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La línea de costa de la isla de San Andrés es de dos tipos: en el margen occidental de la isla, domina una conformación rocosa, representada por la caliza arrecifal de la Formación San Luis y cuyo límite con el mar genera un borde acantilado continuo de geometría variable y sin desarrollo de playas. Por otro lado, el margen costero oriental se caracteriza por la alternancia de bordes acantilados, playas y zonas de manglar, aunque dominan los depósitos de arena y grava de playa. El sector norte de la isla, comprendido entre Punta Norte y Punta Hansa también se caracteriza por el desarrollo de playas. Estas playas son manifestaciones de depósitos cuaternarios de origen litoral costero que suprayacen la caliza de la plataforma arrecifal emergida de la Formación San Luis (Ingeominas, 1996).

Las playas de San Andrés representan un pequeño sector de la isla (<2 %) y están constituidas por arenas calcáreas de color blanco y crema, de grano medio a grueso, de forma subangular a subredondeada, con fragmentos de moluscos y de corales. El espesor de estos depósitos de playa alcanza 3 m, las amplitudes son variables y van desde unos pocos metros hasta un máximo de 31 m, las inclinaciones van hasta 9° (Vargas, 2004). Los principales depósitos de arenas de playa se localizan en la parte norte de la isla (Spratt Bight) y a lo largo de gran parte de la costa oriental.

Las áreas de manglar, núcleo de la Reserva Seaflower, están ubicadas en su mayoría en el costado oriental debido a las condiciones hidrológicas, sedimentológicas, geomorfológicas y a la intensidad del oleaje. En el costado occidental de la isla, sobre un pequeño punto protegido, se encuentra sólo un manglar, el del Cove. Los manglares de la isla cubren un área de 150.01 ha.

La Unesco declaró al Archipiélago como Reserva Internacional de Biósfera denominada Seaflower, con un área equivalente aproximadamente a 10 % del mar Caribe. Esta reserva, también considerada Área Marina Protegida, es una de las mayores del mundo y aloja más de 77 % de la extensión total de las áreas coralinas de Colombia (Aguilera, 2010; Gómez-López et al., 2012), ecosistemas que debido a su amplia productividad y diversidad generan importantes servicios para la economía de las sociedades actuales (Burke y Maidens, 2005). La isla de San Andrés es entonces un área estratégica no sólo en cuanto a índices de biodiversidad, sino que ocupa un renglón importante en la economía del país, especialmente en cuanto a actividades de turismo y de pesca; sus playas, clima, cultura y medio ambiente marino son su principal potencial turístico (Santos-Martínez et al., 2013; Celis y Mancera-Pineda, 2015; Guerra-Vargas y Mancera-Pineda, 2015).

A partir del inventario de vuelos existentes sobre el litoral oriental de la isla de San Andrés en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), se seleccionaron siete vuelos multitemporales, de resolución y escala apropiadas (≤1:10 500). Con el fin de complementar la información de algunos sectores, se adquirieron fotografías aéreas de dos fajas diferentes para un mismo año y de mayor escala. Para 2007, se utilizaron aerofotografías a color tomadas por el IGAC y para 2010 se descargaron imágenes de Google Earth. La información de las aerofotografías utilizadas se relaciona en la ssss1.

La diferenciación de las dos unidades, playas y manglares, se realizó empleando un estereoscopio de espejos (Serie Geoscope Pro de ASC Scientific). Se escogieron las playas de mayor área y los cinco bosques de manglar localizados en la margen oriental de la isla (figura 1). Posteriormente, se escanearon las aerofotografías de los vuelos de 2007 y 2010 y se seleccionaron solo las imágenes de interés. Una vez obtenidas las imágenes se utilizó el programa Canvas TM 12 para unirlas y generar mosaicos digitales completos. Los mosaicos fueron georreferenciados utilizando el programa ArcGis® 9 y, con base en los shapefile a manera de polígonos, se delimitaron las playas y manglares de interés y se calcularon áreas y perímetros. A partir de la cobertura calculada para los diferentes años de cada unidad de paisaje, se desarrollaron regresiones para modelar a través del tiempo la trayectoria de cambios de playas y manglares en la zona costera oriental de la isla.

