Este estudio analiza el cambio en la cobertura y uso del suelo con énfasis en los procesos de deforestación en dos regiones contrastantes de Colombia: Andes y Guyana, entre 1985 y 2005. Se aplicó un enfoque espacial y temporal a partir del análisis del cambio de uso y cobertura del suelo (LULCC) para evaluar y predecir los procesos de cambios asociándolos a variables explicativas y junto con métricas del paisaje y sistemas de información geográfica se analizaron patrones y tendencias de deforestación. La utilización del suelo es el resultado de la interacción de una serie de factores biofísicos, económicos, tecnológicos, institucionales, culturales, etc, que operan en un rango de escalas espaciales y temporales y se correlacionan con los procesos y patrones del paisaje. Dado que los cambios en el uso de la tierra son cada vez más rápidos, es necesario comprender las fuerzas que impulsan esos cambios y predecir sus efectos sobre los procesos del ecosistema o del ambiente global La información de cobertura del suelo para el presente estudio se basó en la interpretación de imágenes satelitales y las variables explicativas incluyeron datos biofísicos y socioeconómicos provenientes de una amplia gama de fuentes de información. Para la región de los Andes, el enfoque se dirigió a la aplicación de modelos de cambio de la tierra y de deforestación entre bosques montanos (montane forest) y bosques de piedemonte (lowland forest), usando enfoques espacialmente explícitos (Land Change Modeler-LCM) y modelos lineales generalizados (GLM). A nivel de la región de la Guayana, se estudiaron los patrones de deforestación en los modelos de ocupación típicos de la región, comparando tasas de cambio, patrones del paisaje y efectividad de figuras de conservación. Finalmente se modelizo el potencial de cambio futuro en ambas regiones prediciendo su evolución e identificando zonas de alto riesgo de deforestación y sus implicaciones frente a la conservación de la biodiversidad. Las tasas de deforestación varían entre las regiones y al interior de ellas. Para los Andes la tasa anual de deforestación fue de 1.41%, mientras que para Guayana de 0.25%; sin embargo en Guyana se evidenciaron las mayores tasas asociadas con una fase rápida e intermedia de pérdida de bosque en un modelo de transición de colono a establecimientos permanentes. Los modelos utilizados en esta tesis, sugiere que el modelo espacial de LCM basado en probabilidades de Markov tiene un mejor respuesta para explicar los cambios en el uso del suelo que los modelos lineales generalizados. La variable explicativa que mayor incide en los procesos de cambio de uso del suelo y deforestación es la distancia de las carreteras, pero existen variables como la actividad económica, pendiente, distancia a pastos y precipitación que impulsan procesos de cambio y el peso de estas variables depende del tipo de bosques y la región. Los resultados de esta tesis mostraron que algunas figuras de protección como el sistema de parques naturales nacionales y los resguardos indígenas pueden ser efectivas para frenar procesos de deforestación y que las zonas de transición entre Andes y Amazonia, Orinoquia y Magdalena Medio se encuentran bajo una mayor amenaza de conversión probable debido a su accesibilidad y migración de la población. Finalmente, una mejor comprensión de la dinámica de LULCC en Colombia, es un paso importante en el desarrollo de estrategias de planificación del territorio y conservación de la región y las investigaciones futuras deberán evaluar la incidencia de las políticas nacionales tales como tenencia de la tierra, REDD, políticas sectoriales, económicas y energéticas ante cambios en el uso del suelo y la deforestación. / This study analyzes the land cover change with emphasis on the deforestation processes in two contrasting regions of Colombia: Andes and Guyana between 1985 and 2005. A spatial and temporal statistical approach was applied from the analysis of land cover change to evaluate and predict the processes of change associated with explanatory variables and together with metrics of landscape and systems of information patterns and tendencies of deforestation were analyzed. Land use is the result of the interaction of a series of biophysical, economic, technologic, institutional and cultural factors, among others, that operate in a level of spatial and temporal scales and correlate with landscape processes and partners. Given land change are faster and faster, it is necessary to understand the