Multi-temporal evaluation of deforestation and its effects on the regulating ecosystem services of the Chillayacu sub-basin

Authors

DOI:

https://doi.org/10.37135/ns.01.17.05

Keywords:

Deforestation, Ecosystem functions, ECOSER protocol, Ecosystem services, Chillayacu sub-basin

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.

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References

I. del C. Palacios Anzules, “Evaluación del impacto de la deforestación en la biodiversidad de los ecosistemas terrestres. Una revisión sistemática”, RECIAMUC, vol. 8, n. 4, pp. 73–87, dic. 2024, doi: 10.26820/reciamuc/8.(4).dic.2024.73-87

A. A. Esparza Vidal, “Impactos del cambio de la cobertura y el uso del suelo en la oferta de servicios ecosistémicos de regulación hídrica en el centro-sur de Chile”, tesis de maestría, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción, Concepción, 2017. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.udec.cl/server/api/core/bitstreams/f938aa02-864f-4616-8db7-f91efee01d05/content

Food and Agriculture Organization of the United Nations, Global Forest Resources Assessment 2020 Key findings. Rome, 2020, [En línea]. doi: 10.4060/ca8753en

P. G. Curtis, C. M. Slay, N. L. Harris, A. Tyukavina, y M. C. Hansen, “Classifying drivers of global forest loss”, Science, vol. 361, n. 6407, pp. 1108–1111, sep. 2018, doi: 10.1126/science.aau3445

P. Potapov et al., " The Global 2000-2020 Land Cover and Land Use Change Dataset Derived From the Landsat Archive: First Results", Front. Remote Sens, vol. 3, abr. 2022, doi: 10.3389/frsen.2022.856903.

D. Montaño (2021, Mar.). Nuevo estudio: en los últimos 26 años Ecuador ha perdido más de 2 millones de hectáreas de bosque. [En línea]. Disponible en: https://es.mongabay.com/2021/03/nuevo-estudio-en-los-ultimos-26-anos-ecuador-ha-perdido-mas-de-2-millones-de-hectareas-de-bosque/

B. Torres, R. Fischer, J. Vargas, A. Lajones, y S. Gunter, “Cooperación científica para enfrentar la deforestación tropical: perspectivas políticas del proyecto LaForet en Ecuador” en Deforestación en paisajes forestales tropicales del Ecuador, B. Torres, R. Fischer, J. Vargas y S. Gunter, Eds. Puyo: Instituto Nacional de Biodiversidad - INABIO, 2020, cap. 1, pp. 14 -22. [En línea]. Disponible en: https://inabio.biodiversidad.gob.ec/wp-content/uploads/2021/01/LAFORET_WEB.pdf

A. Angelsen et al., "Environmental Income and Rural Livelihoods: A Global-Comparative Analysis", World Development, vol. 64, pp. 12–28, dic. 2014, doi: 10.1016/j.worlddev.2014.03.006.

M. Mazón, N. Samaniego, T. Ojeda-Luna, P. Eguiguren, D. Veintimilla, y J. Maita-Chamba, “Necesidades para desarrollar procesos de restauración ecológica en Ecuador de manera efectiva”, Bosque (Valdivia), vol. 44, n. 3, pp. 459–467, 2023, doi: 10.4067/S0717-92002023000300459

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, “REDD+ Reducción de las emisiones derivadas de la deforestación y la degradación de los bosques”, fao.org. https://www.fao.org/redd/es/

Wildlife Conservation Society, 2020, “El Sistema Nacional de Áreas Protegidas en Ecuador”, ecuador.wcs.org. https://ecuador.wcs.org/Recursos/Noticias/articleType/ArticleView/articleId/14605/El-Sistema-Nacional-de-Areas-Protegidas-en-Ecuador.aspx

B. E. Andrango Rodríguez, K. G. Romero Cruz, y J. E. Maza Maza, “Dinámica de cambio de cobertura/uso de suelo: Escenarios prospectivos en la subcuenca del río Chillayacu”, AES vol. 10, n. 3, pp. 228–236, dic. 2022. Disponible en: https://aes.ucf.edu.cu/index.php/aes/article/view/582

G. A. Pérez-Guerra, I. Sosa-Franco, N. Machado-García, y M. E. Ruiz-Pérez, “Herramientas SIG, revisión de sus fundamentos, tipos y relación con las bases de datos espaciales,” RCTA, vol. 32, n. 3, oct. 2023. Disponible en: https://cu-id.com/2177/v32n3e10

J. M. Paruelo y Pedro. Laterra, Eds., El lugar de la naturaleza en la toma de decisiones: servicios ecosistémicos y ordenamiento territorial rural, Buenos Aires: CICCUS, 2019.