Figura 1. Mapa de la isla de San Andrés con indicación de las unidades de paisaje analizadas.

Fuente: elaboración propia a partir de mapa del Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

Tabla 1. Relación de imágenes seleccionadas para el análisis del litoral oeste en la isla de San Andrés en el periodo de 1944 a 2010

Fuente: elaboración propia.

El cálculo total de las áreas de playa seleccionadas asciende a 99386.17 m2 (ssss1). Las playas de mayor cobertura están a lo largo del segmento que abarca desde el sur del sector San Luis hasta el extremo sur de la isla, mientras que las de menor cobertura, casi extintas, se encuentran en el sector de San Luis. Estas playas han sufrido la mayor erosión de la isla en los 66 años analizados, con una pérdida de 96.3 %, mientras que las playas del sector sur se han visto reducidas un 50.7 %. Caso contrario ha sucedido con las playas de Spratt Bight del sector norte, los dos segmentos han tenido aumento en su cobertura; para el sector occidental se tiene una ganancia de 36.7 % y para el oriental de 220.6 %, aumentos sustentados en intervenciones antrópicas.

De manera general, se observan algunas tendencias: las playas del norte son las que han tenido balances positivos, con aumentos totales de área en el periodo analizado, mientras que las playas con balances negativos son las dos playas localizadas más hacia el sur. Al buscar las líneas que mejor explicaran el comportamiento de las variaciones de las áreas de las playas, se encontraron algunas tendencias claras (figura 2): para las playas de mayor cobertura, se encuentra un modelo lineal que explica más de 90 % de la variación, obteniéndose una pérdida anual promedio de 625.24 m2 de playa. Para las playas de San Luis, que son el caso de pérdida más crítico, se observa un decrecimiento exponencial que explica más de 94 % de los datos obtenidos y, aunque éste tipo de comportamiento indicaría que siempre existirá algo de playa en éste sector, lo más probable es que se llegue a un punto en el que la erosión sea completa debido al alto porcentaje de urbanización en el sector.

Tabla 2. Resultados del cálculo de áreas para las playas seleccionadas. Valores en m2

a Dato incompleto dado que falta cobertura en las playas del extremo más sur.

*** No hay cobertura de aerofotografías.

Fuente: elaboración propia.

Para los dos sectores de la playa de Spratt Bight, la línea de tendencia tiene pendiente positiva, indicando un aumento en el área de estas playas. Para el sector occidental, se obtuvo un comportamiento lineal que explica 60.61 % de los datos obtenidos e indica una ganancia de aproximadamente 222.82 m2 por año. Para el sector oriental el comportamiento es polinómico y explica 92.97 % de los datos obtenidos. El crecimiento de esta playa norte es sustentado por intervenciones antrópicas como construcción de espolones y ampliación artificial de playas, de ésta manera, lo que se buscó fue ampliar la playa para fines turísticos y, actualmente, se quiere mantener sus dimensiones, no se puede pensar en un crecimiento continuo e ilimitado de ellas.

Figura 2. Líneas de tendencia de área cubierta para cada una de las playas en la isla de San Andrés.

Fuente: elaboración propia.

Las playas de Rocky Cay presentan un comportamiento diferente. Estas playas, en particular, no muestran una línea de tendencia neta, el comportamiento aproximado de los datos es polinómico, primero creciente y después decreciente; el ajuste del modelo es del 72.16 %. Hasta 1980, esta playa fue sometida a una fuerte erosión, a partir de este año se ha venido recuperando y, en 2010, llegó a alcanzar un área similar a la que tenía en 1944.

De manera general, al hacer la sumatoria anual de los sectores estudiados y buscar una línea de tendencia que explicara el comportamiento de la totalidad de las playas a través del periodo analizado, no se encontró un buen modelo de ajuste, una línea polinómica tan solo explica 59.49 % de los datos. Sin embargo, de manera general, se observa que las playas de los litorales norte y oriental de la isla de San Andrés se han venido perdiendo, arrojando un valor neto de 23.2 % en 66 años de observación.

