Assessment and mapping of ecosystem services in the arid region of Mexicali, Mexico | Evaluación y mapeo de servicios ecosistémicos en la región árida de Mexicali, México

English. Although the provision of ecosystem services is critical for life on earth, human activities and land use changes have modified the extent and composition of various ecosystems around the world, resulting in the loss of biodiversity and the services they provide. To understand the capacities of ecosystems to provide their services, assessment and mapping approaches have been developed, including biophysical assessments that link ecosystem service values with land cover and land use data, allowing the visualisation on maps of key areas that need to be maintained to ensure their future provision. Therefore, the objective of this research was to assess and map the potential supply of priority ecosystem services in the arid region of Mexicali, Baja California. To achieve this objective, a regional-scale biophysical assessment was carried out through an adaptation of Burkhard's matrix methodology, based on land use and land cover and expert consultation. The starting point was the selection of land covers from INEGI's land use and vegetation map series VII (2018), which were reclassified into ten land covers that were defined as proxies for the ecosystems to be assessed, including various types of wetlands; nine priority ecosystem services were selected, which included five regulating services, being local climate regulation, water purification, water flow regulation, aquifer recharge and erosion control; two provisioning services, including food supply and fisheries; and two cultural services, recreation and tourism and environmental education. These services were selected by 10 experts who were chosen based on their experience or professional profile related to the management of ecosystems and natural resources in the study area, and their membership of various sectors. With the ten land covers and the nine priority ecosystem services, the matrix was constructed and evaluated by the experts; subsequently the single matrix was obtained, whose values of potential supply of ecosystem services were transferred to three maps of each category (regulation, provisioning and cultural) and one of the total potential supply. The results showed that cultural ecosystem services had the highest potential supply in the arid region studied (from medium-high to maximum potential). It was found that the land covers that constitute some category of wetland were those that presented the greatest total capacity for the potential supply of ecosystem services (medium-high to high potential), mainly for cultural and regulation services; in addition, the Río Hardy wetland is the cover that has the greatest total potential (3.8) to supply ecosystem services and of those with the smallest surface area (0.23%). On the other hand, based on the maps of spatial distribution of ecosystem services, it was observed that 80.8% of the studied area has a medium-low potential supply capacity (1.1 -2), which corresponds to the coverages of microphilous desert scrub and irrigated agriculture. Additionally, to compensate for and reduce the limitations of the matrix methodology, the standard deviation (SD) was calculated and a comparative review with other works was carried out, finding in the SD that 96% of the experts' answers have a medium and high agreement, while the comparison of the potential supply values of this work with those of the literature showed similar trends. These analyses confirmed the validity of the data obtained and the applicability of the matrix approach for the assessment of ecosystem service potentials in the study region. Finally, it was concluded that the matrix methodology for the assessment and mapping of ecosystem services represents a tool that can be applied simply and relatively quickly when limited data are available. Furthermore, the results of this work allowed the identification of key areas with high potential capacity for ecosystem service provision, including remnant wetlands of the Colorado River, which, although their presence is critical in an arid zone context, their area has been reduced due to altered hydrology of the Colorado River Delta in Mexico and changes in land use. In this sense, the information generated constitutes a relevant input for decision makers and policy makers to identify conservation, management and planning actions for these ecosystems present in an arid region and which provide priority ecosystem services. In this way, the present work, with a matrix approach, contributes to the sustainable management and planning of the territory.

