UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA ESCUELA DE POSGRADO MAESTRÍA EN CIENCIAS ECONÓMICAS MENCIÓN: PROYECTOS DE INVERSIÓN VALOR ECONÓMICO DEL CO2 CAPTURADO POR FITOPLANCTON EN LA LAGUNA MAYOR DEL HUMEDAL PANTANOS DE VILLA EN ÉPOCA DE VERANO, PERÚ 2021 Tesis Para optar el grado académico de MAESTRO EN CIENCIAS ECONÓMICAS, MENCIÓN: PROYECTO DE INVERSIÓN Presentado por: MENDOZA CALDERON, Norma Tingo María – Perú 2022 https://v3.camscanner.com/user/download ii VICERRECTORADO DE INVESTIGACIÓN OFICINA DE INVESTIGACIÓN UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA REGISTRO DE TESIS PARA LA OBTENCIÓN DE GRADO ACADEMICO DE MAESTRO, INVESTIGACION, DOCENTE Y TESISTA I. DATOS GENERALES DE POSGRADO Universidad : Universidad Nacional Agraria de la Selva Escuela de posgrado : EPG – UNAS Posgrado : Maestría en Ciencias Económicas Mención : Proyectos de inversión Título de tesis : Valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa en época de verano, Perú 2021. Autor : Norma Mendoza Calderon Asesor de tesis : M. Sc. Franklin Dionisio Montalvo Programa de investigación : Economía de los recursos naturales y desarrollo sostenible Línea (s) de investigación : Análisis de rentabilidad económica y social de proyectos de inversión Eje temático de investigación : Valoración económica Lugar de ejecución : Humedal Pantanos de Villa - Lima Duración : Inicio : mayo 2020 Término : marzo 2021 Financiamiento : FEDU : S/0.00 Propio : 10000.00 Otro : S/0.00 _________________________ __________________________ Norma Mendoza Calderón M. Sc. Franklin Dionisio Montalvo Tesista Asesor iii DEDICATORIA Esta tesis es dedicada a “Papito Dios” Él es la sabiduría, a mis padres físicos Asirio Pacifico Mendoza Núñez y Cila Calderon Reaño y espirituales Apóstol Benito Risco Caccha, Pastora Rosita Reyna Santillan por sus oraciones y su ayuda incondicional en la culminación del presente trabajo. Bienaventurado el hombre que halla la sabiduría, Y que obtiene la inteligencia; Porque su ganancia es mejor que la ganancia de la plata, Y sus frutos más que el oro fino. Más preciosa es que las piedras preciosas; Y todo lo que puedes desear, no se puede comparar a ella. Largura de días está en su mano derecha; En su izquierda, riquezas y honra. Sus caminos son caminos deleitosos, Y todas sus veredas paz. Ella es árbol de vida a los que de ella echan mano, Y bienaventurados son los que la retienen. Jehová con sabiduría fundó la tierra; Afirmó los cielos con inteligencia. Con su ciencia los abismos fueron divididos, Y destilan rocío los cielos. Proverbios 3:13-20 . iv AGRADECIMIENTOS Agradezco a “Papito Dios” por guiarme, ayudarme, fortalecerme y otorgarme su sabiduría e inteligencia que ha sido plasmado en este estudio. Gracias por su apoyo incondicional mi asesor Franklin Dionisio Montalvo, coasesores Abelardo Calderon Rodríguez, Barland Huamán Bravo, además agradezco a mis Jurados por su compresión, humildad y paciencia. Agradezco al equipo de investigación de PROHVILLA Ing. Daniela Changanaqui Alfaro, estudiantes Shanndy Clementina Huamán Vilca y Claudia Mariela Paredes Vite gracias por su compromiso y entrega en el trabajo de campo. Así mismo, agradezco al jefe del Laboratorio de Suelos de la Universidad Nacional Agraria de la Molina Ing. Braulio La Torre, como también a la Ing. Isabel Mimbela Talledo y a Leonor Cajo Elías, muchas gracias por su apoyo incondicional. Agradezco al Dr. Marcos Quiroz Calderon por su valiosa contribución en la realización de la tesis. A mi amiga Tania Flores Saavedra por su ayuda incondicional. También agradezco al equipo de SERNANP y al equipo del área de fitoplancton del Instituto del Mar del Perú (IMARPE) al Blgo. Alberto Oscanoa Huaynate, Ing. Liz Cecil Tenorio García-Blásquez, Blga Hanna Elizabeth Hernández Acevedo, y agradezco a cada persona que Dios puso en mi camino para ayudarme “Dios les Bendiga”. . v ÍNDICE DE CONTENIDO I INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1 1.1. Planteamiento del problema ................................................................ 1 1.2. Interrogantes ........................................................................................ 6 1.2.1. General ............................................................................................ 6 1.2.2. Específicas ....................................................................................... 6 1.3. Justificación ......................................................................................... 6 1.3.1. Teórica ............................................................................................. 6 1.3.2. Práctica ............................................................................................ 6 1.4. Objetivos .............................................................................................. 7 1.4.1. Principal ........................................................................................... 7 1.4.2. Específicos ....................................................................................... 7 1.5. Hipótesis y modelo............................................................................... 7 1.5.1. Hipótesis .......................................................................................... 7 1.5.2. Variables e indicadores .................................................................... 8 II METODOLOGÍA ............................................................................................. 9 2.1. Población y muestra ............................................................................ 9 2.2. Área de estudio .................................................................................... 9 2.3. Métodos y técnicas ............................................................................ 10 2.3.1. Obtención de la muestra de fitoplancton y medición de los parámetros ambientales de la zona de estudio ......................................... 10 2.4. Determinación de la biomasa de fitoplancton .................................... 14 2.5. Estimación del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton 16 2.6. Estimación del CO2 capturado por fitoplancton en la zona de estudio ……………………………………………………………………………….17 2.7. Cálculo del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la zona de estudio ............................................................................................ 18 2.8. Análisis estadístico ............................................................................ 18 III REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ...................................................................... 20 3.1. Base teórica ....................................................................................... 20 3.1.1. Ecosistema acuático ...................................................................... 20 3.1.2. Rol del fitoplancton en la captura de CO2 ...................................... 22 3.1.3. La conversión del CO2 a biomasa .................................................. 24 3.1.4. Métodos de estimación del contenido de carbono ......................... 25 vi 3.1.5. Valoración económica .................................................................... 27 3.1.6. Valor económico de los humedales................................................ 27 3.1.7. Métodos de valoración ................................................................... 28 3.1.8. Mercado de carbono ...................................................................... 29 3.1.9. Importancia de los humedales frente al cambio climático .............. 33 IV RESULTADOS ........................................................................................... 53 4.1. Caracterización de la población del fitoplancton y parámetros ambientales de la zona de estudio ............................................................... 53 4.1.1. Caracterización de la población del fitoplancton. ........................... 53 4.1.2. Parámetros ambientales de la zona de estudio ............................. 57 4.2. Biomasa del fitoplancton .................................................................... 61 4.3. Concentración de carbono en biomasa del fitoplancton .................... 69 4.4. Cantidad del CO2 capturado por fitoplancton ..................................... 73 4.5. Valor económico del CO2 capturado por fitoplancton ........................ 81 4.6. Contrastación de hipótesis ................................................................. 90 4.6.1. Hipótesis ........................................................................................ 90 V DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................. 91 CONCLUSIONES .......................................................................................... 106 RECOMENDACIONES .................................................................................. 107 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 108 ANEXOS ........................................................................................................ 126 . vii ÍNDICE DE TABLAS Tabla Página 1 Variables e indicadores de la hipótesis ........................................................... 8 2 Estaciones de muestreo en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa . 9 3 Principales métodos de valoración económica ............................................. 29 4 Servicios ecosistémicos de los humedales (Ramsar, 2018a) ....................... 35 5 Parámetros meteorológicos del humedal Pantanos de Villa ......................... 43 6 Distribución de pueblos, vivienda y manzanas de la ZRE PV ....................... 44 7 Nivel educativo alcanzado por la población de 15 y más años de edad ....... 47 8 Registro promedio de parámetros fisicoquímicos de fuentes de agua en RVSPV ................................................................................................................... 50 9 Resultados de la calidad del aire en el humedal Pantanos de Villa realizado durante 16 de agosto de 2019 al 16 de diciembre 2020 ............................ 51 10 Promedio nivel de presión sonora Db (A) en el perímetro de la zona de estudio ................................................................................................................... 51 11 Índice de Sahnnon del fitoplancton en la laguna mayor del humedal ......... 55 12 Densidad celular (células/mL) promedio a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa .......... 56 13 Parámetros fisicoquímicos del agua en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................... 59 14 Medidas estadísticas de la biomasa húmeda del fitoplancton por estratos . 61 15 Análisis de varianza de la biomasa húmeda del fitoplancton ...................... 62 16 Medidas estadísticas de la biomasa seca del fitoplancton por estratos ...... 63 17 Análisis de varianza de la biomasa seca del fitoplancton ........................... 64 18 Biomasa seca del fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ............................................................................................................ 66 19 Medidas estadísticas de la concentración de clorofila “a” en ambos estratos ................................................................................................................... 67 20 Análisis de varianza de la concentración de clorofila “a” del fitoplancton .... 68 21 Cantidad de clorofila “a” del fitoplancton de la lagua mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................... 69 viii 22 Medidas estadísticas del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton en ambos estratos, según el método gravimétrico .................................... 