documento interno (inédito).
«La población vive en la cota 300 metros aproximadamente, sobre un resalte ero-sivo
conformado por materiales basálticos, lávicos y piroclásticos, pertenecientes a la
serie antigua del norte de La Palma. La vegetación del área donde se encuentra en-clavado
el referido roque está constituida por un mosaico de comunidades de Rham-no
crunulatae-Juniperetum canariensis y algunos elementos de los tabaibales y de los
matorrales rupícolas de la clase Greenovio-Aeonietea. En la cima del roque hay dos sa-binas
medianas y dominan los bejeques (Aeonium palmense)»... La única población
existente conocida se localiza en El roque de La Viña, que se encuentra incluido en
el Espacio Natural Protegido Reserva Natural Especial de Guelguén.
Norte de la Isla de La Palma.
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FICHA DESCRIPTIVA DE LA ESPECIE (Fuente: Ministerio de Medio Ambiente)
o
o
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Autor de la Memoria: Gobierno de Canarias
Ejemplar de Lotus eremiticus. Foto: P. Perez de Paz.
EL ANÁLISIS
HARDWARE Y SOFTWARE UTILIZADO
El Hardware utilizado, y por tanto recomendado, fue: Intel Pentium®IV Proces-sor
2.4Mhz, 450MbRAM, DD 30 Gb ROM.
Para el análisis y la producción cartográfica se utilizo el programa ArcView comer-cializado
por la casa ESRI (licencia Nº: 798491103388, adquirida por el Departa-mento
de Biología Vegetal de la Universidad de la Laguna), mediante las extensio-nes
3D Analyst y Spatial Analyst, y puntualmente con IDRISI (Clark Lab).
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LA METODOLOGÍA
La importancia de los SIG en los estudios de flora y vegetación no es nueva, si
tenemos en cuenta que el primer SIG fue creado en Canadá a finales de los sesenta,
para realizar inventarios forestales (Gutierrez & Gould, 1998: 225). Esta es una apli-cación
característica en la que el SIG supone una ayuda para la conservación y el
estudio del paisaje vegetal. Las aplicaciones pueden ser diversas, desde un control tem-poral
de las distintas comunidades, lo que posibilitaría tener un control en el cam-bio
de la composición florística de ellas y por consiguiente poder controlar la suce-sión
vegetal, hasta el estudio de la importancia del medio abiótico (clima, suelo, etc.)
y biotico (fauna, hombre) en la vegetación.
Se partió inicialmente de Capas temáticas vectoriales que posteriormente fueron
transformadas en formato raster, a celdillas de 10x10 m2. El análisis se desarrollo
íntegramente en este formato a partir de datos iniciales, que tras una serie de análi-sis
sucesivos (Algoritmos, Reglas de calculo, Funciones del programa, etc) generaron
finalmente el mapa con las posibles ubicaciones de poblaciones por localizar, o en su
defecto los lugares cuyas características son muy similares, y que por tanto sirvan para
la repoblación.
Con el fin de clarificar el proceso analítico en el SIG se fueron generando Mo-delos
Cartográficos, sencillo para el cálculo, que sirve como un primer avance de lo
que puede ser una interesante herramienta de análisis.
A partir de la localización de la población conocida de Lotus eremiticus, se pro-pone
un análisis basado en la identificación medioambiental de la actual población
según las capas temáticas de partida, mediante tabulación cruzada.
DATOS DE PARTIDA
Para el desarrollo del análisis se partió de:
• La descripción de la especie realizada por SANTOS, A. (1983). Vegetación y flora
de La Palma. Editorial Interinsular Canaria. Santa Cruz de Tenerife. p. 195. (au-tor
de la descripción de la especie). Un de los elementos fundamentales para
este trabajo es conocer la corología exacta de la única población existente, para
esto partimos de la información de las ficha descriptiva del Ministerio de Me-dio
Ambiente (expuesta en el apartado anterior), así como de una visita reali-zada
a la población lo que nos permitió ver «in situ» las características ambien-tales
del lugar.
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• Diversos datos cartográficos que describan lo más aproximado posible el medio,
con el fin poder filtrar la descripción exacta del hábitat de la planta. Para esto
partimos de información geográfica estandarizada que sigue los criterios carto-gráficos
del Plan Regional de Información Geográfica de Canarias (proyección,
datum, elipsoide, tratamiento de los datos, etc) y que ha sido desarrollada por
diversos Autores, ligados en su mayoría a La Universidad o a Centros Superio-res
de Investigación.