La cobertura total actual de los bosques de manglar evaluados corresponde a 1 643 245.2 m2 (ssss1). Cuatro de los cinco bosques de manglar presentan balances positivos. La mayor ganancia la tuvo el manglar Cocoplum con 470.8 %. Salt Creek tuvo una ganancia de 128.9 % y Old Point presentó un aumento de 92.6 %, porcentaje que pudo haber sido mayor, pero algunas construcciones truncaron su crecimiento. El manglar que tuvo la menor expansión fue el de Sound Bay con 15.4 %. El único manglar con balance negativo es el Smith Channel con una pérdida neta de 26.3 %.

Para 1944, hacia el extremo noreste de la isla, en Punta Hansa, existía un manglar de aproximadamente 196 095.14 m2. En el registro fotográfico siguiente, año 1956, aún se conservaba, aproximadamente, la mitad del mismo, reducido notablemente por intervención antrópica. Sin embargo, para 1969, este manglar del noroeste se encontró totalmente extinto y se evidencia que toda su cobertura fue reemplazada por urbanización. Al igual que se hizo con las playas, se buscaron las líneas de tendencia que mejor explicaran el comportamiento de las variaciones en área de los manglares a lo largo del periodo analizado, encontrándose algunas tendencias claras (figura 3).

Tabla 3. Resultados del cálculo de áreas de los manglares del litoral oriental de la isla de San Andrés. Valores en m2

a Promedio de los valores de los años adyacentes. Se toma este promedio porque se observa una tendencia de crecimiento muy clara.

Fuente: elaboración propia.

Para el manglar Old Point, la línea de tendencia que mejor explica los datos es de tipo polinómica, con un ajuste de 81.11 %, en las aerofotografías se evidencia mayor desarrollo de islotes de bosques de manglar a medida que pasa el tiempo. Para el manglar Cocoplum, una línea de tendencia lineal explica 95.73 % de los datos. Por ser el arreglo de esta forma, se puede concluir que en promedio el manglar crece 7518.5 m2 por año. De igual forma, para el manglar Salt Creek, una línea de tendencia lineal explica 73.90 % de los datos e indica que, en promedio, anualmente, se ganan 454.83 m2 de manglar.

Figura 3. Líneas de tendencia de las áreas cubiertas por cada uno de los manglares del litoral oriental de la isla de San Andrés.

Fuente: elaboración propia.

El manglar Sound Bay es el que menos variación en área presenta dentro del periodo estudiado, desde 1944 a 2010, solo ha variado 15.4 %. Para este manglar no se encuentra una línea de tendencia que explique de buena manera los datos obtenidos, una línea polinómica tan solo explica 54.72 % de los resultados. Esta baja correlación se debe a que el comportamiento no es continuo a través del tiempo: hasta 1996, el manglar aumentó progresivamente de área; desde esta fecha hasta 2007, el área se disminuye; por último, entre 2007 y 2010, este manglar volvió a mostrar un crecimiento positivo en área.

Para el manglar Smith Channel, una línea de tendencia polinómica explica 78.22 % de los datos, sin poder darse, por el tipo de línea, un valor promedio de pérdida o ganancia por año. La correlación de ésta línea no es tan buena debido a que, al igual que pasa con el manglar Sound Bay, el manglar Smith Channel no tiene un comportamiento continuo a través del periodo estudiado: hasta el año 1974, este manglar tuvo una pérdida de área; luego, para 1980, tuvo un aumento significativo y, a partir de ese año, hasta 2010, siguió perdiendo cobertura de forma continua.

De manera general, al hacer la sumatoria anual de los sectores estudiados y buscar una línea de tendencia que explicara el comportamiento de la totalidad de los manglares a través del periodo analizado, se encontró un buen modelo de ajuste: una línea polinómica explica 97.17 % de los datos. Aunque no es posible dar un valor promedio anual, sí se observa una tendencia muy clara. A partir de la diferencia neta del área total de manglares, entre 1944 y 2010, se observa un aumento de cobertura de 100 %. Sin embargo, el hecho de que el modelo tienda al alza, no significa que se pueda pensar en un aumento progresivo del área de todos los manglares. En la actualidad los procesos antrópicos frenan de gran manera el crecimiento de estos ecosistemas y cada uno de los bosques de manglar tiene un comportamiento diferente.

