Ecología en Bolivia

Ciencia, manejo y la importancia de utilizar métodos pertinentes

BIOTHAW: Un proyecto multidisciplinario que propone un marco metodológico para el estudio de los bofedales altoandinos en un contexto de cambio climático

A pesar que las montañas tropicales son uno de los biomas más amenazados del mundo, es escasa la investigación fundamental y aplicada sobre los efectos de los cambios globales en la biodiversidad y los beneficios de los ecosistemas. Las zonas húmedas de los ambientes altoandinos tropicales -los bofedales- son espacios verdes dentro de una matriz árida que concentran una rica biodiversidad y variedad de beneficios asociados (almacenamiento de carbono, regulación de agua y producción de ganado), de los que dependen millones de personas. Estos frágiles ecosistemas están amenazados por la rapidez del derretimiento de los glaciares de los cuales dependen significativamente. El proyecto BIOTHAW - Biodiversidad e interacciones de uso de los suelos frente a la evolución de la disponibilidad de agua de los glaciares en las zonas húmedas de los Andes tropicales - tiene por objetivo desarrollar un marco de modelización para establecer escenarios de biodiversidad y uso de las tierras en un contexto de cambios globales. El enfoque del proyecto integra tres componentes: 1) la modificación de los aportes de agua glaciares a las zonas húmedas, 2) la biodiversidad (animal y vegetal) de estas zonas y 3) las prácticas de cultivo (patrones de utilización de las tierras, dinámica de las estructuras de la ganadería). Nutridos por escenarios climáticos y socioeconómicos, los diferentes modelos combinados con mapas de distribución de las zonas húmedas permitirán establecer escenarios de la biodiversidad y los servicios de los bofedales, con el fin de definir zonas prioritarias de conservación.

While tropical mountains are one of the most threatened biomes of the world, there is a lack of basic and applied research examining the effects and linkages of global change with mountain tropical biodiversity and services. Green islands in an arid mountainous environment, tropical high Andean wetlands (THAW) or bofedales, concentrate high levels of biodiversity and associated services (e.g., carbon storage, water regulation, and livestock production) for hundreds of thousands of people. These fragile social-ecological systems are threatened by the rapid melting of glaciers on which they tightly depend. The BIOTHAW "Modeling BIOdiversity and land use interactions under changing glacial water availability in Tropical High Andean Wetlands" project aims to develop a modeling framework setting up scenarios of biodiversity-land use interactions as a result of global change-induced modifications. This framework will integrate three components: 1) glacier changes and water run-off inputs to wetlands, 2) wetland biodiversity, including both plant and animal communities, and 3) land management practices (land use patterns, land ownership structures and dynamics for livestock production). Fed with both climate and socioeconomical scenarios, our models, combined with distribution mapping of Bolivian wetlands from satellite observations, will allow building scenarios of the future of THAW biodiversity and services and define priority conservation areas.

Uso de imágenes satelitales, modelos digitales de elevación y sistemas de información geográfica para caracterizar la dinámica espacial de glaciares y humedales de alta montaña en Bolivia

Debido al cambio climático y acelerado retroceso glaciar, está disminuyendo la disponibilidad de agua en los Andes Centrales. En este sentido, los humedales altoandinos destacan por su capacidad de reserva y regulación hidrológica. Con el fin de comprender mejor sus dinámicas, este estudio plantea un método para el análisis espacial de múltiples factores que afectan su vulnerabilidad frente al cambio climático a través de la variación de la superficie de glaciares y humedales de la Cordillera Real (Bolivia) empleando imágenes Landsat. El método permite relacionar la variación de estos objetos con factores externos e internos, tales como la variación de la precipitación y la propia morfometría física de las cuencas de drenaje. Las imágenes se corrigen geométricamente y atmosféricamente previamente a la aplicación de un algoritmo diseñado para la determinación del área de los objetos. En dicho algoritmo se considera la aplicación de una clasificación no supervisada y de índices de diferencia normalizada de vegetación, de nieve/ hielo, y de agua. Finalmente, se realiza un análisis de regresión lineal múltiple, contrastando la dinámica espacial de los humedales con datos de precipitación acumulada, y datos morfométricos de las cuencas, obtenidos a partir de un mosaico del modelo digital de elevación GDEM-Aster V2 (global digital elevation model, versión 2, Satélite ASTER). Esta metodología puede también ser empleado con imágenes y modelos digitales de elevación de mejor resolución como se espera en siguientes fases del proyecto BIOTHAW.

