Caracterización topográfica y estimación de la biomasa, carbono y dióxido de carbono equivalente, mediante el uso de sensores remotos, en la Laguna Palo Verde, Parque Nacional Palo Verde, Guanacaste, Costa Rica

Abstract

La investigación se situó en el Parque Nacional Palo Verde (PNPV), específicamente en en el humedal de la Laguna Palo Verde (10° 20’ 2.50’’ N, 85° 20’ 45.84’’ W), el cual tiene un área aproximada de 1289 hectáreas y se localiza en la cuenca baja del Río Tempisque. Administrativamente, el sitio se ubica en el distrito y cantón de Bagaces, provincia Guanacaste, dentro del Área de Conservación Arenal Tempisque (ACAT) del Sistema Nacional de Áreas de Conservación (SINAC), Costa Rica. Corresponde a uno de los 12 humedales RAMSAR que se ubican en el país. Su importancia ecológica se centra en la reproducción y alimentación de especies en peligro de extinción, aves acuáticas, migratorias y residentes, constituyéndose en una de las zonas de anidamiento más grandes del país. La presencia de plantas invasoras como Typha dominguensis (tifa), durante la época seca del año, pone en riesgo la dinámica de los espejos de agua de este humedal y por tanto de los patrones de reproducción, alimentación y anidamiento de las aves. El objetivo de este estudio fue caracterizar el sitio topográfica y ecológicamente en términos de almacenamiento de carbono, mediante técnicas metodológicas de aplicación de sensores remotos fácilmente replicables en todo el territorio de Costa Rica, maximizando el uso de software de acceso libre así como de recursos de información disponibles de forma gratuita; y que contribuya al manejo de la tifa como planta invasora en el sitio, así como a la valoración del servicio ecosistémico de captura y almacenamiento de carbono. Esto fue posible gracias a la información obtenida de escenas del sensor Sentinel-2 de la constelación de satélites Copernicus de la Agencia Espacial Europea, así como de datos del sensor LVIS (Land, Vegetation, and Ice Sensor) de la NASA el cual consiste en un sistema de altímetro láser empleado para recopilar datos sobre la topografía de la superficie y su estructura 3D. La investigación fue capaz de construir un Modelo de Elevación del Terreno del humedal, con verificación topográfica de campo, obteniéndose un rango en las cotas de elevación entre los 8,11 – 20,10 metros. Por otra parte, fue posible realizar una clasificación supervisada con áreas de entrenamiento basadas en los valores de NDVI de escenas para la temporada seca y lluviosa, siendo que para la época seca (marzo 2020) se obtuvo valores en un rango de -0,10 – 0,83; mientras que para época lluviosa (octubre 2020) entre -0,51 – 0,89. Además, fue posible obtener un resultado exploratorio del comportamiento en el almacenamiento de biomasa, carbono y CO2 equivalente almacenado en la tifa, por lo que fue posible determinar cómo el CO2 equivalente fue mayor del doble durante la época seca que durante la época lluviosa, pasando de 4,6 ton/ha en marzo a 2,0 ton/ha en octubre; posiblemente dada la capacidad de la especie de proliferar de forma invasiva en ambientes con déficit hídrico. Con este trabajo se espera contribuir al estado del conocimiento sobre este humedal y que la información generada aporte en la toma de decisiones para asegurar su conservación y manejo.

This study was situated in the National Park Palo Verde (PNPV), specifically in Palo Verde Lagoon Wetland (10 ° 20 '2.50' 'N, 85 ° 20' 45.84 'W), which has approximately 1289 hectares and it is located in the lower basin of the Tempisque River. Administratively, the site is part of Bagaces district and canton, Guanacaste province, within the Arenal Tempisque Conservation Area (ACAT) of the National System of Conservation Areas (SINAC), Costa Rica. It corresponds to one of the 12 RAMSAR wetlands of the country. Its ecological importance is focused on the reproduction and feeding of endangered species, aquatic, migratory and resident birds, it constitutes one of the largest nesting areas in the country. The aim of this study was to characterize the topography and the ecology of the site in terms of carbon storage, using remote sensing techniques and methods that could be easily replicated throughout the territory of Costa Rica, maximizing the use of open source software and cost free information resources; and that contributes to the management of the Cattail as an invasive plant in the site, as well as to the valuation of the ecosystem service of carbon capture and storage. This was possible due to the information obtained from scenes from the Sentinel-2 sensor of the Copernicus constellation of satellites of the European Space Agency, as well as data from the LVIS sensor (Land, Vegetation, and Ice Sensor) of NASA which consists of a laser altimeter system used to collect data on surface topography and 3D structure. This study was able to build a Terrain Elevation Model of the lagoon wetland, with topographical field verification, obtaining a range of elevation between 8,11 to 20,10 meters. Moreover, it was possible to perform a supervised classification with training areas based on NDVI values of scenes for the dry and rainy seasons. For the dry season (March 2020) the NDVI values varied from -0,10 to 0,83; while for the rainy season (October 2020) -0,51 to 0,89. In addition, it was possible to obtain an exploratory result of the biomass storage behavior, carbon and CO2 equivalent stored in the Cattail, so it was possible to determine how the CO2 equivalent was more than double during the dry season than during the rainy season, passing from 4,6 tons / ha in March to 2,0 tons / ha in October; possibly due to the ability of the species to proliferate invasively in water deficit environments. With this work it is expected to contribute to the state of knowledge about wetlands also the information generated contributes to decision-making to ensure its conservation and management. Keywords: