Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Autor: Espinosa Pinzon, Bryam Felipe
Asesor: Pabón Caicedo, José Daniel
Fecha: 2023
Programa: Bogotá - Ciencias Humanas - Especialización en Análisis Espacial
Facultad: Facultad de Ciencias Humanas

Resumen: Resulta de especial importancia optimizar el manejo integral de la colonización de A. decurrens en el Área Operativa Inundable (AOI) del embalse de Tominé, ya que el conocimiento amplio de la ecología y dinámica de la invasión de esta especie, permite determinar con claridad los factores que inciden en su expansión, los cuales, a su vez determinan la distribución espacial del evento y proporcionan la capacidad de modelar el fenómeno natural con el fin de simularlo. Dada esta necesidad de conocimiento, se plantea el objetivo de disponer con un algoritmo en Model Builder - ArcGIS que permita definir las áreas que requieran intervención prioritaria de manejo integral de A. decurrens dentro del AOI del embalse de Tominé, de acuerdo con el tiempo teórico de madurez sexual de la especie después de las intervenciones aleatorias realizadas por el Plan de Manejo Ambiental entre los años 2015 a 2022. (Texto tomado de la fuente)

Modelo de análisis espacial como
herramienta de intervención para el
manejo integral de Acacia decurrens
en el embalse de Tominé
Bryam Felipe Espinosa Pinzón
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias Humanas, Departamento de Geografía
Bogotá, Colombia
2023Modelo de análisis espacial como
herramienta de intervención para el
manejo integral de Acacia decurrens
en el embalse de Tominé
Bryam Felipe Espinosa Pinzón
Tesis o trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de:
Especialista en Análisis Espacial
Director:
Ph.D. José Daniel Pabón Caicedo
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias Humanas, Departamento de Geografía
Bogotá, Colombia
2023Declaración de obra original
Yo declaro lo siguiente:
He leído el Acuerdo 035 de 2003 del Consejo Académico de la Universidad Nacional.
«Reglamento sobre propiedad intelectual» y la Normatividad Nacional relacionada al
respeto de los derechos de autor. Esta disertación representa mi trabajo original, excepto
donde he reconocido las ideas, las palabras, o materiales de otros autores.
Cuando se han presentado ideas o palabras de otros autores en esta disertación, he
realizado su respectivo reconocimiento aplicando correctamente los esquemas de citas y
referencias bibliográficas en el estilo requerido.
He obtenido el permiso del autor o editor para incluir cualquier material con derechos de
autor (por ejemplo, tablas, figuras, instrumentos de encuesta o grandes porciones de
texto).
Por último, he sometido esta disertación a la herramienta de integridad académica, definida
por la universidad.
Bryam Felipe Espinosa Pinzón
Fecha 24/04/2023Resumen y Abstract VII
Resumen
Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Resulta de especial importancia optimizar el manejo integral de la colonización de A.
decurrens en el Área Operativa Inundable (AOI) del embalse de Tominé, ya que el
conocimiento amplio de la ecología y dinámica de la invasión de esta especie, permite
determinar con claridad los factores que inciden en su expansión, los cuales, a su vez
determinan la distribución espacial del evento y proporcionan la capacidad de modelar el
fenómeno natural con el fin de simularlo. Dada esta necesidad de conocimiento, se plantea
el objetivo de disponer con un algoritmo en Model Builder - ArcGIS que permita definir las
áreas que requieran intervención prioritaria de manejo integral de A. decurrens dentro del
AOI del embalse de Tominé, de acuerdo con el tiempo teórico de madurez sexual de la
especie después de las intervenciones aleatorias realizadas por el Plan de Manejo
Ambiental entre los años 2015 a 2022.
Palabras clave: Model Builder; invasiones biológicas; colonización.VIII Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Abstract
Spatial analysis model as a tool for the integral management of Acacia decurrens
in the Tominé reservoir
It is especially important to optimize the integral management of the colonization of A.
decurrens in the Floodable Operational Area (AOI) of the Tominé reservoir, since the
extensive knowledge of the ecology and dynamics of the invasion of this species, allows to
clearly determine the factors that affect its expansion, which, in turn, determine the spatial
distribution of the event and provide the ability to model the natural phenomenon. in order
to simulate it. Given this need for knowledge, the objective is to have an algorithm in Model
Builder - ArcGIS that allows defining the areas that require priority intervention for the
comprehensive management of A. decurrens within the AOI of the Tominé reservoir,
according to the theoretical time of sexual maturity of the species after the random
interventions carried out by the Environmental Management Plan between the years 2015
and 2022.
Keywords: ModelBuilder; biological invasions; colonization.Contenido IX
Contenido
Pág.
Resumen ....................................................................................................................... VII
Lista de figuras .............................................................................................................. XI
Lista de tablas ......................................................................¡Error! Marcador no definido.
Lista de Símbolos y abreviaturas ........................................¡Error! Marcador no definido.
Introducción .................................................................................................................... 1
1. Antecedentes ............................................................................................................ 5
1.1 Área de estudio .................................................................................................. 5
1.2 Introducción de Acacia decurrens en el área de estudio .................................... 8
1.3 Manejo integral aleatorio de Acacia decurrens en el embalse de Tominé ........ 12
2. Justificación ........................................................................................................... 14
3. Estado del Conocimiento ...................................................................................... 15
3.1 Invasiones biológicas ....................................................................................... 15
3.2 Invasión de Acacia decurrens .......................................................................... 17
3.3 Modelos de manejo espacial de invasiones biológicas ..................................... 19
4. Metodología ............................................................................................................ 21
4.1 Materiales e insumos ....................................................................................... 21
4.2 Procedimiento .................................................................................................. 24
4.2.1 Identificación del periodo de establecimiento de núcleos de plantaciones
forestales de A. decurrens en el embalse de Tominé ............................................... 24
4.2.2 Cobertura de la tierra inicial y actual en plantaciones maduras de A. decurrens
en el embalse de Tominé ......................................................................................... 24
4.2.3 Mapa factores potencializadores de la invasión de A. decurrens en el embalse
de Tominé ................................................................................................................ 25
4.2.4 Mapa y algoritmo Model Builder para las intervenciones de manejo integral
aleatorio de A. decurrens en el embalse de Tominé - (Periodo 2015 a 2022) ........... 25
4.2.5 Mapa y algoritmo Model Builder para las intervenciones de manejo integral
aleatorio de A. decurrens en el embalse de Tominé - (Periodo 2015 a 2022) ........... 26
5. Resultados .............................................................................................................. 29
5.1 Identificación del periodo de establecimiento de núcleos de plantaciones
forestales de A. decurrens en el embalse de Tominé .................................................. 29X Título de la tesis o trabajo de investigación
5.2 Cobertura de la tierra inicial y actual en plantaciones maduras de A. decurrens
en el embalse de Tominé ............................................................................................ 30
5.3 Mapa de factores potencializadores de la invasión de A. decurrens en el
embalse de Tominé ..................................................................................................... 32
5.4 Mapa y algoritmo Model Builder para las intervenciones de manejo integral
aleatorio de A. decurrens en el embalse de Tominé - (Periodo 2015 a 2022) .............. 35
5.5 Mapa y algoritmo Model Builder para priorización de áreas de manejo integral de
A. decurrens en el área operativa inundable (AOI) del embalse de Tominé ................ 38
6. Discusión y conclusiones ..................................................................................... 41
6.1 Discusión .......................................................................................................... 41
6.2 Conclusión ........................................................................................................ 42
Bibliografía .................................................................................................................... 45Contenido XI
Lista de figuras
Pág.