Due to the climate change and glacier shrinking, water resource in the central Andes is overall expected to decrease in the next decades. Accordingly, the characteristics of high Andean wetlands as hydrologic regulators and natural reservoirs will take even more importance than they do today. In order to better understand their dynamics this study proposes a method for the spatial analysis of multiple factors affecting their vulnerability through the use of Landsat images, in order to analyze the variation of the glacier and wetlands area of the Cordillera Real (Bolivia). The method relates the variability of these objects with external and internal factors, such as the precipitation and the physical morphometry of the drainage basins. The images are geometrically and radiometrically corrected prior to the execution of an algorithm designed for the assessment of the objects area. Such algorithm includes a non supervised classification, and the application of normalized difference of vegetation, water, and snow/ice indexes. Finally, a multi-lineal regression analysis is proposed to correlate the spatial dynamics of the wetlands with accumulated precipitation and basin morphometry data. The morphometry is obtained from a mosaic of the digital elevation model GDEM-Aster V2 (global digital elevation model, version 2, Satellite Aster). This methodological model can also be applied to more precise images and DEMs, as will be part of the next phase of the project BIOTHAW.

Caracterizar la migración altitudinal de las comunidades vegetales altoandinas frente al calentamiento global mediante cronosecuencias post-glaciales recientes

El acelerado retroceso glaciar debido al actual calentamiento global conlleva nuevos desafíos para las comunidades vegetales altoandinas, especialmente durante el establecimiento de nuevos bofedales. Existe una confusión de ritmo entre el tiempo necesario para la colonización vegetal y el tiempo requerido para desarrollarse en ese tipo de ambiente, posterior al retroceso glaciar (específicamente la formación de suelos). Como resultado, hacemos la hipótesis que las nuevas comunidades sean diferentes de las existentes y empobrecidos en especies estrictamente altoandinas. Este artículo propone y discute metodologías de investigación para examinar las modalidades de formación de nuevas comunidades vegetales altoandinas, posterior al acelerado retroceso glaciar en los Andes tropicales. Se utilizan cuatro cronosecuencias post-glaciales recientes (cada una entre 0 y 38 años después del retroceso glaciar) para estudiar los primeros pasos de sucesión primaria bajo los efectos del calentamiento global. Para evaluar la vegetación se propone utilizar cuadrantes de 1 m² y realizar por lo menos 15 repeticiones en cada banda de desglaciación (cuatro bandas en cada cronosecuencia). Discutimos mediciones bióticas y abióticas que permiten examinar los efectos 1) de los límites de dispersión de cada especie, 2) del estrés abiótico (temperatura, humedad, viento) a lo largo del retroceso glaciar y 3) de la presencia/ausencia de organismos nodrizas como plantas y costra biológica, sobre la sucesión primaria. La comprobación de estos métodos en campo nos permitió discutir la pertinencia de cada una y de proponer métodos complementarios para estudios futuros en la misma temática.