70 23 Análisis de varianza del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton, según el método gravimétrico .................................................................... 71 24 Medias estadísticas del contenido de carbono en biomasa del fitoplancton, según el método espectrofotométrico ........................................................ 71 25 Análisis de varianza del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton, según el método espectrofotométrico ........................................................ 72 26 Medias estadísticas del CO2 capturado por fitoplancton, según el método gravimétrico ............................................................................................... 74 27 Análisis de varianza del dióxido de carbono capturado por fitoplancton, según el método gravimétrico .............................................................................. 76 28 Dióxido de carbono capturado por fitoplancton en toda la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método gravimétrico ....................... 77 29 Medidas estadísticas del dióxido de carbono capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ............................. 78 30 Análisis de varianza del dióxido de carbono capturado por fitoplancton, según el método de espectrofotométrico .............................................................. 79 31 Dióxido de carbono capturado por fitoplancton en toda la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método espectrofotométrico ........... 81 32 Medidas estadísticas del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método gravimétrico .................................... 82 33 Análisis de varianza del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton, según el método gravimétrico .................................................................... 82 34 Valor económico del dióxido de carbono (CO2) capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método gravimétrico ............................................................................................... 85 35 Medidas estadísticas del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ........................ 86 36 Análisis de varianza del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton según el metodo espectrofotometrico ........................................................ 86 37 Valor económico del dióxido de carbono (CO2) capturado por fitoplancton a nivel superficial, a 30 cm de profundidad en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método de espectrofotométrico ..................... 89 38 Correlación entre las variables de hipótesis ................................................ 90 ix 39 Parámetros fisicoquímicos del agua en investigaciones realizados en el humedal Pantanos de Villa ........................................................................ 94 40 Medida de limnimetros en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa 98 41 Captura de CO2 por recursos en ecosistemas costeros............................ 101 42 Valor económico por servicio ambiental de la captura del CO2 en diferentes recursos ................................................................................................... 104 . x ÍNDICE DE FIGURAS Figura Página 1 Principales países que emiten mayor CO2 ...................................................... 3 2 Estaciones de muestreo en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa 10 3 Registro de parámetros fisicoquímicos del agua en situ en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ........................................................................ 11 4 Determinación de parámetros químicos (fosfatos y nitratos) del agua de la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ............................................ 12 5 Obtención de muestras de fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................... 12 6 Identificación y conteo de fitoplancton en laboratorio de fisiología vegetal de la Universidad Nacional Agraria la Molina (UNALM) ..................................... 14 7 Filtración al vacío de las muestras de fitoplancton para la obtención de biomasa ................................................................................................................... 15 8 Estimación de la clorofila “a” a través del método espectrofotométrico en muestras de biomasa del fitoplancton ....................................................... 16 9 Principales zonas de un ecosistema acuático ............................................... 21 10 Fijación del dióxido de carbono en ciclo de Calvin ...................................... 23 11 Cambios en la extensión de humedales a nivel mundial ............................. 36 12 Característica de la población según sexo .................................................. 45 13 Distribución poblacional según edades de la ZRE Pantanos de Villa ......... 46 14 Población económicamente activa (PEA) en zona de reglamentación especial de los Pantanos de Villa ............................................................................ 48 15 Abundancia relativa del fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................................... 53 16 Especies más abundantes de fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................... 54 17 Incremento de fitoplancton con células mayores de 6 micras (u) en los últimos muestreos .................................................................................................. 57 18 Principales especies del fitoplancton con células mayores a 6 micras ....... 57 19 Canales que abastecen agua contaminado con residuos ........................... 60 20 Contaminación natural por heces de aves donde nidan o duermen ........... 61 xi 21 Biomasa húmeda del fitoplancton a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ............... 62 22 Biomasa seca promedio del fitoplancton a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa .......... 63 23 Biomasa seca del fitoplancton en agua superficial y a 30 cm de profundidad en función a los nitratos presentes en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ....................................................................................................... 64 24 Comparación estadística de la biomasa seca del fitoplancton en ambos estratos ...................................................................................................... 65 25 Comportamiento de la clorofila “a” del fitoplancton a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa ................................................................................................................... 67 26 Comparación estadística de la clorofila “a” del fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ........................................................ 68 27 Comportamiento del contenido de carbono en la biomasa seca del fitoplancton en ambos estratos, según el método gravimétrico .................................... 70 28 Comportamiento del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ............................. 72 29 Comparación estadística del contenido de carbono del fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ......................................... 73 30 Comportamiento de CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método gravimétrico .............................................................................. 74 31 Comportamiento similar de la biomasa seca y la cantidad del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método gravimétrico ........... 75 32 Relación de la biomasa seca y la cantidad del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método gravimétrico ............................................................................................... 75 33 Comportamiento del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ........................................................ 78 34 Comportamiento similar de clorofila “a” y la cantidad del dioxido de carbono capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ................................................................................... 79 35 Relación de la concentración de clorofila-a y la cantidad del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método espectrofotométrico ...................................................................... 80 36 Comparación estadística del valor económico promedio del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según método gravimétrico ............... 83 xii 37 Comportamiento similar de la biomasa seca y el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según método gravimétrico ................................................................................................................... 83 38 Relación entre la biomasa seca y el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método gravimétrico .................................................................................. 84 39 Comparación estadística del valor económico promedio del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico 87 40 Comportamiento similar de la clorofila-a y el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en ambos estratos, según el método espectrofotométrico ................................................................................... 87 41 Relación entre la clorofila “a” y el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, según el método espectrofotométrico ...................................................................... 88 . xiii RESUMEN El objetivo de la investigación es calcular el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa en época de verano. El monitoreo hidrobiológico se llevó a cabo en siete estaciones de muestreo en la laguna mayor (52 ha); se evaluó parámetros fisicoquímicos y biológicos a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad, se determinó la biomasa del fitoplancton según el método gravimétrico y espectrofotométrico, la cantidad de carbono almacenado en biomasa, el CO2 capturado por el fitoplancton y el valor económico según método basado en valores de mercado. La zona de estudio fue afectada por contaminación aledaña encontrando altos valores nitratos y fosfatos que superaron los ECAS categoría 4, que favoreció el crecimiento del fitoplancton, presento una densidad celular promedio de 5.94X105±0.89 cel/mL, la biomasa de fitoplancton promedio fue 0.086±0.014g/L (0.168 t/ha/día), la clorofila “a” promedio fue 9.73± 2.165 mg/L(0.019 t/ha/día); la cantidad de carbono almacenado en la biomasa fue 0.043±0.007g/L(0.084 t/ha/día) según método gravimétrico y 0.263±0.059g/L(0.527 t/ha/día) según método espectrofotométrico. La cantidad de CO2 capturado por el fitoplancton fue 0.158±0.025g/L(0.308t/ha/día) según método gravimétrico y 0.966±0.215g/L(1.931t/ha/día) según método espectrofotométrico. El valor económico para ambos métodos fue de $ 2.602/ha/día y $ 16.339/ha/día respectivamente. Palabras clave: valor económico, fitoplancton, captura del CO2, humedal Pantanos de Villa. . . xiv ABSTRACT The objective of the research is to calculate the economic value of CO2 captured by phytoplankton in the Pantanos de Villa wetland's main lagoon during the summer season. The hydrobiological monitoring was carried out in seven sampling stations in the main lagoon (52 ha); physicochemical and biological parameters were evaluated at surface water level and at 30 cm depth, the phytoplankton biomass was determined by gravimetric and spectrophotometric methods, the amount of carbon stored in biomass, the CO2 captured by phytoplankton, and the economic value according to a method based on market values. The study area was affected by nearby pollution, finding high nitrate and phosphate values that exceeded the ECAS category 4, which favored the growth of phytoplankton, presenting an average cell density of 5.94X105±0.89 cells/mL, the average phytoplankton biomass was 0.086±0.014g/L (0.168 t/ha/day), the average chlorophyll “a” was 9.73± 2.165 mg/L(0.019 t/ha/day); the amount of carbon stored in the biomass was 0.043±0.007g/L(0.084 t/ha/day) according to gravimetric method and 0.263±0.059g/L(0.527 t/ha/day) according to spectrophotometric method. The amount of CO2 captured by phytoplankton was 0.158±0.025g/L(0.308t/ha/day) according to gravimetric method and 0.966±0.215g/L(1.931t/ha/day) according to spectrophotometric method. The economic value for both methods was $ 2,602/ha/day and $ 16,339/ha/day respectively. Key words: economic value, phytoplankton CO2 capture, Pantanos de Villa wetland. . 