Figura 1-1: Áreas operativas del embalse de Tominé. ............................................... 7
Figura 1-2: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector occidental embalse de Tominé. ............................................................................. 9
Figura 1-3: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector suroccidental embalse de Tominé. ...................................................................... 10
Figura 1-4: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector sur embalse de Tominé. ...................................................................................... 11
Figura 4-1: Diagrama de flujo metodológico. ............................................................ 28
Figura 5-1: Identificación del periodo de establecimiento de plantaciones de A.
decurrens en el embalse de Tominé entre 1985 a 1992. ................................................ 30
Figura 5-2: Cobertura de la tierra inicial (1985) y actual (2020) en plantaciones
maduras de A. decurrens en el área operativa del embalse de Tominé.......................... 31
Figura 5-3: Ejemplo visual variación de cobertura en A. decurrens en el área
operativa del embalse de Tominé. .................................................................................. 32
Figura 5-4: Mapa de factores potencializadores de invasión de A. decurrens –
embalse Tominé. ............................................................................................................ 34
Figura 5-5: Algoritmo Model builder de intervenciones de manejo integral de A.
decurrens entre 2015 y 2022. ......................................................................................... 36
Figura 5-6: Mapa de intervenciones de manejo integral aleatorio de A. decurrens
entre 2015 y 2022. ......................................................................................................... 37
Figura 5-7: Model Builder para el manejo integral priorizado de A. decurrens en el
Área Operativa Inundable del embalse de Tominé. ........................................................ 39
Figura 5-8: Mapa de manejo integral priorizado para regeneración natural de A.
decurrens en el Área Operativa Inundable de embalse de Tominé................................. 40Introducción
La Acacia decurrens Wild es un árbol originario de Australia, perteneciente a la familia
botánica Fabaceae, con características biológicas que la determinan como una especie
exótica invasora en varias partes del mundo (D. Richardson et al., 2015). Las
particularidades que la definen como una especie invasora son: crecimiento vertical
acelerado, maduración sexual temprana, alta producción de semillas, producción
fenológica recurrente, alta capacidad de rebrotes, producción de compuestos alelopáticos
y adaptación dentro de áreas degradadas (Donaldson et al., 2014; Vieites-Blanco y
González-Prieto, 2020).
Para la década de 1980, en Cundinamarca se establecieron núcleos de plantaciones
forestales de A. decurrens en distintas zonas del departamento. Una de las áreas con
mayor intervención fue la cuenca media y alta del río Bogotá; el objetivo de su
establecimiento en la cuenca, fue iniciar procesos de restauración de suelos degradados,
dentro de los cuales se encontraban los suelos del área operativa del embalse de Tominé
(Velásquez-González y Viancha Rodríguez, 2021).
La medida de manejo ambiental implementada en la década de 1980 para la restauración
de suelos no contempló la capacidad de colonización de esta especie por fuera de los
núcleos de establecimiento, convirtiéndola en invasora para la región (CAR, 2020): el
embalse de Tominé no fue ajeno a la problemática ambiental, ya que la colonización de A.
decurrens en el área operativa se convirtió en un impacto ambiental negativo, que debían
gestionarse mediante un plan de manejo ambiental (Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P -
GEB S.A. E.S.P. et al., 2021).2 Introducción
Actualmente el Área Operativa No Inundable (AONI) cuenta con 311,74 ha de plantaciones
forestales de A. decurrens, sobremaduras y con cerca de 37 años de aporte de semillas a
las zonas circundantes. En cuanto al Área Operativa Inundable (AOI), entre los años 2005
y 2015 se realizó el aprovechamiento de plantaciones forestales maduras de A. decurrens
en una superficie de 387,8 ha (Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P. et al., 2023). A partir del
disturbio ecológico generado por este aprovechamiento, se iniciaron procesos de
regeneración natural y colonización de A. decurrens en nuevas áreas dentro de la misma
AOI (Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P., 2021).
El proceso de colonización de A. decurrens en el AOI del embalse es tratado por el Plan
de Manejo Ambiental, con el objetivo de reducir el potencial de invasión dentro del área
operativa y disminuir los aportes de materia orgánica al agua del embalse. En términos
socioeconómicos, el manejo ambiental de la invasión de A. decurrens, contribuye con la
función primaria del embalse constituida en regular los caudales del río Bogotá y mantener
en condiciones óptimas el agua para uso doméstico en acueductos veredales y
municipales de la cuenca Tominé (Plan de Manejo Ambiental Embalse de Tominé, 2008).
En este contexto, desde el 2011 y hasta la fecha, el Plan de Manejo Ambiental del embalse
de Tominé gestiona el manejo integral de la regeneración natural de A. decurrens en el
AOI del embalse, trabajos que hasta el 2022 se han desarrollado en 2596,36 ha, con un
promedio anual de 216,36 ha/año. Este manejo consiste en el corte de biomasa aérea y
subterránea de la expresión sexual y/o asexual de la A. decurrens, con intervenciones
aleatorias en las áreas del AOI y sin una frecuencia clara de intervención espacial. (Grupo
Energía Bogotá S.A. E.S.P. et al., 2021).
Resulta de especial importancia optimizar el manejo integral de la colonización de A.
decurrens en el AOI del embalse de Tominé, ya que el conocimiento amplio de la ecología
y dinámica de la invasión de esta especie (Morris et al., 2011; Richardson y Rejmánek,
2011; Wilson et al., 2011), permite determinar con claridad los factores que inciden en suIntroducción 3
expansión, los cuales, que a su vez determinan la distribución espacial del evento y
proporcionan la capacidad de modelar el fenómeno natural con el fin de simularlo
(Maldonado y Gómez Cruz, 2010).
Dada esta necesidad de conocimiento, se plantea el objetivo de disponer con un algoritmo
en Model Builder - ArcGIS que permita definir las áreas que requieran intervención
prioritaria de manejo integral de A. decurrens dentro del AOI del embalse de Tominé, de
acuerdo con el tiempo teórico de madurez sexual de la especie después de las
intervenciones aleatorias realizadas por el Plan de Manejo Ambiental entre los años 2015
a 2022.1. Antecedentes
1.1 Área de estudio
El embalse de Tominé se ubica en la cuenca alta del río Bogotá, entre los municipios de
Guasca, Guatavita y Sesquilé, 44 km al noreste de la ciudad de Bogotá D.C. Su función
principal es almacenar o embalsar las aguas provenientes —por gravedad— del cauce del
río Tominé (confluencia del río Siecha y el río Aves) y las aguas provenientes mediante el
bombeo de los caudales excedentes de la cuenca alta, cumpliendo la función de regulador
hídrico del caudal de la cuenca media del río Bogotá. De igual manera, cumple funciones
secundarias como prestador de servicios ecosistémicos relacionado con el uso de agua
doméstica para acueductos veredales y municipales. (Plan de Manejo Ambiental Embalse
de Tominé, 2008).
El embalse cuenta con un perímetro de 87,65 km y un área operativa total de 4887,66 ha,
las cuales se dividen en dos zonas de manejo (Figura 1-1) (Plan de Manejo Ambiental
Embalse de Tominé, 2008):
a - Área Operativa Inundable (AOI): dependiente del volumen de agua almacenado
por la operación del embalse, se ubica entre el nivel mínimo técnico (2566,63 m
s.n.m.) y la cota máxima de inundación (2598,38 m s.n.m.), y cuenta con una
superficie total de 3640,77 ha de las cuales, en promedio durante el 2022,
permanecieron inundadas el 51,7 % (1882,28 ha).6 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
b - Área Operativa No Inundable (AONI): no dependiente del volumen de agua
almacenado por la operación del embalse, se ubica entre la cota máxima de
inundación (2598,38 m s.n.m.) y los límites prediales del Grupo Energía Bogotá
S.A. E.S.P., cuenta con una superficie total de 1246,89 ha.
c - Espejo de Agua (EA): volumen de agua variable represado por la operación del
embalse; hace parte del Área Operativa Inundable (AOI).
d - Cota máxima de inundación (CMI): hace referencia a la cota del nivel máximo
físico a donde puede llegar el agua represada por el embalse; se identifica por la
cota 2598,38 m s.n.m. y es el límite entre el Área Operativa Inundable (AOI) y el
Área Operativa No Inundable (AONI).
Para el desarrollo de este trabajo se tomarán como áreas de estudio el Área Operativa
Inundable (AOI) y el Área Operativa No Inundable (AONI) del embalse de Tominé.7
Figura 1-1: Áreas operativas del embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Adaptado de GEB S.A. E.S.P., 20238 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
1.2 Introducción de Acacia decurrens en el área de
estudio
En 1959 la Empresa de Energía de Bogotá S.A. E.S.P. —hoy Grupo Energía Bogotá S.A.
