Novasinergia 2026, 9(1), 79-102. https://doi.org/10.37135/ns.01.17.05 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Evaluación multitemporal de la deforestación y sus efectos en los servicios
ecosistémicos de regulación de la subcuenca Chillayacu
Multi-temporal evaluation of deforestation and its effects on the regulating ecosystem
services of the Chillayacu sub-basin
Pablo Said Pala Yungan1, Alexis Maybry Silvestre Vergara1, Jaime Enrique Maza Maza1
1Carrera de Ingeniería Ambiental, Universidad Técnica de Machala, Machala, Ecuador, 070205;
asilvestr1@utmachala.edu.ec; jemaza@utmachala.edu.ec
*Correspondencia: ppala5@utmachala.edu.ec
Citación: Pala, P.; Silvestre, A. &
Maza, J., (2026). Evaluación
multitemporal de la deforestación
y sus efectos en los servicios
ecosistémicos de regulación de la
subcuenca Chillayacu.
Novasinergia. 9(1). 79-102.
https://doi.org/10.37135/ns.01.17.05
Recibido: 06 septiembre 2025
Aceptado: 12 noviembre 2025
Publicado: 08 enero 2026
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: La deforestación constituye una de las principales amenazas para la
provisión de servicios ecosistémicos (SE), especialmente aquellos vinculados
con la regulación climática e hídrica. El presente estudio evaluó el impacto de
la deforestación sobre dichos SE en la subcuenca del río Chillayacu, mediante el
análisis espacial y valoración experta. Se reclasificaron las coberturas y usos de
suelo de los años 1990 y 2022 en tres categorías principales, siguiendo las
directrices del IPCC: pastizales, tierras de cultivo y tierras forestales. Asimismo,
se evaluaron cuatro funciones ecosistémicas críticas; carbono orgánico del suelo
(COS), carbono en biomasa vegetal (COB), control de erosión (CE) y regulación
hídrica (RH) mediante el protocolo ECOSER, integrando información espacial
local y global. La relevancia relativa de seis categorías de las Contribuciones de
la Naturaleza a las Personas (NCP) asociadas a la regulación climática e hídrica
fue ponderada a través de la participación de 20 expertos. Los resultados
mostraron una reducción sustancial de la cobertura forestal acompañada de un
aumento de pastizales y tierras de cultivo, ocasionando una disminución en la
capacidad de almacenamiento de carbono y en la eficiencia de regulación
hídrica. Aunque las áreas agrícolas y de pastizales incrementaron parcialmente
su aporte a algunos SE, estos resultaron menos estables y con menor capacidad
de resiliencia frente a perturbaciones. En conclusión, la deforestación ha
deteriorado significativamente la provisión de SE en la subcuenca,
evidenciando la necesidad urgente de implementar estrategias de restauración
ecológica y de manejo sostenible que fortalezcan la regulación climática e
hídrica a escala regional.
Palabras clave: Deforestación, Funciones ecosistémicas, Protocolo ECOSER,
Servicios ecosistémicos, Subcuenca de Chillayacu.
Copyright: 2026 derechos otorgados por
los autores a Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de una licencia de Creative
Commons Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licenses/by
/4.0/).
Abstract: Deforestation constitutes one of the main threats to the provision of
ecosystem services (ES), especially those linked to climate and water regulation. This
study assessed the impact of deforestation on these ES in the Chillayacu River sub-
basin through spatial analysis and expert assessment. Land cover and use from 1990 to
2022 were reclassified into three main categories according to IPCC guidelines:
grassland, cropland, and forestland. Likewise, four critical ecosystem functions: soil
organic carbon (SOC), plant biomass carbon (BOC), erosion control (EC), and water
regulation (WR) were assessed using the ECOSER protocol, integrating local and
global spatial information. The relative relevance of six categories of Nature's
Contributions to People (NCP) associated with climate and water regulation was
weighted through the participation of 20 experts. The results showed a substantial
reduction in forest cover, accompanied by increases in grassland and cropland,
resulting in decreased carbon storage capacity and water regulation efficiency.
Although agricultural and grassland areas partially increased their contributions to
some ES, they proved less stable and less resilient to disturbances. In conclusion,
deforestation has significantly reduced ES provision in the sub-basin, highlighting the
urgent need to implement ecological restoration and sustainable management strategies
that strengthen regional-scale climate and water regulation.
Keywords: Deforestation, Ecosystem functions, ECOSER protocol, Ecosystem
services, Chillayacu sub-basin.
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1. Introducción
La transformación de los bosques tropicales en áreas agrícolas y urbanas ha
generado una pérdida significativa de la cobertura forestal y de los servicios ecosistémicos
(SE), particularmente aquellos relacionados con la regulación del agua y el control del
clima [1]. Estos cambios en la cobertura y el uso del suelo alteran las estructuras, la
dinámica y las funciones de los paisajes en el mundo, actuando como impulsores clave en
la preservación de los recursos naturales, provocando un impacto en los procesos como la
regulación del clima, ciclo del carbono, hidrológico y de nutrientes, que constituyen la
base de múltiples SE entre ellos, el almacenamiento y el flujo hídrico, la regulación de
fenómenos del clima y la provisión, considerando que la actividad humana depende de los
bienes y servicios que estos ecosistemas proporcionan [2].
La deforestación representa uno de los principales factores de la degradación ambiental y
pérdida de los ecosistemas. De acuerdo con el Global Forest Resources Assessment de la
FAO [3], el planeta perdió aproximadamente 420 millones de hectáreas de bosques desde
1990, aunque la tasa anual de deforestación ha disminuido de 16 millones de hectáreas por
año en la década de 1990 a 10 millones en el periodo 2015–2020. Este proceso ha impactado
de manera crítica los SE de regulación, en los que incluyen ciclo del agua, biodiversidad y
regulación del clima, concentrándose mayormente en las regiones de la Amazonía
sudamericana de Brasil, con pérdidas aproximadas de bosque de 3 millones de hectáreas,
seguido del Congo en África central y el Sudeste Asiático. En estas zonas, la expansión de
la agricultura industrial (soya, palma aceitera, ganadería) junto con las actividades
mineras e infraestructuras, son los motores dominantes del cambio de uso del suelo [4],
[5].