C. Garzón-Santomaro, F. Prieto-Albuja, J. Brito, y J. Mena, Eds., Propuesta para el establecimiento del Subsistema de Áreas Naturales de Conservación y Diseño del Corredor Ecológico de la provincia El Oro, Quito: Serie de Publicaciones Miscelánea N° 12. GADPEO – INABIO, 2019.

Consultora R&R, I. Pineda, “Actualización del Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial de la parroquia Uzhcurrumi Periodo 2019 - 2024”, gadparroquialuzhcurrumi.gob.ec. https://gadparroquialuzhcurrumi.gob.ec/images/cuentas2019/PDyOT_PARROQUIAL_UZHCURRUMI.pdf

Ministerio de Ambiente y Energía, “Mapa Interactivo”, http://ide.ambiente.gob.ec/. http://ide.ambiente.gob.ec/mapainteractivo/

S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds., Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero. Volumen 4: Agricultura, silvicultura y otros usos de la tierra, Japón: IGES, 2006.

P. Keith et al., “Introducción,” en Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds. Japón: IGES, 2006. Cap. 1, pp. 1.1-1.25.

K. Bickel, G. Richards, M. Köhl, y R. L. Vianna Rodrigues, “Representación coherente de las tierras,” en Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds. Japón: IGES, 2006. Cap. 3 pp. 3.1-3.46.

P. Laterra, P. Barral, A. Carmona, y L. Nahuelhual, ECOSER. Protocolo colaborativo de evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos y vulnerabilidad socio-ecológica para el ordenamiento territorial, La Pampa: EDICIONES INTA, 2015.

D. Portalanza et al., “Mapping ecosystem services in a rural landscape dominated by cacao crop: A case study for Los Rios province, Ecuador”, Ecological Indicators, vol. 107, dic. 2019, doi: 10.1016/j.ecolind.2019.105593

S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds., Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, Japón: IGES, 2006.

P. Panagos et al., 2023, “Global rainfall erosivity database (GloREDa) and monthly R-factor data at 1 km spatial resolution”, European Commission, Joint research Centre, doi: 10.1016/j.dib.2023.109482.

S. Gupta, P. Borrelli, P. Panagos, y C. Alewell, 2024, “An advanced global soil erodibility (K) assessment including the effects of saturated hydraulic conductivity, Science of The Total Environment, doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.168249

“USGS Earth Explorer”, usgs.gov. https://earthexplorer.usgs.gov/

P. Panagos et al., “The new assessment of soil loss by water erosion in Europe”, Environ Sci Policy, vol. 54, pp. 438–447, dic. 2015, doi: 10.1016/j.envsci.2015.08.012

N. Gorelick, M. Hancher, M. Dixon, S. Ilyushchenko, D. Thau, y R. Moore, “Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone", Remote Sens Environ, vol. 202, pp. 18–27, dic. 2017, doi: 10.1016/j.rse.2017.06.031

Geoportal del Agro Ecuatoriano, 2022, “Mapa Geopedológico del Ecuador continental, versión editada 2019, escala 1:25.000, año 2009-2015”, Ministerio de Agricultura Y Ganadería. [En línea]. Disponible en: https://datosabiertos.gob.ec/dataset/mapa-geopedologico-del-ecuador-continental-version-editada-2019-escala-1-25-000-ano-2009-2015

H. Aalde, et al., “Metodologías genéricas aplicables a múltiples categorías de uso de la tierra” en Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds. Japón: IGES, 2006. Cap. 2, pp. 2.1-2.66.