strengths that drive those changes and predict their effects on the processes of the ecosystem or the global environment. Land use information for this study was based on the interpretation of satellite images and the explanatory variables including biophysical and socioeconomic data from a wide range of source of information. For the Andean region, the approach was directed towards the application of land change and deforestation models in montane and lowland forests, using Land Change Modeler – LCM and Generalized Lineal Models (GLM). At the level of La Guyana region, the patterns of deforestation were studied in the models of typical occupation of the region, comparing change rates, landscape patterns and effectiveness of figures of conservation. Finally the potential of change was modeled in both regions predicting its evolution and identifying zones of high risk of deforestation and their implications in the conservation of the biodiversity. The rates of deforestation vary in the regions and in the inside of them. For the Andean region the annual rate of deforestation was 1.41%, whereas for Guyana was 0.25%; however in Guyana the highest rates were showed associated with a fast and intermediate stage of loss of forest in a transition model from settler to permanent establishment. The models used in this thesis, suggest that the spatial model of LCM based on probabilities of Markov has a better response to explain land use changes than the generalized lineal models. The explanatory variable that greatly affect in land use change processes is the distance of roads, but variables like the economic activity, slope, distance to pasture and precipitation exist and drive processes of change and the burden of these variables depend on the type of forests and the region. The results of this thesis showed that some figures of protection like the system of National Natural Parks and the indigenous reserves can be effective to hold deforestation processes back and that the transition zones between Andes and Amazonia, Orinoquia and Magdalena Medio are under a greater threat of conversion probably because of their accessibility and migration of the population. Finally, a better understanding of the dynamic of LULCC in Colombia, is an important step in the development of strategies of planning of the territory and conservation of the region and the future investigations must evaluate the incident of the national policies, like land ownership, REDD, sectorial, economic and energetic policies in the view of land use change and the deforestation.

La ocupación residencial permanente de sectores intermedios entre lo urbano y lo rural se ha incrementado estos últimos años en el Perú, siendo los principales argumentos los beneficios que representa vivir en entornos con un mayor contacto con la naturaleza y a la vez mantener una proximidad a áreas urbanas consolidadas. Sin embargo, los parámetros urbanos que se aplican en este sector no favorecen a preservar estas condiciones de habitabilidad, sino por el contrario están afectando la preservación de los ecosistemas y sus servicios. Esta situación se está dando en el Centro Poblado Isuyama, siguiendo parámetros de ocupación residencial similares a los de la ciudad. Ello está ocasionando una disminución de la vegetación nativa y, por ende, alteraciones en los servicios reguladores dados por los bosques tropicales húmedos, viéndose a futuro como una ocupación poco sostenible. Entonces, ¿qué parámetros urbanísticos contribuyen a los criterios de conservación de vegetación nativa de bosques tropicales para regular el microclima exterior de las viviendas urbano-rurales sin alterar el equilibrio ecosistémico? Se utiliza una metodología de análisis inductivo evaluando el grado de influencia de los parámetros como el emplazamiento de la vivienda e intensidad de ocupación sobre criterios de conservación de la vegetación nativa como la distribución de la cobertura vegetal, las características de la vegetación y la incidencia de radiación solar sobre las superficies construidas. Además, se realiza un análisis cuantitativo considerando la influencia de la morfología actual del Centro Poblado de Isuyama en relación con la regulación del microclima. De esta manera, con el fin de lograr una gradualidad sostenible entre lo urbano y rural, es necesario considerar parámetros urbanísticos espaciales si se va a ocupar zonas intermedias, evaluando previamente las condiciones necesarias para el equilibrio de cada ecosistema.