Ecuador no está exento de esta problemática, en los últimos 26 años se ha perdido
considerablemente cerca de 2 millones de hectáreas con relación a los bosques tropicales,
lo que representa cerca del 7.8% de la superficie total del país. La causa más común de la
deforestación es la expansión de la frontera agrícola, seguida de la minería y la expansión
urbana. La dependencia en cuanto a esta clase de bienes no solo está deforestando los
bosques, sino también degradándose, generando un colapso de la biodiversidad y un
impacto negativo en los medios de subsistencia de las comunidades locales a través de la
disminución de diversos SE proporcionados por estas áreas naturales [6]. De acuerdo con
el estudio de LaForeT [7], señalan que la conversión de los bosques tropicales a sistemas
agropecuarios se debe a la precariedad económica de las comunidades aledañas, las cuales
utilizan estos recursos para sus necesidades básicas. En esta línea, un estudio señala que
en los hogares que se encuentran cerca de los bosques, los ingresos provenientes de la
agricultura y de actividades forestales representan entre el 20 y el 40% del ingreso total de
estas familias [8].
En respuesta al aumento de la deforestación en el país, los gobiernos han venido
impulsando programas orientados a conservar, restaurar y gestionar de forma sostenible
sus ecosistemas forestales, como Socio Bosque, programa nacional que brinda incentivos
económicos de manera voluntaria en la conservación de zonas de bosque nativo u otras
vegetaciones, considerándose efectivo de manera económica al apoyo de los propietarios,
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 81
reduciendo así la deforestación en la conservación de bosques [9]. La REDD+ (Reducción
de las emisiones derivadas de la deforestación y la degradación de los bosques), cuyo
objetivo busca alcanzar la reducción y degradación forestal mediante la conservación y
optimización de otros usos del suelo [10]. El Sistema Nacional de Áreas Protegidas
(SNAP), enfatiza que se conserve su biodiversidad natural y garantizar la protección de
los SE, siendo eficaz en el mantenimiento de 59 zonas protegidas que abarcan el 20% de la
superficie continental e insular a nivel de país [11].
A pesar de los esfuerzos por conservar los bosques y la provisión de los SE, existen
localidades dentro del país donde los programas socioambientales no han tenido efecto
significativo, tal como la subcuenca del río Chillayacu en la provincia de El Oro, donde se
evidencia una dinámica crítica de transformación del paisaje. Según Rodríguez et al. [12],
señala que entre los años 2000 y 2018 se registró una conversión del 18.56% de bosques
hacia tierras agropecuarias, lo que equivale a un cambio total del 24.04% en la cobertura
vegetal y las proyecciones señalan que podría transformarse más de 1330.47 hectáreas
adicionales para el año 2030. La escasa investigación en esta área solo se ha enfocado en
analizar los cambios de todas sus coberturas, dejando ciertos vacíos en cuanto al
comportamiento integral de la subcuenca, especialmente en la información de datos de
perspectivas de aspecto social y cuantitativos sobre las funciones y provisión de los SE de
regulación climática e hidrológica.
Para el análisis de las funciones ecosistémicas (FE) y la provisión de servicios, resulta
fundamental contar con programas eficaces que permitan identificar de forma espacial,
cualitativa y cuantitativa los sitios de riesgo y degradación ambiental. En este contexto, el
manejo de Sistemas de Información Geográfica (SIG), constituye una herramienta esencial
para la obtención de datos cartográficos y permite aplicar análisis y representación [13].
Complementariamente, el protocolo colaborativo de evaluación y mapeo de servicios
ecosistémicos y vulnerabilidad socio-ecológica para el ordenamiento territorial (ECOSER)
se presenta como una herramienta clave que respalda la toma de medidas en torno al uso
de suelo, que al combinarse con los SIG promueve la integración de la investigación
interdisciplinaria de la perspectiva social con los SE, facilitando la identificación de los
cambios de cobertura vegetal y su impacto en la capacidad del ecosistema para mantener
las funciones esenciales [14].
Esta investigación se enfoca en evaluar el impacto de la deforestación sobre la provisión de
los SE de regulación climática e hídrica en la subcuenca del río Chillayacu, mediante el
análisis espacial de los cambios en la cobertura vegetal y de cuatro funciones ecosistémicas
(FE) entre los años 1990 y 2022. Estos resultados se centraron bajo los siguientes objetivos
específicos; i) Clasificar los cambios de las coberturas vegetales para los años 1990 y 2022
en la zona de estudio; ii) Analizar espacialmente las FE de carbono orgánico del suelo
(COS), almacenamiento de carbono en biomasa vegetal (COB), control de erosión (CE) y
regulación hídrica (RH) por año de estudio, y iii) Evaluar la provisión relativa sobre los SE
de regulación climática e hídrica para la zona y año de estudio. El estudio surge con la
siguiente pregunta: ¿Cómo ha influido la deforestación en la provisión de los servicios
ecosistémicos de regulación climática e hídrica en la subcuenca del río Chillayacu entre los
años 1990 y 2022, considerando los cambios espaciales en la cobertura vegetal?
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2. Metodología
2.1. Área de estudio
La subcuenca del río Chillayacu se encuentra entre los cantones de Zaruma, Chilla y
Pasaje en la provincia de El Oro (Figura 1). Esta zona cuenta con una (latitud 3°19’28.70’’ S,
longitud 79°34’39.62’’ O) y superficie de 18199.99 hectáreas. El clima que destaca es el
tropical montano. Las temperaturas medias anuales varían entre 12 a 20°C; con
precipitaciones anuales entre 500 a 2000 mm. Tiene una altitud que va desde los 440 hasta
los 3.680 m.s.n.m, abarcando las elevaciones de la cordillera de Chilla. Los tipos de suelos
que se clasifican son: inceptisoles con el 72%, mollisoles 10%, andisoles 9%, tierras
misceláneas 5% que no son apropiados y con poca superficie en el suelo, entisoles con el
1% [15].