La variación de la cobertura de playas en la isla de San Andrés puede relacionarse con el desarrollo de infraestructura en la zona costera. Las playas de Spratt Bight al norte de la isla, con 1460 m de longitud total, son las que han experimentado mayores alteraciones durante el tiempo analizado. La construcción de obras civiles eliminó cocoteros y vegetación de playa, lo cual, con la acción de olas, corrientes y el paso de tormentas y huracanes, muy probablemente, incidió en cambios de forma (Universidad del Norte, 2009). No obstante, también contribuyó al incremento del área de playa.

En Spratt Bight se pueden identificar tres sectores de playa: uno se ubica entre el extremo nororiental de la isla y el hotel Tiuna (Spratt Bight Oriental), otro empieza cerca del hotel Abacoa y termina en la proximidad de la Defensa Civil (Spratt Bight Occidental) y el más pequeño se sitúa entre el hotel Pierre y el hotel Acuario Decameron. En este sector de la isla se han construido cuatro espolones: espolón de la Cooperativa de Pescadores, espolón de Jeno’s Pizza, espolón de Tiuna y espolón del extremo oriental. En 1986, se construyó éste último en un lugar donde no existía playa (Ossa, 2004). Los resultados obtenidos muestran que allí hubo un crecimiento importante de playa entre el periodo 1984 y 1996, con una ganancia de 6098.36 m2 aproximadamente. Aunque este sector de playa tuvo un crecimiento constante desde 1956 hasta 2010, fue entre 1984 y 1996 cuando más creció, muy probablemente debido a los efectos de retención de sedimentos ejercidos por el espolón.

En el sector de Spratt Bight Occidental se construyó el espolón Jeno’s Pizza en 1968 (Ossa, 2004). Los resultados del presente estudio muestran incremento del área de playa en 13 310.51 m2 en el periodo de 1956 a 1974. Además, este segmento de playa se ha prolongado en longitud, entre el espolón Tiuna y el espolón construido frente al restaurante de la Cooperativa de Pescadores, en 1985, lo que se explica gracias al constante aumento de área de estas playas hasta 1996.

El área del tercer segmento de playa, ubicado entre el hotel Pierre y el hotel Acuario Decameron, no se cuantificó debido a que es muy pequeño y no fue posible delimitarlo con las escalas de las aerofotografías. En 1993, se hizo un dragado para la profundización del canal navegable de acceso al puerto de San Andrés, el material dragado fue acopiado y, en 1994, distribuido sobre varias playas de la isla, entre las que estuvieron las de Spratt Bight, con 20 000 m3 distribuidos en 1000 m de longitud, y la del hotel Maryland, final del extremo occidental de Spratt Bight, con 2250 m3, para conformar una playa con el abrigo del espolón de la Cooperativa de Pescadores (Universidad del Norte, 2009). Este hecho puede ser evidenciado en el continuo crecimiento en área de toda la playa de Spratt Bight.

Pese al incremento de las playas en el sector norte de la isla, en el periodo entre 2007 y 2010, Spratt Bight Occidental presentó una pérdida de 266.29 m2 y, aunque es un valor relativamente pequeño, a futuro la tendencia puede seguir en aumento. Como un efecto negativo para la calidad de la playa, se presentan las descargas del drenaje urbano de aguas lluvias y del aeropuerto, las cuales la contaminan y producen la pérdida de arenas. Los sitios de descarga están distribuidos a lo largo de toda la costa de esta playa.

En 2007 quedó concluida en su totalidad la construcción del Paseo Marino (la vía peatonal), en reemplazo de la antigua Avenida Colombia, obra que se construyó para mejorar la calidad de uso de la playa y seguridad de los usuarios (Universidad del Norte, 2009). Sin embargo, antes de la construcción de la vía peatonal, existía un muro continuo, paralelo al alineamiento de la vía, que hacía que el volumen de pérdida de arena fuera menor. Actualmente, el muro es recto y discontinuo y las pérdidas son mayores. Debido al constante flujo de arena hacia la vía peatonal, Coralina realizó la siembra de vegetación nativa y generación de dunas cuyo mantenimiento está a cargo de la Gobernación.