Las lianas son importantes componentes estructurales de los bosques tropicales y cumplen además un rol primordial dentro del ecosistema. Por un lado, sirven de soporte para la circulación de animales entre las copas de los árboles, y sus frutos son el alimento de un buen número de especies; además son un elemento importante en el proceso de regeneración del bosque. Por otro lado, son parásitos estructurales de los árboles, pues limitan su crecimiento, alteran sus funciones vitales e incrementan su mortalidad; también pueden retardar la regeneración del bosque cuando se encuentran en densidades muy altas. Por ello, la sobreabundancia de bejucos tiene consecuencias deletéreas no solo sobre las comunidades de árboles tropicales, sino también sobre el ecosistema mismo y, por lo tanto, sobre los servicios ambientales que brinda. / Tesis

Las lianas son importantes componentes estructurales de los bosques tropicales y cumplen además un rol primordial dentro del ecosistema. Por un lado, sirven de soporte para la circulación de animales entre las copas de los árboles, y sus frutos son el alimento de un buen número de especies; además son un elemento importante en el proceso de regeneración del bosque. Por otro lado, son parásitos estructurales de los árboles, pues limitan su crecimiento, alteran sus funciones vitales e incrementan su mortalidad; también pueden retardar la regeneración del bosque cuando se encuentran en densidades muy altas. Por ello, la sobreabundancia de bejucos tiene consecuencias deletéreas no solo sobre las comunidades de árboles tropicales, sino también sobre el ecosistema mismo y, por lo tanto, sobre los servicios ambientales que brinda.

Se empleó el método de covarianza de flujos turbulentos para la determinación de flujos netos de carbono, respiración ecosistémica y productividad primaria bruta del bosque amazónico, en la región Madre de Dios, desde noviembre de 2016 (temporada lluviosa) hasta octubre de 2018 (temporada seca). Para ello, se utilizó un sistema compuesto por un anemómetro sónico, un analizador de gases infrarrojo, sensores de radiación, humedad y temperatura ubicados sobre una plataforma, a 46 metros, sobre el dosel del bosque. La compilación, procesamiento y análisis de datos se realizó empleando el lenguaje de programación R y los softwares comerciales Eddy Pro y TOVI. Se registró un 78,30 % de datos válidos en un periodo efectivo de 541 días. Las temperaturas promedio del aire oscilaron entre 21,6 y 25,6 °C y la humedad relativa alrededor de 80%. La distribución de patrones de viento mostró una dirección predominante hacia el NO y velocidades entre 0,1 a 1,4 ms-1. El principal indicador de presencia de turbulencias, u*, registró un valor promedio de 0,31 m.s-1 durante el día y 0,14 m.s-1 nocturno. Durante el día, los picos de temperatura, velocidad de viento y temperatura, así como el mínimo de %RH, se dieron entre las 12:00 y 14:00 h. Por otra parte, los flujos de radiación de onda corta oscilaron alrededor de 300 W.m-2 y para la onda larga en -40 W.m-2, con valores más altos durante las temporadas secas. Para la temporada húmeda 2016-2017, se registró un flujo neto de radiación de 156,98 W.m-2 y en la temporada seca, 137,76 W.m-2. En la temporada 2017-2018, la radiación neta fue 151,20 W.m-2 en el periodo lluvioso y 139,81 W.m-2 en el periodo seco. La Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR) registró un promedio diario entre 300 y 400 μmol.m-2.s-1. La distribución diaria indica que el bosque recibió radiación entre las 06:00 y 18:00 h, alcanzando picos máximos alrededor del mediodía. Durante las noches, el bosque se comportó como un emisor de radiación. El análisis determinó un flujo de CO2 promedio diario en -5 μmol.m-2.s-1 para las temporadas húmedas y -4 μmol.m-2.s-1 en las temporadas lluviosas. En los flujos de almacenamiento de CO2, se registraron valores de 2,03 μmol.m-2.s-1 en las temporadas húmedas y 1,3 μmol.m-2.s-1 en las temporadas secas. El Intercambio Neto Ecosistémico (NEE) osciló entre -2 y -1 μmol.m-2.s-1. El comportamiento diario, influenciado por la actividad de la capa límite, indicó que el bosque se comporta como sumidero de carbono durante el día y emisor durante las noches. Entre las 6:00 h y 08:00 h, la