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Aspecto Legal y DerechosDerechos reservados. Para la reproducción parcial o total de la presente obra se requiere la previa autorización del IGAC, IDEAM y MAVDT. El texto, la cartografía y gráficos contenidos en la presente obra están sujetos a derechos de copia y protección de propiedad intelectual (Ley 23 de 1982).

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JUAN MANUEL SANTOS CALDERÓNPresidente de la República de Colombia

IVÁN DARÍO GÓMEZ GUZMÁNDirector General IGAC

CONSEJO DIRECTIVO

JORGE BUSTAMANTE ROLDÁNPresidente Consejo Directivo

Director Departamento Administrativo Nacional de Estadística, DANE

HERNANDO JOSÉ GÓMEZ RESTREPODirector Departamento Nacional de Planeación

JUAN CAMILO RESTREPOMinistro de Agricultura y

Desarrollo Rural

RODRIGO RIVERA SALAZARMinistro de Defensa Nacional

BEATRIZ URIBE BOTEROMinistro de Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Territorial

ALBERTO MENDOZA MORALESRepresentante Presidencia de la República

Presidente Sociedad Geográfica deColombia

ALEJANDRO GAVIRIA URIBERepresentante

Presidente de la República

MERCEDES VÁSQUEZ DE GÓMEZSecretaria General

JULIAN SERNA GIRALDOSubdirector de Agrlogía

MIGUEL ÁNGEL CÁRDENASSubdirector de Geografía y Cartografía

GLADYS PINZÓN DAZASubdirectora de Catastro

DORA INÉS REY MARTÍNEZJefe Oficina Aseora de Planeación

MARCELA ABELLA PALACIOSJefe Oficina Asesora Jurídica

JORGE ARMANDO PORRAS Jefe Oficina de Control Interno

LILIA PATRICIA ARIAS DUARTEJefe Oficina del Centro de Investigación y

Desarrollo de Investigación

HILDA YAMILE LOTTAJefe Oficina de Informática y

Telecomunicaciones

COMITÉ DE DIRECCIÓN

IVÁN DARÍO GÓMEZ GUZMÁNDirector General

MERCEDES VÁSQUEZ DE GÓMEZSecretaria General

IVANNA NUSSIKA AGUDELO PADILLAJefe Oficina Difusión y Mercadeo de Información

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JUAN MANUEL SANTOS CALDERÓN Presidente de la República de Colombia

BEATRIZ ELENA URIBE BOTERO Ministra de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial

CARLOS CASTAÑO URIBE Viceministro de Ambiente

XIOMARA SANCLEMENTE MANRIQUEDirectora de Ecosistemas

ZORAIDA FAJARDO RODRÍGUEZCoordinadora Grupo de Gestión en Biodiversidad

Supervisora MAVDT

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JUAN MANUEL SANTOS CALDERÓNPresidente de la República de Colombia

RICARDO JOSÉ LOZANO PICÓNDirector General

CAROLINA CHINCHILLA TORRESSecreatria General

DIRECTIVAS

LUZ MARINA ARÉVALO SÁNCHEZSubdirectora de Ecosistemas e Información

Ambiental

OMAR FRANCO TORRESSubdirector de Hidrología

MARÍA MARGARITA GUTIERREZ ARIASSubdirectora de Estudis Ambientales

ERNESTO RANGEL MANTILLASubdirector de Meteorología

MARÍA TERESA MARTÍNEZ GÓMEZJefe Oficina Servicio de Pronósticos y Alertas

JORGE FERNANDO BEJARANO LOBOJefe Oficina de Informática

LILIANA MALAMBO MARTÍNEZJefe Oficina Asesora de Planeación

FERNEY BAQUERO FIGUEREDOJefe Oficina Asesora Jurídica

MARTHA DUARTE DE SANDOVALJefe Oficina de Control Interno (E)

MARCELA SIERRA CUELLOAsesora de Comunicaciones

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Aspecto Legal y Derechos

Derechos reservados. Para la reproducción parcial o total de la presente obra se requiere la previa autorización del INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI; INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Y EL MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. El texto, la cartografía y gráficos contenidos en la presente obra están sujetos a derechos de copia y protección de propiedad intelectual (Ley 23 de 1982).

© IGAC, IDEAM, MAVDT 2010.

PROTOCOLO PARA LA IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS PROCESOS DE DEGRADACIÓN DE SUELOS Y TIERRAS POR

SALINIZACIÓN

Coordinación General del Convenio:Carlos Enrique Castro (IGAC).

Coordinación técnica: Carlos Enrique Castro (IGAC).