El análisis de cobertura muestra que el área de la playa Spratt Bight tiende a un aumento, como ya se ha dicho. Se trata de una playa intervenida, con balances sedimentarios positivos, retenidos mediante procesos eólicos, modificación de infraestructuras y siembra de vegetación. La aplicación de estas técnicas permite retener sedimento en la playa y por tanto obtener ganancia de volumen y superficie.

Las playas que cubren la franja que va desde el sur de San Luis hasta el extremo sur de la isla, conocidas como playas de Sound Bay, también han presentado importantes cambios. Las principales acciones corresponden a la construcción de la vía Circunvalar en 1953, la extracción de arenas para construcción, el relleno hidráulico de la playa que se realizó en 1994 y la construcción de dos espolones frente al Hotel Decameron San Luis. En 1970 se empezó a evidenciar un proceso de erosión en algunos sectores de la playa, lo cual se reflejó en el deterioro de algunos tramos de la vía Circunvalar. Para disipar los efectos de la erosión costera sobre la vía, el Ministerio de Transporte realizó obras puntuales de protección costera entre los kilómetros 17 y 19, correspondientes a muros de concreto y piedra (Universidad del Norte, 2009). A partir de los estudios y diseños que realizó la Universidad del Norte para Invias desde 2002, se concluyó que, por causas geológicas, principalmente asociadas al deterioro de la barrera arrecifal, el tren de olas estaba llegando con más fuerza, afectando a las playas y a la vía Circunvalar, requiriéndose obras de protección, más aún cuando dicha vía no permita el libre desarrollo de la dinámica del sistema playa-duna.

La extracción de arenas para construcción fue permitida en la isla de San Andrés hasta 1985. Se estima que, entre 1960 y 1985, esta extracción fue intensa contribuyendo a la erosión de playas. La principal fuente utilizada por los isleños fue la franja oeste, paralela a la vía Circunvalar entre los kilómetros 16 y 19. Esta actividad y la construcción de la vía Circunvalar fueron fundamentales para que en este tramo no se pudiera desarrollar el sistema playa-duna. Además de alcanzar la vía Circunvalar, la erosión ha alcanzado las viviendas ubicadas entre los kilómetros 20.5 y 21. En 1994, estas playas recibieron un relleno hidráulico de 20 000 m3 (Universidad del Norte, 2009). Sin embargo, los resultados del presente artículo muestran que esta acción no logró contrarrestar los otros factores adversos que causaron constante pérdida de playa en éste sector. Además de los factores antrópicos, hay factores naturales como el debilitamiento en la barrera arrecifal, eventos extremos de oleaje y presencia de huracanes, que ocasionan pérdida de arenas de las playas del sector Sound Bay.

Las playas de San Luis han sido menos usadas para el turismo por su pequeña extensión y por estar rodeadas de viviendas de pobladores locales. El desgaste de estas se debe, principalmente, a presiones antrópicas de los habitantes y a una urbanización intensa del sector, uno de los más poblados de la isla.

La reducción de playas confirma la presencia de amenazas identificadas por Guerra-Vargas y Mancera-Pineda (2015), quienes con base en la percepción de los habitantes de la isla de San Andrés las agruparon en diferentes categorías: 1) Desarrollo urbano e infraestructura, que incluye urbanización, construcción de vías, muelles, espolones, muros de contención, acceso de vehículos de transporte y congestión de turistas (Lambin, Geist y Lepers., 2003). 2) Reclamación de tierras, que incluye edificaciones, linderos, cercas o enrejados, avisos de venta de predios, caminos o senderos protegidos y actividades agropecuarias (Defeo et al., 2009). 3) Extracción de recursos costeros, que incluye excavación o extracción de arenas (Crain, Halpern, Beck y Kappel, 2009). Con los resultados de este estudio se comprueba parcialmente la hipótesis de reducción del área de playas y se comprueban amenazas que deben ser consideradas para la sostenibilidad económica de la región.