Accelerated glacial retreat consecutive to global warming represents a challenging situation for alpine plant communities, especially high-Andean wetland communities (bofedales). Actually, such migration is expected to require much more time than the time frame available between glacial retreat and the development of proper environmental parameters for colonization (especially soil weathering/formation). Accordingly it is expected that new alpine communities will suffer a strong re-organization, with impoverished high Andean species pool. This contribution provides and discusses methods to examine the modalities of primary succession following accelerated glacial recession in the Tropical Andes. We suggest using four post-glacial chronosequences (0-38 yrs after glacial retreat) to infer early patterns of primary succession after glacial retreat under the effects of rapid warming. Vegetation can be examined with plots 1 m² in size, using at least 15 repetitions within each deglaciation band (four for each chronosequence). We describe a series of biotic and abiotic measurements designed to estimate the effects of (1) dispersal limitation of each plant species, (2) abiotic stress (temperature, water, wind), and (3) the presence/absence of nurse organisms such as plants and the soil biological crust, on the earlier steps of primary succession. Testing these methods in the context of the project BIOTHAW allowed us to discuss the relevance of each of them and to propose complementary methods worth being tested in future studies with a similar objective.

Métodos para cuantificar diversidad y productividad vegetal de los bofedales frente al cambio climático

Se espera que el rápido retroceso glaciar, resultado del cambio climático iniciado hace muchas décadas pueda tener efectos negativos sobre la diversidad y productividad de plantas de los bofedales, a través de cambios de su extensión o área y de su distribución altitudinal. Esto manifiesta la importancia y necesidad de entender la estructura y funcionamiento de estos ecosistemas ante el calentamiento del clima. Proponemos un protocolo metodológico para examinar las respuestas de las comunidades vegetales de bofedales alto-andinos frente al cambio climático, tomando en cuenta en primer lugar variaciones de área y de altitud entre bofedales. Con 200 cuadrantes de 1 m² distribuidos a escala regional, proponemos hacer mediciones bióticas de riqueza especifica (número de especies) y de cobertura relativa de cada especie de planta. También proponemos medir el contenido de materia foliar seca como índice de productividad (LDMC, por sus siglas en inglés, leaf dry matter content). Describimos medidas abióticas como parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica, y nutrientes) en el agua y sustrato sobre los que se desarrollan estas plantas. Dado que las comunidades están dominadas por plantas en forma de cojín, también describimos métodos para caracterizar variaciones intra e interespecíficas entre cojines. Se sugieren métodos prácticos que optimizan el trabajo en campo y son aptos según los objetivos de investigación que se tengan. Se discute la pertinencia de los métodos sugeridos en este trabajo con otros métodos disponibles en la literatura, y de acuerdo con los resultados preliminares obtenidos, se comparan sus beneficios e inconveniencias.

The diversity and the productivity of high Andean wetlands (hereafter termed bofedales) are expected to be negatively impacted by the rapid glacial recession following the effects of recent and upcoming climate change, impacting their area and their elevational distribution. Accordingly, a topical conservation challenge is to understand the organization and the functioning of these ecosystems in the face of global warming. We present a series of methods designed to examine the responses of plant communities of high-Andean bofedales to climate change, with a specific attention to the variables area and elevation of bofedales. Using 200 plots 1 m² in size distributed across a regional sampling, we propose to conduct biotic measurements related to species richness and relative cover of plants, but also leaf dry mass content (LDMC), in order to estimate the productivity of the community. Moreover, we describe abiotic measurements such as physico-chemical parameters (pH, water conductivity, soil and water nutrients), which may help to infer variations in the productivity and the diversity of plant communities. Because the bofedales are dominated by a few cushion-forming species, we describe also methods to characterize cushion variation at inter- and intra- specific levels. All the methods discussed are of high practicability for non-specialists in order to optimize the time spent in the field. We finally discuss the relevance of each method described with the help of preliminary results, and comparing them with methods available in the literature.