1 I INTRODUCCIÓN 1.1. Planteamiento del problema La investigación sobre el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa en época de verano, Perú 2021, se desarrolló en el distrito de Chorrillos, provincia de Lima, departamento de Lima, donde el área de estudio se localizó a una altitud de 5 m.s.n.m. Los humedales son ecosistemas acuáticos que tienen un gran valor significativo para la humanidad, por las funciones ecológicas que presentan, dentro de ellas está la captura del carbono que lo realizan a través de diversas plantas y microorganismos fotosintéticos presente en el cuerpo de agua; estos son considerados como sumideros de carbono por la convención internacional Ramsar. Aproximadamente el 6% de la superficie del planeta ocupan los humedales, y contienen cerca de 15x1014 kg del carbono mundial (Kayranli, Scholz, Mustaf y Hedmark, 2010, como se citó en Hernández y Moreno- Casasola, 2018). El carbono en los humedales está almacenado en la biomasa de árboles, plantas acuáticas (sumergidas, flotantes), algas macroscópicas y microscópicas (fitoplancton) así como en la materia orgánica en el suelo. El humedal Pantanos de Villa por su extensión de espejo de agua alverja gran diversidad de especies de fitoplancton (Cepeda, 2016), lo cual contribuye con la reducción de las concentraciones de CO2 de la atmósfera mediante el proceso de la fotosíntesis, brindando un servicio ambiental de la captura del CO2. En este sentido, la investigación contribuye con el conocimiento y su importancia del rol que tiene el fitoplancton en la captura del CO2 y su valor económico en la zona de estudio, para ello el monitoreo hidrobiológico se llevó a cabo en siete estaciones de muestreo en época de verano. 2 El ser humano, en su afán por satisfacer sus necesidades entro en la revolución industrial que puso en peligro el buen funcionamiento de la naturaleza. Hoy en día, el incremento de la población mundial llevo a cambios en el consumo per cápita de materiales, aumentando en un 15 % desde 1980 en los que respecta a piensos, fibras, alimentos, madera, combustible fósiles, minerales, materiales de construcción y energía. Ello hizo que se incremente la expansión de zona para la agricultura, silvicultura, producción y transformación comercial [Plataforma intergubernamental de biodiversidad y servicios ecosistémicos (IPBES), 2019]. Estos cambios han contribuido en el aumento de las emisiones de gases efecto invernadero (GEI), siendo el dióxido de carbono (CO2) el principal gas, que tuvo un incremento significativo en estos últimos años, donde la concentración estimada para el año 2100 oscilaran entre 540 y 970 ppm, con respecto a las concentraciones de 280 ppm en la época preindustrial, antes de 1800. [Grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio climático (IPCC), 2002 p.11; Plass, 1959 como se citó en Odum, 1972 p.24]. En la figura 1, se muestra los países que más contaminan el planeta es China con 11.1 Gt CO2, seguido de Estados Unidos de América con 5.1 Gt CO2 e India con 2.7 Gt CO2 (Global Carbono Proyect, 2021). Así, en el Perú, la tendencia de las emisiones de CO2 equivalente (eq) ha aumentado a 205, 294.17 GgCO2 que según registros del 2016 (MINAM, 2021). Todo este incremento en la contaminación ya, Odum (1972) indico que las concentraciones de CO2 causan oscilaciones de calentamiento y enfriamiento del clima, lo cual fue confirmado con los estudios del grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio climático (IPCC) quienes indicaron que entre los periodos 1850-1900 hasta 2006-2015, el incremento de la temperatura media del aire en la superficie terrestre aumento en 1,53 °C el doble respecto a la temperatura media global en superficie que incremento en 0,87 °C, así mismo el aumento de la temperatura superficial del océano en 0,11°C/decenio durante el período comprendido entre 1971 y 2010, también la variación de las precipitaciones, elevación del nivel del mar, todo ello, contribuyo al cambio climático que afecta a todos los ecosistemas y al mismo ser humano (IPCC, 2020 p. 9). 3 Figura 1 Principales países que emiten mayor CO2 Nota. Adaptado de global carbón project [CO2 emissions/global carbon atlas], (2020) http://www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions Para reducir las emisiones de dióxido de carbono de la atmosfera, se buscó diferentes medidas, sin embargo, la que no afecta el buen funcionamiento de los ecosistemas es a la manera de la naturaleza. Los humedales son un ejemplo, ellos de manera biológica captura y almacena el CO2. Esta captura lo realizan a través de la fotosíntesis, en su mayoría, a través de las plantas y algas que fijan el dióxido de carbono de la atmósfera y lo convierten a carbono orgánico (Hernández, 2010). Así, en el humedal altoandino de áreas de protegidas del Ecuador en un área de 0.01km2, se ha registrado carbono en vegetación, sobre el suelo, y en suelo que va de 308.21 a 794.04 mg C (Suarez et. al., 2016); también, Hernández y Moreno- Casasola (2018), registro de 150 a 650 mg C ha-1 en suelos de selvas inundables de México. Así también, en la costa peruana en el humedal Puerto Viejo registro en totora 73.7tCO2/ha, en junco 40.6tCO2/ha (Palomino, 2007), en humedal Villa María en totora 84.05 tCO2/ha (Pérez et. al., 2015), en Albufera Medio Mundo en junco 224.10 tCO2 (Gutiérrez, 2017), en los Pantanos de Villa en junco se registró un potencial de captura de 35 694.30 tCO2 (Ampuero, 2018). De Groot et. al., (2012) y Costanza et al., (2014), señalan que estos ecosistemas acuáticos generan mayores servicios ecosistémicos que los https://www.globalcarbonproject.org/ 4 ecosistemas terrestres, así en humedales costeros el valor de servicio ecosistémico calculado fue de USD $ 193,845 a diferencia en un bosque tropical que fue de USD $ 5264. Por lo que la Convención Ramsar, en 1971, reconoció “que los humedales constituyen un recurso de gran valor económico, cultural, científico y recreativo, cuya pérdida sería irreparable”. Afirmado también por Barbier et. al., (1997), quienes indican que los humedales presentan servicios ecosistémicos con un valor económico y la única manera de mantenerlos es a través de una disposición a pagar por dichos servicios (Smith et. alt., como se citó en Maltby & Acreman, 2011). Por ello, varios trabajos de valorización económica fueron realizados, así Costanza et al., (1997), estimó el valor económico de 17 servicios ecosistémicos para 16 biomas, fue de USD $ 33 billones por año. Dentro de ello, cálculo en humedales un valor promedio de 14.785 USD $/ha/año, específicamente el valor económico por servicio de regulación de gases fue USD $133/ha/año. Este mismo autor para el 2011, datos unitarios actualizados, calculo el valor global de servicios de los ecosistemas fue de 125 billones/año (Costanza et al., 2014). De Groot et. al., (2012), realizaron una valoración económica en humedales costeros en servicios de regulación de clima encontró un valor de US$ 65 por hectárea/año. También, Constanza et. al., 1989 como se citó en Barbier et. al., (1997), efectuaron una valoración total, de los beneficios de los humedales costeros de Louisiana, con un valor actual neto de USD $2429/0.4 ha, precios de 1983, a una tasa de descuento 8%). Así, McCartney et. al., (2011) ha demostrado que el humedal de GaMampa de Sudafrica tiene un valor de más de USD $80 000, a pesar de que comprende menos del 1% de su cuenca de captación. Barbier (2011), demostró que los beneficios económicos neto de los servicios de los ecosistemas (pesca, agricultura, y leña) de los humedales de Hadejia-Nguru, en Nigeria fueron de USD $32 /1000 m3 de agua. En Perú, Glave y Pizarro (2001), en una evaluación de fitoplancton en la Bahía Independencia, registraron una captura de 49.66 tCdia-1, con un valor 5 económico de USD $181124.00 por año. Así mismo, Hidalgo et. al., (2012) registraron una captura de 3 139.41 toneladas de carbono en vegetales equivalente a un valor de $41,189.02 por año en el humedal de Yanayacu- Ancash. Salgado et. al., (2015), estimaron un valor de USD $417.9 millones anuales del servicio de regulación atmosférica y climática del gran ecosistema marino de la corriente de Humboldt (GEMCH) atribuidos a la zona norte centro. Por otro lado, Crispin y Jimenes (2019) calcularon un valor del servicio ambiental de almacenamiento de carbono en suelo con un valor unitario de $160.83/ha en el bofedal Pilpichaca-Huancavelica. En la costa peruana en el humedal de la laguna Mejía, Alencastre y Zafra (2020) reporto un valor de $4425.45 por la captura de 295.03 tCO2/ha de tres especies de flora. Así, Aponte et. al., (2021) en el humedal Pantanos de Villa proyecto un valor económico que ascendería a 220 mil y más de 4 millones de dólares americanos por carbono almacenado un total de 22 mil toneladas equivalentes a 8,12x10-5 PgCO2 capturado. Es necesario recalcar que en los ecosistemas como los humedales existen microorganismos fotosintéticos conocidos como fitoplancton (Skjanes et al., 2007). Ellos, fijan CO2 entre 10-50 veces más que las plantas (3-6%) debido a las altas tasas de crecimiento que va de 0.2 a 0.8 del doble del carbono celular por día (d/d) (Alienes, 2014; Cuellar et al., 2015; García Cubero, 2014; Astocondor et. al., 2017) y presentan una elevada producción de biomasa en peso seco promedio de 4067.20 pg/cel (Reynolds, 1984, p. 30; Reynolds 2006 p. 26; Skjanes et al., 2007). Dentro de ellos, está el humedal costero Pantanos de Villa es un sitio Ramsar de mucha importancia para la humanidad, que brinda servicios ambientales en beneficio directo para el distrito de Chorrillos, sin embargo, no se tiene conocimiento del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton presente en la laguna mayor, en época de verano. 6 1.2. Interrogantes 1.2.1. General ¿Cuál es el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton de la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa en época verano? 1.2.2. Específicas ¿Cuáles son las características del fitoplancton y parámetros ambientales de la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa? ¿Cuánto es la biomasa del fitoplancton presente en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa durante la época de verano? ¿Cuánto es la cantidad de carbono almacenado, el CO2 capturado por el fitoplancton durante la época de verano en la zona de estudio? ¿Cuánto es su valor económico del CO2 capturado por fitoplancton durante la época de verano en la zona de estudio? 1.3. Justificación 1.3.1. Teórica La presente investigación pretende contribuir con el conocimiento y su importancia del rol que tiene el fitoplancton en la captura del CO2 en la zona de estudio, cuyo valor económico, servirá de base para futuras investigaciones 1.3.2. Práctica Utilidad La presente investigación permitirá tener conocimiento de su valor económico del CO2 capturado por fitoplancton, lo cual lleva tener una idea de cuánto ingreso proviene de la captura, ello, ayuda a las autoridades pertinentes, en la toma de decisiones respecto a la conservación, manejo y gestión de la diversidad biológica de fitoplancton presente en el humedal Pantanos de Villa. 