Por otra parte, en los 66 años de observación, la extensión de las áreas de manglar se ha incrementado notoriamente en la isla de San Andrés. Este incremento puede deberse a que son ecosistemas protegidos por la Ley (Plan de Ordenamiento Territorial, Decreto 325 de 2003). Un ejemplo de esto fue la denominación de parque regional de los bosques de manglar de bahía Honda y bahía Hooker, hoy conocidos como Old Point Mangrove Regional Park. Esta medida fue muy importante debido a que este manglar es el que mayor presión antrópica ha tenido. En el periodo entre 1956 y 1969, su área se vio reducida por la construcción del puerto marítimo; sin embargo, paulatinamente ha recuperado su cobertura por medio del desarrollo de islotes de manglar. De esta manera, el crecimiento de los bosques de manglar está favorecido tanto por el establecimiento de las condiciones adecuadas para su desarrollo y crecimiento, como por la implementación de políticas que declaran estos ecosistemas como zonas estratégicas de reserva. Estos cambios son favorables para la isla por los bienes y servicios provistos por el manglar.

El único bosque de manglar de los cinco evaluados que presentó pérdida de cobertura fue el manglar Smith Channel. Este ecosistema ha sufrido una fragmentación en los 66 años de observación, situación que puede inducir a cambios impredecibles no solo en su composición biótica, sino también en los procesos ecológicos que se desarrollan allí. Este manglar es muy particular ya que no tiene una conexión directa con el mar por lo que el régimen hídrico depende fundamentalmente de la lluvia. En consecuencia, la salinidad intersticial de los suelos permanece baja a lo largo del año (Sánchez-Núñez y Mancera-Pineda, 2011). Consecuentemente, los árboles presentan un desarrollo estructural muy grande. La tala, la presión de la actividad agrícola y el crecimiento urbano sobre los límites de este bosque han reducido su extensión, aumentando, probablemente, el efecto de borde. Tanto la fragmentación como el efecto de borde establecen una mayor tensión, disminuyendo la capacidad de recursos alimentarios, reproductivos y espaciales en el hábitat y, por tanto, incrementando su vulnerabilidad. La conservación de este manglar es vital porque es el único manglar de la isla con estas características y uno de los pocos que existe en el Caribe (Medina, 2016).

Los resultados muestran que las políticas de protección de ecosistemas resilientes como el manglar son efectivas. Dado que diferentes tipos de manglar proveen diferentes bienes y servicios (Ewel, Twilley y Ong, 1998), es importante aplicar medidas de manejo específicas para los manglares del sur de la isla.

Durante las siete décadas analizadas, las playas de la isla de San Andrés objeto de este estudio, sufrieron una pérdida aproximada de 23.2 % en su cobertura (2.84 % por año), caso contrario al de las áreas de manglar, que han tenido una expansión del 100 % a lo largo del mismo periodo. El sector sur de la isla demanda mayor atención, pues es donde se presentan las mayores pérdidas de playas por erosión y donde se localiza un manglar único que ha perdido cobertura vegetal. El crecimiento o decrecimiento en el área de las playas está directamente relacionado con intervenciones antrópicas, tales como construcción de vías, viviendas y edificaciones, dragado de arenas, construcción de espolones y rellenos hidráulicos. La situación principal que reduce las zonas de manglar es la tala de árboles, el crecimiento de los mismos esta favorecido por el establecimiento de las condiciones adecuadas para su desarrollo y crecimiento, además de políticas que declaran estos ecosistemas como zonas estratégicas de reserva. La isla de San Andrés es un buen modelo para el diseño de planes de manejo ambiental en áreas insulares del Caribe.

A todo el personal de la sede Caribe de la Universidad Nacional de Colombia por el apoyo suministrado. Al programa de pasantías de la sede por el soporte ofrecido a la segunda autora que permitió el desarrollo del presente estudio. A la sede Bogotá por el apoyo ofrecido a los tres autores. Proyecto Hermes: 31 393 “Efecto del estado sucesional de bosques de manglar del Caribe colombiano en los procesos de control de la erosión costera y de almacenamiento de carbono (Blue Carbon)”.

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