R. D. Lasco, et al., “Tierras de Cultivo” en Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds. Japón: IGES, 2006. Cap. 5, pp. 5.1-5.74.

L. Verchot, et al., “Pastizales” en Directrices del IPCC de 2006 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, y K. Tanabe, Eds. Japón: IGES, 2006. Cap. 6, pp. 6.1-6.55.

“Manejo Sostenible de la Tierra. Ministerio del Ambiente”, suia.ambiente.gob.ec. https://suia.ambiente.gob.ec/?page_id=903

P. Arias-Muñoz, M. A. Saz, y S. Escolano, “Estimación de la erosión del suelo mediante el modelo RUSLE. Caso de estudio: cuenca media-alta del río Mira en los Andes de Ecuador”, Investigaciones Geográficas, n. 79, pp. 207–230, ene. 2023, doi: 10.14198/INGEO.22390

Agriculture Handbook No. 537: Predicting rainfall erosion losses – a guide to conservation planning U. S. Department of Agriculture, Washington, 1978. [En línea]. Disponible en: https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/60600505/RUSLE/AH_537%20Predicting%20Rainfall%20Soil%20Losses.pdf

B. A. Ramos Arboleda y E. S. Sánchez Pullas, “Estimación de la pérdida de suelo utilizando el modelo USLE y herramientas SIG, en la microcuenca del río Puela, cantón Penipe”, tesis de maestría, Fac. de Ingeniería, UNACH, Riobamba, 2023. [En línea]. Disponible en: http://dspace.unach.edu.ec/bitstream/51000/10459/1/Ramos%20A.%20Bryan%20A%3B%20S%C3%A1nchez%20P.%20Estefan%C3%ADa%20S.%2C%282023%29_%20Estimaci%C3%B3n%20de%20la%20p%C3%A9rdida%20de%20suelo%20utilizando%20el%20modelo%20USLE.pdf

CALSITE V-3.1 - User Manual, HR Wallingford Ltd.: Wallingford, Reino Unido, 1995.

“Erosión del suelo”, fao. org. https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/d7d2c558-757e-40ad-8ac6-4af46fa4674f/content

Z. Aguirre, “Bosques secos del Ecuador: Diagnóstico y lineamientos para su conservación”, MAE, Quito, Ecuador, 2015.

T. Zhang et al., “Adaptability analysis and model development of various LS-factor formulas in RUSLE model: A case study of Fengyu River Watershed, China”, Geoderma, vol. 439, nov. 2023, doi: 10.1016/j.geoderma.2023.116664

R. Hill, S. Díaz, U. Pascual, M. Stenseke, Z. Molnár, y J. Van Velden, “Nature’s contributions to people: Weaving plural perspectives”, One Earth, vol. 4, n. 7, pp. 910-915, jul. 2021, doi: 10.1016/j.oneear.2021.06.009

L. Jiménez, P. Ramón, J. Sarango, J. I. Burneo, J. Gusmán y E. Gusmán-Montalván, “Long-term grazing exclusion enhances soil carbon and nitrogen stocks in tropical dry forests of southern Ecuador”, Frontiers in Soil Science, vol. 5, sep. 2025, doi: 10.3389/fsoil.2025.1617798.

J. B. Thompson, L. Zurita-Arthos, F. Müller, S. Chimbolema, y E. Suárez, “Land use change in the Ecuadorian páramo: The impact of expanding agriculture on soil carbon storage”, Arct Antarct Alp Res, vol. 53, no. 1, pp. 48–59, ene. 2021, doi: 10.1080/15230430.2021.1873055.

E. Aguilera, L. Lassaletta, A. Gattinger, y B. Gimeno, “Managing soil carbon for climate change mitigation and adaptation in Mediterranean cropping systems: A meta-analysis”, Agriculture, Ecosystems & Environment, vol. 168, pp. 25–36, mar. 2013, doi: 10.1016/j.agee.2013.02.003.

W. Post y K. Kwon, “Soil carbon sequestration and land‐use change: processes and potential”, Global Change Biology, vol. 6, n. 3, pp. 317–327, mar. 2000, doi: 10.1046/j.1365-2486.2000.00308.x.