E.S.P. (GEB S.A. E.S.P.)— inició la construcción del embalse de Tominé, diseñado y
ejecutado por INGETEC. El 10 de octubre de 1962, con el cierre de la compuerta de la
Presa de Sesquilé, se inició la operación del embalse (Plan de Manejo Ambiental Embalse
de Tominé, 2008).
Como lo señala el informe de diseño del proyecto —el cual se adaptó a la Leyenda
Nacional de Coberturas de la Tierra (INGETEC, 1959; IDEAM, 2010), desde sus inicios
(1959)—, el proyecto embalse de Tominé se caracterizaba por disponer de coberturas de
tierra principalmente en territorios agrícolas de cultivos transitorios (hortalizas, tubérculos),
territorios agrícolas en pastos (pastos limpios, pastos arbolados Eucalyptus globulus y
Pinus sp.) y bosques y/o áreas seminaturales (bosque fragmentado, herbazal abierto,
vegetación secundaria, tierras desnudas y degradadas).
El reportaje audiovisual “Guatavita 1959” —realizado por Tele Ayer en el año 1991—,
muestra imágenes del municipio de Guatavita antes de la inundación requerida para el
proyecto, y describió la cobertura natural del suelo de la siguiente manera: “El valle de
Tominé es a trechos, mullido mantel de verdura y en su mayor extensión tierra estéril árida,
con camellones sombreados por eucaliptus” (RTVC - Señal Memoria, 1991). Se extraen
imágenes del municipio de Guatavita del documental de 1959 y se compara con imágenes
del año 2022, en las que se puede evidenciar el cambio de cobertura en 61 años de
funcionamiento del proyecto (Figuras 1-2 a 1-4).9
Figura 1-2: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector occidental embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Adaptado de RTVC - Señal Memoria, 1959.10 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Figura 1-3: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector suroccidental embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Adaptado de RTVC - Señal Memoria, 1959.11
Figura 1-4: Cambio visual cobertura natural de suelo entre los años 1959 y 2022 –
Sector sur embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Adaptado de RTVC - Señal Memoria, 1959.12 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
En la década de 1980, propietarios privados de tierra e instituciones gubernamentales y
académicas del departamento de Cundinamarca introdujeron y establecieron núcleos de
plantaciones forestales de Acacia decurrens y Acacia melanoxylon como estrategia para
la restauración de suelos degradados o erosionados. Una de las regiones donde se
establecieron los núcleos — cerca de 500 ha las establecidas entre las décadas 80 a 90
para la cuenca Tominé (Velásquez-González y Viancha Rodríguez, 2021)— fue la cuenca
media y alta del río Bogotá, donde se encuentra el área operativa del embalse.
1.3 Manejo integral aleatorio de Acacia decurrens en el
embalse de Tominé
No obstante, la medida de manejo ambiental implementada en la década de 1980 para la
restauración de suelos no contempló la capacidad de colonización de A. decurrens por
fuera de los núcleos de establecimiento de las plantaciones forestales, convirtiendo la
especie exótica en invasora para la región (CAR, 2020), y el embalse no fue ajeno a la
problemática ambiental: la colonización de A. decurrens en el área operativa se convirtió
en un pasivo ambiental que debió gestionarse años posteriores a su introducción en el
territorio (Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P - GEB S.A. E.S.P. et al., 2021).
En 1992, una vez finalizado del establecimiento de las plantaciones de A. decurrens en el
área operativa del embalse de Tominé, se inició el proceso natural de crecimiento,
maduración y reproducción de la especie dentro de la zona; pero fue solo hasta el 2005
que la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), autoridad ambiental
regional, solicitó al GEB S.A. E.S.P. la remoción de la vegetación arbórea o arbustiva
existente dentro de AOI del Embalse de Tominé (Plan de Manejo Ambiental Embalse de
Tominé, 2008).13
Acatando la solicitud de la CAR, el GEB S.A. E.S.P. inició el aprovechamiento forestal de
las plantaciones de A. decurrens establecidas dentro del AOI del embalse de Tominé,
actividad que se desarrolló entre 2005 y 2015, dejando como resultado la tala rasa de
387,8 ha, ocasionando que el AOI quedara sin vegetación de A. decurrens (Grupo Energía
Bogotá S.A. E.S.P. et al., 2023).
A partir del disturbio ecológico generado en el AOI del embalse debido al aprovechamiento
forestal, se iniciaron procesos de regeneración natural y de colonización de A. decurrens
en las áreas donde se encontraban las plantaciones forestales iniciales y en nuevas áreas
desprovistas de vegetación. Lo anterior, a razón de tres motivantes de la biología propia
de A. decurrens: (1) banco de semillas latente en áreas de aprovechamiento forestal; (2)
dispersión de semillas desde AONI, y (3) regeneración natural asexual (rebrotes de raíz)
en las áreas disturbadas por los aprovechamientos forestales (Perea Rojas, 1992; Mora
Goyes et al., 2016; IAvH y Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P., 2021).
En virtud de lo anterior, desde el año 2011 el GEB S.A. E.S.P. gestiona el manejo integral
de la regeneración natural de A. decurrens en el AOI del embalse (Plan de Manejo
Ambiental del Embalse de Tominé). A 2022 se han desarrollado trabajos de manejo en
2596,36 ha, con un promedio de 216,36 ha/año. Este manejo consiste en el corte de
biomasa aérea y subterránea de la expresión sexual y/o asexual de la A. decurrens, con
intervenciones aleatorias en las áreas del AOI y sin una frecuencia clara de intervención
espacial. (Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P. et al., 2021). Las intervenciones aleatorias
son programadas de acuerdo con inspecciones visuales en terreno: se decide de acuerdo
con el tamaño de la regeneración natural, y la prioridad de intervención para el manejo
integral de la colonización.14 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
2. Justificación
Para poder reducir las consecuencias del proceso activo de colonización de A. decurrens
y evitar con ello la invasión de esta especie exótica invasora dentro del Área Operativa
Inundable (AOI) del embalse de Tominé, se requiere una metodología que permita
optimizar y predecir áreas en procesos de regeneración natural de esta especie para que
sean abordadas por el manejo integral que desarrolla actualmente el GEB S.A. E.S.P.
Esta predicción espacial se realizará de acuerdo con la información de manejo integral
aleatorio de A. decurrens realizado en el AOI, factores potencializadores de colonización
de la especie y formulación del ciclo de maduración reproductiva de A. decurrens, con lo
cual se lograría optimizar la actividad. Este nuevo proceso se realizaría con el uso de
herramientas de análisis espacial disponibles, lo que conlleva a mudar un sistema de
manejo integral aleatorio basado en inspecciones visuales en terreno a un sistema de
manejo integral predecible con el uso de algoritmos de Model Builder - ArcGIS.
Con el desarrollo de esta metodología se abordaría los objetivos de control ambiental
establecidos en el Plan de Manejo Ambiental del Embalse de Tominé, relacionados con la
reducción de los aportes de materia orgánica al agua del embalse y la conservación de las
condiciones óptimas para el uso doméstico del agua en acueductos veredales y
municipales de la cuenca Tominé.15
3. Estado del Conocimiento
3.1 Invasiones biológicas
Las invasiones biológicas son ocasionadas de forma natural o inducida por actividades
humanas, siendo su mayor efecto la alteración de los niveles de organización de la
biodiversidad dentro de los ecosistemas nativos (Coblentz, 1990; Duraiappah et al., 2005;
Montero-Castaño et al., 2018). Es por ello que las invasiones biológicas se consideran la
segunda causa mundial de pérdida de biodiversidad, ya que son capaces de sobrepasar
las barreras impuestas por el ambiente, permitiendo la interacción con la biota nativa hasta
lograr un punto de adaptación y colonización (Coblentz, 1990; Duraiappah et al., 2005;
Hulme, 2006; Montero-Castaño et al., 2018; Pyšek et al., 2012; Ríos y Vargas, 2003;
Wittenberg y Cock, 2001).
En general, la presencia de invasiones biológicas en los ecosistemas se considera como
un impacto potencialmente negativo en términos económicos y sociales, más aún cuando
adquiere representatividad en la pérdida del bienestar humano limitando la productividad
de las áreas invadidas, y generando un conflicto entre los espacios naturales y la
necesidad del hombre (Kolar y Lodge, 2001; Ríos y Vargas, 2003).