Propuesta metodológica para estimar la heterogeneidad ambiental, diversidad y estructura de comunidades acuáticas de pozas de agua en bofedales altoandinos

Uno de los principales objetivos del proyecto BIOTHAW es el estudio de los patrones de diversidad de las comunidades acuáticas en pozas de bofedales altoandinos en relación con su extensión, características ambientales, influencia glacial y uso antropogénico para pastoreo. De este modo, se describen los métodos para la colecta y análisis de las comunidades acuáticas metafiton, zooplancton, macroinvertebrados bentónicos y macrófitas (consideradas como variables de respuesta), analizados a diferentes escalas espaciales. A escala regional se considera al bofedal como unidad de evaluación, donde se analizan factores como: área de bofedal, heterogeneidad ambiental (una medida de similitud ambiental entre pozas), porcentaje de influencia glaciar, altitud, densidad de heces de ganado y cantidad de agua en los humedales (frecuencia de pozas, ríos y pantanos por unidad de área). A escala intermedia (entre bofedal y poza) se pueden considerar la distancia geográfica y la distancia ambiental (similitud físico-química y morfométricas entre pares de pozas). A escala local (poza) se consideran la cobertura de macrófitas, las características morfométricas de las pozas y físico-químicas del agua. El objetivo para proveer esta metodología es facilitar la elaboración de un futuro plan de monitoreo con indicadores clave que permitan evaluar los cambios en la biodiversidad por efecto del retroceso de los glaciares.

Among the objectives of the BIOTHAW project, the aquatic ecology part aims at characterizing the organization of aquatic communities living in high Andean bofedales with regards to several environmental and social factors that are rapidly changing under climate change. In this paper we propose a methodological framework for the analysis of aquatic communities (zooplankton, metaphyton, macrophytes and benthic invertebrates) at different spatial scales. At a bofedal scale several factors affecting aquatic community structure can be considered, such as habitat area, environmental heterogeneity (average of environmental similarity between pools), percentage of glacier in the watershed, altitude, density of cattle dungs and wetland humidity (e.g., the frequency of streams, fens and pools per unit area). At the pond level, we propose to consider the coverage of macrophytes and the morphometric and physico-chemical characteristics of the water pools. At an intermediate scale (between bofedal and pond), the geographical and environmental distances (physical-chemical and morphometric similarity between pairs of pools) can also be estimated. Our aim in providing such methodology is to facilitate the development of future monitoring plan whit key indicators that can assess the influence of glacier retreat in relation to the biodiversity of ponds in high Andean bofedales.

Monitoreo de las aves para detectar el cambio de la calidad ecosistémica en los bofedales altoandinos

Los bofedales altoandinos son considerados como uno de los ecosistemas más vulnerables bajo el cambio climático global que afecta a la dinámica hidrológica proveniente de los glaciares severamente reducidos. Este estudio propone un diseño para un programa del monitoreo de las comunidades de aves como indicadores de la salud de esos ecosistemas. El estudio fue realizado en 40 bofedales de cinco valles de la vertiente occidental de la Cordillera Real (Bolivia) entre 2013 y 2014. La avifauna fue cuantificada por el método de conteo de puntos con un radio de observación ilimitado, estableciendo sistemáticamente tres puntos de observación equidistantes en cada bofedal. La observación de aves fue realizada con la ayuda de un par de binoculares de 10X40 y un telescopio de 25X60. Se analizaron varios aspectos potencialmente importantes para establecer un adecuado programa de monitoreo: el número de bofedales, el número de visitas, el número de puntos de observación, la época de observación y la hora de observación. Según los análisis, se recomienda que el programa contenga por lo mínimo 15 bofedales, idealmente 25-30, y cada uno debe ser visitado por lo mínimo dos veces, idealmente 3-4 veces. Tres puntos de observación equidistantes permiten cubrir casi toda la superficie de bofedales hasta 25 ha y 30 minutos de observación en cada bofedal parece ser suficiente para registrar la mayoría de las aves. La mejor época de observación es la época de transición entre septiembre y noviembre, cuando la actividad de aves es alta y la condición climática es apta para contar con más horas de observación. La observación de aves se puede realizar desde las 7:00 hasta las 17:00 mientras no haya fuertes lluvias, nevadas o vientos.