La textura de suelo dominante es arcilloso-arenoso, lo que favorece la fertilidad del suelo,
ideal para la producción de cultivos. Siendo las siembras de ciclo corto: maíz y cacao. En lo
florístico, la zona se encuentra dominada por Cordia alliodora, Clusia alata, Shinnus molle,
Polypodium decumanum. Por otra parte, se destacan en la fauna el Accipiter nisus, Passer
domesticus, Columba livia, Amazona oratrix. En lo socioeconómico existen actividades
relevantes como es el caso de la producción agrícola, forestal, pecuaria y el turismo [16].
Figura 1. Mapa de área de estudio: Subcuenca Chillayacu (a); cantones de la provincia de El Oro (b) y Ecuador, provincia
de El Oro
2.2. Enfoque metodológico
El estudio adopta el protocolo ECOSER, metodología que integra componentes
ecológicos y sociales para cuantificar, mapear y analizar espacialmente los servicios
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ecosistémicos y la vulnerabilidad de los sistemas socio-ecológicos frente a cambios en el
uso del suelo. Los tipos de investigación utilizados son cuantitativo, descriptivo,
correlacional y explicativo con el fin de analizar de forma integral los SE ante procesos de
deforestación. El método cuantitativo permite comparar variaciones temporales mediante
herramientas como ECOSER y Sistema de Información Geográfica (SIG). El enfoque
descriptivo facilita la caracterización actual de las coberturas vegetales, mientras que el
correlacional establece vínculos entre cambios de la vegetación y las funciones
ecosistémicas (FE). Finalmente, el método explicativo identifica causas de las alteraciones
en la provisión de servicios de regulación climática e hídrica. El enfoque de este estudio se
sintetiza en el siguiente diagrama de flujo (Figura 2), que detalla cada objetivo y los
procedimientos empleados:
Figura 2. Diagrama de flujo sobre el proceso metodológico
2.3. Recopilación y procesamiento de datos
Las coberturas y usos de suelo correspondientes a los años 1990 y 2022, fueron
obtenidos del Sistema Nacional de Monitoreo de Bosques del Ministerio del Ambiente, Agua
y Transición Ecológica (MAATE) [17]. Las clases de coberturas siguen la clasificación de
primer nivel que representa todas las zonas de uso de la tierra establecida por el
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) [18], como son bosques, tierras
agropecuarias, otras tierras, vegetación arbustiva y herbácea, cuerpos de agua y zonas
antrópicas.
Las coberturas y usos del suelo fueron reclasificados en función de su permanencia y de
los cambios observados en tres categorías principales de vegetación: (i) pastizales, (ii)
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 84
tierras de cultivos y (iii) tierras forestales, conforme a la estructura establecida para la
elaboración de informes del sector Agricultura, Silvicultura y Otros Usos de la Tierra
(AFOLU) según el IPCC [19]. Dentro de las tierras forestales se incluyeron las
subcategorías de bosques nativos y plantaciones forestales. Las tierras de cultivos
comprendieron las subcategorías de cultivos anuales, permanentes y semipermanentes, así
como mosaicos agropecuarios y sistemas agrosilvícolas. En el caso de los pastizales, se
consideraron las subcategorías de tierras de pastoreo, páramos y vegetación arbustiva y
herbácea [20]. Las categorías de humedales, asentamientos y otras tierras fueron excluidas
del análisis, por no presentar relación directa con los procesos de deforestación. En la
Figura 3 se muestran las tres categorías resultantes de la reclasificación.
Figura 3. Mapa de cobertura vegetal de los años; 1990 (a) y 2022 (b)
Para la evaluación de los SE de regulación se analizaron cuatro FE (Tabla 1): i) contenido
de carbono orgánico del suelo (COS), ii) contenido de carbono orgánico de la biomasa
vegetal (COB), iii) control de erosión (CE), siguiendo el protocolo colaborativo ECOSER
para la evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos y vulnerabilidad socio-ecológica en
el ordenamiento territorial [21] y iv) regulación hídrica (RH), de acuerdo con la
metodología propuesta por Portalanza et al. [22].
La información para las FE de COS y COB se obtuvo de las Directrices del IPCC del
Volumen 4: Agricultura, silvicultura y otros usos de la tierra (IPCC-2006a) [23]. El CE se
estimó mediante la ecuación RUSLE, empleando los mapas globales de erosividad (Factor
R) [24] y erodabilidad (Factor K) [25] derivados del European Soil Data Centre (ESDAC).
Para la caracterización del relieve (Factor LS) se utilizó un Modelo Digital de Elevación
(DEM) [26] de 30 m de resolución, descargado del portal United States Geological Survey
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(USGS Earth Explorer) y como datos de referencia de protección de cobertura vegetal
(Factor C) y buenas prácticas de manejo (Factor P), se utilizó lo establecido por ECOSER y
lo descrito por Panagos et al. [27], respectivamente. En el caso de la RH se procesaron
imágenes satelitales Landsat 5 (1990) y Landsat 8–9 (2022) en la plataforma Google Earth
Engine (GEE) [28] para el cálculo del NDVI. Todas las capas se integraron en el sistema de
coordenadas WGS 1984 UTM Zona 17S, manteniendo la resolución original de 30 m, lo
que garantizó la consistencia espacial y la precisión de los análisis.