Interventora IGAC:María Magdalena Ballesteros Morales

Autores:

Carlos Enrique Castro (IGAC), Alejandro Palacios (IGAC), Milton Antonio Camacho (IGAC) Carlos Eduardo Gómez (IDEAM), Eduardo Ojeda (IDEAM), Claudia Milena Álvarez (IDEAM), Reinaldo Sánchez (IDEAM), Javier Otero (IDEAM).

Colaboradores:

Hugo Castro, Ivan Bustamante, Álvaro García, Harold Hernández, Jaime Forero, Orlando Zúñiga, Corpraciones Autónomas Regionales, Centros de Investigación y Universidades

Coordinación de Edición, Diseño y Diagramación:Jorge Hernando Andrade Barreiro

Edición, Diseño y Diagramación: Isabel Cristina Hernández Sánchez

Portada:Fotografías del banco de imágenes del INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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nLa primera versión del documento de métodos y protocolos para la iden-tificación y evaluación de los procesos de degradación de suelos y tierras en Colombia se presenta como la consolidación de una propuesta concer-tada para realizar la identificación, la evaluación y el seguimiento de los procesos de erosión, salinización y desertificación actuales y potenciales, y como un instrumento para la gestión sostenible de los recursos naturales, y especialmente de los recursos suelos y tierras, en los niveles nacional, regional y local.

El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial - MAVDT, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC, hicieron una mancomunidad de intereses liderada por el MAVDT, para elaborar esta primera propuesta metodológica, concertada con los expertos de las entidades que realizan trabajos e investigaciones en temas agrológicos, la cual permitirá estable-cer en posteriores fases de trabajo el estado de degradación de los suelos y tierras del país por los procesos de erosión, salinización y desertificación, su localización en el territorio y la cuantificación de las zonas afectadas.

Los productos del proyecto, representados en los 3 protocolos y sus res-pectivos métodos validados, y el documento que esboza en forma preli-minar el marco conceptual para realizar el seguimiento y el monitoreo de la degradación de los suelos y tierras en Colombia, proporcionan las bases técnicas conceptuales, metodológicas y operativas que el país requiere

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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para establecer el estado de degradación de los recursos suelos y tierras, realizar su seguimiento, apoyar la formulación y ejecución del Plan de Ac-ción Nacional de Lucha contra la Desertificación, y sustentar el desarrollo de las políticas de monitoreo, uso y manejo sostenible de estos recursos naturales, así como para la elaboración de los informes nacionales a la Convención de Las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación y La Sequía.

Se espera que estos productos se constituyan en una herramienta de apo-yo para el establecimiento de las políticas y programas que garanticen la gestión sostenible de los recursos naturales, mediante la unificación de los procedimientos para el seguimiento de los recursos suelos y tierras que se aplicarán en Colombia.

Iván Darío Gómez GuzmánDirector General

Instituto Geográfico Agustín Codazzi

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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PRESENTACIÓN ���������������������������������������������������������������� 71� INTRODUCCIÓN �������������������������������������������������������������� 172� ANTEDEDENTES Y JUSTIFICACIÓN �������������������������������� 183� ALCANCE ������������������������������������������������������������������������ 244� OBJETIVOS ��������������������������������������������������������������������� 274�1� OBJETIVO gENERAL ������������������������������������������������������� 274�2� OBJETIVOS ESPECíFICOS ����������������������������������������������� 275� MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL gENERAL �������������������� 275�1� CONTExTO E IMPORTANCIA AMBIENTAL DE LOS SUELOS ��������������������������������������������������������������������������� 285�2 � FUNCIONES Y SERVICIOS ECOSISTéMICOS DE LOS SUELOS ��������������������������������������������������������������������������� 305�3� DEgRADACIÓN DE SUELOS Y TIERRAS ������������������������� 315�4� MéTODOS PARA LA IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA DEgRADACIÓN DE SUELOS Y TIERRAS ������������������� 335�5� ESTADO DEL ARTE SOBRE EL CONOCIMIENTO DE LA DEgRADACIÓN DE SUELOS Y TIERRAS EN COLOMBIA ����� 36 5�5�1� Experiencias nacionales e internacionales de la degradación por salinidad �������������������������������������������������� 36 5�5�2� Acciones de manejo y conservación de suelos en Colombia ������������������������������������������������������������������������� 39 5�5�3�Marco político y normativo relacionado con el recurso suelo �������������������������������������������������������������������������������� 43

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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5�5�4� La salinidad de suelos y tierras y sus implicaciones frente al cambio climático ������������������������������������������������� 455�6� FACTORES Y PRESIONES SOCIOECONÓMICAS qUE gENERAN PROCESOS DE DEgRADACIÓN POR SALINIzACIÓN ���������������������������������������������������������������� 49 5�6�1� generalidades ���������������������������������������������������������� 49 5�6�2� La Actividad Agrícola y su Impacto en los Procesos de Degradación de Suelos y Tierras ����������������������������������������� 53 5�6�3� La Actividad Minera y su Impacto en los Procesos de Degradación de Suelos y Tierras2 ���������������������������������������� 56 5�6�4� Principales factores de presión Socioculturales y Económicos que determinan el proceso de degradación de suelos por erosión� ������������������������������������������������������������ 586� METODOLOgíA ��������������������������������������������������������������� 606�1� DISEñO METODOLÓgICO ����������������������������������������������� 606�2� FASES Y ETAPAS ������������������������������������������������������������� 61 6.2.1 . Fase 1. Marco conceptual y metodológico específico �� 61 6.2.1.1. Conceptos y definición de salinidad de los suelos ���� 62 6.2.1.2. Métodos para la identificación y evaluación de la degradación por salinidad �������������������������������������������������� 85 6�3�1� Sistema de información�������������������������������������������103 6.3.1.1. La gestión de la información geográfica������������������103 6�3�1�2� Relaciones entre técnicas propuestas (PR - SIg - MD) ������� 105 6�3�1�3� Análisis del SIgDDT ��������������������������������������������� 106 6�3�1�4� Propuesta para implementar el Sistema de Información para degradación en Colombia ����������������������� 108 6�3�1�5� Análisis de necesidades del Sistema ����������������������113 6�3�2� Programa del Sistema de Monitoreo �������������������������121 6.2.2. Fase de identificación y caracterización de los procesos de salinización ����������������������������������������������������������������127 6�2�2�1� Etapa de planeación inicial ������������������������������������127 6.2.2.1. Etapa de oficina ��������������������������������������������������130 6�2�3� Etapa preparatoria de campo ��������������������������������� 142 6.2.3.1. Diseño y definición de sitios para el muestreo de suelos, aguas y plantas �������������������������������������������������������������� 144 6�2�3�2� Consideraciones para desarrollar estrategias de muestreo ������������������������������������������������������������������������ 145 6�2�3�3� Diseño y elaboración del formulario de campo �������152 6.2.3.4. Definición de sitios para la toma de muestras de suelos y vegetación �������������������������������������������������������������������153 6�2�4� Etapa de trabajo de campo ��������������������������������������153 6�2�5� Etapa de post-campo �����������������������������������������������155

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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6.2.6. Análisis y evaluación de los procesos de salinización, sus causas e impactos ����������������������������������������������������������� 158 6�2�7� Construcción de indicadores de degradación por salinización de suelos ������������������������������������������������������ 160 6�2�8� Análisis y evaluación biofísica de los procesos de salinización �������������������������������������������������������������������� 1786�3� EVALUACIÓN BIOFíSICA O ECOLÓgICA DE LOS PROCESOS DE SALINIzACIÓN �������������������������������������� 179 6.3.1. Evaluación socio ambiental: causas, presiones,efectos e impactos ���������������������������������������������������������������������� 179 6�3�2� Análisis de indicadores de presión y estado actual del proceso de salinización ���������������������������������������������������� 180 6.3.3. Modelación y simulación del proceso de salinización ��� 181 6.3.3.1. Identificación y selección de modelos �������������������� 182 6�3�3�2� Evaluación de los programas (software) de modelación y simulación ������������������������������������������������������������������� 194 6�3�3�4� Evaluación de resultados del modelo����������������������203 6.3.3.5. Simulación de escenarios: predictivos, alternativos, tendenciales ������������������������������������������������������������������� 2066.4. COMPONENTE SOCIAL, CULTURAL Y ECONÓMICO ������207 6�4�1� Métodos y procedimientos ���������������������������������������207 6�4�2� Contexto local ������������������������������������������������������� 208 6.4.2.1. Etapa de Oficina y Preparatoria de Campo ������������� 208 6�4�2�2� Etapa de Trabajo de Campo ����������������������������������211 6�4�2�3� Etapa Post – Campo ����������������������������������������������231 6�4�2�4� Evaluación de la información ��������������������������������251 6.4.2.5. Integración de la información social, económica y cultural con el componente Biofísico ��������������������������������� 263 6�4�3� NIVEL REgIONAL �������������������������������������������������� 264 6.4.3.1. Etapa de Oficina y Preparatoria de Campo ������������� 264 6�4�3�2� Etapa de Trabajo de Campo ��������������������������������� 266 6�4�3�3� Etapa Post – Campo ��������������������������������������������275 6�4�3�4� Evaluación de la información ������������������������������� 285 6.4.3.5. Integración de la información social, económica y cultural con el componente Biofísico ��������������������������������� 2976�5� NIVEL NACIONAL ��������������������������������������������������������� 298 6.5.1. Monitoreo y seguimiento del proceso de salinización ����� 298 BIBLIOgRAFíA ���������������������������������������������������������������� 299 ANExO 1� INSTRUMENTO DE CONTROL DE EJECUCIÓN ��������������������������������������������������������������������323