En términos de plantas, a nivel mundial se han reportado cerca de 164 familias reconocidas
como especies invasoras, siendo la familia Fabaceae una de las más representativas; a
esta familia pertenece el género Acacia (Pyšek, 1998; Boudjelas et al., 2000; D. M.
Richardson y Rejmánek, 2011). Se han declarado invasiones biológicas a consecuencia
de A. decurrens en Indonesia, Nueva Zelanda y Sudáfrica. En Colombia es considerada
como una especie con alto potencial de invasión, siendo el departamento de
Cundinamarca una de las regiones con mayor presencia de la especie a nivel nacional
(Perea Rojas, 1992; Mora Goyes et al., 2016; Gutiérrez-Bonilla et al., 2017; CAR, 2020;
WFO, 2023).16 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
A partir de la problemática ambiental nacional relacionada con las invasiones biológicas,
se han realizado esfuerzos importantes para identificar, manejar y controlar las especies
exóticas invasoras en el territorio (Guerrero-Cupacán, 2020). Actualmente contamos con
normatividad ambiental de carácter nacional que declara las especies exóticas invasoras
(Resolución 848 de 23 de mayo de 2008 MAVDT, Resolución 0207 de 03 de febrero de
2010 MAVDT); adicionalmente se crea el Comité Técnico Nacional de Especies
Introducidas y/o Trasplantadas Invasoras (Resolución 1204 de 25 de julio de 2014 MADS);
se formula el Plan Nacional para la Prevención, el Control y Manejo de las Especies
Introducidas, Trasplantadas e Invasoras, y se establecen lineamientos para la prevención,
control y manejo integral de algunas especies exóticas invasoras (IAvH, 2014).
A pesar de la normatividad ambiental vigente, en Colombia no se considera a A. decurrens
como una especie exótica invasora. Lo contrario ocurre con la administración ambiental
regional ejercida por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, que sí la
catalogó como especie invasora y determinó los lineamientos para su manejo integral en
el territorio CAR (Mora Goyes et al., 2016; CAR, 2020).
Actualmente se define a nivel nacional a las especies exóticas invasoras como “aquella
capaz de colonizar efectivamente un área en donde se ha interrumpido la barrera
geográfica y se han propagado en hábitats naturales o seminaturales y cuyo
establecimiento y expansión amenaza los ecosistemas o especies con daños económicos
y ambientales” (MAVDT, 2006).
Ahora bien, se deben conocer claramente las características de los procesos y la ecología
de las invasiones biológicas, para determinar la mejor manera de realizar su manejo y
control (Ríos y Vargas, 2003). Por lo tanto, una especie invasora es considerada como tal
si cumple con algunas características ecológicas generalistas, entre ellas: alta tasa de
reproducción sexual (semilla) o asexual (rebrote), amplia adaptabilidad, plasticidad, alta17
dispersión, crecimiento vertical acelerado, maduración sexual temprana, producción
fenológica recurrente, producción de compuestos alelopáticos y adaptación dentro de
áreas degradadas (Donaldson et al., 2014; Vieites-Blanco y González-Prieto, 2020)
De igual manera, el proceso de invasión considera tres fases (D. M. Richardson y Pyšek,
2006; Gutiérrez-Bonilla et al., 2017),determinadas como:
• Introducción: referente a llegada de propágulos de una especie con
características ideales para ser invasora.
• Establecimiento: visto como la capacidad de reproducción y establecimiento de
una especie invasora en una nueva área.
• Invasión: referido a la expansión de la especie invasora en nuevas áreas a partir
del establecimiento, lo que permite entender las dinámicas de las colonizaciones
y así poder frenar los impactos a futuro.
Así pues, es de vital importancia interpretar los procesos biológicos y la ecología de las
especies invasoras, para limitar sus consecuencias perjudiciales y abordar la problemática
actual (Newbold et al., 2016)
3.2 Invasión de Acacia decurrens
Al menos 24 especies de Acacia, provenientes en su mayoría de Australia, han sido
reportadas como invasoras en diferentes partes del mundo. Esto incluye zonas con clima
mediterráneo y zonas con clima tropical. Varias de estas especies —A. decurrens y A.
melonoxylon, entre otras—, se reportan en cinco o más sitios (D. M. Richardson y
Rejmánek, 2011). Localmente, en el departamento de Cundinamarca se han utilizado para
el control de erosión y rehabilitación de zonas altamente degradadas (Solorza Bejarano,
2012; CAR, 2020).18 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Los factores asociados a las invasiones de Acacia son numerosos y complejos. En tal
sentido adquieren importancia los estudios predictivos sobre la ocurrencia aleatoria de
Acacia saligna en áreas nuevas, de acuerdo con factores asociados a disponibilidad de
propágulos, factores abióticos y factores bióticos (Lozano et al., 2020). Mediante un
modelo lineal generalizado se estableció que la cercanía a plantaciones, la red de vías y
las áreas urbanizadas explican en un grado importante la invasión. En un rango menor —
pero también significativo— se evidenció que la ocurrencia está asociada positivamente a
temperatura y humedad, y negativamente asociada a ocurrencia de fuego. Tal reflexión
reitera la importancia del monitoreo ecológico prolongado; en este, caso con el uso de
técnicas de análisis espacial.
La invasión biológica de A. decurrens ocurre por superioridad competitiva y por la
desaparición de barreras que pueden detener su desarrollo (Valéry et al., 2008). La
desaparición de barreras está relacionada principalmente con condiciones externas
ampliamente mediadas por acciones humanas: en el caso del embalse de Tominé, las
medidas de manejo integral aleatoria que se desarrollan posterior al disturbio de
aprovechamiento forestal y la nula presencia de vegetación arbórea y arbustiva en el Área
Operativa Inundable.
La rápida colonización de sitios por especies de Acacia está asociada con rasgos
reproductivos como rebrote abundante (Fuentes-Ramírez et al., 2011), alta inversión en
producción de flores (Correia et al., 2014) y polinización combinada por viento y abejas
(Giovanetti et al., 2018). También tienen bancos de semillas persistentes (Le Maitre et al.,
2011) generados a partir de períodos cortos de producción, períodos de fructificación
prolongados y propágulos relativamente pequeños (Solorza Bejarano, 2012).
Tanto A. decurrens como A. melanoxylon, presentes en la zona de estudio e incluidas en
listados de especies con potencial invasor, presentan rasgos que explican tal condición.19
Las semillas de A. decurrens tienen germinación temprana, entre 1 y 2 semanas después
de la siembra o disturbio del suelo, y presentan alta viabilidad. Un kilo de semilla produce
hasta 20.000 plántulas (Trujillo, 2015). Los bancos de semillas son viables a lo largo de
décadas, son resistentes a inundaciones, y su germinación es estimulada por fuego (D. M.
Richardson y Kluge, 2008); en cambio, la regeneración natural es aleatoria y no estima un
tiempo o cantidades promedio de emergido el rebrote post disturbio. Cuando es por
semilla, A. decurrens alcanza la madurez sexual a los dos años (24 meses) (Lozano et al.,
2020); para rebrotes, entre los 12 y 14 meses (Solorza Bejarano, 2012). Los datos
expuestos en cuanto a la madurez sexual se convierten en la variable predictora del
modelo desarrollado en este estudio.
3.3 Modelos de manejo espacial de invasiones
biológicas
El modelamiento espacial con el uso de software SIG permite simplificar la realidad
percibida en representaciones de objetos digitales, con atributos que describen su relación
con el territorio (Goodchild & Haining, 2004). Los modelos de invasiones biológicas nacen
de la necesidad de entendimiento de las dinámicas de infestación —a razón de los
impactos que esta ocasione en el espacio (Heger y Trepl, 2003; Shigesada y Kawasaki,
1997)—, enfocando los estudios en funciones ecológicas principalmente relacionadas con
la migración o la colonización en nuevas áreas (Vicente et al., 2019), y con la dispersión
(Rouget et al., 2016) o distribución (Gutierres et al., 2011) de la especie objeto de estudio.