Spanish; Castilian. Aunque el suministro de los servicios ecosistémicos es crítico para la vida en la Tierra, las actividades humanas y los cambios de uso de suelo han modificado la extensión y composición de diversos ecosistemas del mundo, lo que ha derivado en la pérdida de biodiversidad y de los servicios que proveen. Para entender las capacidades de los ecosistemas de suministrar sus servicios se han desarrollado enfoques de evaluación y mapeo, incluyendo las evaluaciones biofísicas que vinculan valores de los servicios ecosistémicos con datos de coberturas y usos de suelo, lo que permite visualizar en mapas las áreas clave que deben mantenerse para asegurar su provisión futura. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue evaluar y mapear la oferta potencial de los servicios ecosistémicos prioritarios en la región árida de Mexicali, Baja California. Para alcanzar este objetivo, se realizó una evaluación biofísica a escala regional a través de una adaptación a la metodología matricial de Burkhard, basada en los usos y coberturas del suelo y la consulta de expertos. Se partió de la selección de coberturas de la carta de usos del suelo y vegetación de la serie VII del INEGI de 2018, las cuales fueron reclasificadas en diez coberturas terrestres que se definieron como proxys de los ecosistemas a evaluar, incluyendo diversos tipos de humedales; se seleccionaron nueve servicios ecosistémicos prioritarios, que incluyeron cinco servicios de regulación, siendo la regulación del clima local, purificación del agua, regulación de flujos de agua, recarga del acuífero y control de la erosión; dos de abastecimiento, incluidos la provisión de alimentos y pesca; y dos servicios culturales, recreación y turismo y educación ambiental. Estos servicios fueron seleccionados por diez expertos elegidos con base en su experiencia o perfil profesional relacionado con la gestión o manejo de los ecosistemas y recursos naturales del área de estudio, y su pertenencia a diversos sectores. Con las diez coberturas terrestres y los nueve servicios ecosistémicos prioritarios, se construyó la matriz que fue evaluada por los expertos; posteriormente se obtuvo la matriz única, cuyos valores de oferta potencial de servicios ecosistémicos se transfirieron a tres mapas de cada categoría (regulación, abastecimiento y culturales) y uno de la provisión potencial total. Los resultados mostraron que los servicios ecosistémicos culturales son los que presentaron mayor potencial de oferta en la región árida estudiada (de potencial medio-alto a máximo). Se encontró que las coberturas terrestres que constituyen alguna categoría de humedal fueron las que presentaron la mayor capacidad total de oferta potencial de servicios del ecosistema (potencial medio-alto a alto), principalmente de servicios culturales y de regulación; además, el humedal río Hardy es la cobertura que tiene mayor potencial total (3.8) para suministrar servicios ecosistémicos y de las de menor superficie (0.23%). Por otro lado, con base en los mapas de distribución espacial de servicios ecosistémicos se observó que un 80.8% de la superficie estudiada presenta una capacidad de oferta potencial media-baja (1.1-2), la que corresponde a las coberturas de matorral desértico micrófilo y agricultura de riego. Adicionalmente, para compensar y reducir las limitantes de la metodología matricial, se calculó la desviación estándar (DS) y se realizó una revisión comparativa con otros trabajos. Se encontró en la DS que el 96% de las respuestas de los expertos tienen un acuerdo medio y alto, mientras que la comparación de los valores de oferta potencial de este trabajo con los de la literatura mostraron tendencias similares. Estos análisis permitieron confirmar la validez de los datos obtenidos y aplicabilidad del enfoque matricial para la evaluación de potenciales de servicios ecosistémicos en la región de estudio. Por último, se concluyó que la metodología matricial de evaluación y mapeo de los servicios ecosistémicos representa una herramienta que puede aplicarse de manera simple y relativamente rápida cuando se dispone de datos limitados. Además, los resultados de este trabajo permitieron identificar áreas clave con alta capacidad potencial de oferta de servicios ecosistémicos, dentro de las que se encuentran humedales remanentes del río Colorado que, aunque su presencia es crítica en un contexto de zonas áridas, su superficie se ha reducido debido a la alteración en la hidrología del delta del río Colorado en México y a cambios de uso de suelo. En este sentido, la información generada constituye un insumo relevante para los tomadores de decisiones y formuladores de políticas que permita identificar acciones de conservación, manejo y ordenamiento de estos ecosistemas presentes en una región árida y que suministran servicios ecosistémicos prioritarios. De esta manera, el presente trabajo con enfoque matricial contribuye a la gestión y planificación sustentable del territorio.