GRAFCAN: Cartográfica de Canarias. ULL: Universidad de La Laguna. CSIC: Centro Superior de In-vestigaciones
Científicas (Estación Vulcanológica de Canarias). MD: Modelo Digital.
CARTOGRAFÍA BASE:
Fuente: Cartográfica de Canarias: GRAFCAN S.A.
Todo el Sistema fue trabajado siguiendo la cartografía digital de GRAFCAN, ba-sado
en:
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SISTEMA GEODÉSICO: GRAFCAN emplea el sistema geodésico de referencia
ITRS93 que es el adoptado por el IGN para la Red Geodésica del Archipiélago Ca-nario.
Sus parámetros más significativos son:
— Elipsoide y datum: WGS84 Semieje mayor a=6.378.137 m.
— Aplanamiento f=298,257223563 m.
— Marco geodésico de referencia REGCAN95.
— Orígenes de las coordenadas geodésicas:
• Latitudes referidas al ecuador.
• Longitudes referidas al meridiano de Greenwich.
— Origen de las altitudes:
• Las altitudes quedan referidas al nivel medio del mar definido por el ma-reógrafo
o escala de mareas del puerto determinado por cada una de las islas.
SISTEMA CARTOGRÁFICO DE REPRESENTACIÓN: El sistema de represen-tación
plana para la cartografía oficial es la proyección conforme Universal Transver-sa
Mercator (UTM), resultado todo el territorio incluido en los husos 27 y 28. To-das
las coordenadas UTM de La Isla de La Palma
pertenecen al Huso 28.
Se partió de una cartografía digital en formato
DGN (Microstation) a escala 1:5000, desarrollada
por la empresa GRAFCAN,y adquirida por el Cabil-do.
La isla está formada por 84 archivos DGN según
el distribuidor REGCAN95, que engloba la cartogra-fía
detallada de la isla para esa escala, incluye entre
otros: curvas de nivel cada 5 metros, red vial, red
hidrográfica, núcleos e infraestructuras, toponi-mia,
etc.
Esta capa temática sirvió para filtrar:
— las representación cartográfica;
— generar el Modelo Digital de Elevaciones
(MDE) a partir de sus curvas de nivel, por interpolación TIN y posterior ras-terizado
a GRID de 10x10 de celda. (este sirvió a su vez para generar los de-más
Modelos).
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VEGETACIÓN
Fuente: Cartografía de la Vegetación. Departamento de Biología Vegetal (Botánica). Universidad de La
Laguna. 38071 La Laguna. Tenerife. SPAIN. Tel. 922 318436. Fax: 922 318447; 922 630095. e-mail:
cartoveg@ull.es
Autores: Profesores del Dpto. de Biología Vegetal: Dr. Marcelino José del Arco Aguilar (Director de
la Investigación), Dr. Wolfredo Wildpret de la Torre, Dr. Pedro Luis Pérez de Paz., Dr. Octavio Ro-dríguez
Delgado. Dr. Juan Ramón Acebes Ginovés. Dr. Antonio García Gallo., Dra. Victoria Eugenia
Martín Osorio, Dr. Jorge Alfredo Reyes Betancort.
Becarios: Lcdo. Juan Antonio Bermejo Domínguez, Lcdo. María Victoria Cabrera la Calzada, Lcdo.
Sara García Ávila, Lcdo. Ricardo González González.
Colaboradores: Lcdo. Manuel Agustín Díaz Hernández.
El mapa de vegetación fue desarrollado por el área de Cartografía de la vegetación,
Dpto. de Biología Vegetal de la Universidad de La Laguna entre 1999 y 2004. Se trató
de un ambicioso trabajo cuyo objetivo fundamental era realizar la capa temática de
vegetación de las Islas Canarias a escala 1:25.000. Esta labor fue encomendada por
la empresa GRAFCAN S.A., a través de un convenio en asistencia y gestión en in-vestigación
y desarrollo empresarial con la Fundación Empresa Universidad de La
Laguna.