El éxito de los modelos de invasión biológica enfocados al manejo integral radica en la
capacidad de revelar poblaciones invasoras que inicien su etapa reproductiva o de
dispersión, priorizando el actuar del manejo sobre estas (Kaplan et al., 2014) para con ello
reducir el potencial de invasión. Esta clase de modelos los describe Brimicombe, (2009)
como lógicos, al incorporar en el modelo conceptual estructuras de datos que permiten la
interpretación de la realidad del espacio, y que al unirse con los software GIS se vuelven
modelos computacionales.20 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Son varios los usos que se ha dado a estos modelos computacionales generados a partir
del uso de ModelBuilder de ArcGIS: en Hungría, por ejemplo, se modeló la erosión del
suelo para una cuenca con el fin de estandarizar los resultados generados en el modelo y
así hacerlos comparativamente iguales (Csáfordi et al., 2012); en Francia se combinó la
herramienta con el uso de fotografías aéreas para observar los cambios en la línea de
costa, erosión costera marítima (Chaaban et al., 2012): Otro uso recurrente es en el
levantamiento geológico para la observación de datos en tres dimensiones (Renbo et al.,
2017; Zhu, 2010).
ModelBuilder de ArcGIS también ha sido de gran utilidad para diagnósticos o estudios de
invasiones biológicas: en los Estados Unidos se ha utilizado para la predicción de la
distribución de malezas invasoras (Magarey et al., 2018); también ha servido tanto para
establecer relaciones ecológicas entre especies invasoras y nativas en el mar Caribe
(Valdivia et al., 2014), como procesos y patrones de invasión a escala subcontinental
(Clark, 2015).21
4. Metodología
4.1 Materiales e insumos
Los recursos geográficos utilizados corresponden a información espacial generada en
formato Shapefile (SHP) por el Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P. para los Informes de
Cumplimiento Ambiental (ICA) del proyecto embalse de Tominé, los cuales se nombran a
continuación:
1. Formato vectorial poligonal del manejo integral aleatorio de la regeneración
natural de A. decurrens para los años 2015 a 2022.
2. Formato vectorial lineal de la red vial actual ubicada dentro del área de manejo
ambiental del embalse.
3. Formato vectorial puntual de viviendas ubicadas dentro del área de manejo
ambiental del embalse.
4. Formato vectorial poligonal (buffer) de la densidad de viviendas.
5. Formato vectorial lineal de drenajes ubicados en la cuenca del embalse.
6. Formato vectorial poligonal de la cobertura de la tierra en suelos
degradados/erosionados o sin vegetación arbórea/arbustiva.22 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
El software utilizado para el análisis espacial corresponde a ArcGIS Desktop 10.8.1
(ESRI, 2020), con licencia de uso académica generada por la Universidad Nacional de
Colombia. De igual manera se utilizó la plataforma Google Earth Engine para la
obtención y procesamiento de imágenes satelitales Landsat 8. Las imágenes de
sensores remotos utilizados se citan a continuación.
Fotografías aéreas
Las fotografías aéreas se obtienen del Geoportal del Instituto Geográfico Agustín Codazzi
(IGAC), con los siguientes metadatos principales:
1. Nombres - Fecha:
C-2183-0101 - 25/01/1985.
C-2183-0102 - 25/01/1985.
C-2183-0216 - 25/01/1985.
C-2183-0043 - 25/01/1985.
C-2183-0044 - 25/01/1985.
C-2183-0045 - 25/01/1985.
Sensor: RMK-A-15/23.
Espectro: Pancromática.
Resolución espectral: 1.
Bandas: Pancromática.
Resolución radiométrica (bits): 8.
Nivel de procesamiento: Primario.
Porcentaje de sombras: 0.00%.
Porcentaje de nubes: 0.00%.
2. Nombres - Fecha:
C-2471-0054 - 24/02/1992.
Sensor: RMK-A-15/23.
Espectro: Pancromática.
Resolución espectral: 1.
Bandas: Pancromática.
Resolución radiométrica (bits): 8.
Nivel de procesamiento: Primario.
Porcentaje de sombras: 0.00%.
Porcentaje de nubes: 0.00%.23
Imágenes Satelitales Landsat 4-5
Las imágenes satelitales se obtienen del portal Earth Explorer del Servicio Geológico de
Estados Unidos (USGS), con los siguientes metadatos principales:
1. Nombre - Fecha:
LT05_L1TP_008057_19850322_20200918_02_T1 – 22/03/1985.
LT05_L1TP_008057_19860205_20200918_02_T1 – 05/02/1986.
LT05_L1TP_008057_19870328_20201014_02_T1 – 28/03/1987.
LT04_L1TP_008057_19880322_20200917_02_T1 – 22/03/1988.
LT04_L1TP_008057_19891222_20200916_02_T1 – 22/12/1989.
LT04_L1TP_008056_19910110_20200915_02_T1 – 10/01/1991.
Sensor: Landsat 4-5 TM C2 L1
Resolución espectral: 7 bandas
Combinación Usada: RGB321,
Resolución espacial: 30 m.
Nivel de procesamiento: No aplica
Imágenes Satelitales Landsat 8
Las imágenes satelitales se obtienen del portal Google Earth Engine de Google, con los
siguientes metadatos principales:
1. Nombre - Fecha:
LC08_L1TP_008057_20200322_20200822_02_T1 - 22/03/2020
Sensor: Landsat 8 Colección 1 Tier 1 Composición reflectancia: TOA 32 días -
OLI_TIRS_L1TP
Resolución espectral: 12 bandas
Combinaciones Usadas: RGB432
Resolución espacial: 30 m.
Nivel de procesamiento: No aplica.24 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
4.2 Procedimiento
4.2.1 Identificación del periodo de establecimiento de núcleos de
plantaciones forestales de A. decurrens en el embalse de
Tominé
Para poder identificar el periodo exacto de establecimiento de las plantaciones forestales
de A. decurrens en el embalse de Tominé, se realizó un análisis multitemporal de la zona
centro del embalse mediante el cual se pudieron identificar cambios en la cobertura de
suelo dentro del área operativa, a razón del establecimiento de los núcleos de plantaciones
forestales de Acacia en áreas con suelos degradados o sin vegetación arbórea/arbustiva.
Este análisis se realizó con la metodología propuesta por Melo Wilches et al. (2005), con
el uso de fotografías aéreas del sensor RMK-A-15/23 para los años 1985 y 1992, e
imágenes satelitales del sensor Landsat 4-5 desde 1985 a 1991.
4.2.2 Cobertura de la tierra inicial y actual en plantaciones
maduras de A. decurrens en el embalse de Tominé
A partir de la identificación exacta del periodo de establecimiento de los núcleos de
plantaciones forestales de A. decurrens en el embalse de Tominé, se procedió a identificar
la cobertura natural de la tierra en plantaciones forestales maduras de esta especie para
el total del área operativa para los años 1985 y 2020, con el propósito de comparar las
áreas iniciales de establecimiento y las áreas actuales, en este tipo de cobertura.
Para la interpretación de coberturas en A. decurrens en 1985 se usó la metodología
descrita por Melo Wilches et al. (2005). Para la identificación de coberturas en 2020 se usó
la metodología de clasificación supervisada mediante el análisis Random Forest – Machine
Learning descrita por Breiman (2001) y Solórzano Villegas et al., (2022), y el25
geoprocesamiento en la plataforma Google Earth Engine descrita por Solórzano Villegas
et al. (2022).
4.2.3 Mapa factores potencializadores de la invasión de A.
decurrens en el embalse de Tominé
Previo a la realización del algoritmo en Model Builder para la priorización del manejo
integral de A. decurrens en el embalse de Tominé, es necesario analizar espacialmente
aquellos factores que son considerados teóricamente como potencializadores de la
invasión (Lozano et al. 2020), para lo cual se requiere el resultado de la interpretación de
la coberturas de suelo actuales en plantaciones forestales maduras de A. decurrens del
año 2020.