High Andean bogs are considered as one of the most vulnerable ecosystems under the effects of climate change, which affect the hydrological dynamics supplied from severely reduced glaciers. This study proposes a design for a monitoring program of bird communities as bioindicators of ecosystem health of Andean bogs. The study was conducted in 40 bogs found in five valleys on the western slope of the Cordillera Real (Bolivia) between 2013 and 2014. The avifauna was quantified by point count methods with unlimited observation distance at three observation points equidistantly established in each bog. The observation was carried out with 10X40 binoculars and a 25X60 telescope. We analyzed several potentially important aspects to establish an appropriate monitoring program: the number of bogs, the number of visits, the number of observation points, the season and the time of observation. According to the analysis, we recommend that the program contains at least 15 bogs, ideally 25-30. Each bog should be visited at least twice, ideally 3-4 times. Three equidistant observation points can cover almost the entire surface of bogs up to 25 ha, and 30 minutes of observation in each bog per visit appears to be sufficient to record the most bird species. The best season for monitoring is between September and November, when bird activity is high, and the weather condition is apt to carry out more hours of observation. Bird observation can be conducted from 7:00 until 17:00 unless the weather conditions are unfavorable.

El uso del método de puntos de intercepción para cuantificar los tipos de vegetación y hábitats abióticos en los bofedales altoandinos

Los bofedales son ecosistemas húmedos altoandinos de los Andes centrales con una importancia socioeconómica y ecológica crucial en la región. El objetivo de nuestro estudio es describir el método de puntos de intercepción para cuantificar la disponibilidad y la variabilidad de las asociaciones vegetales, así que la cobertura no vegetativa en los bofedales, datos útiles para categorizarlos. En el contexto de nuestro proyecto, tomado en cuenta como ejemplo, se aplicó el método en 40 bofedales ubicados en la Cordillera Real (Bolivia) donde se establecieron aleatoriamente 10-20 líneas de intercepción de 50 m en cada bofedal. En cada línea de intercepción se registró la cobertura a intervalos de 1 m y se registraron 22 categorías de coberturas reconocibles a simple vista. Discutimos la relevancia del método para realizar evaluaciones rápidas en diferentes estudios en bofedales. Al estar enfocado en tipos de vegetación en lugar de las especies vegetales, permite su aplicación por investigadores que no tienen un conocimiento taxonómico profundo de la flora local.

Bofedales are high Andean wetlands found in the central Andes, which provide crucial socio-economic and ecological resources in this region. The aim of our study is to describe the line-intercept methods to quantify the availability and variability of plant association and non-vegetative cover in high Andean bogs. Within the project BIOTHAW, taken as a methodological example, the method was applied in 40 bogs located in the Cordillera Real (Bolivia). In each bofedal, between 10 and 20 50-m intercept lines were randomly established. Along each intercept line, one of the 22 coverage types recognizable to the naked eye was recorded at 1-m interval. We discuss the relevance of this method for rapid assessments in different studies on highland bogs. Since the method focuses on simple vegetation types rather than on plant species, it can be used by researchers who do not have a deep taxonomic knowledge of the local flora.

Métodos para evaluar el efecto del pastoreo sobre las comunidades vegetales de bofedales

Los bofedales son ecosistemas semi-acuáticos de la zona altoandina dominados por plantas en forma de cojín. Han sido y son usados para el pastoreo desde hace varias generaciones. Los herbívoros son conocidos por afectar la composición y riqueza de las especies en una comunidad vegetal. En bofedales el pastoreo, además de tener un efecto directo sobre la estructura de la comunidad, podría tener un efecto indirecto a través de cambios en las interacciones entre las especies dominantes (plantas en cojín) y sus especies acompañantes. En la Cordillera Real de Bolivia, los bofedales están formados principalmente por las plantas en cojín Distichia muscoides y Oxychloe andina. Nuestro objetivo es proveer una lista de protocolos que permitirán identificar el impacto directo e indirecto de la herbivoría, a través de la modificación de los cojines expuestos al pastoreo y sobre la productividad y la biodiversidad de los bofedales. Discutimos métodos a nivel comunitario y poblacional, utilizando al mismo tiempo protocolos observacionales y experimentales. En particular explicamos en detalle un método experimental para excluir los herbívoros con cajas de exclusión en metal. Proponemos índices de rendimiento fisiológicos y morfológicos para seguir variaciones en las plantas en cojín.