generación de turbulencias por ingreso de radiación solar en la capa límite atmosférica, generó un pulso de CO2 con un máximo entre 6 y 9 μmol.m-2.s-1. En el análisis de flujo y balance de energía se evaluó el calor sensible (H) y calor latente (LE). A escala mensual, H fluctuó alrededor de 20 W.m-2 y LE alrededor de 60 W.m-2, con mayores valores durante las temporadas húmedas debido a la mayor nubosidad, disponibilidad de H2O y menor ingreso de radiación. A nivel diario, por presencia de radiación solar, el mayor flujo de calor se registró durante el día y los picos se alcanzaron al mediodía. El balance de energía, como correspondencia entre la radiación neta y H+LE, mostró rectas con pendientes entre 0,70 y 0,80. La pérdida en el balance de energía fue causado por errores en la instrumentación, muestreo, aplicación del filtro de turbulencias y la existencia de reservas de energía verticales que no se consideraron puesto que no fueron registradas por los equipos. El cálculo de la respiración ecosistémica nocturna (R) se determinó de la regresión hiperbólica cuadrática en la relación del NEE y PAR. Durante el periodo 2016-2017, R se situó en el intervalo de 9,49 a 11,84 μmol.m-2.s-1, mientras que en 2017-2018, estuvo entre 7,03 y 7,88 μmol.m-2.s-1. La respiración fue más intensa durante las temporadas lluviosas debido a la promoción de la respiración heterotrófica y mayor humedad del suelo. La productividad primaria bruta (GPP) se calculó como la diferencia entre los valores de NEE y R. El cálculo mostró una fijación anual neta de 44,86 toneladas de C por hectárea en el periodo 2016-2017 y 45,92 toneladas por hectárea durante 2017-2018. El impacto de las variables micrometorológicas y fisiológicas, incluyendo posibles errores por falta de continuidad de datos, pudieron afectar los promedios calculados en GPP. Finalmente, se modeló el comportamiento de la R en función de la temperatura máxima diaria en cada temporada. Los resultados mostraron notable aproximación a los resultados experimentales, por lo que existe la posibilidad de ampliar este campo en la búsqueda de predecir el comportamiento del bosque en el futuro. / The eddy covariance method was used to determine the carbon fluxes, ecosystem respiration and gross primary productivity of a western Amazon forest, in the Madre de Dios región in Peru and its relationship with micrometeorological parameters, from November 2016 (rainy season) until October 2018 (dry season). A sonic anemometer, infrared gas analyzer, radiation, humidity and a temperature sensors were used on the platform of the SAGES flux tower, at 46 m. The compilation, processing and the analysis of data were done using the R programming language, and the commercial software packages Eddy Pro and TOVI. A 78,30% of valid data was recorded over a period of 541 days, between October 2016 and October 2018. The air temperatures ranged between 21,6 and 25,6°C while the relative humidity fluctuated around 80%. The distribution of wind patterns showed a predominant direction towards the NW and a speed interval between 0,1 to 1,4 m.s-1. The main evidence of turbulences, u*, recorded a mean value around 0,31 m.s-1 during day and around 0,14 m.s-1 during night. Throughout the day, the peaks of temperature, wind speed, temperature and the minimum of %RH were recorded between 12:00 and 14:00 h. Short wave radiation fluxes oscillated around 300 W.m-2 and for long wave around -40 W.m-2, with highest values in the dry seasons. For the 2016-2017 wet season, a net radiation flow was recorded at 156,98 W.m-2 and 137,76 W.m-2 in the dry season. For the 2017-2018 period, these values were 151,20 W.m-2 in the rainy season and 139,81 W.m-2 in the dry season. Photosyntethic Active Radiation (PAR) recorded a daily average between 300 and 400 μmol.m-2.s-1. The daily distribution indicates that the forest received radiation between 06:00 and 18:00 h, reaching maximum peaks around noon. During the night, the forest behaved like a net source of radiation. In the flux analysis, an average daily flux of CO2 was determined ranging around -5 μmol.m-2.s-1 for the wet season and -4 μmol.m-2.s-1 for the rainy seasons. Registered storage CO2 flux values were 2,03 μmol.m-2.s-1 in the wet seasons and 1,3 