Como objetos de entrada obtenidos en la información espacial base entregada por el GEB
S.A. E.S.P, se sobreponen las capas de red vial, viviendas, densidad de viviendas,
drenajes y suelos degradados/erosionados o sin vegetación arbórea/arbustiva. Del total de
información se obtiene el mapa temático de factores potencializadores de invasión de A.
decurrens en el embalse de Tominé, el cual servirá para la toma de decisiones de
priorización.
4.2.4 Mapa y algoritmo Model Builder para las intervenciones de
manejo integral aleatorio de A. decurrens en el embalse de
Tominé - (Periodo 2015 a 2022)
Con el objeto de poder identificar las áreas con mayor número de intervenciones en manejo
integral aleatorio ejecutadas por el Plan de Manejo Ambiental dentro del AOI del embalse
de Tominé y así contribuir a mejorar la toma de decisión frente a un manejo integral26 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
priorizado, se realiza el procedimiento indicado por Walker (2018), adaptando la
metodología para contar polígonos superpuestos en algoritmo Model Builder para el
Shapefile de manejo integral aleatorio de la regeneración natural de A. decurrens
entregado por GEB S.A. E.S.P. relacionado con los trabajos realizados en el área entre los
años 2015 a 2022.
Como resultado del geoprocesamiento se obtiene el mapa de manejo integral aleatorio de
A. decurrens para el embalse de Tominé de los últimos siete años. Este resultado se
sobrepone al mapa de fatores potencializadores de invasión de A. decurrens, base de
información espacial que permite la toma de decisiones priorizadas.
4.2.5 Mapa y algoritmo Model Builder para las intervenciones de
manejo integral aleatorio de A. decurrens en el embalse de
Tominé - (Periodo 2015 a 2022)
Con base en el Shapefile de manejo integral aleatorio de la regeneración natural de
A. decurrens años 2015 a 2022, se adapta el procedimiento indicado por Walker (2018),
incluyendo algoritmos de límite de cálculo espacial para las variables predictoras descritas
a continuación:
Variables predictoras
Fecha de la última intervención de cada polígono que se encuentra dentro del Shapefile
“Manejo integral aleatorio A. decurrens años 2015 a 2022”, polígono al que se le establece
el número de meses transcurridos desde el último manejo hasta enero de 2023,
comparándolo con el valor teórico de madurez sexual de A. decurrens.27
Variable dependiente
Con base en el número de meses transcurridos desde la última intervención de manejo
integral hasta enero de 2023, se define lo siguiente:
• Si el número de meses de la última intervención de cada polígono en el
Shapefile “Manejo integral aleatorio A. decurrens años 2015 a 2022” es
menor o igual (≤) a 24 meses, su indicador de salida será NO PRIORIZADO,
es decir, el polígono no requiere manejo integral de la regeneración natural.
• Si el número de meses de la última intervención de cada polígono en el
Shapefile “Manejo integral aleatorio A. decurrens años 2015 a 2022” es
mayor (>) a 24 meses, su indicador de salida será PRIORIZADO, es decir,
el polígono requiere manejo integral de la regeneración natural.
Para poder generar el algoritmo en Model Builder se tiene dos variables dependientes
teóricas relacionadas con la madurez sexual de los individuos de A. decurrens emergidos
posterior al manejo integral aleatorio. Según Solorza (2012), la característica ecológica
más relevante que puede limitar el aumento del potencial de colonización de una especia
invasora es evitar la madurez sexual, que para el caso de la A. decurrens se obtiene, en
promedio, a los 24 meses.
El algoritmo de límite de cálculo espacial usará la variable “fecha de intervención inicial”
disponible en la tabla de atributos del Shapefile de manejo integral aleatorio de la
regeneración natural de A. decurrens años 2015 a 2022. Es a partir del input descrito
anteriormente que se inicia el algoritmo en Model Builder adaptando lo descrito por
Magarey et al. (2018) en cuanto al desarrollo de modelos espaciales para plantas
invasoras.
Como resultado de operaciones entre tablas del Model Builder, a partir del input de “fecha
de intervención inicial” y la variable predictora, se obtiene el total de meses posteriores al28 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
manejo integral de A. decurrens por cada polígono disponible en el SHP de entrada, con
el cual se puede generar la priorización de manejo.
El resultado del algoritmo permite la visualización gráfica en un mapa del modelo de
manejo integral priorizado para A. decurrens en el embalse de Tominé, con dos
indicadores de salida: PRIORIZADO y NO PRIORIZADO.
El procedimiento usado para la elaboración de este trabajo se puede resumir en el
diagrama de flujo metodológico visible en la figura 4-1.
Figura 4-1: Diagrama de flujo metodológico.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor con base en las propuestas de Magarey et
al. (2018) y Solorza Bejarano (2012).29
5. Resultados
De acuerdo con la metodología descrita anteriormente, se obtienen los siguientes
resultados para cada procedimiento.
5.1 Identificación del periodo de establecimiento de
núcleos de plantaciones forestales de A. decurrens
en el embalse de Tominé
El análisis multitemporal realizado para la zona centro del embalse de Tominé logró
identificar que entre 1985 y 1992 se establecieron los núcleos de plantaciones de Acacia
decurrens y Acacia melanoxylon en el área operativa del embalse. La figura 5-1 muestra
el cambio de cobertura generado en la zona, en la cual se evidencia la matriz de plantación
forestal generada30 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Figura 5-1: Identificación del periodo de establecimiento de plantaciones de A.
decurrens en el embalse de Tominé entre 1985 a 1992.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.
5.2 Cobertura de la tierra inicial y actual en plantaciones
maduras de A. decurrens en el embalse de Tominé
Los resultados de la identificación de coberturas en plantaciones forestales maduras de
A. decurrens dentro del área operativa del embalse de Tominé arrojaron para 1985 un área
total de 56,01 ha, y para 2020 un área de 311,74 ha —ubicadas en el AONI—, lo cual
indica que se presentó un incremento de 255,73 ha en un periodo de 35 años.
Se debe tener en cuenta que las áreas de plantaciones maduras de A. decurrens es inferior
a lo reportado por Velásquez-González y Viancha Rodríguez (2021), los cuales reportaron31
un establecimiento de plantaciones cercana a las 500 ha en la cuenca del río Tominé. Lo
anterior, debido a las labores de aprovechamiento forestal realizadas por el Plan de Manejo
Ambiental del embalse en el periodo 2005 - 2015 dentro del AOI (Grupo Energía Bogotá
S.A. E.S.P. et al., 2023). Como soporte de la interpretación se puede observar la figura 5-
2.
De igual manera, en la figura 5-3 se presentan ejemplos de la variación de las coberturas
de la tierra en plantaciones forestales maduras de A. decurrens para 1985 (inicio) y el año
2020 (actual), por medio de una línea roja que sirve de guía para ubicar las coberturas
actuales de A. decurrens dentro en el área operativa del embalse de Tominé.
Figura 5-2: Cobertura de la tierra inicial (1985) y actual (2020) en plantaciones maduras
de A. decurrens en el área operativa del embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.32 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Figura 5-3: Ejemplo visual variación de cobertura en A. decurrens en el área operativa
del embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.
5.3 Mapa de factores potencializadores de la invasión de
A. decurrens en el embalse de Tominé
Se realizó la interpretación del estado actual de cinco (05) coberturas de suelo que
potencializan la invasión de A. decurrens en el embalse de Tominé. En la figura 5-4 se
pueden observar los resultados obtenidos; y a continuación se comentan las principales
características de cada cobertura33
• Plantaciones forestales de Acacia decurrens: En el año 2000 el embalse de
Tominé presenta, dentro de su área operativa, 311,74 ha; y por fuera de ella 266,16
ha —cercanas o contiguas—, para un total de 577,9 ha en plantaciones maduras
de A. decurrens. Estas plantaciones se encuentran interconectadas por redes
viales, drenajes y cuerpos de agua.
• Red vial: El embalse de Tominé cuenta con un total de 1293,8 km de vías
interconectadas.
• Densidad de viviendas: La mayor densidad se presenta en las zonas este y sur
del embalse, con enfoque a los municipios de Guatavita y Sesquilé, junto a los
Club´s Náuticos del embalse.