7 Beneficiarios Los beneficiados del presente estudio, es la población estudiantil y la población local, mejorando su nivel de cultura y educación ambiental respecto al fitoplancton que permitirá al cuidado de este ecosistema acuático, para que continúe otorgando el servicio de la captura del CO2, beneficiando su bienestar. 1.4. Objetivos 1.4.1. Principal Calcular el valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa en época de verano. 1.4.2. Específicos Caracterizar la población del fitoplancton y parámetros ambientales en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa. Estimar la biomasa del fitoplancton presente en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa durante la época de verano. Estimar la cantidad de carbono almacenado, el CO2 capturado por el fitoplancton durante la época de verano en la zona de estudio. Estimar el valor económico del CO2 capturado por el fitoplancton durante la época de verano en la zona de estudio 1.5. Hipótesis y modelo 1.5.1. Hipótesis El valor económico del CO2 capturado tiene una relación directa con la biomasa del fitoplancton. . 8 1.5.2. Variables e indicadores Tabla 1 Variables e indicadores de la hipótesis Variables Indicadores Variable independiente Indicadores independientes X: Biomasa X1: Cantidad de biomasa X4: Profundidad (cm) X2: Parámetros físico- químicos X5: Nivel de agua X3: Nutrientes (P, N) X6: Contaminación de la población aledaña Variable dependiente Indicadores dependientes Y: Valor económico del CO2 capturado Y1: Precio por tonelada de CO2 Y2: Mercado de carbono Nota. Elaboración propia . . 9 II METODOLOGÍA 2.1. Población y muestra La unidad de análisis en este estudio fue la población de fitoplancton cuya muestra representativa fue tomada a nivel superficial y a 30 cm de profundidad en el humedal Pantanos de Villa. 2.2. Área de estudio El presente estudio fue desarrollado en la laguna mayor que abarca una extensión de 52 hectáreas (ha) (RP N°169-2016-SERNANP), de las 263.27 ha. del humedal Pantanos de Villa; se encuentra ubicado al sur de la ciudad de Lima, en el distrito de Chorrillo, dentro del perímetro urbano de la ciudad de Lima, a una altitud de 5 m.s.n.m., cuyas coordenadas 12°12'30" L.S. Latitud Sur y 76°59'20" L.W. Longitud Oeste (Ramsar, 2018b p.38), o coordenadas UTM 282515.54 – 8650654.57 y 284666.50 – 8647533.50, (Ordenanza N°2264, 2020, p. 28). Donde se ubicó siete estaciones de muestreo en las siguientes coordenadas UTM como se muestra en la tabla 2 y figura 2. Tabla 2 Estaciones de muestreo en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa Nota: Información de laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 Puntos de Monitoreo Ubicación Geográfica Nombre del Área Protegida (Coordenadas UTM) N° Este Norte Distrito Prov. Depart. 1 283338.28 8649458.64 Laguna mayor Pantanos de Villa 2 283306.71 8649680.94 3 283264.06 8649930.81 Chorrillos Lima Lima 4 283067.70 8649786.14 5 282933.54 8649980.62 6 282653.60 8650264.40 7 282783.28 8650102.77 10 Figura 2 Estaciones de muestreo en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa Nota: Información de laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 2.3. Métodos y técnicas 2.3.1. Obtención de la muestra de fitoplancton y medición de los parámetros ambientales de la zona de estudio Para la obtención de la muestra de agua, se realizó según las pautas metodológicas de MINAM (2014, p.11); López y Madroñero (2015, p. 21); confederación hidrográfica del Ebro (2007, p. 35) en cada estación de muestreo, como se observa en la figura 3 y 4. Se midió en situ los parámetros físico-químicos: pH, temperatura (°C), conductividad eléctrica (CE), para lo cual, se utilizó un multiparámetro Hanna HI 9813-6, mientras que, para el oxígeno disuelto (OD) se utilizó un oxímetro Hach Pocket Pro. Los dos primeros muestreos de agua para nitratos y fosfatos fueron analizados por el laboratorio de análisis de agua y suelos de la Universidad Nacional Agraria la Molina. Y los siguientes análisis de nitratos se realizó con un test kit de prueba de nitrato Hach NI-11 y para fosfato, un test kit de prueba de ortofosfato PO-19 de PROHVILLA. Los valores fueron comparados con los valores establecidos en la categoría 4 (conservación del ambiente acuático), subcategoría e1 (lagunas y lagos) del estándar calidad ambiental (decreto supremo 004-2017-MINAM). 11 Seguido, se obtuvo la muestra para la identificación y recuento del fitoplancton, para lo cual, tomó una muestra a nivel superficial con una botella plástica oscurecida de 300 mL, se llenó el frasco hasta el 90% de su capacidad, con cinco repeticiones, cada toma se colocó en un balde de 4 L y se mezcló todas ellas para componer una muestra representativa de 300 ml la cual se separó. También se tomó una muestra a 30 cm de profundidad con una botella de muestreo de 1 L, se trasvaso solo 300 ml al balde de cada repetición realizando el mismo procedimiento anterior. A dichas muestras representativas se colocó 0.5 ml de lugol/100 ml de muestra. En la figura 5, se distingue que se tomó una muestra para la obtención de biomasa, donde se filtró 20 L de agua a través de la red de fitoplancton de 10 micras, a nivel superficial y a 30 cm, con cinco repeticiones en cada estación. El volumen filtrado de la muestra se colocó en una botella oscurecida de 300 mL, se etiqueto (código, fecha) y se puso en frío en una caja hermética y se llevó al laboratorio de fisiología vegetal de la Universidad Nacional Agraria la Molina. La coleta se realizó 2 veces/mes. Figura 3 Registro de parámetros fisicoquímicos del agua en situ en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa Nota: Datos recogidos en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 12 Figura 4 Determinación de parámetros químicos (fosfatos y nitratos) del agua de la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa Nota: Datos recogidos en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 Figura 5 Obtención de muestras de fitoplancton en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa Nota: Datos recogidos en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 Para identificar el fitoplancton se colocó una gota de agua en una lámina porta-objeto se cubrió con la laminilla cubre-objeto y se observó en un microscópico óptico binocular marca Olimpus a 100X, 400X y 1000X aumentos. La identificación taxonómica se realizó utilizando claves y 13 publicaciones especializadas (Bicudo y Menezes, 2005, p.17; Huber- Pestalozzi et. al., 1983, p. 29; Wehr et. al., 2003, p.5; Guiry & Guiry, 2021), como se muestra en la figura 6. Así mismo, con los datos obtenidos de la identificación se procesó usando el software Microsoft Excel® para conocer la composición del fitoplancton por phylum, géneros, especie y la abundancia relativa, para lo cual se empleó el Índice de diversidad de Shannon y Wienner, modificada por Margalef (1956, como se citó en López y Vela, 2011, p. 158). H = (n1/n1*logn1/N)/log2) n1 = número total de organismos de una especie en cada estación N = número total de individuos en cada estación Log = logaritmo base 10 Para calcular la densidad del fitoplancton (células/ml) se utilizó una cámara de Neubauer de 0.1 mm de altura, un contador celular y se realizó según Arredondo y Voltolina, (2007, p. 22-24); Aguilar et. al., (2011, p. 7) y se aplicó las siguientes fórmulas para microalgas menores 6u (a) y mayor a 6u (b): C = [ΣCel. Ca/5]*250000 (a) C = [ΣCel. Ca/4]*10000 (b) Donde: C: cél/mL ΣCel.Ca: Suma de células en los cuatro cuadrantes externos de la cámara Neubauer, y los números 250 000, 10 000 son factores de conversión. 14 Figura 6 Identificación y conteo de fitoplancton en laboratorio de fisiología vegetal de la Universidad Nacional Agraria la Molina (UNALM) Nota: Datos recogidos en la laguna mayor del humedal Pantanos de Villa, 2021 Para conocer la condición ambiental de la zona de estudio realizo un recorrido por toda el área de estudio y los canales de abastecimiento de agua, identificando las fuentes de contaminación. Se utilizó información secundaria e informes de seguimiento de SERNANP, PROHVILLA, Pulido, entre otros 2.4. Determinación de la biomasa de fitoplancton La determinación de la biomasa se realizó a través de dos métodos: método gravimétrico y método espectrofotométrico como se detalla a continuación. En la figura 7, se observa la obtención de la biomasa del fitoplancton total a través del método gravimétrico (mediante el peso), para lo cual se filtró cada muestra colectada en campo a través de un papel filtro whatman N°42 con un equipo de bomba al vacío de 10 HP. Una vez obtenido la biomasa húmeda, se pesó mediante una balanza analítica marca Sartorius. El cálculo fue por diferencia entre el peso inicial del filtro y el peso del filtro con la muestra, dividida 15 entre el volumen de la muestra filtrada (Arredondo y Voltolina 2007, p.27) posteriormente se secó en una estufa marca memmert UN a 40°C por 6 horas y se obtuvo el peso de biomasa en seco (Glave y Pizarro, 2001). Figura 7 Filtración al vacío de las muestras de fitoplancton para la obtención de biomasa Nota. En la figura se muestra la filtración de la muestra de agua (a) y (b) el filtro contenido la biomasa del fitoplancton realizado en el laboratorio de suelos de la UNALM. La estimación de la biomasa a través del método de espectrofotométrico (a través de la clorofila “a”) se realizó de acuerdo a Arnón (1949, p.3) y Becker (1994, como se citó en Arredondo y Voltolina, 2007, p. 61), donde 14 muestras de fitoplancton (7 a nivel superficial y 7 a 30 cm de profundidad) cada una de 300 ml, fueron filtradas al vacío con papel filtro Whatman N° 42. Luego fueron colocadas con unas pinzas a un mortero de porcelana y se agregó 5 ml de acetona al 80% y se trituro con el fin de romper las células y liberar los pigmentos. Seguido se puso en frascos con tapa y se dejó en refrigeración a 4 °C durante 48 horas, como se puede notar en la figura 08. Posteriormente, el sobrenadante fue retirado con una pipeta pasteur, filtrando a otros tubos aptos para realizar las lecturas a 645 y 663 nm de absorbancia en el espectrofotómetro marca Genesys 20 UV, teniendo como tubo en blanco el solvente. La concentración de la clorofila “a” se calculó de acuerdo a la ecuación de Arnón (1949, p.3). Clorofila “a” (g/L) = 0.0127 (A663)- 0.00269 (A645) (a) (b) (a) (b) 16 Clorofila “a” (mg/L) = 12.7 (A663)- 2.69 (A645) Donde: A663: Es la absorbancia a 663 nm. A645: Es la absorbancia a 645 nm 0.0127 y 0.00269 son coeficientes de absorción. Figura 8 Estimación de la clorofila “a” a través del método espectrofotométrico en muestras de biomasa del fitoplancton Nota. En esta figura se muestra la obtención de la clorofila “a” y materiales (a) filtro contenido la biomasa de fitoplancton, (b) mortero, (c) biomasa de fitoplancton diluido en acetona al 80%, (d) clorofila “a” a nivel superficial y (e) clorofila “a” a 30 cm de profundidad. 2.5. Estimación del contenido de carbono en la biomasa del fitoplancton Para estimar la cantidad de carbono en la biomasa en las muestras de cada estación de muestreo, se calculó según (Odum, 1972 p. 40; Reynolds, 1984 p.37; Buehner et al., (2009, como se citó en Boffil et al., 2012 p.31; Martínez y Leyva, 2014 p.17) quienes señalan que el contenido de carbono es el 50% de peso seco, es decir que un gramo de microalga contiene 0.5 gramo de carbono, (a) (b) (c) (d) (e) 17 por lo tanto, la cantidad de carbono en biomasa del fitoplancton se obtuvo mediante la siguiente ecuación: CB= Biomasa x 0.5. Donde: CB: Carbono en biomasa Así mismo, por el método espectrofotométrico se obtuvo la clorofila “a”, y la transformación de clorofila “a” a carbono, se realizó mediante la ecuación: C: Chl-a = 43.4 - 1.14T + 1.85Ie^(-0.126T) ecuación generalizada para todas las microalgas, donde C es la cuota de carbono celular, o biomasa de carbono (peso), Chl-a es clorofila “a” celular o biomasa de clorofila “a” (peso), T es la temperatura en grados centígrados, I es la irradiancia µmol fotones/m2/s y e es la base del logaritmo natural igual a 2.718 (Thompson, 2006, p. 583; Rodríguez, 2013, p.17; Rodríguez y Ake, 2016, p.252). Para el presente trabajo se consideró la biomasa de clorofila “a” (peso) y biomasa de carbono (peso). Los valores de irradiación se utilizó el valor promedio (8.03083 MJ/m2/s) (National Aeronautics and Space Administration [NASA]) en la temporada de verano que se convertido a 187.692 umol fotones/m2/s (Goncalves dos Reis y Ribeiro, 2020, p.233). 