Para la realización del mapa de vegetación se utilizó la metodología Fitosocioló-gica
sigmatista de Braun-Blanquet, de la escuela de Zürich-Montpellier, basada fun-damentalmente
en el análisis de la composición florística de las comunidades. La isla
contiene 6344 polígonos con diversa información entre la que destaca:
El siguiente mapa muestra la vegetación actual de la isla, para ello se aplicó una
paleta de colores estandarizada para canarias (Del Arco & col 1998. Vegetation of
Canary Island. A proposal to unify cartographic criteria VIERAEA 27).
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Fuente: Cartografía de la Vegetación – Dpto. de Biología Vegetal – Universidad de La Laguna.
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Reseña:
Flecha de flujo de acciones.
Modelo cartográfico:
>
SUELOS
Fuente: Departamento de Edafología Universidad de La Laguna 38071 La Laguna. Tenerife. SPAIN.
La importancia de los suelos es fundamental en el análisis de distribución de las
especies vegetales.
El Mapa de suelos fue desarrollado por el departamento de Edafología de la Uni-versidad
de La Laguna. Generado por el Catedrático Antonio Rodríguez Rodríguez
y colaboradores del Departamento en el año 2004 para el Plan Territorial Especial de
Ordenación de la Isla de La Palma
Autores: Profesor Antonio Rodríguez Rodríguez.
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Insertar mapa y leyenda de suelos
GEOLOGÍA
Fuente: Estación Vulcanológica de Canarias. Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Proyecto desarrollado para el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).
Autor: Dr. Juan Carlos Carracedo y colaboradores.
La isla de La Palma es la parte emergida de un volcán oceánico, de composición
predominantemente basáltica, cuya base submarina se apoya sobre la llanura abisal
atlántica, a unos 4.000 metros de profundidad. Su extensión emergida alcanza una
altura máxima de 2.426 metros sobre el nivel del mar (Roque de los Muchachos). La
isla está constituida por dos grandes unidades geológicas, el Complejo Basal y los
Edificios Volcánicos Subaéreos, en los que se distinguen: Volcán Taburiente (I y II),
Volcán Cumbre Nueva, Volcán Bejenado y Dorsal de Cumbre Vieja.
Contiene 44 unidades distintas, pertenecientes a las dos grandes unidades geoló-gicas
antes citadas:
SUELOS:
36r.- Cambisoles flúvicos, leptosoles líticos y afloramientos
con moderadas potencialidades para el aprovechamiento
de la vegetación natural y muy baja calidad ambiental.
Reseña:
> Flecha de flujo de acciones.
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Fuente: Juan Carlos Carracedo - CSIC.
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Reseña:
> Flecha de flujo de acciones.
BIOCLIMA
Fuente: Departamento de Biología Vegetal (Botánica). Universidad de La Laguna. 38071 La Laguna.
Tenerife. SPAIN. Tel. 922 318436. Fax: 922 318447; 922 630095. e-mail: cartoveg@ull.es
Autores: Profesores del Dpto. de Biología Vegetal: Dr. Marcelino José del Arco Aguilar (Director de
la Investigación), Dr. Pedro Luis Pérez de Paz, Dr. Jorge Alfredo Reyes Betancor: Lcdo. Juan Antonio
Bermejo Domínguez,
El clima de la isla es muy variable, según la zona en que uno se encuentre, te-niendo
en cuenta que estamos en una isla con alturas superiores a los 2.000 metros
sobre el nivel del mar, y dos zonas bien diferenciadas: La parte nordeste favorecida
por los vientos alisios cargados de humedad y la sudoeste mucho más seca y solea-da.
En toda la franja costera hasta la cota de los 200 metros hay una temperatura
media de 20 grados. Una vez superemos esta altura, en invierno, el termómetro des-ciende
según vayamos subiendo, hasta llegar incluso a 0 grados en las partes altas de
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la isla. En verano, las temperaturas en las zonas altas alcanzan con facilidad más de
30 grados. PLUVIOMETRÍA. Es la isla más favorecida por las lluvias, debido a su
peculiar relieve, las borrascas atlánticas le afectan con frecuencia. Por otra parte, toda
la franja nororiental se ve afectada frecuentemente por los alisios, que forman el mar
de nubes, produciendo con ello la llamada «lluvia horizontal» —al contacto de estas
con los árboles, lluvia en forma de goteo de gran importancia para los acuíferos—.