Tabla 1. Información geoespacial y datos de referencia por cobertura vegetal en el área de estudio
Cobertura
vegetal
COS
COB
CE
RH
Flu
Fmg
Fa
(Tn ha⁻¹)
Ri
Ki
LSi
Ci
Pi
ECOSER[15]
Referencias
ESDAC[24]
ESDAC[25]
DEM[26]
ECOSER[27]
Panagos
et al.[27]
Ecuación
NDVI[22]
Pastizales
1
1.16
1
16.1
Erosividad
global de
las
precipitaci
ones
Erosión
global del
suelo
Wischme
ier y
Smith
Bolton
0.02
1
Portalanza et
al.[22]
Imágenes[28]
Landsat 5 y
Landsat 8-9
Tierras de
cultivo
0.88
1.09
1
50
0.4
1
Tierras
forestales
1
1
1
70.5
0.006
1
2.4. Análisis de las funciones ecosistémicas
2.4.1. Almacenamiento de carbono orgánico en el suelo (COS)
Para la estimación de la FE de COS se empleó la metodología propuesta por el IPCC
(2006a), a través de la siguiente ecuación 1:
COSi = COSRef * Flu * FFmg * Fa (1)
Donde, COSi es el valor de COS en (Mg ha-1) contenido en el píxel (i), COSRef estima el valor
del carbono orgánico bajo las condiciones referenciales; los factores Flu se relacionan con
los tipos de coberturas del suelo, FFmg con las prácticas de laboreo en el suelo y Fa con la
aportación del carbono al suelo en diferentes niveles.
Para este análisis se clasificó previamente la región climática del área de estudio en
relación a los tipos de suelos presentes en el mapa geopedológico del Ecuador del
Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador (MAG) [29], para posteriormente ser
basados con los datos de referencia de existencia de carbono orgánico (COSRef) para suelos
minerales expresados en (Tn C ha-1 entre 0 y 30 cm de profundidad); Capítulo 2 (IPCC-
2006b) [30], tal como se explica en la (Tabla 2).
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 86
Tabla 2. Valores referenciales de COS por tipos de suelo en el área de estudio, en relación con las Directrices del IPCC de
2006 para climas tropicales montano
Región
climática
Suelos de zona estudio
USDA
Suelos de referencia
IPCC 2006
COSref
(Tn C ha⁻¹)
Tropical
montano
Alfisoles
LAC
63
Andisoles
Volcánicos
80
Entisoles
HAC
HAC
HAC
88
88
88
Inceptisoles
Mollisoles
Nota: Suelos LAC, suelos arcillosos con baja intensidad de minerales; suelos volcánicos, especialmente de cenizas
volcánicas y suelos HAC, suelos con alta actividad de minerales
Al igual que los valores de referencia para el COS, el IPCC propone factores relativos de
cambio en las existencias de COS (Flu, Fmg y Fa) asociados a la cobertura y uso del suelo
en un periodo de 20 años [31], [32], (Tabla 1). Para este análisis se aplicaron los
lineamientos del informe sobre manejo sostenible de la tierra [33], considerando los suelos
agrícolas bajo un manejo moderado con reincorporación de material vegetal. En el caso de
los pastizales, se identificó un manejo del suelo más favorable con reinserción moderada
de la vegetación.
2.4.2. Almacenamiento de carbono en biomasa vegetal (COB)
Se estimó el valor de contenido de COB por cada cobertura (Tabla 1), aplicando
valores acordes al IPCC 2006 siguiendo las tablas 5.1; 5.2 [31], 6.4 [32] según nuestra zona
climática.
2.4.3. Control de erosión (CE)
Para estimar la pérdida media anual del suelo (Ai) expresada en toneladas por
hectárea (Tn/ha) referente a la FE del CE se aplicó el método RUSLE (Ecuación Universal
Revisada de Pérdida de Suelo), considerando cinco factores esenciales en el proceso, de
acuerdo con la formulación propuesta por [15] y expresada en la ecuación 2:
Ai = Ri * Ki * LSi * Ci * Pi (2)
Ri, corresponde al factor de erosividad de la lluvia y se obtuvo mediante la capa de
“erosividad global de las precipitaciones”, basado en 3625 estaciones de precipitación con un
registro de 60.000 años de lluvia y resolución espacial de 1 km [24].
Ki, está asociado a la erodabilidad del suelo, refleja la sustentabilidad de las partículas a
desprenderse y ser transportadas por la acción de la lluvia y la escorrentía [34]. Para este
estudio, se empleó la capa ráster de “erosión global del suelo” generada mediante el método
de Wischmeier y Smith, basado en la textura del suelo [35], con resolución de 1 km.
LSi, integra la longitud de la pendiente (L) y su gradiente (S), variables determinantes en la
estimación de la pérdida de suelo [36]. Su cálculo se efectuó en dos etapas: primero, la
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longitud de la pendiente se derivó a partir de la ecuación 3 [37], posteriormente, este valor
se incorporó en la ecuación 4 [35], para obtener el (factor LS), que representa el efecto
combinado de la longitud y la inclinación de la pendiente sobre los procesos erosivos.
(Bolton) (3)
(Wischmeier y Smith) (4)
Ci, factor que evalúa la influencia de la cobertura vegetal y las prácticas de manejo del
suelo en la susceptibilidad a la erosión, donde valores mayores indican menor protección.
En la subcuenca de estudio, se emplearon valores referenciales coherentes con su grado de
cobertura y capacidad de control de escorrentía; 0.4 para tierras de cultivos, característico
de plantaciones anuales o semipermanentes bajo manejo convencional; 0.02 para
pastizales, que representan una protección moderada a alta; y 0.006 para tierras forestales,
correspondiente a bosques secundarios densos o reforestaciones en madurez intermedia
(Tabla 1). Estos valores, adoptados por el protocolo ECOSER, derivan de tablas empíricas
desarrolladas por Wischmeier y Smith, posteriormente ajustadas a condiciones tropicales
mediante estudios realizados en América Latina y Ecuador [38], [39]. En cambio, Pi
representa la eficacia de las prácticas de conservación aplicadas para mitigar la erosión del
suelo ocasionada tanto por procesos naturales como por actividades antrópicas [40]. Al no
contar con datos dentro del área de estudio, se le asignó un valor uniforme de 1 de
acuerdo con lo establecido por Panagos et al. [27] (Tabla 1).
