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Estimación de la eficiencia del uso del suelo en las plantaciones forestales mediante un balance exergético.
(Universidad de Concepción, 2022) González González, Nicolás Andrés; Casas Ledón, Yannay; Aguayo Arias, Mauricio
El indicador de Producción Neta anual de Exergía (ΔNExP) se utilizó para medir la sostenibilidad de los sistemas de producción forestal. Este indicador proporciona una idea de la eficiencia de como los recursos son usados naturales y no naturales son usados en un determinado sistema productivo. Para la aplicación de este indicador, se analizaron plantaciones forestales que se llevan a cabo en dos regiones de Chile ubicadas en la zona centro-sur (Biobío y Ñuble). Las especies de plantaciones forestales estudiadas fueron Pinus radiata y Eucalyptus globulus. El ΔNExP se estimó mediante la diferencia entre la biomasa total anual producida (PPN total), menos el consumo de Exergía acumulado incorporado en Recursos No Locales (RNL) aplicados por el humano, además del potencial natural de producción de biomasa (PPN potencial) de un suelo sin la intervención humana. El indicador propuesto mostro eficiencia positiva para las plantaciones forestales de Eucalyptus globulus (28,025 MJex/ha*año) y Pinus radiata (7,622 MJex/ha*año). Los valores de (ΔNExP) positivo indican que el sistema de producción es eficiente, lo que significa que la biomasa producida por las plantaciones forestales es mayor que el consumo de recursos locales (PPN potencial) y no locales (RNL) demandados para producirla. Mientras más positivos sean los valores del indicador más eficiente es el sistema, es por ello que la especies Eucalyptus globulus presentó mayor eficiencia Exergética que la especies Pinus radiata. Este comportamiento se debe a los mayores rendimientos estandarizados al año para la especies Eucalyptus globulus que el Pinus radiata, y al mismo tiempo por los menores demanda de RNL. Los resultados del análisis de Exergía destacaron la complejidad (ΔNExP) y su dependencia de las condiciones locales. Sin embargo, el indicador propuesto solo considera la cantidad de recursos totales durante el manejo forestal, pero no tiene en cuanta los impactos ambientales relacionados. Asimismo, el análisis de sostenibilidad involucra dimensiones ambientales.
Estimación del stock de carbono en una turbera nor-patagónica de la Región de Aysén del General Carlos Ibañez del Campo, Chile.
(Universidad de Concepción, 2023) Muñoz Maldonado, Isidora del Pilar; Aguayo Arias, Mauricio; Díaz Burgos, Elisa
Los humedales son ecosistemas cruciales que contribuyen a la regulación de ciclos químicos globales y que entregan múltiples servicios ecosistémicos a la población. Entre ellos, las turberas son especialmente importantes debido a sus características biológicas únicas y su capacidad para acumular materia orgánica. Estas, desempeñan funciones ambientales vitales como la regulación del ciclo hidrológico, por su gran absorción de agua y el almacenamiento de carbono, conteniendo aproximadamente el 21% del carbono orgánico del planeta. En Chile, las turberas se encuentran desde la región de Los Lagos hasta Magallanes y son de gran interés comercial debido a la extracción del musgo Sphagnum, lo que representa una amenaza para estos ecosistemas, transformándose en una urgencia la concientización de sus dinámicas y reservorios de carbono para que las personas consigan valorarlas y cuidarlas. Este estudio caracterizó la composición vegetacional de una turbera nor-patagónica de alta montaña en la región de Aysén, identificando 26 especies con alto endemismo. Se estimó una fracción de carbono de 2312,5 ton/m₂ para un área de 32,18 has, evidenciando que un mal manejo de estos ecosistemas puede resultar crucial en el aporte de CO₂ a la atmósfera, lo que las posiciona como protagonistas dentro del cambio climático. El uso de teledetección mostró una correlación positiva en cuanto al comportamiento de la vegetación reflejado en los índices de reflectancia y los datos obtenidos en el laboratorio, siendo el uso de imágenes espectrales un área prometedora en el desarrollo de futuras investigaciones.
Huella hídrica de la cuenca del lago Lleu-Lleu, para evaluación de la sostenibilidad ambiental.
