Como parte de GEOBON, se organizará un grupo de especialistas en ecología del paisaje en Colombia que abordará los problemas relacionados con la implementación de un sistema de observación que tiene como objetivo comprender las transformaciones del paisaje en Colombia.

Esta actividad se organizará en torno a varias tareas:

1. Definir los objetivos, membresía y plan de implementación del grupo de trabajo.

2. Revisión sobre el estado de la ecología del paisaje en Colombia:

Esta revisión conducirá a la producción de un directorio de expertos, una publicación sobre los enfoques teóricos históricos y recientes de la ecología del paisaje, un análisis de brechas en la información y la capacidad en el país, la identificación de oportunidades y prioridades de investigación básica y aplicada (por ejemplo, conectividad, evaluación de impacto, planificación de la conservación, valores sociales del paisaje).

3. Identificar las mejores prácticas para el monitoreo y análisis de datos en ecología del paisaje en apoyo de la formulación de políticas:

Los resultados de la ecología del paisaje se incorporan explícitamente en los instrumentos de toma de decisiones en Colombia. Se realizará una revisión de la información (principalmente índices e indicadores) exigida por los encargados de la toma de decisiones, y se desarrollarán publicaciones y actividades de desarrollo de capacidades para compartir las mejores prácticas en el campo para el monitoreo y análisis.

Estado 2019: Conclusiones en consulta Internacional.

El objetivo principal de esta actividad es desarrollar un Sistema de observación de la biodiversidad que mejore los datos y la información para las autoridades ambientales nacionales y subnacionales que son responsables de la gestión de la biodiversidad y los servicios de los ecosistemas. Los miembros de ColombiaBON han definido un marco conceptual y metodológico para integrar las necesidades de información de los tomadores de decisiones con sistemas de observación de la biodiversidad a través del desarrollo de las evaluaciones subnacionales de la biodiversidad. Durante los próximos tres años, el objetivo es implementar esta evaluación en al menos dos regiones diferentes de Colombia. El Instituto Humboldt liderará la implementación de este marco en la región de Orinoquia.

Esta actividad se organizará en torno a varias tareas:

1. Reuniones del grupo de evaluación regional: se invitará a las partes interesadas regionales a reuniones donde se explicará el enfoque de la evaluación regional y se identificarán sus roles. Se discutirá una primera versión de un diagrama causal que muestra los problemas de biodiversidad más importantes relacionados con la sostenibilidad de la región.

2. Identificación de los diagramas causales, los indicadores y las variables: se desarrollarán modelos causales y se utilizarán para identificar el conjunto de indicadores y variables de biodiversidad que se deben medir en cada región.

3. Evaluación de los sistemas de observación y desarrollo de modelos dinámicos: se realizará una evaluación del sistema de observación real de cada región en función de los indicadores y las variables definidas en la tarea anterior. Las recomendaciones para mejorar el sistema de observación se entregarán a las partes interesadas regionales. Se realizarán síntesis y análisis de la información disponible para informar sobre el estado actual de la biodiversidad y sus escenarios de sostenibilidad. Las oportunidades para la implementación de acciones para mejorar el sistema de observación se discutirán con las partes interesadas regionales.

Estado 2019: En consolidación

El objetivo de esta actividad es desarrollar pautas para mejorar los sistemas de observación de la biodiversidad en la recolección, gestión y análisis de datos, mediante la producción de una serie de manuales que complementen los protocolos de monitoreo existentes en Colombia. Nuestro objetivo es lograr esta actividad mediante una estrecha colaboración con los diferentes grupos de trabajo de GEOBON EBV y con otros grupos de especialistas internacionales. En 2016, se publicó el primer manual para el monitoreo de la diversidad funcional (para plantas, anfibios, peces y aves) pero faltaban varios grupos taxonómicos. Debido a la importancia de comprender la diversidad funcional para mantener el proceso del ecosistema, la BON colombiana desea producir el segundo volumen para medir rasgos funcionales en mamíferos, reptiles, hongos, algas, invertebrados acuáticos, bacterias y restauración ecológica. En los próximos años se identificarán otros manuales y actividades de creación de capacidad para implementar la recopilación, gestión y análisis de datos. Su implementación estará sujeta a la disponibilidad de fondos, personal y otros recursos, así como a los planes de trabajo de los investigadores e instituciones involucradas. En este momento, se han identificado nueve capítulos potenciales para este manual.