2.4.4. Regulación hídrica (RH)
Para la estimación de RH se aplicó la metodología de Portalanza [14], establecida a
través de la ecuación 5:
RH= NDVI*(1-CVNDVI)*(1-Pa) (5)
Donde RH, es la regulación hídrica, mientras que NDVI representa el índice de vegetación
diferencial obtenido de las imágenes satelitales de Landsat 5 para el año 1990 y Landsat 8-
9 para el año 2022 con valores relativos de (0 a 100), CVNDVI expresa el coeficiente de
variación temporal del NDVI y Pa representa la proporción de área ocupada por cuerpos
de agua dentro de una unidad espacial.
Debido a la alta nubosidad en la zona de estudio, se amplió el rango temporal para
obtener imágenes satelitales libres de nubes, considerando años contiguos a las fechas de
análisis. Así, para 1990 se utilizaron imágenes de 1989–1991 y para 2022 de 2021–2023. Se
emplearon imágenes del satélite Landsat 8, aplicando máscaras de nubes para eliminar
áreas afectadas. A partir de las imágenes disponibles, se calculó la media mensual de
NDVI durante tres años consecutivos y con los valores resultantes, se estimó el NDVI
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 88
promedio anual y su coeficiente de variación (CVNDVI). Los valores de Pa se extrajeron de
la capa ráster de cobertura y uso de suelo de COS correspondiente a la zona de estudio.
Finalmente se aplicó un análisis de varianza bifactorial (ANOVA) para evaluar los efectos
del año y la cobertura vegetal sobre la RH, considerando su interacción. Posteriormente, se
realizó una prueba post hoc de Tukey para identificar diferencias significativas entre
grupos. Este enfoque permitió determinar la magnitud y dirección de los cambios
temporales y espaciales en la RH.
2.4.5. Evaluación de la provisión de los servicios ecosistémicos (SE)
Para el análisis del impacto de la deforestación sobre los SE de regulación climática
e hídrica en la subcuenca de estudio, se consideraron 6 de las 18 categorías de la
contribución de la naturaleza a las personas (NCP). Estas categorías están diseñadas para
fortalecer ideas múltiples y evolución; derivadas de beneficios que las personas obtienen
de sus vínculos con el resto del mundo [41].
Se realizó una comparativa de la capacidad de la provisión de los SE, a través de los
cambios relativos (%) durante los 32 años de estudio. Para los SE de regulación climática
se consideró los NCP de mayor relación, siendo NCP 1. Creación y mantenimiento del
hábitat, NCP 3. Regulación de la calidad del aire, NCP 4. Regulación del clima. En cambio,
para la regulación hídrica: NCP 6. Regulación de la cantidad, ubicación y calendario de
agua dulce, NCP 7. Regulación de la calidad del agua dulce y costera, y NCP 9. Regulación
de peligros y eventos extremos.
Los seis NCP fueron cuantificados en relación con las cuatro FE, se establecieron valores
de pesos que van de 0 a 1, lo cual fue proporcionado mediante las perspectivas de 20
profesionales relacionados con el estudio; Ing. Ambientales, Ing. Agrónomos, Ing.
Forestales, Biólogos, Gestores Ambientales y docentes Universitarios afines al área; así
mismo, se encuestó el nivel de importancia de los NCP en un rango de valor de 0 a 5
(Tabla 3).
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 89
Tabla 3. Valoración promedio relativo de cada FE a los SE (NCP) y su importancia
Servicios Ecosistémicos
(NCP)
Importancia
de los NCP
FE
Promedio
(Promedio)
COS
COB
CE
RH
NCP1. Creación y mantenimiento de
hábitat
NCP3. Regulación de la calidad del
aire
NCP4. Regulación del clima
NCP6. Regulación de la cantidad,
ubicación y calendario del agua dulce
NCP7. Regulación de la calidad del
agua dulce y costera
NCP9. Regulación de peligros y
eventos extremos
4.9
4.7
4.55
4.55
4.75
4.4
0.79
0.66
0.76
0.71
0.78
0.68
0.80
0.62
0.78
0.68
0.71
0.68
0.78
0.50
0.75
0.74
0.72
0.76
0.69
0.49
0.78
0.85
0.87
0.79
0.76
0.57
0.77
0.75
0.77
0.73
Posteriormente se integraron los resultados de las FEs de cada año de estudio para
determinar el flujo relativo para los SE de la regulación climática y regulación hídrica,
mediante la ecuación 6:
FSEi = ∑bij * FEj (6)
Donde, bij es el aporte de la ponderación relativa al SE del NCP y FEi sintetiza la
combinación lineal por cada FE.
3. Resultados
3.1. Impacto de la deforestación sobre las FE de COS, COB, CE y RH
En las (Figuras 3a y 3b), el análisis del cambio neto revela el aumento y pérdida de
la superficie (ha) de las coberturas entre 1990 y 2022. La cobertura de pastizales presentó
un aumento neto del 91.4%, registrando cambios en la superficie entre 1990 con 4473.71 a
2022 con 8560.73 ha. En cambio, las tierras de cultivo mostraron un aumento neto del
25.8%, de 5879.99 en 1990 a 7398.93 ha en 2022. Mientras las tierras forestales existieron, la
pérdida neta fue del –72.5%, pasando de 7825.59 en 1990 a 2155.03 ha en 2022.
El análisis multitemporal de los cambios de uso y cobertura del suelo evidenció una
variación notable en el COS entre 1990 y 2022 (Figura 4a). Los pastizales registraron un
incremento del 91.2%, pasando de 4349.22 a 8312.61 Tn, mientras que las tierras de cultivo
aumentaron moderadamente (23.8%), de 4754.96 a 5888.75 Tn. En contraste, las tierras
forestales mostraron una pérdida significativa del 73.2%, disminuyendo de 6329.63 a
1696.36 Tn. El análisis espacial (Figuras 4b y 4c) muestra que en 1990 predominaban
valores intermedios de COS (70–90 Tn C/ha), reflejando menor densidad vegetal y mayor
presión antrópica. Para 2022 se observa una expansión de zonas con valores altos (> 90 Tn
C/ha), principalmente en áreas forestales regeneradas y pastizales con mayor acumulación
de biomasa, mientras que los suelos agrícolas mantienen niveles bajos y estables, debido
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 90
posiblemente a la extracción continua de nutrientes y a un menor aporte de materia
orgánica.
