Development of a methodology for the assessment of possible responses of ecosystem services to anthropogenic activities and changes in geomorphology in the Eten coastal wetland, Lambayeque

Abstract

Worldwide, coastal wetlands are currently threatened by human activities such as agriculture, infrastructure development, resource exploitation, and urban sprawl. Pressures on these ecosystems disturb their morphology, hydrology, and biogeochemical cycles, thus resulting in the degradation of ecosystem services quality. However, little has been done to understand the coastal wetland response to identify the most efficient conservation and mitigation strategy. Along the Peruvian coast, wetlands present a diversity of landscapes and features. Even though threats and pressures would be similar, the ecosystem response in each environment may be different. In this context, this study describes a methodology to assess the impacts of human activities on ecosystem services based on the understanding of geomorphic features and current state of the Eten coastal wetland, located in northern Peru. The methodology combines the application of open-source GIS-tools and collection of field data to characterize the geomorphic settings and the ecosystem services provided and also to analyze the changes in river morphology, land use, water quality, and aquatic biota. Data were then processed to define the main threats and pressures on the Eten wetland and how they impact on ecosystem services, using a cause-effect DSPIR (Drivers, Pressures, States, Impacts, Responses) model. The main results indicated that the river plays a vital role in defining the landscape and wetland features such as vegetation cover and habitats. Moreover, the biological diversity of aquatic habitats is disturbed by the hydraulic structures and agricultural activities. Changes in land use modified the natural landscape, thus affecting supporting and regulation services such as groundwater recharge and water regulation. By combining remote sensing applications and field surveys, this study presents an approach to improve coastal wetlands management through the identification of the most affected functions and services.En todo el mundo, los humedales costeros están actualmente amenazados por actividades humanas como la agricultura, el desarrollo de infraestructura, la explotación de recursos y la expansión urbana. Las presiones sobre estos ecosistemas alteran su morfología, hidrología y ciclos biogeoquímicos, lo que da como resultado la degradación de la calidad de los servicios de los ecosistemas. Sin embargo, poco se ha estudiado para comprender la respuesta de los humedales costeros, a fin de identificar la estrategia de conservación y mitigación más eficiente. A lo largo de la costa peruana, los humedales presentan una diversidad de paisajes y características. Aunque las amenazas y presiones son similares entre ellos, la respuesta en cada entorno puede ser diferente. En este contexto, este estudio describe una metodología para evaluar los impactos ambientales sobre los servicios ecosistémicos basada en la comprensión de las características geomorfológicas y el estado actual del humedal costero de Eten, ubicado en el norte de Perú. La metodología combina la aplicación de herramientas SIG de código abierto y estudios de campo para caracterizar los entornos geomórficos y los servicios ecosistémicos proporcionados, y también para analizar los cambios en la morfología de los ríos, el uso de la tierra, la calidad del agua y la biota acuática. Luego se procesaron los datos para definir las principales amenazas y presiones sobre el humedal Eten y cómo impactan en los servicios del ecosistema, utilizando un modelo DSPIR (impulsores, presiones, estados, impactos, respuestas) de causa-efecto. Los principales resultados indicaron que el río juega un papel vital en la definición del paisaje y las características de los humedales, como la cubierta vegetal y los hábitats. Además, la diversidad biológica de los hábitats acuáticos está influenciada por las estructuras hidráulicas y las actividades agrícolas. Asimismo, los cambios en el uso del suelo perturbaron el paisaje natural, afectando los servicios ecosistémicos como la recarga de aguas subterráneas y la regulación del agua. Al combinar aplicaciones de teledetección y estudios de campo, este estudio presenta un enfoque para mejorar el manejo de los humedales costeros a través de la identificación de las funciones y servicios más afectados.