(Universidad de Concepción, 2019) Muñoz González, Reinaldo; Aguayo Arias, Mauricio
El consumo de agua a nivel mundial ha aumentado de forma significativa en el último siglo, registrándose un consumo de agua superior a los 4.000 km3 en el año 2010. Este consumo de agua ha generado distintos escenarios de estrés hídrico, que a menudo son más estacionales que anuales. Chile no es la excepción a este escenario. En las regiones de Ñuble y Biobío el índice de sequía se ha intensificado debido a la disminución de las precipitaciones, el aumento de temperaturas y el aumento de incendios forestales. Las proyecciones climáticas futuras no auguran un buen escenario, ya que hacia el 2060 las temperaturas promedio y máximas continuarían aumentando y las precipitaciones disminuyendo. Es en este contexto que se ha masificado el cultivo de plantaciones forestales, superando los 2 millones de hectáreas en el 2020, concentrándose el 75% de estos cultivos en las regiones de Maule, Ñuble, Biobío y la Araucanía. Los bosques en general y las plantaciones forestales en particular involucran una mayor cantidad de agua en la evapotranspiración., lo que provoca una disminución en la escorrentía, acentuándose este escenario en los meses de mayores temperaturas. Según la información entregada por CONAF (2015), en la cuenca del lago Lleu-Lleu, las plantaciones forestales superan el 50% del suelo de la cuenca, lo que, sumado al escenario climático, se hace imperativo un estudio de huella hídrica para determinar si se está superando el consumo del total de agua disponible, lo que provocaría una violación del caudal mínimo ecológico, caudal mínimo necesario para preservar la biodiversidad del ecosistema. Se evaluó la huella hídrica de la cuenca del lago Lleu-Lleu de forma mensual, durante el año 2019 y su sostenibilidad ambiental, llegando a consumir casi el 90% del total de agua disponible en un mes del período evaluado. Las plantaciones forestales de Eucalyptus Glóbulus y Pinus Radiata presentaron la mayor tasa evapotranspirativa a diferencia de la vegetación nativa de la cuenca. Si bien la cuenca del lago Lleu-Lleu no presentó ningún cuadro de insostenibilidad hídrica, las proyecciones climáticas futuras indican que el estudio de huella hídrica (no solo de la cuenca en evaluación), debería ser constante para identificar zonas críticas que estén más propensas a presentar escenarios de insostenibilidad ambiental.
Inundaciones históricas y medidas de mitigación estructural en cuencas andinas de Chile centro-sur: río Maule & río Cautín
(Universidad de Concepción., 2022) Rojas Vilches, Octavio; Aguayo Arias, Mauricio; Stehr Gesche, Alejandra; Soto Muena, Diego Nicolás
En Chile central, eventos de precipitación extrema con temperaturas elevadas, junto a la elevación de la isoterma 0°C, desencadena inundaciones de elevada magnitud en ríos andinos, por esto, la presente investigación, evalúa las crecidas históricas y medidas de mitigación estructurales implementadas para su reducción, en dos cuencas andinas de Chile centro-sur, específicamente en los ríos Maule y Cautín. Para ello, se i) Caracterizó la recurrencia histórica de crecidas y efectos ambientales asociados, mediante análisis de fuentes secundarias y una encuesta de cotas históricas aplicada en terreno, que fue contrastada con un análisis estadístico de caudales y precipitación; ii) Generación de una base de datos espacial de inundaciones históricas y medidas de mitigación estructural efectuada a través una búsqueda bibliográfica y trabajo en terreno mediante el uso de GPS y vuelos en dron y; iii) Análisis de la implementación y eficiencia de las medidas de mitigación estructurales, mediante la aplicación de una encuesta online a expertos y tomadores de decisiones. En ambos ríos se registraron más de 30 inundaciones entre los años 1963-2019, las que se correlacionaron significativamente con las anomalías cálidas del ENOS en la cuenca del Maule. Se desarrollaron 23 proyectos relacionados a medidas de mitigación estructurales en el río Cautín donde el principal sector afectado fue el urbano, mientras que para el río Maule solo fueron 13 principalmente en áreas agrícolas; el monto invertido por proyecto fue superior para el Cautín en 30,7%, por ultimo las principales medidas estructurales en ambas cuencas fueron enrocados y espigones. Actores claves determinaron que implementación futura de medidas de mitigación difiere en ambas cuencas en variables: costos de implementación y mantención, tiempo de construcción, beneficios a corto plazo, tamaño total de la obra y pendiente del cauce. Mientras que, las medidas implementadas actualmente fueron evaluadas de forma similar, solo varió el “costo de implementación”, siendo mejor evaluada en el Cautín. Por último, las medidas de mitigación de tipo verdes fueron consideras más efectivas que las mixtas y grises.