Figura 4. Contenido (a) y patrones espaciales de COS por cobertura; año 1990 (b) y año 2022 (c)
Para el análisis de COB entre los años 1990 y 2022, en la (Figura 5a) se observan cambios
en la distribución y magnitud según el tipo de cobertura. En 1990, las tierras forestales
registraban gran acumulación de COB con 5515.52 Tn, seguido por las tierras de cultivo de
2939.27 Tn y pastizales con 7207.8 Tn. Para 2022, las tierras forestales mostraron una
reducción significativa del 72.5%, alcanzando solo (1519.63 Tn), mientras que las tierras de
cultivo y los pastizales aumentaron a 3701.39 y 1377.51 Tn, lo que corresponde a
incrementos del 25.9 y 91.1%, respectivamente. De acuerdo con la (Figura 5b y 5c), los
mapas espaciales evidencian que, en 1990, las concentraciones más altas de COB (70.5 Tn
C/ha) estaban vinculadas principalmente a bosques; sin embargo, hacia 2022, estas se
redujeron drásticamente, siendo reemplazadas por coberturas de menor carbono (50 y
16.10 Tn C/ha) correspondientes a tierras de cultivo y pastizales. Estos patrones reflejan un
proceso de pérdida de biomasa en áreas forestales y un desplazamiento hacia coberturas
de menor capacidad de almacenamiento de carbono, relacionadas con prácticas de uso y
transformación del suelo.
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 91
Figura 5. Contenido (a) y patrones espaciales de COB; año 1990 (b) y año 2022 (c)
El análisis de los datos de CE refleja variaciones en la dinámica de la cobertura vegetal
entre 1990 y 2022. Según la representación mediante el gráfico de barras y los mapas
espaciales observados en la (Figura 6a, b y c), las tierras de cultivo experimentaron el
incremento más pronunciado, pasando de 2067.91 en 1990 a 3132.24 Tn/año en 2022, lo que
corresponde a un crecimiento aproximado del 51.4 %. Los pastizales también mostraron
un aumento moderado con 93.1% de 8.014 a 15.457 Tn/año. En contraste, las tierras
forestales presentaron una disminución notable, de 5.281 a 1.426 Tn/año, lo que implica un
73%. Esto indica que el incremento en CE se concentra principalmente en áreas de tierras
de cultivo y pastizales, mientras que las zonas forestales se reducen y presentan menor
pérdida de suelo.
Figura 6. Contenido (a) y patrones espaciales de CE; año 1990 (b) y año 2022 (c)
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 92
El análisis de varianza realizado sobre la RH (Figura 7), señala que el principal factor de
variabilidad se atribuye al efecto temporal (Suma de cuadrados [Sum Sq] = 68.28), seguido
con una contribución menor de la cobertura vegetal (Sum Sq = 15.50), mientras que la
interacción entre la cobertura y el año revela una fracción mínima de la variación (Sum Sq
= 2.35). Estos hallazgos indican que la RH mostró un aumento significativo en el año 2022
en comparación con 1990 y que las variaciones entre las diferentes coberturas se alinean
con los patrones observados. Las tierras forestales muestran los valores de media más
altos (RH= 80.96), seguidos por las tierras de cultivo (RH= 78.79), mientras que los
pastizales registran los valores más bajos (RH= 7.03). El análisis post hoc de Tukey
corrobora que las comparaciones por pares entre las coberturas y los años arrojan
diferencias estadísticamente significativas, particularmente notables entre los bosques y
los pastizales, además de los contrastes observados entre 1990 y 2022.
Figura 7. Frecuencia y distribución de la RH por cobertura vegetal y por año
3.2. Provisión de los SE de regulación climática e hídrica en la subcuenca del río Chillayacu
Como resultado de la capacidad de la provisión de los SE, el análisis comparativo
de los cambios relativos (%) para los años 1990 y 2022 (Figura 8), indican que las tierras de
cultivo son la cobertura vegetal que concentra los incrementos más significativos en los
NCP asociados al (NCP 1. Creación y mantenimiento de hábitat, NCP 3. Regulación de la
calidad del aire y NCP 4. Regulación del clima del clima) (Figura 8a), como en los
vinculados a la regulación hídrica (NCP 6. Regulación de la cantidad, ubicación y
calendario del agua dulce, NCP 7. Regulación de la calidad de agua dulce y costera y NCP
9. Regulación de peligros y eventos extremos) (Figura 8b), con valores que oscilan entre 5.7
% y 10.9 %. Esta dinámica dominante revela una intensificación de su aporte ecosistémico,
probablemente procedente de los cambios en las prácticas de uso y manejo del suelo, que
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 93
han potenciado su capacidad para incidir en múltiples dimensiones de los servicios
ecosistémicos. En cambio, los pastizales indican incrementos intermedios y más
uniformes, con valores que fluctúan entre 2.4 % y 10.1 % dependiendo del NCP, lo que
refleja una contribución positiva, pero más limitada en comparación con las tierras de
cultivo. Sin embargo, las tierras forestales generaron los aumentos más bajos tanto en los
servicios de regulación climática como la hídrica, con variaciones que van de 2.0 % a 7.4 %,
lo que demuestra un papel más estable y conservador en el mantenimiento de funciones
ecosistémicas, es decir, un aporte sostenido, pero menos variable.
Por último, en la (Figura 8c), se evidencia la relación que existe entre el impacto de la
deforestación con los (NCP 1. Creación y mantenimiento de hábitat y NCP 7. Regulación
de la calidad de agua dulce y costera) frente a la percepción social sobre la importancia de
estos. Así mismo, se destaca una percepción de mucha importancia al NCP 3. Regulación
de la calidad del aire por parte de los expertos, siendo esta percepción contraria a lo
reflejado por parte de los cambios provocados por la deforestación en las cuencas de
estudio.