Bofedales are azonal, high-Andean wetlands dominated by cushion-forming vascular plants. Among other ecosystem services, they provide a crucial resource in nutrients for domestic herbivores, for centuries. Herbivores are generally known to affect both the composition and the species richness of plant communities. In bofedales, beyond this direct effect, herbivores are also expected to impact severely plant communities across changes in the direction and intensity of plant-plant interactions between the dominant, cushion species (Juncaceae) and their associated species. In the Cordillera Real of Bolivia, bofedales are dominated by two cushion species: Distichia muscoides and Oxychloe andina. Our objective is to provide a panel of easy-to-use methods designed to evaluate precisely the direct and indirect (through changes in plant-plant interactions) impacts of domestic herbivores on the organization and the dynamics of bofedales' plant communities. We present methods both at community and population levels, discussing the observational vs. the experimental approaches. We describe in details the use of exclusion fences in order to experimentally remove the effects of herbivores in situ and we propose pertinent physiological and morphological indices so as to estimate the health of plant communities.

Procesos ecológicos a múltiples escalas que afectan a las dinámicas de comunidades de plantas en los humedales altoandinos de Bolivia

Algunas especies de plantas, dispuestas en forma de cojines, dominan y determinan el funcionamiento y la resiliencia de los humedales altoandinos (bofedales) frente al cambio climático y al derretimiento de los glaciares. Se tiene la hipótesis de que estas especies fundadoras influyen sobre el ambiente biótico y abiótico de las comunidades de plantas que habitan en los cojines. Se elaboró un esquema de meta-comunidad para investigar las dinámicas de las comunidades asociadas a dos especies de cojín dominantes, Oxychloe andina (OA) y Distichia muscoides (DM). En base a la composición funcional y florística, se propone un marco conceptual para evaluar la relativa influencia del filtro en base al nicho (en inglés: niche-based filtering) en contraste con los factores ambientales de OA y DM, la limitación de dispersión y la estocasticidad demográfica al conjunto de la comunidad. Los procesos del filtro en base al nicho pueden ser identificados mediante el análisis de la variación de los rasgos funcionales dentro y entre las comunidades y se selecciona un conjunto de especies relevantes para el análisis. Se propone un muestreo a múltiples escalas para abordar los efectos de la limitación de dispersión sobre las dinámicas de estos ecosistemas. Conjuntamente al supuesto básico del filtro en base al nicho, que básicamente diferencia las dinámicas de comunidad de los cojines de OA y DM, algunas covariantes ambientales también influyen de forma secundaria a la dinámica de comunidades en los cojines de OA.

A few dominant cushion plant species dominate and determine the functioning and resilience of high-elevation peatlands of Andes (bofedales), in the face of climate change and glacier melting. We hypothesize that these foundation species strongly influence the abiotic and biotic environment of plant communities inhabiting the cushions. We developed a metacommunity framework to investigate the dynamics of communities associated with two dominant cushion species, Oxychloe andina (OA) and Distichia muscoides (DM). Based on both taxonomical and functional composition, we propose a framework to assess the relative influence of niche-based filtering in contrasting OA and DM environments, dispersal limitation and demographic stochasticity to community assembly. Niche-based processes were identified by analyzing functional trait variation within and between communities while we selected a minimal set of species relevant for this analysis. We propose a multiscale sampling to address the effect of dispersal limitation on the dynamics of these fragmented ecosystems. We assess the contribution of source-sink dynamics and demographic stochasticity by contrasting the distribution of scarce and abundant plants in OA and DM cushions. Then, we analyze and discuss the validity of the proposed framework based on preliminary results. While our basic assumption is that niche-based filtering basically contrast community dynamics in OA and DM cushions, some environmental covariates also influence secondarily community dynamics in OA cushions.