2.6. Estimación del CO2 capturado por fitoplancton en la zona de estudio Para la estimación del CO2 capturado por fitoplancton se tomó los datos antes calculados, de la cantidad de carbono almacenado en la biomasa, este valor, se multiplico por el factor de conversión de carbono (44/12, la relación entre los pesos moleculares del CO2 y del C) (García Cubero, 2014, p. 70), y se obtuvo la cantidad del CO2 capturado por fitoplancton; según la siguiente ecuación: CO2 = CB*Kr Dónde: CO2: Dióxido de carbono capturado (g/L) CB: Carbono en la biomasa (g/L) y Kr: Factor de conversión (44/12) Finalmente se estimó el total del CO2 capturado por fitoplancton en toda el área de estudio, mediante la siguiente ecuación: 18 CCO2 = Área total x CO2 capturado (tCO2/ha). (Chambi, como se citó en Glave y Pizarro, 2001, p.53; Palomino, 2007, p. 78; López German, 2015, p.33). 2.7. Cálculo del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton en la zona de estudio Para la estimación del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton, se empleó el método basado en valores de mercado, tipo precios de mercado (MINAM, 2015a; MINAM, 2016), donde se multiplicó el total de CO2 capturado por fitoplancton en toda el área de estudio por el precio de mercado, como se muestra en la siguiente ecuación: VE = CCO2 x PM Dónde: VE: Valor económico($/ha), CCO2: Total del CO2 capturado (tCO2/ha), PM: Precio de mercado ($/tCO2). El precio de mercado del CO2 se obtuvo de la división del precio social del carbono, entre el factor de corrección de bienes nacionales = 1/(1+ Impuesto Indirecto) donde el Impuesto Indirecto fue igual a 18% equivalente a un factor de corrección de 0.84746, entonces: Precio de mercado= $7.17/tCO2/0.84746=$8.461/tCO2 aproximadamente. Para el cálculo se consideró el precio social del carbono para el Perú que fue de US$ 7.17/tCO2 (MEF, 2021); Centro de Investigación de la Universidad del Pacífico, 2016, p. 59, Congreso de la República, 2020, p.3). 2.8. Análisis estadístico Los datos obtenidos fueron procesados según la técnica del análisis de varianza (ANOVA) mediante la prueba de F de Fisher, con un nivel de significancia α=0.05, que verifico si existe diferencia significativa del valor económico del CO2 capturado por fitoplancton tanto a nivel de agua superficial y a 30 cm de profundidad en las estaciones de muestreo en ambos métodos gravimétrico y espectrofotométrico. La prueba F de Fisher, prueba paramétrica, 19 cumplió con los dos supuestos: i) Normalidad. ii) Homogeneidad de varianzas. La verificación de la normalidad, se realizó mediante la aplicación de la prueba de Shapiro-Wilk. (Si el valor de “p” es mayor del 0.05, decimos que los tratamientos tienen distribución normal) y la verificación de la homogeneidad de varianzas se realizó mediante la aplicación de la prueba de Levene (si el valor de “p” es mayor del 0.05, decimos que los tratamientos tienen varianzas homogéneas). Los datos de esta investigación cumplieron con ambos supuestos. También, se empleó la prueba de correlación de Pearson y los datos fueron analizados con el software estadístico SPSS versión 24. . . 20 III REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3.1. Base teórica 3.1.1. Ecosistema acuático El ecosistema, es la unidad funcional básica, porque incluye tanto organismos (comunidad biótica) como un ambiente inerte (abiótico), cada uno de los cuales se interrelacionan para conservar la vida. Un lago es un ejemplo de ecosistema acuático (Odum, 1972). En la figura 9, se muestra las zonas que constituye la estructura de un ecosistema acuático que según Roldan y Ramírez (2008) son: Zona interfase aire-agua. Esta zona es la puerta de entrada de la luz y los gases al medio acuático. La región "costera" o riparia. Es un humedal típico que cubre no solo la zona eulitoral, sino también una parte considerable del área litoral. Es una zona productora de detritos alóctono (origen de mantillo) como autóctono (originado por macrofitas). La región litoral. Es una región ecotónica; por ello, es un compartimento autónomo con todos los niveles tróficos, gran cantidad de nichos ecológicos y de cadenas alimenticias de herbivoría y de detritos, y por ende, con mayor diversidad. La característica principal de esta zona es la alta colonización por algas (microalgas, macroalgas), briófilos, pteridófitos y macrofitas acuáticas; estas últimas son más abundantes. Región limnética o pelágica: Está presente en casi todos los ecosistemas acuáticos. Sus comunidades características son el plancton (fitoplancton y zooplancton, bacterias, y hongos) y necton (peces principalmente). Está conformada por tres zonas: 1. la zona trofogenica, dividida a su vez en fótica o eufótica, donde se lleva a cabo la producción primaria; 2. la zona de compensación, donde la producción es igual al consumo y 3. la zona trofolítica o afótica, en la que ocurre consumo y mineralización de la materia orgánica. 21 Figura 9 Principales zonas de un ecosistema acuático Nota. Adaptado de fundamentos de la limnología neotropical (p.23). Roldan y Ramírez, 2008, editorial Universidad de Antioquia. Dicho autor, también señala, que para mantener su funcionamiento del ecosistema influyen los siguientes factores: A.- Factores abióticos La luz, esta llega a la superficie del agua penetra en ella diferencialmente, de acuerdo con la longitud de onda absorbida. La luz visible esta entre longitudes de onda de 380 y 700 nm, aproximadamente. El efecto abiótico más importante de la absorción de la luz en el agua es el calentamiento, y el efecto biótico más importante es la fotosíntesis. Gases disueltos en el agua, el oxígeno (O2) y el dióxido de carbono (CO2) son los gases más importantes en el agua: el primero es producto de la fotosíntesis, y el segundo es producto de la respiración. El oxígeno constituye el 21% de la atmósfera y se encuentra disuelto en el agua entre 7.0 y 9.0 mg/L, su concentración en el agua varía con la temperatura y la salinidad. Mientras que el CO2 en el agua desencadena una serie de reacciones químicas, la variación de su concentración produce cambios en el pH, los cuales, en un medio estable, mantienen la capacidad buffet de esta; pero cuando el medio está alterado, los cambios de pH pueden ser limitantes para muchas especies. Ambos son 22 esenciales para que haya un adecuado balance en el metabolismo global del ecosistema. También existe sales minerales, bajo este nombre se agrupan todos los iones que se encuentran presentes en el agua, como cloruros, sulfatos, bicarbonatos, nitratos, fosfatos y sílice, entre los más representativos. De los cuales los responsables de la productividad primaria son los nitratos y fosfatos. B.- Factores bióticos La parte biótica del ecosistema la constituyen todos los organismos que en él viven, estos se dividen en tres grandes grupos: Los productores o fotosintetizadores, constituidos por algas, ciertas bacterias y plantas acuáticas. Los consumidores, a los cuales pertenecen todos los animales acuáticos, desde los protozoos hasta los vertebrados superiores (principalmente peces); y los descomponedores de la materia orgánica, a los que pertenecen los hongos y bacterias acuáticas. La acción conjunta de estos tres grupos de organismos determina la productividad y el balance ecológico del ecosistema acuático. 3.1.2. Rol del fitoplancton en la captura del CO2 El fitoplancton son algas principalmente microscópicas que flotan en el agua, su nombre deriva del término griego phyto que significa “planta” y plankton “errante” (Roldan y Ramírez, 2008). Su composición química incluye los elementos: sílice, fósforo, nitrógeno, carbono y en su composición molecular contiene carbohidratos, lípidos, proteínas y aminoácidos. Su habitad es en la zona eufótica (capa superficial del agua hasta donde penetra la luz solar), está constituido principalmente por las clases chlorophyceae (algas verdes), bacillariophyceae (diatomeas), cianobacterias, Cryptophyceae, Dinophyceae (Alienes, 2014). El fitoplancton cumple un rol muy importante en el ciclo biogeoquímico de los elementos, mediante la captación y asimilación (Guamán y González, 2016), que a través de épocas geológica capto el 99.5% del carbono emitido a la atmósfera por volcanes formando rocas y 23 materia orgánica sedimentaria Revelle (como se citó en Hernández de la Torre y Gaviola, 2007, p 11). Esta captación lo realiza a través del proceso de la fotosíntesis, que de manera sencilla está representada en la siguiente ecuación: 6CO2 + 12H2O + energía solar ----- C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Este proceso comprende dos fases: la fase luminosa se lleva a cabo en las membranas fotosintéticas de los cloroplastos donde la luz es captada por la clorofila mediante reacciones fotoquímicas y se convierte en energía química en forma de 2 moléculas ATP (Adenosin Trifosfato) y el NADPH2 (Nicotinamida-Adenina-Dinucleótido-Fosfato) que es utilizada en la siguiente fase (Cervený et al., 2009 como se citó en Vieira et al., 2019). En la fase oscura ocurre en los estromas (espacio interior de los cloroplastos), aquí el ATP y NADPH2 y la enzima ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP) participan en la fijación del CO2 mediante una serie de reacciones bioquímicas en el “Ciclo de Calvin” que finalmente se forma una molécula gliceraldehído-3-fosfato (G3P), la cual se utiliza para producir diversos tipos de azúcares de seis carbonos como fructosa, glucosa (Murray, 2006 y Lee, 2008), como se muestra en la figura 10. Figura 10 Fijación del dióxido de carbono en el ciclo de Calvin Nota. Adaptado de OpenStax College, Conceptos de Biología. (https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/5-3-the-calvin-cycle) CC BY 4.0 De esta manera, el fitoplancton contribuye con la mayor parte de la fotosíntesis total del planeta y provee el 70% de oxígeno a la atmosfera https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/5-3-the-calvin-cycle https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 24 (Arredondo y Vásquez,1991). Cabe indicar que la fotosíntesis, ocurre en su mayor proporción en el mar ya que este ocupa el 70% de la superficie terrestre y recibe casi las ¾ partes de la radiación solar, lo cual hace que sea el principal reservorio de CO2, esto ocurre principalmente en la plataforma continental hasta el 30% de la producción primaria del océano (Costas y López, 2011). Sin embargo, también en los lagos, lagunas, pantanos, ríos el fitoplancton está presente y realiza la fotosíntesis por ende ocurre la captura del CO2 (Montoya, 1974; Samanez y Zambrano, 1995; Cobos et. al., 2012; Mendoza, 2015; Cepeda, 2016; Chávez et. al., 2020). 