En cuanto a datos pluviométricos, la franja costera del sudoeste es la menos lluviosa
con 350 litros anuales por m2, en medianias sobre los 500 litros por M2 y en zonas
medias altas se sobrepasan los 1.000 litros por M2 anuales.
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El mapa bioclimatico de la Isla fue creado en el 2004 por El Dr. Marcelino del
Arco Aguilar y colaboradores, del Departamento de Biología Vegetal de la Universi-dad
de La Laguna, a partir de los datos bioclimáticos de las estaciones meteorológi-cas
de la Isla de la Palma.
Reseña:
> Flecha de flujo de acciones.
USOS DEL SUELO
Fuente: GRAFCAN (Cartográfica de Canarias).
El mapa de usos del suelo fue desarrollado por GRAFCAN (Cartográfica de Ca-narias)
y contiene 94 polígonos, con la siguiente leyenda con grupos y subgrupos, lo
que permite realizar una reclasificación para obtener la información necesaria para el
desarrollo del mapa de riesgos. Esta capa sirvió para filtrar los cascos urbanos y de-más
usos del suelo.
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Fuente: GRAFCAN.
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MODELOS DIGITALES
Autor: Juan Antonio Bermejo Domínguez.
Los modelos digitales fueron generados con Arcview a partir de la curvas de ni-vel
extraídas de la base cartográfica 1:5000 (Layer 3 y 4). A partir de estas curvas se
generó, por interpolación TIN (Red Irregular de Triángulos), el modelo digital vec-torial
a partir del cual se generaron los restantes modelos. En el siguiente cuadro se
refleja en detalle el mapa obtenido y las especificaciones técnicas para su obtención.
Reseña:
> Flecha de flujo de acciones.
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Reseña:
> Flecha de flujo de acciones.
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EL ANÁLISIS
Una vez conocida con la mayor exactitud posible, las características ambientales
de la especie, y su localización espacial georeferenciada, se procedió al análisis para
la búsqueda en el territorio de otras parcelas que cumplieran las mismas o similares
condiciones. De esta manera partiendo de un planteamiento teórico se puede llegar
a delimitar áreas en las que puede ser probable el hallazgo de nuevas poblaciones o,
en cualquier caso, coadyuvar a localizar en el territorio zonas apropiadas par su rein-troducción
o repoblaciones. Este análisis se desarrolló fundamentalmente en ArcView
(ESRI), mediante las extensiones 3D Analyst y Spatial Analyst, y puntualmente con
IDRISI (Clark Lab). A tal efecto se generó el siguiente Modelo Cartográfico2, sen-cillo
para el cálculo, que sirve como un primer avance de lo que puede ser una inte-resante
herramienta de análisis ambiental.
Inicialmente planteamos el cálculo a través de dos funciones sencillas:
OPCIÓN 1
Función multiplicar (overlay). A partir de la capas temáticas filtradas de cada con-dición
(cumple=1 y no cumple=0), se multiplican las capas raster, de esta manera nos
centramos específicamente en aquellas parcelas que cumples todas y cada una de los
condicionantes de la parcela original, ya que cuando se multiplica por 0 se anula, es
decir, nos centramos en aquellas parcelas cuyo producto es 1. La ventaja de este pro-cedimiento
es que se obtiene un menor número de parcelas, que cumplen todos y
cada uno de los condicioantes. Su inconveniente es que desconocemos que condicio-antes
son verdaderamente restrictivos por lo que podemos estar anulando algunas
parcelas válidas:
a) 1 Alta probabilidad.
b) 0 Baja probabilidad.
OPCIÓN 2
Función suma (+). De esta menar no se anula ninguna parcela, por lo que obte-nemos
un mayor número de parcelas, que cumplirán no todos los condicionantes.
Tiene como ventaja un mayor abanico de posibilidades, ya que no sabemos a cien-cia
cierta cuales son los condicionantes restrictivos que influyen en la distribución de
la planta. Su inconveniente es el mayor número de parcelas que posteriormente hay
que reclasificar en distintos rangos:
a) 8-6 Alta probabilidad.
b) 6-4 Media probabilidad.
c) 4-2 Baja probabilidad.
d) 2-0 Muy Baja probabilidad.
2 Ver Modelo Cartográfico.
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