Metodología para evaluar el potencial productivo y la dinámica socioecológica de la ganadería en bofedales altoandinos

Los bofedales altoandinos son una fuente de recursos crucial para los habitantes del Altiplano, Más que todo, proveen forraje todo el año para la ganadería, en mayoría camélidos. Sin embargo, este recurso es altamente vulnerable frente a los efectos del cambio climático y sobre-uso, podría ocasionar una degradación rápida de los bofedales. El estudio tiene el propósito de describir métodos para evaluar el potencial productivo y la sostenibilidad de los bofedales altoandinos, tomando como modelo los bofedales de la Cordillera Real (departamento de La Paz, Bolivia) con la finalidad de aprovechar y fortalecer la producción ganadera que se desarrolla en la zona. En primer lugar, proponemos disponer de información técnica sobre la cobertura vegetal, composición florística y la cantidad de materia seca para estimar el potencial de los bofedales como forraje. Esta obtención de datos se puede realizar a través de un muestreador de rejilla a lo largo de transectos lineales. Posteriormente relacionamos estos datos con la abundancia del ganado, con el fin de cuantificar capacidad de carga animal, la cual es directamente relacionada con la sostenibilidad a largo plazo de los recursos de los bofedales. Nuestro tercer objetivo es sugerir métodos sencillos para caracterizar los sistemas de uso de los bofedales, estos datos permitirán ajustar nuestro conocimiento sobre el potencial productivo y la sostenibilidad de los bofedales altoandinos, además de realizar orientaciones hacia un manejo adecuado y uso racional sostenible de los bofedales.

High-Andean wetlands (bofedales) provide crucial resources for the inhabitants of the Altiplano, among which pasture for camelid livestock. This resource is particularly vulnerable in the face of the effects of climate change. In this context, overgrazing may drive bofedales' functioning beyond a threshold of sustainability, leading to an overall degradation of both the diversity and productivity of these keystone ecosystems. The purpose of this methodological contribution is to present a number of easy-to-apply methods to evaluate the productive capacity and the sustainability of high Andean bofedales, taking the bofedales of the Cordillera Real (La Paz Department, Bolivia) as a model. Such an approach is meant to sustain livestock production in this region. First, we describe methods to collect vegetation data (plant diversity, relative vegetation cover, dry matter quantity) so as to estimate the current potential of bofedales as a nutrient resource for livestock. This data collection can be made with help of contact points along 30-50 m line transects. Second, we put together these data with an estimation of livestock abundance in order to characterize the carrying capacity of each bofedal, which is directly correlated with the long-term maintenance of the resources provided by these ecosystems. Our third specific objective is to discuss briefly simple methods for characterizing the operating systems at work in bofedales. Acquiring these data is expected to refine our knowledge of the potential productivity and sustainability of High-Andean bofedales. It should permit optimizing their long-term management.

Métodos para caracterizar la dinámica de los sistemas socio-ecológicos asociados a los bofedales altoandinos (Cordillera Real, Bolivia)

Los bofedales altoandinos son un socio-ecosistema clave para millones de personas en los Andes centrales (Perú, Bolivia, Chile, Argentina). Permiten entre otros proveer agua, forraje para el ganado, almacenamiento de carbono en el suelo y tienen un nivel de biodiversidad alto. Entender los cambios de funcionamiento de los bofedales frente a los efectos del cambio climático requiere un enfoque multidisciplinario incluyendo una parte socio-económica y política. El artículo tiene por objetivo describir y discutir métodos de las ciencias sociales para poder entender la dinámica de funcionamiento de los sistemas socio-ecológicos asociados a los bofedales altoandinos. Tomamos como ejemplo el proyecto BIOTHAW, el cual estudia la dinámica socio-económica de los bofedales en cuatro municipios de la Cordillera Real (Departamento La Paz, Bolivia). Dentro de los métodos propuestos discutimos la pertinencia de utilizar la investigación participativa, las entrevistas con comunidades locales, mapas parlantes y juegos experimentales. En una posterior fase, los resultados obtenidos alimentarán un modelaje socio-ecológico bajo los efectos de los cambios globales mediante un modelamiento basado en agentes.