Estado 2019: En fase de publicación

Nuestro objetivo es desarrollar un primer cubo de datos para Biodiversity Dimensions, que es una plataforma que apoya el análisis y el desarrollo de indicadores del estado y las tendencias de la biodiversidad en Colombia. Esta actividad también está relacionada con el Sistema de Observatorio Ecológico para Colombia, una iniciativa liderada por el Instituto Max Planck de Biogeoquímica y la Universidad Nacional de Colombia Medellín y discutida por varias instituciones académicas colombianas durante un taller en noviembre de 2016. El primer desarrollo de Data Cube para Colombia admitirá las variables biosfera / atmósfera (primera versión) y se basa en el cubo de datos del sistema terrestre del Instituto Max Planck. El desarrollo del cubo de datos se realizará en 4 fases:

• Fase 1 - Producción de la primera versión del cubo de datos de dimensiones de biodiversidad:
  El primer cubo de datos de dimensión de biodiversidad (BD-DC) se desarrolla a un tamaño de píxel de 1 km y contiene datos de acceso abierto derivados de dispositivos satelitales o métodos de interpolación. Su objetivo principal es almacenar y analizar eficientemente series de tiempo para caracterizar procesos biológicos a gran escala.

• Fase 2 - Análisis de las unidades bióticas colombianas:
  Las Unidades Bióticas de Colombia han sido definidas en base a la diversidad beta de la composición de especies e incorporadas en el mapa Nacional de Ecosistemas.

• Fase 3 - Inclusión de nuevas variables y anteriores actualizadas:
  El diseño del cubo de datos permite ingerir el sistema no solo con la biosfera / atmósfera y las variables de biodiversidad, sino también con datos sociales. La inclusión de datos sociales, espacialmente explícitos, en el cubo de datos será, por lo tanto, crucial para estudiar estas relaciones.

• Fase 4 - Análisis de detección de cambios:
  El cambio de uso de la tierra, los desastres naturales, entre otros, son fenómenos que generan variaciones significativas en las variables del cubo. Su detección puede ser utilizada como insumos en un sistema de monitoreo de biodiversidad a escalas de paisaje.

Estado 2019:

• Inclusión y actualización de variables.
• Análisis de detección de cambios.
• Versión actualizada del BD-DC

En este proyecto, crearemos un software para evaluar los indicadores de cambio en la biodiversidad a partir del software Wallace recientemente desarrollado como una nueva herramienta GEO BON in a Box. Wallace es una aplicación basada en R con una interfaz gráfica de usuario que admite el modelado de distribución de especies (SDM) en una plataforma reproducible, flexible y extensible para facilitar una amplia gama de análisis ecológicos. Estos modelos caracterizan la idoneidad ambiental para las especies y se pueden usar para estimar las distribuciones geográficas de las especies, una Variable de Biodiversidad Esencial (EBV) GEO BON. Wallace aprovecha los datos de biodiversidad de las bases de datos en línea o de las aportaciones de los usuarios, reúne una variedad de herramientas para crear y evaluar modelos y ofrece orientación para importantes cuestiones conceptuales y metodológicas. Críticamente, su naturaleza modular facilita la adición de nuevas innovaciones de vanguardia por parte de otros programadores, como proponemos aquí. Para expandir Wallace como un nuevo BON in a Box, desarrollaremos dos nuevos paquetes de R que se integrarán como nuevos módulos para el flujo de trabajo de Wallace para facilitar los cálculos de indicadores de cambio de biodiversidad para la evaluación e informes de GEO BON, en colaboración con el BON de Colombia como modelo.

Actualización del progreso, marzo de 2019

• Se llevó a cabo un taller de consulta formal para usuarios finales en Bogotá, Colombia, para consultar con expertos invitados en biodiversidad para obtener información sobre cómo desarrollar mejor el nuevo software teniendo en cuenta sus necesidades.
• Aprendimos que menos de la mitad de los participantes actualmente usan modelos de distribución de especies (MDS) en su trabajo, y nuestro objetivo es aumentar la proporción de nuestra base de usuarios finales que utilizan MDS para contribuir a las evaluaciones de biodiversidad para la gestión de recursos y la toma de decisiones de conservación a través de este proyecto.

Basado en la opinión del usuario final del taller, nuestro primer paquete R MaskRangeR ha sido desarrollado. El paquete se adapta espacialmente a las observaciones in situ de la ocurrencia de una especie con los productos de detección remota (por ejemplo, derivados de MODIS) para obtener métricas precisas importantes para las tolerancias de las especies, y utilizarlas para refinar las predicciones del modelo de distribución de especies y estimar el rango actual de la especie.