Mapeo de oferta y demanda de los servicios ecosistémicos en la reserva de la biósfera corredor biológico Nevados de Chillán-Laguna del Laja.
(Universidad de Concepción, 2024) Peña Tapia, Daniela Andrea; Aguayo Arias, Mauricio
El Proyecto FIC-R Código BIP 40035830-0, ejecutado por el Centro EULA y la FIA Campus Chillán, se centra en la Reserva de la Biosfera Corredor Biológico Nevados de Chillán-Laguna del Laja, declarada en 2011 como la red chilena más importante en su tipo. Ubicada entre las regiones de Ñuble y Biobío, esta reserva alberga actividades económicas como agricultura, ganadería, forestal, turismo y generación eléctrica. Además, ofrece un refugio para especies emblemáticas de flora y fauna, y alberga diversas comunidades vegetales y colonias de huemules. La explotación de recursos naturales y el desarrollo productivo han afectado la conectividad entre los ecosistemas terrestres, comprometiendo la conservación de los servicios ecosistémicos. Aunque la población local emplea prácticas tradicionales, estas actividades impactan la biodiversidad y la oferta de servicios esenciales como el agua. Por ello, es crucial fomentar un desarrollo socioeconómico sostenible que no ponga en riesgo los recursos naturales. El proyecto busca evaluar la oferta y demanda de servicios ecosistémicos en la reserva para garantizar su sostenibilidad. Para ello, se han aplicado metodologías de proyectos anteriores como la “Planificación ecológica de la Región del Maule” y el “Diseño de infraestructura ecológica para la Región del Biobío”. Este esfuerzo se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 13 y 15, enfocados en combatir el cambio climático y conservar la biodiversidad.
Propuesta de infraestructura ecológica para el paisaje de conservación Nonguén
(Universidad de Concepción., 2022) Aguayo Arias, Mauricio; Félez, Jorge; Díaz, María Elisa; Henríquez Sepúlveda, Pilar
En respuesta a la disminución constante de biodiversidad, los países han optado por la creación de áreas protegidas como mecanismo de conservación in situ. Sin embargo, estas presentan diversas falencias en su desempeño, por lo que es necesario implementar áreas complementarias de amortiguación, siendo un ejemplo de ellas los Paisajes de Conservación. Utilizando la evaluación de servicios ecosistémicos (SSEE) realizada por una mesa de expertos mediante la matriz de Burkhard y una adaptación de la metodología descrita por Núñez, 2010 en el manual técnico N° 23 de CONAF, se identificó la Infraestructura Ecológica mínima que debería considerar el proyecto de Paisaje de Conservación Nonguén, abarcando como área de estudio las comunas de Concepción, Chiguayante y Hualqui, todas pertenecientes a la región del Biobío, Chile. En primer lugar, se obtuvo que los 3 principales ecosistemas proveedores de SSEE corresponden a Bosque nativo, lagos y lagunas con 16 SSEE, y humedales con 14 SSEE. Para la siguiente obtención de resultados se definieron zonas de alto valor ecológico (AVE), entregando 7266.654 ha y zonas de recuperación, resultando en 6230.368 ha, la fusión de las cartografías de ambas zonas entregó la Infraestructura Ecológica con 13497.022 ha totales, siendo esto el 16,19% del área total de estudio. Para entregar conexión entre las zonas se representaron corredores biológicos a través de la red hídrica que cumpliera con un orden de Strahler mínimo de 3, estableciendo un buffer genérico de 100 metros en los arroyos, lo que en la práctica podría variar desde los 15 metros si es que no son de caudal permanente.

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