3.1.3. La conversión del CO2 a biomasa El proceso de conversión del CO2 a biomasa tanto en fitoplancton como en plantas es similar, donde el CO2 captado o sea convertido en biomasa es el resultado de las diferencias entre el CO2 atmosférico absorbido por el proceso de la fotosíntesis y el CO2 emitido a la atmosfera por la respiración celular esta diferencia oscila entre el 42-50 % del peso seco (Martínez y Leyva, 2014). La biomasa del fitoplancton es conocido como el peso por unidad de área especificado como peso seco, húmedo o carbono; o usualmente se considera la cantidad de clorofila por volumen de agua (ug/L) o como la cantidad contenida bajo un metro cuadrado de superficie (g/m2) (Alienes, 2014). De acuerdo a un análisis estequiométrico en un mol de CO2 contiene 12 gramos de carbono de los 44 gramos de masa (Chisti, 2007 como se citó en Boffil et al., 2012) entonces, por cada gramo de carbono en biomasa, se retira 3.666 g de CO2 de la atmosfera (García Cubero, 2014). Así, un gramo de microalga contiene 0.5 gramo de carbono, entonces un 1 g de microalga fija 1,83 g de CO2 (Buehner et al., 2009 como se citó en Boffil et al., 2012). 25 3.1.4. Métodos de estimación del contenido de carbono A.- Método por producción de oxígeno “método de O2” Es conocido como "método de botellas claras y oscuras", se basa en la producción de oxígeno en una muestra de agua incubada bajo condiciones ambientales por un tiempo establecido. Para lo cual, al inicio se determina el oxígeno disuelto de la muestra de agua y una parte de agua es incubada en una botella clara (donde sucede la fotosíntesis) y la otra parte es incubada en una botella oscura (donde pasa la respiración). Después de la incubación de 2 a 4 horas, se determina la concentración de oxígeno en las muestras (Gocke y Hernández, 1994). Los resultados son expresados en mgO2/m3/hora (Roldan y Ramírez, 2008) y finalmente la conversión de masa de oxígeno en masa de carbono orgánico se aplica un cociente fotosintético (CF) de 1.2 y un cociente respiratorio de 0.84, determinando que 1 mg de O2 liberado o consumido es igual a 0.313 mg de carbono producido o respirado (Gocke y Hernández, 1994). Entonces a un CF de 1.2 indica que una incorporación de 1000 moléculas de CO2 se liberan 1200 moléculas de O2, ello depende de la composición de la biomasa de los organismos fotosintéticos y de la fuente de nitrógeno (Parsons et al., 1984; Margalef, 1986). B.- Método por producción de CO2 absorbido “método de 14C” Este método fue planteado por Steeman-Nielsen (Gocke y Hernández, 1994) quien señala que se basa en la utilización de NaH14CO3, tiene como ventaja su alta sensibilidad, no requiere un factor de conversión mide directo el carbono orgánico, pero presenta desventajas como altos costos. Así mismo, en TTimpo (2012) menciona que la estimación del contenido de carbono se realiza a través del método de Walkley y Black (1934) y del método del poder calórico 26 C.- Método de Walkley (1934) El método de Walkley consiste en que la materia orgánica es oxidada con una mezcla de dicromato de potasio (K2CrO7) más ácido sulfúrico (H2SO4). La dilución concentrada se calienta con H2SO4 y K2CrO7 en la fuente de exclusiva de calor. El exceso de K2CrO7, se determina por titulación con sulfato ferroso (FeSO4) o con sulfato amonio férrico (NH4Fe)2(SO4)3. Este método proporciona una estimación fácil oxidable de carbono orgánico y es usado con una medida de carbono orgánico total. El porcentaje de materia orgánica es igual al porcentaje de carbono orgánico multiplicado por el factor de 1.724 porque la materia orgánica contiene el 58% de carbono. Por lo tanto: %Carbono=%Materia orgánica/1.724 D.- Método del poder calórico Este método está basado en los principios de leyes de la termodinámica, donde se calcula la cantidad de energía que se requiere para fijar 01 mol de carbono; se realiza con ayuda de un calorímetro de Parr, se sigue los procedimientos de las ASTM (1973), para combustibles sólidos, obteniendo de cada muestra la cantidad de energía total en Kcal/Kg, se transforma a moles de carbono potencial fijado utilizando la relación mol (g/peso molecular) y con el peso de la muestra inicial se determinará la fracción del carbono fijado. E.- Método indirecto por espectrofotometría Este método permite determinar la biomasa por la cantidad de clorofila “a” presente en el fitoplancton, a través de lecturas de absorción de luz en un espectrofotómetro a una longitud de onda específica, se expresa en mg/m3, ug/L o ug/m3 (Roldan y Ramírez, 2008). Así mismo, Hernández de la Torre y Gaxiola (2007) señala que conociendo la concentración de clorofila y cómo cambia en el tiempo es posible inferir el contenido de carbono y su tasa de producción. La estimación se realiza mediante el método tricromático de acuerdo a la ecuación de Jeffrey y http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-88972016000200251#B12 27 Humphrey, 1975 como se citó en Aminot y Rey, (2002) y el cálculo de clorofila-“a” a carbono se realiza mediante la ecuación de Thompson (2006, como se citó en Rodríguez y Ake, 2016). 3.1.5. Valoración económica La ciencia económica busca establecer la contribución económica de los bienes o servicios que un ecosistema puede aportar a la sociedad. De allí, que la valoración económica es una herramienta que se utiliza para cuantificar, en términos monetarios, el valor de los bienes y servicios ecosistémicos, independientemente de si estos cuentan o no con un precio o mercado. Cuya finalidad es visibilizar todos aquellos beneficios o costos asociados a los cambios en los ecosistemas y que afectan el bienestar humano, de manera que estos valores económicos puedan ser integrados en la toma de decisiones, para diferentes fines, entre ellos: Aumentar la conciencia ambiental, análisis costo beneficio, planificación y diseño de políticas, regulación ambiental, mecanismos de financiamiento, contabilidad nacional (MINAM, 2016). 3.1.6. Valor económico de los humedales Desde la década de 1970, se ha hecho mayor hincapié de los humedales en forma genérica es recurso natural muy valioso que ofrece una gama de bienes y servicios que derivan de su funcionamiento (Maltby & Acrema, 2011). La Convención Ramsar 1971 dio a conocer el papel vital del hábitat de los humedales y su conectividad con las fronteras nacionales y continentes para la conservación de hábitat de aves migratorias especialmente aves acuáticas. En 1987 la convención de la conferencia de las partes en Regina (Canadá) designaron criterios y requisitos para el humedal sea considerado de importancia internacional y su uso sea racional (Maltby 1991 y 2006 como se citó en Maltby & Acreman, 2011). La existencia de un marco conceptual completo para uso racional de los humedales y el mantenimiento de sus características ecológicas, permiten reconocer el VALOR que tiene los humedales para las http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-88972016000200251#B12 28 comunidades en la explotación de sus recursos y servicios de manera sostenible (Maltby & Acreman, 2011). De allí la necesidad de diferenciar entre precio y valor, el precio de un producto o servicio es la cantidad de dinero que pagamos por él; mientras que valor es el beneficio o la utilidad que se obtiene si adquirimos ese producto o servicio, entonces el valor económico proviene del nivel de satisfacción de un bien y servicio que lo genera a una persona (MINAM, 2015a). Según Barbier et. al., (1997) el concepto de valor económico total es el que más conviene emplear en humedales, el cual distingue entre valores de uso y valores no de uso. Los primeros se dividen en directos e indirectos. Los valores de uso directo, es derivado de la utilización directa de los recursos y servicios de un humedal como el valor de la pesca, la recogida de leña, recreación, transporte, explotación de la flora y fauna silvestre, etc. Y los valores de uso indirecto, es donde no hay interacción del hombre con el recurso, ejemplo: retención de nutrientes, control de crecida/ inundaciones, protección contra tormentas, recarga de acuíferos, estabilización de microclima, estabilización de líneas de costas, etc. Dentro de los valores de uso indirecto podemos encontrar: Valor de opción y valor de cuasiopción. Mientras que los valores de no uso, está el valor de existencia, es el valor intrínseco “por derecho propio de existir”, es difícil de medir, pues dimana de apreciaciones subjetivas ajenas al uso actual o potencial propio o de terceros; y valor de legado constituyen un importante subconjunto de valores o conservación que asignan un alto valor a la conservación de los humedales para que sean utilizados por las generaciones futuras. 3.1.7. Métodos de valoración Se han desarrollado diversos métodos de valoración económica con el objeto de cuantificar de forma parcial o integral el valor económico de un bien o servicio ecosistémico. En la tabla 3, se indica los principales métodos de valoración económica (MINAM, 2016). 29 Tabla 3 Principales métodos de valoración económica Nota. MINAM (2016, pg.30) Entre estos métodos, el método de valoración económica acorde con el presente estudio fue el Método de precios de mercado, que consiste en determinar el beneficio monetario vinculado a un bien o servicio ecosistémico; el cual es obtenido a partir de información de mercado como precios y costos (MINAN, 2015a) y utiliza los precios de un mercado nacional o internacional ya existente (MINAN, 2016). 3.1.8. Mercado de carbono Los problemas ambientales condujeron a una primera iniciativa sobre el cuidado del medio ambiente en 1972 en Estocolmo, Suecia; pero con más interés fue en la “Cumbre para la tierra” (Rio de Janeiro, 1992) donde los representantes se reunieron y pudieron entender, que el aspecto social, económico y ambiental deben actuar como unidad y su cuidado también debe verse de forma integral, donde se planteó acuerdos internacionales sobre el medio ambiente y desarrollo. Dentro de entre ellos está la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (1994). Más adelante, el Protocolo de Kyoto (1997) que se Métodos Método basado en valores de mercado Precio de Mercado Método basado en preferencias reveladas Cambio en la Productividad Costo de Viaje Precios Hedónicos Costos Evitados Método basado en preferencias declaradas Valoración Contingente Experimento de Elección Otros enfoques de Valoración económica Transferencia de Beneficios https://www.minam.gob.pe/patrimonio-natural/wp-content/uploads/sites/6/2013/09/MANUAL-VALORACI%C3%93N-14-10-15-OK.pdf https://www.minam.gob.pe/patrimonio-natural/wp-content/uploads/sites/6/2013/09/MANUAL-VALORACI%C3%93N-14-10-15-OK.pdf 30 otorgó compromiso de reducir sus emisiones. Para el 2003 inicia el Sistema de Comercio de la Unión europea (EU-ETS) con el propósito de cumplir sus compromisos. Ya, con el Acuerdo de Paris (2015) los países optaron un mayor compromiso de impulsar el desarrollo en armonía con el medio ambiente. Tras el marco de los acuerdos internacionales nace la compensación de carbono y se afirma el mercado de carbono. El mercado de carbono es un sistema de comercio donde se vende o adquiere unidades de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), denominados bonos o créditos de carbono (Eguren, 2004; FAO, 2010). Existen dos tipos de mercados de carbono: El mercado de cumplimiento regulado y el mercado voluntario; el primero es utilizado por empresas y gobiernos que, por ley, tienen que rendir cuentas de sus emisiones de GEI. Está regulado por regímenes obligatorios de reducción de carbono, ya sean nacionales, regionales o internacionales (FAO, 2010). Se mueve bajo el Sistema de Comercio de la Unión europea (EU- ETS) y sus compromisos son efectuados según el Protocolo de Kyoto que plantea tres mecanismos flexibles: a). El comercio Internacional de Emisiones (ICE) entre países industrializados, compran los derechos de emisión a países que están por debajo de sus cuotas. Su unidad es Unidad de Cantidad Asignada (AAUs, por sus siglas en inglés) b). La Implementación Conjunta (IC) entre países desarrollados, permite acreditar unidades de reducción de emisiones a favor del país que invierte. Cada unidad se denomina Unidad de Reducción de Emisiones (EUR, por sus siglas en inglés). c) El Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) es el único mecanismo que involucra a países en desarrollo y permite obtener beneficios económicos por la venta de Certificados de Emisiones Reducidas (CER) (FAO, 2010). 