• Drenajes: El área operativa del embalse cuenta con un total de 175,5 km de
drenajes sencillos; 14,8 km de drenajes dobles, y 2394,5 ha de cuerpo de agua
léntico con volumen variable. El sistema de drenajes y los cuerpos de agua son el
principal factor de intercomunicación de las plantaciones forestales maduras de
A. decurrens con las áreas degradadas o desprovistas de vegetación en el AOI. En
total, el embalse cuenta con 81 subcuencas encargadas de distribuir en el área el
banco de semillas y fomentar la colonización de A. decurrens.
• Suelos deteriorados o sin vegetación arbórea / arbustiva: El embalse de
Tominé cuenta con un total de 202,4 ha en suelos deteriorados, degradados o sin
vegetación arbórea o arbustiva, que constituyen las zonas donde se establece el
banco de semillas de A. decurrens.
La sobreposición de la información espacial anteriormente mencionada permite obtener un
mapa consolidado de factores que pueden potencializar la colonización de A. decurrens34 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
en el embalse de Tominé, que sirve de apoyo visual para mejorar la toma de decisiones
del manejo integral priorizado generado por algoritmo Model Builder.
Figura 5-4: Mapa de factores potencializadores de invasión de A. decurrens – embalse
Tominé.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.35
5.4 Mapa y algoritmo Model Builder para las
intervenciones de manejo integral aleatorio de A.
decurrens en el embalse de Tominé - (Periodo 2015 a
2022)
Siguiendo el Model Builder presentado en la figura 5-5, se realizó la interpretación de las
áreas en manejo integral aleatorio de A. decurrens en el embalse de Tominé para el
periodo comprendido entre el 01 de enero de 2015 y el 31 de diciembre de 2022, donde
se determina el número de intervenciones realizadas por unidad de área dentro del AOI
del embalse, identificando entre 1 y 8 intervenciones por unidad de área, para este periodo.
La anterior información se puede observar espacialmente en figura 5-6, la cual muestra las
áreas que han ejecutado mayor número de intervenciones de manejo integral aleatorio
dentro del AOI del embalse. El color rojo oscuro muestra las áreas que mayor intervención
han tenido, y el amarillo las que menos intervenciones han desarrollado en el mismo
periodo (2015 a 2022).36 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Figura 5-5: Algoritmo Model builder de intervenciones de manejo integral de A.
decurrens entre 2015 y 2022.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.37
Figura 5-6: Mapa de intervenciones de manejo integral aleatorio de A. decurrens entre
2015 y 2022.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.38 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
5.5 Mapa y algoritmo Model Builder para priorización de
áreas de manejo integral de A. decurrens en el área
operativa inundable (AOI) del embalse de Tominé
En la figura 5-7 se presenta el algoritmo construido en formato Model Builder de ArcGIS
con las interacciones y parámetros utilizados para determinar la priorización de áreas para
el manejo integral de A. decurrens en el AOI del embalse de Tominé.
Como resultado automatizado del Model Builder generado para el manejo integral
priorizado de A. decurrens en AOI, se obtiene una salida gráfica que determina el manejo
integral que se debe realizar: en color verde las áreas no priorizadas, y en color rojo las
áreas que se deben priorizar dentro de AOI. En la figura 5-8 se puede observar el
resultado para enero de 2023.
El modelo determina que 672,34 ha (53,1 %) de área operativa inundable debe priorizar el
manejo integral de A. decurrens al sobrepasar 24 meses desde su última intervención
operativa, tiempo máximo teórico para el inicio reproductivo de la especie. Para las 593,77
ha restantes (46,9%) no se requiere manejo integral priorizado de regeneración, ya que
corresponde a áreas que han sido trabajadas en menos de 24 meses, presentando una
baja probabilidad de entrar en etapa reproductiva.
El resultado gráfico de este proceso se debe comparar por sobreposición con el mapa de
factores potencializadores de la invasión y con el mapa de intervenciones de manejo
integral aleatorio (periodo 2015 a 2022), para mejorar la toma de decisiones frente a la
priorización de las áreas que el logaritmo Model Builder está determinando.39
Figura 5-7: Model Builder para el manejo integral priorizado de A. decurrens en el Área
Operativa Inundable del embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.40 Modelo de análisis espacial como herramienta de intervención para el manejo
integral de Acacia decurrens en el embalse de Tominé
Figura 5-8: Mapa de manejo integral priorizado para regeneración natural de A.
decurrens en el Área Operativa Inundable de embalse de Tominé.
Nombre de la fuente: Desarrollado por el autor.6. Discusión y conclusiones
6.1 Discusión
La programación de algoritmos de geoprocesamiento espacial por medio de Model Builder
de ArcGIS, permitió identificar áreas que requieren manejo integral priorizado dentro del
embalse de Tominé. Mencionan Magarey et al. (2018), que los modelos espaciales deben
permitir adaptación temporal de acuerdo con las variaciones que se pueden presentar con
los parámetros de entrada de los modelos, los cuales se van actualizando a lo largo de su
geoproceso.
De acuerdo con lo anterior, el Model Builder generado para la priorización de áreas de
manejo integral contempló la modificación del parámetro de entrada relacionado con las
intervenciones de manejo integral de A. decurrens realizadas previo a la fecha de ejecución
del modelo. Este logaritmo permite que la información de estas intervenciones sea
modificada e incluidas nuevamente en el proceso.
Los resultados del modelo son revisados en campo; esta verificación es la que determina
su viabilidad. Se encuentra que las áreas presentan variabilidad de estados de madurez
sexual, lo que evidencia los efectos ambientales y antrópicos sobre la independencia del
genotipo de cada individuo, ocasionando un efecto fisiológico en términos reproductivos
para cada individuo de la especie (Ríos y Vargas, 2003).
A pesar de la condición variable de los estados sexuales de los individuos, su estado
morfológico es el ideal para realizar el manejo integral de la colonización, ya que se42 Título de la tesis o trabajo de investigación
encontraron individuos con alturas de 2 a 3 m y diámetros a la altura pecho menor a 10
cm. Se debe procurar, sin embargo, un estudio que determine los periodos de madurez
sexual de la regeneración natural de A. decurrens en el embalse, para así ajustar la
variable predictora dentro del modelo. De igual manera, es necesario involucrar dentro del
logaritmo Model Builder para la priorización de manejo integra A. decurrens, la información
espacial relacionada con el número de intervenciones de manejo por unidad de área y los
factores potencializadores, con el objetivo de volverlas variables predictoras y así mejorar
los resultados del logaritmo.
El modelo espacial generado por medio del logaritmo Model Builder para el embalse de
Tominé arroja resultados aceptables para ser utilizados por el GEB S.A. E.S.P. dentro de
su Plan de Manejo Ambiental, optimizando las labores de manejo.
6.2 Conclusión
Automatizando el proceso de obtención de áreas priorizadas o no priorizadas por medio
de un algoritmo computacional con base en el sistema Model Builder de ArcGIS, se generó
un Model Builder con el cual se consigue interrelacionar actuaciones de manejo integral
aleatorio del espacio, junto a conceptos teóricos de invasiones biológicas, determinando
la prioridad de áreas con alto potencial de colonización por A. decurrens dentro del AOI del
embalse de Tominé.
Para ayudar en la toma de decisión en la priorización detectada por el modelo, se presenta
la información de factores potencializadores de la invasión y las áreas con mayor número
de intervenciones de manejo integral aleatorio en los últimos siete años (periodo 2015 a
2022), los cuales se pueden superponer y de esta forma optimizar la priorización.Discusión y conclusiones 43
El modelo determinó que el 53,1 % del AOI debe priorizar el manejo integral de
A. decurrens al sobrepasar 24 meses desde su última intervención operativa. Las áreas
priorizadas se validan en terreno, evidenciando que la predicción espacial es acorde a los
estados de madurez sexual de la especie, contribuyendo con esto a la reducción del
potencial de colonización dentro del AOI del embalse.Bibliografía
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR (2020). Plan de Prevención,
Manejo y Control de las poblaciones de Acacia decurrens Willd en la jurisdicción CAR.
https://sie.car.gov.co/handle/20.500.11786/37856
Donaldson, J. E., Richardson, D. M. y Wilson, J. R. U. (2014). The seed ecology of an
ornamental wattle in South Africa—Why has Acacia elata not invaded a greater area?
South African Journal of Botany, 94, 40–45. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2014.05.004
Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P., GEB. S. A. E. S. P., (2023). Modelo de
Almacenamiento Geográfico, Informe de Cumplimiento Ambiental (ICA) 20, Plan de
Manejo Ambiental Embase de Tominé [Modelo de Almacenamiento Geográfico ANLA].
Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P., GEB. S. A. E. S. P., Rodríguez Maldonado, C. B.,
Espinosa Pinzón, B. F. y Moreno Ortíz, N. F. (2021). Plan de Manejo Ambiental
Embalse de Tominé—Informe de Cumplimiento Ambiental No. 18—2020 (Informe de
Cumplimiento Ambiental ICA 18; p. >200). Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P.
Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P., GEB. S. A. E. S. P., Rodríguez Maldonado, C. B.,
Espinosa Pinzón, B. F. y Moreno Ortíz, N. F. (2023). Plan de Manejo Ambiental
Embalse de Tominé—Informe de Cumplimiento Ambiental No. 20—2022 (Informe de
Cumplimiento Ambiental ICA 20; p. >200). Grupo Energía Bogotá S.A. E.S.P.
Gutiérrez-Bonilla, F. de P., Baptiste E., M. P., García L., L. M., Cárdenas T., J.,
Salgado-Negret, B., Vásquez Valderrama, M., Castellanos-Castro, C., González, R.,
Aguilar-Garavito, M., Castaño, N., Rodríguez, W., Marín, N. L., Peláez, N., Castaño,
A., López Camacho, R., Beltrán-Gutiérrez, H. E., Vargas, W., Estrada Castillo, S. M.,
Andrade Erazo, V. Y. y Reyes, S. (2017). Plantas exóticas con alto potencial de invasión
en Colombia. http://repository.humboldt.org.co/handle/20.500.11761/3293546 Título de la tesis o trabajo de investigación
Instituto de Investigaciones Alexander von Humboldt IAvH y Grupo Energía Bogotá
S.A. E.S.P. (2021). Caracterización de la cobertura de Acacia decurrens bajo cota de
inundación en el Embalse de Tominé (Estudio Científico Núm. 12). IAvH.
http://i2d.humboldt.org.co/ceiba/resource.do?r=caract-acacia_geb_2021
IDEAM, I. de H., Meteorología y Estudios Ambientales. (2010). Leyenda Nacional de
Coberturas de la Tierra—Metodología CORINE Land Cover Adaptada para Colombia—
Escala 1:100000 (Vol. 1). Comité de Comunicaciones y Publicaciones IDEAM.
http://siatac.co/c/document_library/get_file?uuid=a64629ad-2dbe-4e1e-a561-
fc16b8037522&groupId=762
INGETEC. (1959). Informe Técnico de Diseño e Implementación del proyecto Embalse
de Tominé. INGETEC.
Magarey, R., Newton, L., Hong, S. C., Takeuchi, Y., Christie, D., Jarnevich, C. S.,
Kohl, L., Damus, M., Higgins, S. I., Millar, L., Castro, K., West, A., Hastings, J., Cook,
G., Kartesz, J. y Koop, A. L. (2018). Comparison of four modeling tools for the prediction
of potential distribution for non-indigenous weeds in the United States. Biological
Invasions, 20(3), 679–694. https://doi.org/10.1007/s10530-017-1567-1
Maldonado, C. E. y Gómez Cruz, N. A. (2010). Modelamiento y simulación de sistemas
complejos. En Instname:Universidad del Rosario [WorkingPaper]. Editorial Universidad
del Rosario. https://repository.urosario.edu.co/handle/10336/3782
Plan de Manejo Ambiental Embalse de Tominé, Pub. L. No. 776, Resolución 47
(2008). http://portal.anla.gov.co/sites/default/files/res_0776_150508.pdf
Mora Goyes, M. F., Rubio, J. A., Ocampo Gutíerrez, R. y Barrera Cataño, J. I. (2016).
Catálogo de Especies Invasoras del Territorio CAR (1a ed.). Pontificia Universidad
Javeriana (PUJ) - Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR).
https://drive.google.com/file/d/0Bxp33xxjFnxzaE02R1EtV2Q0TUU/view
Morris, T. L., Esler, K. J., Barger, N. N., Jacobs, S. M. y Cramer, M. D. (2011).
Ecophysiological traits associated with the competitive ability of invasive Australian
acacias. Diversity and Distributions, 17(5), 898–910. https://doi.org/10.1111/j.1472-
4642.2011.00802.xBibliografía 47
Perea Rojas, G. (1992). Clasificación de sitio y factores que influyen en el crecimiento de
Acacia decurrens en la cuenca del río Checua-Cundinamarca | Colombia forestal. Revista
Colombia Forestal, 3(5), 20. https://doi.org/10.14483/2256201X.4353
Richardson, D., Le Roux, J. y Wilson, J. (2015). Australian acacias as invasive species:
Lessons to be learnt from regions with long planting histories. Southern Forests: a Journal
of Forest Science, 77, 1–9. https://doi.org/10.2989/20702620.2014.999305
Richardson, D. M. y Rejmánek, M. (2011). Trees and shrubs as invasive alien species –
a global review. Diversity and Distributions, 17(5), 788–809.
https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2011.00782.x
Ríos, H. F. y Vargas, O. (2003). Ecología de las especies invasoras. Perez Arbelaezia,
14, 119–148.
https://www.researchgate.net/profile/Orlando_Vargas2/publication/260437576_Ecologia_
de_las_especies_invasoras/links/0deec5315216ce9246000000.pdf
RTVC - Señal Memoria (Director). (1991, enero 1). Guatavita 1959—Tele Ayer
[Documental]. RTVC. https://www.youtube.com/watch?v=7OX0cxvP67s
Solorza Bejarano, J. H. (2012). Evaluation of regeneration of Acacia decurrens, Acacia
melanoxylon AND Ulex europaeus in areas in process of ecological restoration. Luna
Azul, 34, 66–80. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1909-
24742012000100005&lng=en&nrm=iso&tlng=pt
Solórzano Villegas, J. V., Perilla Suárez, G. A. y Perilla Suárez, L.-D. (2022). Cómo
usar Google Earth Engine y no fallar en el intento. Instituto de Investigación de Recursos
Biológicos Alexander von Humboldt.
http://repository.humboldt.org.co/handle/20.500.11761/36058
Velásquez-González, D. y Viancha Rodríguez, M. (2021). Análisis de los impactos
ecológicos de cinco especies forestales introducidas (Eucalypus globulus, Acacia
melanoxylon, Pinus patula, Acacia decurrens, Ulex europaeus) sobre los ecosistemas
presentes en el parque natural municipal de Nobsa, Boyacá y su propuesta de mitigación
[Tesis de Especialización en Gerencia de Recursos Naturales, Universidad Distrital
Francisco José de Caldas]. https://repository.udistrital.edu.co/handle/11349/2666548 Título de la tesis o trabajo de investigación
Vieites-Blanco, C. y González-Prieto, S. J. (2020). Invasiveness, ecological impacts
and control of acacias in southwestern Europe – a review. Web Ecology, 20(2), 33–51.
https://doi.org/10.5194/we-20-33-2020
Walker, B. (Director). (2018, julio 31). Count Overlapping Polygons ArcMap [Video].
https://www.youtube.com/watch?v=mV3ovRrR1kM
WFO. (2023). World Flora Online [Catálogo Online]. http://www.worldfloraonline.org/
Wilson, J. R. U., Gairifo, C., Gibson, M. R., Arianoutsou, M., Bakar, B. B., Baret, S.,
Celesti-Grapow, L., DiTomaso, J. M., Dufour-Dror, J.-M., Kueffer, C., Kull, C. A.,
Hoffmann, J. H., Impson, F. A. C., Loope, L. L., Marchante, E., Marchante, H., Moore,
J. L., Murphy, D. J., Tassin, J., … Richardson, D. M. (2011). Risk assessment,
eradication, and biological control: Global efforts to limit Australian acacia invasions.
Diversity and Distributions, 17(5), 1030–1046. https://doi.org/10.1111/j.1472-
4642.2011.00815.x