μmol.m-2.s-1 in the dry season. The Net Ecosystemic Exchange (NEE) oscillated between -2 and -1 μmol.m-2.s-1. The daily behavior, influenced by the activity of the boundary layer, indicated that the forest was a carbon sink during days and a constant source at nights. Around 6:00 am, the turbulence due to the entry of solar radiation into the atmospheric boundary layer caused a CO2 flush with a maximum between 6 and 9 μmol.m-2.s-1. In the flux and energy balance analysis, sensible heat (H) and latent heat (LE) were studied. On a monthly scale, H fluctuated around 20 W.m-2 and LE near 60 W.m-2, with higher values during the wet seasons due to greater cloudiness, availability of H2O and lower incoming radiation. On a daily basis, due to the presence of solar radiation, the highest heat flux was registered during the day and the peaks were reached at noon. The energy balance, as a correspondence between the net radiation and H + LE, showed slopes between 0,70 and 0,80. The loss of energy balance was caused by errors in the instrumentation, sampling, application of the turbulence filter and the presence of vertical energy reserves that were not considered and registered by the equipment. The calculation of nocturnal ecosystemic respiration (R) was determined from the quadratic hyperbolic regression of NEE vs. PAR. During the 2016-2017 period, R was in the range of 9,49 to 11,84 μmol.m-2.s-1, while in 2017-2018, it was located between 7,03 and 7,88 μmol.m-2.s-1. The magnitude of R was more intense in the rainy seasons due to promotion of heterotrophic respiration and higher humidity at soil level. Gross primary productivity (GPP) was calculated as the difference of NEE and R. The values indicated a net annual carbon fixation of 44,86 tons per hectare in the period 2016-2017 and 45,92 tons per hectare during 2017-2018. The impact of the micrometorological and physiological variables, including possible errors due to lack of data continuity, could had affected the averages in GPP. Finally, the behavior of the R was modeled using the maximum daily temperature in each season. The results showed a remarkable approximation to the experimental results, so there is the possibility of expanding this field in the search to predict the behavior of the forest in the future. / Tesis

La degradación del bosque tropical causada por la agricultura indigena tradicional y la explotación forestal comercial fue evaluada, en el sector central de la Reserva Forestal Imataca en la Guayana venezolana.El enfoque conceptual de paisajes permitió combinar dos niveles de análisis, local y paisajes, con el objeto de detectar las relaciones espaciales que forman patrones, gradientes y estructuras, útiles para el seguimiento y control de los usos del bosque tropical y su estado de conservación. La evaluación integró varios métodos orientados a describir y analizar la composición, estructura y distribución de las comunidades arbóreas, tomando en cuenta su condición: no perturbado o perturbado.Se levantó información social relativa a los usos de la tierra considerados, a través de visitas y mediciones en las áreas de producción de las comunidades Kariñas, al igual que en concesiones forestales tomadas como muestra. Un inventario forestal en parcelas muestra, permitió colectar datos sobre algunos parámetros estructurales del bosque, los cuales sirvieron de base para calcular índices tales como diversidad alfa y beta, complejidad estructural y otros. La detección y cartografía de los bosques no perturbados y perturbados segun el uso considerado, se hizo sobre imagenes de satélite Landsat, a las cuales se aplicó técnicas de percepción remota tales como analisis textural, indices de vegetación y cobertura fraccional.Se estimaron áreas de superposición entre territorios tradicionales Kariña y concesiones forestales comerciales, las cuales probablemente serán objeto de nuevos conflictos que pueden ser graves, considerando el proceso de demarcación de territorios indígenas tradicionales en curso, y la explotación minera próxima a comenzar.El interés de estudiar la compleja situación de la Reserva Forestal Imataca se debe a la necesidad de promover un modelo sustentable de manejo y conservación de bosques para la Guayana venezolana.