Figura 8. Provisión de SE por NCP y cobertura vegetal para el periodo 1990-2022; de regulación climática (a) y regulación
hídrica (b), e importancia de valores relativos de percepción de 20 expertos (c)
4. Discusión
En cuanto al análisis de las coberturas vegetales en la subcuenca del río Chillayacu,
muestra cambios en el paisaje donde la pérdida de tierras forestales contrasta con el
aumento de tierras de cultivo y pastizales. En relación con la expansión de la cobertura
vegetal, esta dinámica muestra un crecimiento de los ecosistemas, aunque dicho
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 94
crecimiento sea resultado de las actividades antropogénicas enfocadas a la producción
agropecuaria. Es decir, a pesar de que la cobertura forestal natural se reduce, la superficie
total de la vegetación de la región aumenta debido a la conversión de tierras a la
producción agropecuaria, lo que representa un incremento neto de la cobertura vegetal de
la zona de estudio. La pérdida de la cobertura forestal se correlaciona directamente con
una capacidad reducida para regular los recursos hídricos, el almacenamiento de carbono
y la conservación de la biodiversidad, socavando así la resiliencia ecológica de la región.
Mientras tanto, el aumento de pastizales y tierras cultivadas sugiere un cambio en el uso
de la tierra con retornos económicos productivos a corto plazo, pero arriesga la
degradación del suelo a largo plazo y la pérdida de SE.
Al analizar el carbono orgánico del suelo (COS), se evidenció una notable variación entre
1990 y 2022, con una pérdida del 73 % en áreas forestales, un incremento del 91 % en
pastizales y un leve aumento en zonas agrícolas. Estos patrones concuerdan con
investigaciones recientes que documentan pérdidas de COS asociadas a la deforestación y
aumentos en sistemas de pastoreo controlado o en procesos de regeneración natural.
Estudios realizados en Ecuador [42], señalan que la exclusión del pastoreo favorece la
acumulación de carbono, mientras que el uso agrícola intensivo provoca su disminución
progresiva; es decir, su conversión a usos antrópicos suele traducirse en pérdidas rápidas
del stock superficial si no hay reposición de residuos o control de erosión [43]. Por otra
parte, el incremento de COS que observamos en pastizales, junto con los mapas de 2022
que concentran valores altos (≥90 Tn C/ha) en áreas con mayor retorno de biomasa, señala
que una fracción relevante de estas superficies se encuentra bajo condiciones de manejo
relativamente favorables, o bien que hubo transiciones desde cultivos hacia pastizales; este
proceso de cambio algunas literaturas identifican como ganancia neta de COS a escalas
decenales [44], [45]. La pérdida observada en coberturas forestales podría explicarse por
factores locales como la erosión, la reducción de stocks edáficos asociada a la remoción de
la cobertura arbórea, la mayor exposición del suelo y el incremento de mineralización tras
el disturbio [46], [47]. Esto evidencia que las transformaciones en el uso del suelo influyen
de manera directa en la dinámica del COS, destacando la importancia de la conservación
forestal y la gestión sostenible del suelo para preservar el balance de carbono y la
funcionalidad de los ecosistemas.
En relación con el (COB) entre 1990-2022, revelan cambios marcados en su
almacenamiento vinculados al uso de la tierra. En el primer periodo, los bosques
constituían el principal reservorio de COB; sin embargo, en 2022 se evidencia una
reducción significativa en esta cobertura, acompañada de incrementos notables en áreas
agrícolas y pastizales. Esta transición refleja un proceso de pérdida de capacidad
ecosistémica para conservar carbono, lo que a su vez compromete la estabilidad del suelo
y la provisión de servicios ambientales. Hallazgos semejantes han sido descritos en otros
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 95
ecosistemas altoandinos del Ecuador, donde la conversión del bosque nativo a usos
agropecuarios genera descensos sustanciales en las reservas de carbono y limita las
funciones ecológicas asociadas al ciclo biogeoquímico [48]. Esto resalta la urgencia de
implementar prácticas de manejo sostenible que favorezcan la conservación y
recuperación de la capacidad de los suelos para actuar como sumideros de carbono.
Los valores observados de (CE) muestran un patrón muy claro; mientras las tierras de
cultivo y los pastizales demuestran aumentos sustanciales en carga erosiva (5.4 y 93.1 %,
respectivamente), las tierras forestales registran un descenso abrupto del 73 %. Este
desequilibrio indica que la expansión agrícola y la intensificación del uso en pastizales han
exacerbado los procesos erosivos, especialmente al remover cobertura protectora y
disminuir la estabilidad estructural del suelo. Estos resultados concuerdan con modelos
globales que atribuyen al cambio de uso de suelo la principal causa del aumento de la
erosión en el siglo XXI [49] y con estudios de caso que muestran incrementos de
erodibilidad tras la deforestación [50]. Es decir, la drástica reducción de CE del bosque
respalda la función de mitigación de erosión que ejerce la cobertura forestal, la cual
conserva materia orgánica, reduce el impacto del agua y refuerza la cohesión del suelo.
Por otro lado, el aumento de CE en cultivos y pastizales podría indicar prácticas agrícolas
poco sostenibles como las rotaciones intensivas, falta de barreras y escasa cobertura
residual, que aceleran la degradación del suelo [51]. Como respuesta a la pérdida de suelo
en zonas forestales, es muy necesaria la intervención de políticas específicas que regulen la
expansión agrícola en zonas vulnerables y se promuevan prácticas de conservación como
siembras de cobertura, terrazas y agroforestería, estrategias que permiten contener el
aumento de la erosión [52].