R. Lal, “Soil Carbon Sequestration Impacts on Global Climate Change and Food Security”, Science, vol. 304, n. 5677, pp. 1623–1627, jun. 2004, doi: 10.1126/science.1097396.

A. Don, J. Schumacher, y F. Annette, “Impact of tropical land-use change on soil organic carbon stocks - a meta-analysis”, Global Change Biology, vol. 17, n. 4, pp. 1658–1670, sep. 2010, doi: 10.1111/j.1365-2486.2010.02336.x

A. A. Beltrán-Dávalos et al., “Driving variables to explain soil organic carbon dynamics: páramo highlands of the Ecuadorian Real mountain range”, J Soils Sediments, vol. 25, n. 5, pp. 1578–1597, abr. 2025, doi: 10.1007/s11368-025-04017-7.

P. Borrelli et al., “An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion”, Nat Commun, vol. 8, n. 1, dic. 2017, doi: 10.1038/s41467-017-02142-7.

M. El Mazi, M. Hmamouchi, E. R. Saber, S. Bouchantouf, y A. Houari, “Deforestation effects on soil properties and erosion: a case study in the central Rif, Morocco”, Eurasian Journal of Soil Science, vol. 11, n. 4, pp. 275–283, oct. 2022, doi: 10.18393/ejss.1098600

B. M. Flores, A. Staal, C. C. Jakovac, M. Hirota, M. Holmgren, y R. S. Oliveira, “Soil erosion as a resilience drain in disturbed tropical forests”, Plant Soil, vol. 450, n.º 1-2, pp. 11-25, may 2019, doi: 10.1007/s11104-019-04097-8.

D. Singh et al., “Biological and mechanical measures for runoff and soil erosion control in India and beyond”, Discov Appl Sci, vol. 7, n. 7, jul. 2025, doi: 10.1007/s42452-025-07287-5.

W. G. Trávez y P. Guarderas, “Land Use Affects the Local Climate of a Tropical Mountain Landscape in Northern Ecuador”, Mountain Research and Development, vol. 43, n. 1, ene. 2023, doi: 10.1659/MRD-JOURNAL-D-21-00016

Y. Kim y M. S. Johnson, “Deciphering the role of evapotranspiration in declining relative humidity trends over land”, Commun Earth Environ, vol. 6, n. 1, feb. 2025, doi: 10.1038/s43247-025-02076-9.

R. Bommarco, D. Kleijn, y S. G. Potts, “Ecological intensification: harnessing ecosystem services for food security”, Trends Ecol Evol, vol. 28, n. 4, pp. 230–238, abr. 2013, doi: 10.1016/j.tree.2012.10.012.

P. Tittonell, “Ecological intensification of agriculture — sustainable by nature”, Current Opinion in Environmental Sustainability, vol. 8, pp. 53–61, oct. 2014, doi: 10.1016/j.cosust.2014.08.006.

J. Rockström et al., “Sustainable intensification of agriculture for human prosperity and global sustainability”, Ambio, vol. 46, n. 1, pp. 4–17, jul. 2016, doi: 10.1007/s13280-016-0793-6.

IPBES, “Global assessment report on biodiversity and ecosystem services of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services”, IPBES secretariat, Bonn, Germany. 2019. [En línea]. Disponible: https://www.ipbes.net/global-assessment

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura, El estado de los recursos de tierras y aguas del mundo para la alimentación y la agricultura, Roma: FAO, 2021. [En línea]. doi: 10.4060/cb7654es

The Intergovernmental Panel on Climate Change, “Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability”, IPCC, Cambridge University Press, 2022.

C. Corvalán, S. Hales, y A. McMichael, “Ecosistemas y bienestar humano: Síntesis sobre salud. Un informe de la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (EM)”, Organización Mundial de la Salud (OMS), Ginebra.

Published

2026-01-08

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Research Articles and Reviews

How to Cite

[1]
“Multi-temporal evaluation of deforestation and its effects on the regulating ecosystem services of the Chillayacu sub-basin”, Novasinergia, vol. 9, no. 1, pp. 79–102, Jan. 2026, doi: 10.37135/ns.01.17.05.