31 Las CER se comercializan como toneladas de CO2, es decir 01CER es igual 01 bono de carbono y esto a 01 tonelada de CO2 que se realizan a través de implementación de proyectos (Manzur y Alva, 2013). Mientras que, en el mercado voluntario, es donde las entidades voluntariamente se comprometen a reducir sus emisiones. El comercio de créditos de carbono se denominan Reducción Verificada de las Emisiones (VER, siglas en inglés) y son adquiridos por el sector privado de los proyectos, de las empresas o de los fondos de carbono como el caso de Fondo de Biocarbono del Banco Mundial (FAO, 2010). Este mercado, está regido por cuatro mecanismos más grandes: el American Carbon Registry (ACR), la Reserva de Acción Climática (Climate Action Reserve), el Gold Standard y Verified Carbon Standard (VCS, Estándar Verificado de Carbono), cada unidad de reducción verificada es igual a una tonelada de dióxido de carbono equivalente (CO2e) (Banco Mundial, 2020 p. 61). Así mismo, el precio de carbono es un mecanismo a través del cual los países establecen un valor monetario a las emisiones de CO2 con el fin de ser responsables y pagar por la contaminación que emiten. El interés a nivel mundial es reducir de manera rentable, pero los precio a las emisiones de CO2 son bajos; el Fondo Monetario Internacional (FMI) calculo el precio medio mundial de solo USD 2/tCO2e (Banco Mundial, 2020). Por ello, según el Banco Mundial (2017) señala que el precio por tonelada de CO2 estaría entre USD 50-100/tCO2 para 2030, precios que según la Comisión de Alto Nivel sobre los precios del carbono son congruentes con la meta relativa a la temperatura establecida en el Acuerdo de París. Así, en el resto del mundo, cerca de 58 países han incorporado a sus legislaciones un precio al carbono; mientras que en América Latina los países que incorporaron precios al carbono fue México, Colombia, Chile, Argentina (Pizarro, 2021). También Perú, se estableció un precio social al carbono de US$ 7.17 por tonelada de CO2 según el MEF, (2021); Centro de Investigación de la Universidad del Pacífico, (2016); Congreso de la República, (2020). https://www.carbonpricingleadership.org/report-of-the-highlevel-commission-on-carbon-prices/ 32 ¿Quiénes financian la generación de créditos de carbono? Los créditos de carbono son generados por la implementación de proyectos que son realizados según los estándares aprobados según el mercado regulado o voluntario, para lo cual se une fuerzas entre instituciones públicas o privadas, institución financiera e institución técnico científica. A nivel mundial se ha desarrollado varios proyectos, programas de reducción de emisiones de carbono y el financiamiento lo realiza un grupo de bancos multilaterales como Banco Mundial de Desarrollo (BMD) que apoyan cada año, Banco Asiático de Desarrollo (BAsD), Banco Europeo de Reconstrucción de Desarrollo (BERD), así también el grupo del Banco Mundial (BM) través de distintos fondos como: Carbon Initiative for Development (CiDev, por sus siglas en inglés), Transformative Carbon Asset Facility (TCAF), Fondo Climático de Bután (Bhutan Climate Fund), Fondo del Biocarbono (BioCarbon Fund Initiative for Sustainable Forest Landscapes, ISFL) (Banco Mundial, 2020). ¿Cuál es la tendencia del mercado de carbono? A nivel mundial el mercado de carbono se mueve bajo mecanismos de fijación de precio de carbono que son: Impuesto al carbono, sistema de comercio de emisiones (SCE), mecanismos de créditos de compensación, financiamiento climático, fijación de precio interno de carbono. Dentro de los Mecanismos de Compensación esta: Mecanismo Internacional de Compensación (ejemplo: MDL y IC), Mecanismo de compensación Independiente (ejemplo: Gold Standard y Estandar de Reducción Verificadas-VCS), Mecanismo de compensación regional, nacional e internacional (Banco Mundial, 2020). En el mercado regulado, los Mecanismo de compensación del Protocolo de Kyoto, fueron los que emitieron mayor crédito de carbono, el Mecanismo de Desarrollo Limpio con más del 50% e Implementación Conjunta con 22% del total mundial acumulado. Sin embargo, en los últimos años ha ido disminuyendo, debido a la falta de claridad regulatoria. 33 Mientras que, en el mercado voluntario, los mecanismos independientes (principalmente el VCS) han crecido significativamente en los últimos años y en 2019 fueron responsables del 65 % de los créditos emitidos por año (Banco Mundial, 2020 p. 54). En el Perú, en los últimos años el mercado voluntario es el más desarrollado a través del mecanismo de Estándar de Reducción Verificadas (VCS) y la emisión de créditos de carbono se ha centrado en proyectos forestales de REDD (Emisiones derivadas de la Deforestación y Degradación de los bosque) y REDD+ (Reducción de las Emisiones derivadas de la Deforestación y la Degradación de los bosques, la conservación y aumento de las reservas de carbono y el manejo forestal sostenible) en Áreas Naturales Protegidas: el Parque Nacional Cordillera Azul (San Martín, Loreto, Ucayali y Huánuco), la Reserva Nacional Tambopata y el Parque Nacional Bahuaja Sonene (ambos Madre de Dios) y el Bosque de Protección Alto Mayo (San Martín) (Dilas et al.,2020). 3.1.9. Importancia de los humedales frente al cambio climático A.- Humedales Existen varias definiciones de humedales más precisas que otras, pero todas ellas muy similares y complementarias entre sí. La Convención Ramsar define a los humedales como; extensión de marismas, pantanos y turberas o superficies cubiertas de agua, sean estas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda los seis metros (Roldan y Ramírez, 2008; Ramsar, 2006). B.- Tipos de humedales Roldan y Ramírez, (2008) hace mención la “clasificación de los humedales según la Convención Ramsar basada en un sistema de niveles jerárquicos, pero, en esta oportunidad se hace mención según Barbier et. al., (1997) cinco sistemas: 1. Estuarios, ejemplo como deltas, bancos fangosos y marismas; 2. Marinos, por ejemplo, litorales y arrecifes 34 de coral; 3. Fluviales ejemplo tenemos las llanuras de inundación, bosques anegados, lagos de meandro; 4. Palustres tenemos los pantanos de papiro, marismas, ciénagas; y 5. Lacustres ejemplo las lagunas, lagos glaciales y lagos de cráteres de volcanes. C.- Funciones de humedales Los humedales intervienen en las siguientes funciones: Función física: Regulación del ciclo hídrico superficial y de acuíferos, retención de sedimentos, control de erosión, estabilización microclimática. Función química: Regulación de ciclos de nutrientes (retención, filtración y liberación), descomposición de biomasa terrestre y la captura del CO2. Funciones sociales: Son sistemas productores de recursos hidrobiológicos y de soporte para la acuicultura que conforman base de la economía extractiva, la pesca artesanal, la caza, la recolección, el pastoreo y la agricultura en épocas de estiaje (Roldan y Ramírez, 2008; Kandus et. al., 2010). D.- Servicios ecosistémico en humedales Los servicios ecosistémicos son bienes y servicios que ofrecen a la humanidad (Constanza et. al, 1997) como aire limpio, agua, alimentos y materiales (Maltby & Acreman, 2011), estos servicios son activos naturales (Barbier, 2011) y tienen un alto valor económico (Barbier, et al.,1997). Según Ramsar, (2018a) los humedales brindan tres principales servicios culturales (recreación, ecoturismo, etc), de abastecimiento (materia prima, peces, agua, recursos médicos, energía hidroeléctrica) y de regulación (secuestro de carbono, purificación del agua, protección costera, descomposición de residuos orgánicos, mitigación de inundaciones) como se muestra en la tabla 4. 35 Tabla 4 Servicios ecosistémicos de los humedales (Ramsar, 2018a) Servicio Cultural Servicio de Abastecimiento Servicio de Regulación Sitios sagrados y sitios espirituales Peces y otros alimentos Secuestro de carbono Recreación Materia prima: Madera, piensos, pieles Purificación del agua Turismo y ecoturismo Recursos genéticos Regulación de los flujos de agua Monumentos y tradiciones culturales Abastecimiento de agua Mitigación de las inundaciones Recursos médicos Protección costera Energía hidroeléctrica Descomposición de residuos orgánicos Nota: Adaptado “Perspectivas mundiales sobre humedales” Ramsar (2018a), MEA, (2005) En particular, el humedal los Pantanos de Villa presenta los siguientes servicios ecosistémicos: a) de Regulación: Aire puro, regulación hídrica, biorremediación, barrera de tsunami y regulación de la temperatura; secuestro de carbono y almacenamiento de CO2, erosión del suelo y aporte de nutrientes. b) de Abastecimiento y provisión: Fibra de junco y totora, y c) de Cultura: Belleza paisajística, formación de valores, medio de sanación, recreación, educación y ecoturismo y d) de Apoyo y soporte: Hábitat de flora y fauna (PROHVILLA, 2019). Los bienes y servicios que proveen los humedales a la sociedad dependen del mantenimiento de las funciones ecosistémicas de los mismos, y esto es responsabilidad de un trabajo en unidad (Moya et al., 2005). Tanto el estado como cada uno de nosotros. E.- Impacto del cambio climático en humedales A nivel mundial, los humedales cubren más de 12.1 millones de km2 de los cuales el 93% son continentales y 7% son marinos y costeros (Ramsar, 2018a). Hace más de una década, Moya et al., (2005), señalo que el cambio climático, provocará impactos en los humedales como 36 afectación en las funciones ecológicas, perdida de la biodiversidad, perdida de hábitat, disposición de nutrientes, aumento de la erosión costera, entre otros; en muchos casos con impactos irreversibles. Según el análisis del centro mundial de vigilancia de conservación de ONU Medio Ambiente (WCMC ONU, 2017, como se citó Ramsar, 2018a; IPBES, 2019) a nivel mundial, los humedales naturales tanto marinos/costeros y continentales estudiados entre 1970-2015 tuvo una disminución de aproximadamente un 35%. Con una tasa media de -0,78% al año de pérdida, estimada por el índice WET (El índice WET, determina la tendencia del área de los humedales a través del tiempo); que es más de tres veces superior a la tasa media anual de pérdida de bosques naturales (-0,24% al año) entre 1990 y 2015 (FAO, 2016) como se muestra en la figura 11. Figura 11 Cambios en la extensión de humedales a nivel mundial Nota. Adaptado de índice de la tendencia de la extensión de los humedales (WET) de Dixon et al., (2016) como se citó en Vásquez, (2020), Ramsar, (2018a). Ramsar, (2018a) señala según la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) que evalúa el nivel de amenaza de extinción de las especies de flora y de fauna, constata lo siguiente: De más de 19 500 especies dependientes de los humedales evaluadas en todo el mundo el 25% está amenazada de 37 extinción. Ello, corroborado con el índice de la Lista Roja (RLI, por sus siglas en inglés), señala que las tendencias del RLI son negativas para los cuatro grupos taxonómicos anfibios (100.6%), mamíferos, aves (6.9%), y corales en el periodo 1988-2004 (Butchart et al., 2007). Ello también se refleja en la reducción de sus servicios ecosistémicos, así, Costanza et al., (2014) señalaron, cambios en el uso de la tierra entre 1997 al 2011 han resultado una pérdida de servicios ecosistémicos que va entre 4.5 a 20.2 billones/año, incluido los servicios de los humedales para el caso de pantanos y llanuras de inundación las pérdidas fueron de 2.7 billones/año. ¿Qué está haciendo nuestro país al respecto? Nuestro País, ha iniciado su interés por cuidar, proteger estos ecosistemas acuáticos bajo enfoques de la Ley Marco N° 302754 (LMCC) en la Mitigación y adaptación basada: en conocimientos tradicionales, en cuencas