En cuanto al análisis de regulación hídrica (RH), evidencia que el principal factor de
variabilidad corresponde al efecto temporal, lo que sugiere que las modificaciones
ocurridas entre 1990 y 2022 ejercen una influencia más significativa que las diferencias
asociadas al tipo de cobertura vegetal. Si bien las coberturas presentan comportamientos
contrastantes con valores más elevados en las tierras forestales (80.96%) y más bajos en los
pastizales (7.03%), la interacción cobertura por año resulta marginal, lo que refleja una
estabilidad relativa en los patrones espaciales de la RH. El incremento general observado
en 2022 podría atribuirse a condiciones climáticas más húmedas o procesos de
recuperación de la vegetación, coherentes con los hallazgos de [53], quienes demostraron
que los bosques nativos favorecen un microclima más estable, caracterizado por mayor
humedad y menor temperatura en comparación con los cultivos y pastizales en regiones
tropicales de montaña. Mientras que [54], destacan que la variabilidad temporal de la
humedad relativa está fuertemente condicionada por los procesos de evapotranspiración y
su respuesta frente a las fluctuaciones climáticas.
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 96
Los resultados muestran incrementos relativos consistentes en tierras de cultivo a través
de los NCP de creación de hábitat (10.9%), regulación de la calidad de aire (5.7%),
regulación del clima (6.6%) y regulación hídrica (cantidad 7.0%, calidad 6.7%, eventos
extremos 7.1%), mientras que los pastizales exhiben aumentos intermedios (10.1% en
hábitat y 3% en los ítems hídricos) y las tierras forestales presentan variaciones más bajas
(7.4% en hábitat y entre 2 a 3% en los demás indicadores). Este patrón señala que los
cambios de manejo en matrices agrícolas pueden potenciar determinados servicios de
regulación, aunque ello no implica necesariamente mayores niveles absolutos ni ausencia
de costos ecológicos. En la literatura, esta dinámica se relaciona con la intensificación
ecológica, entendida como la gestión de organismos y hábitats útiles mediante prácticas
como coberturas vegetales, franjas ribereñas o diversificación de cultivos, que incrementan
la provisión de polinización, regulación hídrica y secuestro de carbono [55], [56]. No
obstante, se advierte que la intensificación convencional genera trade-offs entre
productividad y conservación, con efectos negativos sobre biodiversidad, erosión y
contaminación difusa [57], [58]. En este sentido, los hallazgos de este estudio refuerzan la
necesidad de políticas públicas y estrategias de gestión que promuevan soluciones
basadas en la naturaleza, como la restauración de corredores y bosques riparios, la
implementación de prácticas de conservación de suelos, agua y el mantenimiento de la
heterogeneidad espacial, aprovechando la estabilidad reguladora de los bosques y el
potencial de mejora en agroecosistemas [59], [60]. Ello es coherente con la evidencia global
que señala crecientes presiones sobre tierra y agua y la urgencia de gestionar sinergias y
compensaciones entre servicios ecosistémicos para sostener la resiliencia socio ecológica
[61], [58].
5. Conclusiones
La comparación entre los años 1990-2022 ha permitido evaluar de manera integral
los cambios en la cobertura vegetal y su relación con las FE de regulación climática e
hídrica, donde se evidencia una sustitución continua de bosque por pastizales y tierras
forestales, lo que ha generado una creciente fragmentación del paisaje, afectando
directamente la capacidad de regulación de estos ecosistemas. La reclasificación temporal
permitió ubicar transiciones dominantes (bosque, pastizal y cultivo) y puntos críticos de
pérdida de conectividad. Pese a diferencias en la exactitud temática entre los años, la
coherencia espacial del patrón respalda su uso para seguimiento del cambio y para
priorizar remanentes y franjas ribereñas en el proceso de ordenamiento territorial.
En la zona de estudio con respecto a las FE: COS, COB, CE y RH, se observa un aumento
relativo en algunas funciones ecosistémicas de pastizales y tierras de cultivo en sus
capacidades. No obstante, la continua pérdida de tierras forestales disminuyó la adecuada
eficiencia de los SE. En contraste, las tierras forestales siguen cumpliendo un papel
Novasinergia 2026, 9(1), 79-102 97
fundamental en la RH y preservación de carbono orgánico, considerándose la expansión
de áreas agropecuarias con una contribución neta positiva dentro de la regulación del
clima, creación y mantenimiento del hábitat.
Finalmente, la provisión relativa de SE de regulación climática e hidrológica, evaluada
mediante los NCP, disminuye consistentemente en zonas deforestadas, mientras que se
mantiene más estable en laderas con bosques continuos, mostrando una mayor
variabilidad en los ecosistemas. La deforestación ha reducido la capacidad de secuestro de
carbono y ha incrementado la vulnerabilidad a eventos climáticos extremos, lo cual
destaca la importancia de los bosques en la estabilidad del ciclo hidrológico y climático en
la región. Por esto es crucial implementar estrategias de restauración ecológica,
recuperación de la cobertura forestal y conectividad que emerge como condición para
estabilizar el carbono, reducir la erosión y mejorar la regulación hídrica en Chillayacu.
Contribuciones de los autores
Conceptualización, P.P y S.A.; metodología, P.P y M.J.; software, P.P, S.A y M.J.;
validación, M.J.; análisis formal, P.P y M.J.; investigación, S.A. y P.P.; recursos, P.P y S.A.;
curación de datos, P.P, S.A y M.J.; redacción—preparación del borrador original, X.X.;
redacción—revisión y edición, M.J y P.P.; visualización, P.P, S.A y M.J.; supervisión, M.J.;
administración del proyecto, P.P, S.A y M.J. Todos los autores han leído y aprobado la
versión publicada del manuscrito.
Agradecimientos
Se agradece al grupo de Investigación para la Conservación “INCON” de la
Universidad Técnica de Machala, a través del proyecto “Estudio de la sostenibilidad de la
subcuenca hidrográfica Casacay, como alternativa para un futuro ordenamiento territorial
productivo” por el apoyo brindado para la realización de este estudio investigativo.
Conflicto de Interés
Los autores no manifiestan ningún tipo de interés que pueda influir en esta
investigación.
Declaración sobre el uso de Inteligencia Artificial Generativa
No se ha utilizado Inteligencia Artificial Generativa para la elaboración del artículo.
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