High Andean peat bogs (bofedales) are keystone socio-ecosystems for millions of people in the Central Andes (Peru, Bolivia, Chile, Argentina). They provide crucial ecosystem services such as drinking water, pasture for domestic livestock, soil carbon storage, and a particularly high level of biodiversity in comparison with surrounding areas. Characterizing changes in the functioning of bofedales as a response to the effects of climate change is therefore a topical scientific and management challenge, which requires multidisciplinarity, including a socio-economical approach. The objective of this article is to describe and discuss different social science methods in order to understand the dynamics of the functioning of the coupled social-ecological systems associated with the bofedales. For such a purpose, we present our experience within the BIOTHAW project in which we characterized the functioning of the bofedales located in four municipalities of the Cordillera Real (Bolivia). We discuss especially the relevance of four methodological approaches: participatory resear ch, interviews with local people, talking maps and experimental game designs. In a next phase within the project, the results obtained will be fed into a social-ecological model following the agent-based-modeling approach.

Un modelo socio-ecológico para establecer escenarios de dinámica de bofedales frente a los cambios globales

Los bofedales constituyen sistemas socio-ecológicos donde los aspectos físicos, ecológicos y sociológicos están intrínsecamente interrelacionados para la comprensión de su dinámica frente al cambio global. Una manera de representar la complejidad de los bofedales es de representarla desde la perspectiva de sus componentes y así proponer una descripción natural del sistema donde los conocimientos de distintos campos pueden estar integrados y conectados. La modelización multi-agentes permite esta perspectiva, además de ofrecer una herramienta para considerar las dinámicas espaciales y temporales. El uso de modelos se justifica plenamente cuando no se pueden realizar experimentaciones por razones éticas o logísticas, como en sistemas socio-ecológicos. Los modelos describiendo la dinámica de los bofedales tienen que tomar en cuenta no solamente sus distintos componentes, pero también las interacciones entre ellos, la interface entre los campos científicos. De esta forma, se integran las características de los bofedales como sistemas complejos, con non-linealidad de las dinámicas y umbrales, bucles de retroactividad y heterogeneidad. Este artículo describe el uso de modelos multi-agentes para el caso específico de los bofedales de la Cordillera Real en Bolivia frente al efecto del cambio climático. Además, propone métodos de comunicación del modelo para que la representación del sistema sea compartida entre los distintos campos científicos y para que sea útil para la gran parte de la audiencia.

Wetlands are socio-ecological systems where the physical, ecological and sociological aspects are intrinsically related. These relations are critical to understand their dynamic face of global change. One way to represent the complexity of the wetlands is to represent them from the perspective of the core components and propose a natural description of the system where the knowledge of the different scientific disciplines can be integrated and connected. The agent-based modeling approach allows this perspective, and provides a tool to consider both the spatial and temporal dynamics. Using models is justified when experiments cannot be performed for ethical or logistical reasons, such as in socio-ecological systems. Models describing the dynamics of the wetlands have to take into account not only their different components, but also the interactions between them, at the interface between scientific disciplines and knowledge. Thus the characteristics of the wetlands as complex systems demonstrate non-linearity of the dynamics, thresholds, retroactive loops, and heterogeneity. This article describes the use of agent-based models for the specific case of the wetlands of the Cordillera Real in Bolivia facing climate change. It also proposes methods for communicating the model in order to get a shared representation of the system, but also to be useful for a broad audience.