hidrográficas, en ecosistemas, en la conservación de reservas de carbono, tal como se señala en el Art. 3 de la LMCC. De tal manera que contribuyen al incremento de la resiliencia de los humedales. En concordancia con la estrategia nacional de humedales y las disposiciones generales para la gestión multisectorial y descentralizada de los humedales (D.S. N° 006-2021-MINAM) con el fin de apoyar en las metas establecidas por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) en el Protocolo de Kyoto (D. S. Nº 080-2002-RE), que tiene como objetivo la reducción de las emisiones de GEI de los países industrializados a un nivel inferior en no menos de 5%; y en el Acuerdo de Paris, ratificado el 2016 (D. S. Nº 058-2016-RE), que tiene el objetivo de mantener el aumento de la temperatura media mundial muy debajo de 2ºC con respecto a los niveles preindustriales y proseguir los esfuerzos para limitar ese aumento de temperatura a 1.5ºC. El Perú, ha propuesto reducir el 20% de emisiones de gases de efecto invernadero al 2030 con recursos públicos y privados y 10% adicional condicionado al apoyo internacional. Teniendo resultados de 38 haber elaborado un total de 91 medidas de adaptación y 62 medidas de mitigación frente al cambio climático, de los cuales podemos mencionar algunas: • Protección para los servicios de almacenamiento, provisión y distribución de agua para riego • Conservación, recuperación y/o protección de la infraestructura natural. • Restauración de ecosistemas en el ámbito del SINANPE para mantener la conectividad del paisaje y reducir impactos. • Prácticas sostenibles para la conservación de ecosistemas en cuencas hidrográficas del ámbito de las Áreas Naturales Protegidas. • Sistema de vigilancia y control en Áreas Naturales Protegidas para reducir la vulnerabilidad ante los efectos climáticos y no climáticos (MINAM, 2019). Específicamente en el humedal Pantanos de Villa el organismo público descentralizado de la Municipalidad Metropolitana de Lima (PROHVILLA) en el año 2020 promulgó la Ordenanza N°2264-MML, “Zona de Reglamentación Especial de los Pantanos de Villa (ZRE PV)”, con el objetivo de promover la conservación y el desarrollo sostenible del entorno territorial del humedal. Logrando a través de instrumentos de gestión para la ZRE PV los siguientes planes: (1) Comunicación, educación, concientización y participación de la Autoridad Municipal de los Pantanos de Villa 2020-2024, (2) Plan de control y vigilancia en la ZRE PV, (3) Plan de recuperación de infraestructura hídrica de la ZREPV, el cual comprende 12 canales, 3 puquiales y 1 relicto de humedal de aproximadamente 7 ha (Municipalidad de Lima, 2021 p.68). 39 F.- Humedales en el Perú En el Perú, los humedales presentan una superficie total de 7 953, 191 hectáreas (ha), y están distribuidos en cuatro unidades 1) Aguajales y pantanos; y 2) Manglares. 3) Bofedales y 4) humedales costeros; estos últimos presentan una extensión de 12173 ha equivalente al 0.15% del total de humedales del país (MINAN, 2015b, p.13). ProNaturaleza (2010, p.32) registro un total de 92 humedales costeros de los cuales 56 naturales, 11 artificiales, 11 extinguidos y 14 desembocaduras de ríos. En superficie, según el mapa nacional de ecosistemas del Perú, los humedales costeros abarcan 0.04% (57,285.04 ha) del territorio nacional (MINAM, 2019 p.89). Del total de humedales en el país, existen 13 sitios Ramsar designados como humedales de importancia internacional, con una superficie de 6 784,041 hectáreas, dentro de ellos está la zona reservada los Pantanos de Villa con un área de 263.27 ha (Ramsar, 2018b, MINAM, 2015b). G.- Humedal Pantanos de Villa El humedal Pantanos de Villa, su nombre alude a la hacienda Villa que existió hace muchos años. Desde 1977 fue incluido en el Parque Zonal N° 25 de Lima Metropolitana. A fines de la década de los 80 fueron considerados de importancia local por la Municipalidad de Chorrillos. El 29 de mayo 1989, fue reconocida, como zona reservada de los pantanos en villa mediante Resolución Ministerial Nº 0144-89-AG-DGFF por el Ministerio de Agricultura (León et. al.,1995). El 20 de enero 1997 fue considerado como un Sitio Ramsar N° 884 de importancia Internacional [Instituto Nacional Recursos Naturales (INRENA),1998]. En 01 de setiembre del 2006, a través del Decreto Supremo N°055-2006-AG, la zona reservada de los Pantanos de Villa cambia de categoría a Refugio de Vida Silvestre los Pantanos de Villa, y lo integra al Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SINANPE). Este humedal, cuenta con una jefatura del Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP), conformada por un jefe, 40 especialistas y guardaparques. Asimismo, dentro del Área Natural Protegida (ANP) existen 4 propietarios, los cuales se encontraban antes que fuese declarada ANP, siendo el Servicio de Parques de Lima (SERPAR), el que mayor extensión de hectáreas administra, con casi el 80% del total. Actualmente la Autoridad Municipal de los Pantanos de Villa (PROHVILLA), por convenio con SERPAR es quien administra este espacio denominado Área Ecológica Metropolitana Pantanos de Villa, en el cual realiza las actividades de (1) Educación ambiental, (2) Investigación científica y (3) Ecoturismo como un medio para la conservación del área (Municipalidad Lima 2021, p. 67; Ramírez y Cano, 2010, p. 111). Origen El humedal Pantanos de Villa, se origina por afloramiento de aguas subterráneas del acuífero ubicado en la parte baja de la intercuenca 1375539, entre las cuencas Rímac y Lurín. Por estar cerca al litoral, recibe también los aportes de filtraciones de agua de mar en una zona de mezcla (Instituto Geológico Minero y Metalúrgico [INGEMMET], 2019). Ubicación y Acceso Este humedal costero abarca un área de 263.27 hectáreas, localizada entre las coordenadas UTM 282515.54 – 8650654.57 y 284666.50 – 8647533.50, ubicada en el distrito de Chorrillos, provincia de Lima, departamento de Lima (Ordenanza N°2264, 2020 pg.28). El acceso, es por vía terrestre, por la Av. Huaylas (antigua Carretera Panamericana Sur entre los kilómetros 19 y 22), a 1 hora y 30 minutos de la ciudad de Lima. Superficie: Se estima que, a principio del siglo XX, la extensión del humedal Pantanos de Villa abarco 2000 ha (Lizarzaburu, 1992), las que se fueron reduciendo por acción humana, ya para 1989 se registró una superficie de 396 ha, y actualmente presenta 263.27 hectáreas (SERNANP, 2016; 41 Ordenanza N°2264, 2020).Por motivos de protección presenta dos zonas: la Zona de Amortiguamiento (ZA PV), esta es adyacente al humedal Pantanos de Villa, tiene un área 10.3 km2, y la segunda con mayor influencia territorial la Zona de Reglamentación Especial de los Pantanos de Villa (ZRE PV) tiene una extensión de 2,572 hectáreas según el artículo 3 de la Ordenanza N°2264 -2020-MML. Limites Norte : A.H. Sagrada familia, A.H. Las garzas de Villa, Urb. Huertos de Villa, Urb. La entrada. Sur : Club Hipido de Perú Este : Cerro las delicias de Villa Oeste : Océano Pacifico Características del humedal Pantanos de Villa • Características abióticas Según su geología, se ubica dentro de una depreciación plana de 1530 has, entre 0 y 5 m. s.n.m. rodeado de colinas de 100 a 300 m.s.n.m. (Morro solar, Cerro Zig. Zag., Lomo corvina) y una línea de playa recta, presenta una profundidad máxima de 1,5 m en los espejos de agua (INRENA, 1998; Pulido y Bermúdez, 2018). Presenta un suelo formado por un material arcillo-arenoso, limo- arcilloso o limo-arenoso, de drenaje lento y afloramiento de la capa freática muy cerca de la superficie y con un escurrimiento superficial lento, siendo susceptibles a inundación, y presenta alta salinidad entre 11 ppm a 60 ppm (León et al., 1995; INGEMMET, 2019). Respecto a su hidrología, este humedal, está integrado al sistema hidrológico de la cuenca del rio Rímac, a través del acuífero Ate-Surco- Chorrillos en una depresión natural, las características de porosidad, permeabilidad permite el flujo de agua del acuífero (Municipalidad de Lima, 2022). Así mismo, llegan también, aguas subterráneas del rio Rimac 42 a través del canal surco (norte a sur) denominado cuello de Villa, y de la quebrada de San juan de Miraflores, (INRENA,1998). Este canal, es contaminado por agua residuales de los asentamientos humanos que están alrededor (INGEMMET, 2019; Municipalidad de Lima, 2022). Presento nueve ojos de agua o manantiales (INRENA, 1998), pero actualmente se registran tres fuentes naturales de agua subterránea dominados: Manantial de Palmeras, Villa Baja y Miramar que están ubicados en la Zona de Reglamentación Especial de los Pantanos de Villa (ZRE), que alimentan con agua a la laguna como ANAP, Génesis, Marvilla y Mayor a través de infraestructura hidráulica natural: Canal Horticultores 1 y 2, Canal Ganaderos 1 y 2, Canal Palmeras, Canal Vista Alegre 1 y 2, Canal Lucchetti, Canal Génesis, Canal Defensores 1 y 2, Canal Sur, Canal Marvilla 1 y 2, Canal Premio Real y Canal Sangradero. Mientras que la laguna delicias, es formada y alimentada por afloramiento de aguas subterráneas in situ (Ordenanza N°2264, 2020). Estos afloramientos, ayudan a mantener el nivel freático en el humedal Pantanos de Villa, tal como muestra el registro de los piezómetros realizado por PROHVILLA en el año 2020, donde el nivel freático promedio anual estuvo entre 2.2 cm hasta 230.273cm de profundidad (Municipalidad de Lima, 2022, p.37-38). El agua es salobre, con una salinidad promedio de 1,6400 ppm, pH ligeramente básico (INRENA,1998), con un alto valor de conductividad eléctrica (CE) 10090 Us/Cm, ello debido a los aportes de agua del mar (INGEMMET, 2019). El clima es desértico, con algunas particularidades típicas de los desiertos tropicales asociados con corrientes marinas frías (Young, 1998, como se citó en Pulido y Bermúdez, 2018). Presenta un cielo despejado durante las estaciones de primavera y verano, temperatura media mensual varia máximos en marzo 25.8 °C, y 15.6 en setiembre, con una humedad relativa media 86%, una precipitación mensual promedio oscila entre 0.0 mm a 5.5 mm. Se registra valores máximos de 9 horas y mínimos de 0.5 horas sol (Lizarzaburu, 1992; León et. al., 1995; Pulido y Bermúdez, 2018), tal como se muestra en la tabla 5. 43 Tabla 5 Parámetros meteorológicos del humedal Pantanos de Villa Parámetros Mínimo Máximo Temperatura (°C) 15.6 °C Setiembre 25.8 °C en Marzo Precipitación promedio mensual (mm) 0 mm 5.5 mm Humedad relativa media (%) 76% en febrero 92% en agosto Evaporación mensual (mm) 30 mm entre junio a setiembre 225 mm entre enero a marzo Horas de sol (h) 0.50 9.00 Nota: Datos de Lizarzaburu, (1992); León et. al., (1995); Pulido y Bermúdez, (2018) • Características bióticas La flora está caracterizada por cuatro asociaciones vegetales: (a)Totorales: ocupa el suelo inundado y borde de espejo, la especie más dominante Typha domingensis. (b) Zona arbustiva: con apariencia de un matorral denso. (c) Vega ciperáceas: son hierbas de 0.5 a 1 m de alto entre ellas Scirpus americanus. (d) Gramadales, caracterizada por presencia de Distichlis spicata “grama salada”, además de plantas acuáticas como Pisria strariotes “Repollito de agua”, Eichhornia crassipes “Jacinto de agua”, Azolla filiculoides “Helecho acuático”, Lemna minuta “Lentejita de agua”. Esta cobertura vegetal se alimenta de nutrientes del subsuelo, rico en sales y materia orgánica acumulada a través de muchos años (León et. al., 1995; Young, 1998, como se citó en Pulido y Bermúdez, 2018). Respecto a algas en el humedal Pantanos de Villa, Montoya (1984) evaluó diversos grupos entre ellas Bacillariophyceae, Cyanophyceae y Chlorophyceae. También Cepeda, (2016) registro 29 taxas fitoplanctonicas, las que se distribuyeron en 20 familias, 7 órdenes y 3 divisiones. 44 En fauna, presenta 13 especies de peces (pez dorado, gupy, mojarra, lisa, tilapia, carac