Proponemos desarrollar un Sistema de Apoyo a la Decisión (DSS) para la Conservación y Gestión de la Biodiversidad en Colombia. El DSS facilitará la integración, el procesamiento y el análisis de las observaciones de la Tierra en una plataforma, para informar la toma de decisiones sobre biodiversidad. El DSS permitirá a los usuarios llevar las observaciones de la Tierra existentes a estructuras de datos compatibles y desarrollar métricas para diferentes dominios geográficos y períodos de tiempo. Estas métricas se pueden integrar en módulos para caracterizar: 1) estado de conservación de la biodiversidad, 2) factores humanos y climáticos de la biodiversidad y el cambio en el ecosistema, 3) impactos futuros del uso de la tierra en la biodiversidad y 4) áreas prioritarias para el muestreo y monitoreo de la biodiversidad.

Actualización del progreso, marzo de 2019

• Se identificaron los ecosistemas prioritarios y los indicadores potenciales de cambio de biodiversidad para Colombia.
• El primer paquete para derivar las Variables de Biodiversidad Esenciales en la extensión y fragmentación de los bosques a partir de los datos del cambio forestal global se publicó y está disponible en: (https://cran.r-project.org/web/packages/forestChange/index.html)
• Las necesidades y prioridades de los usuarios para la toma de decisiones sobre biodiversidad se identificaron en un taller al que asistieron una amplia gama de partes interesadas

Una propuesta presentada al programa PEER, centrada en la obtención de EBV a nivel subnacional en Colombia, fue aceptada y ahora ha comenzado.

El IAvH está avanzando en múltiples frentes, incluido el desarrollo de la aplicación BioModelos que informa a las Especies de Poblaciones EBV. Sin embargo, el desarrollo de una estructura de hábitat EBV todavía es necesario y sería una valiosa adición al marco nacional de observación de la biodiversidad de Colombia.

La estructura del hábitat es una de las seis clases de EBV definidas en el marco de EBV y se ha destacado como una prioridad para el mapeo desde el espacio. Si bien las observaciones de la Tierra han aumentado considerablemente nuestra comprensión de los ecosistemas de la Tierra en las últimas décadas, especialmente la distribución horizontal de los bosques y otros tipos de vegetación principales, todavía carecemos de mediciones precisas de la estructura del hábitat vertical y su distribución para grandes áreas.

Los datos LIDAR de la Investigación de Dinámica de Ecosistemas Globales (GEDI) de la NASA, que se encuentra actualmente en curso, mejorarán significativamente la información de la estructura del hábitat disponible para grandes fracciones de los bosques de la tierra. Debido a su densidad de muestreo (~ 15 mil millones de muestras durante su vida útil de dos años) y el tamaño de la huella (~ 25 m de diámetro), lo hará con alta precisión y en escalas acordes con las observaciones de biodiversidad in situ y sensores ópticos de resolución moderada, como Landsat y Sentinel. Por lo tanto, GEDI puede servir como base para EBV de estructura de hábitat a nivel mundial y nacional.

Para aprovechar la participación activa de Colombia en GEO BON y aprovechar la nueva información de la estructura del hábitat proporcionada por GEDI, proponemos desarrollar una métrica de estructura de hábitat basada en lidar de vanguardia como una aplicación de Variable de Biodiversidad Esencial (EBV) GEO BON.

Actualización del progreso, marzo de 2019

• Actualmente, se modela la estructura de la vegetación en varias áreas del Neotrópico y se evalúa el potencial de los datos de GEDI para permitir el mapeo de la estructura del bosque de pared a pared en Colombia, utilizando una variedad de fuentes de datos multiespectrales, de radar y lidar.
• Presentó un análisis en la reunión de otoño AGU 2018 que describe el uso de los datos lidar de GLAS para mapear los tipos de estructura de vegetación en toda Colombia en los años 2000 y para comprender los factores que influyen en sus distribuciones geográficas. La elevación, la temperatura y la influencia humana fueron los factores más importantes relacionados con la variabilidad en la cobertura vegetal, la altura de la vegetación y la distribución de la altura del dosel.
• Se llevaron a cabo dos talleres en el otoño de 2018 en Bogotá, Colombia, en colaboración con el Instituto Humboldt; trabajó con participantes de sectores no lucrativos, académicos y gubernamentales para identificar posibles aplicaciones de la estructura del bosque lidar en Colombia. Existe un potencial considerable para trabajar con proyectos actuales y planificados para calibrar y validar una estructura de vegetación Esencial Variable de biodiversidad.