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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FIgURA 6�1� Secuencia metodológica general .....................................60FIgURA 6�2� Fases y etapas del protocolo de salinización de suelos......61FIgURA 6�3� Sobreposición de dos doble capas difusas. Línea quebrada: concentración iónica de una laminilla simple sin sobreposición; línea sólida: concentración iónica de dos laminillas con sobreposición- ..................................... 71FIgURA 6�4� Esquematización de los procesos de dispersión y expansión promovidos por el Na Intercambiable. a) Acción de fuerzas dispersantes y expansivas, b) Tactoides normales. ......................................................... 73FIgURA 6�5� Firmas espectrales de sales minerales obtenidas en el laboratorio: (a) grupo halita, (b) borax, (c) grupo de carbonatos, y (d) grupo de los sulfato. (Fuente: Farifteh, J., Imaging spectroscopy of salt affected soils: Model based integrated method. ITC disertación 143, Enschede, the Netherlands, 2007). .........................................................88FIgURA 6�6� Comparación de las imágenes multiespectrales e hiperespectrales y su respuesta espectral. A nivel local, el producto AISA Dual Hyperspectral Sensor, sensor aereotranportado permite la hiperespectrabilidad y además una resolución espacial muy alta (2 m), y rangos espectrales (V NIR 400 –970nm y SWIR 970 – 2450nm), lo cual hace posible la identificación y valoración de procesos de salinización a nivel local (Merrick, 2010). ......................91

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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FIgURA 6�7� (a) Las regiones Crisp, delimitadas para los suelos salinos y no salinos, (b) Regiones difusas (Fuzzy) asumen una transición fluida entre las zonas de suelos con solución salina y no salina (Fuente, Metternicht y Zinck, 2009).......97FIgURA 6�8� Topología de la Red Neuronal. .........................................98FIgURA 6�9� Análisis integrado del SI para degradación. (Fuente: adaptado de Chuvieco, 2006,). .......................................106FIgURA 6�10� Modalidades de identificación de procesos de degradación usando percepción remota. ........................................... 107FIgURA 6�11� Organización jerárquica del SIGD, para la identificación, evaluación, seguimiento y monitoreo de los procesos de degradación en Colombia............................................... 122FIgURA 6�12� Modelo Conceptual del SIG para identificación, evaluación, seguimiento y monitoreo de procesos de degradación. ..126FIgURA 6�13� Proceso metodológico para identificar procesos de salinización. ................................................................... 132FIgURA 6�14� Organización de la información dentro del Sistema de Información Geográfica y Documental para los procesos de Degradación. .............................................................140FIgURA 6�15� Gráfica para realizar el análisis de los indicadores (en Excel seleccionar red) .............................................................. 162FIgURA 6�16� Modelo simple de una sola neurona en una red artificial ......186FIgURA 6�17� Esquema para la identificación y selección de modelos. (Fuente: adaptado de Merritt, 2002)...............................188FIgURA 6�18� Modelo conceptual para la evaluación de los suelos afectados por sales. (Fuente: Meternicht y Zinck, 2009) ....189FIgURA 6�19� Enfoque metodológico para la integración de modelos de teledetección, modelamiento y estudio geofísico (Fuente: Meternicht y Zinck, 2009) ..............................................190FIgURA 6�20� Estrategia de integración de la reflectancia y la imagen de sensor remoto (Fuente: Meternicht y Zinck, 2009) ......... 191FIgURA 6�21� Vista parcial de un árbol de decisión para predecir la salinización (Fuente: Metternicht y Zinck, 2009).............192FIgURA 6�22� Modelo de Susceptibilidad a la salinización. ...................194FIgURA 6�23� Esquema para la evaluación de modelos de aplicación sobre procesos de salinización. ............................................... 197FIgURA 6�24� Esquema de las fases originales en la elaboración de un prototipo (Fuente: James Martín, 2008). ........................202FIgURA 6�25� Proceso metodológico etapa de oficina y preparatoria de campo. ...........................................................................209FIgURA 6�26� Esquema de análisis post-campo.................................... 231

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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TABLA 5�1� Áreas Salinas en el Valle del Cauca. ..................................38TABLA 5� 2� Degradación de Suelos por Salinización ...........................60TABLA 6�1� Representatividad de algunos iones en suelos salinos y su nivel de toxicidad .............................................................68TABLA 6�2� Valores de Conductividad Hidráulica con carga constante de 4 cm de tres suelos de Colombia, tratadas con aguas salinas de 40 cmol (+) L-1. ............................................................81TABLA 6�3 Valores de Conductividad Hidráulica con sellamiento superficial de tres suelos de Colombia, por impacto de gotas de lluvia antes y después del tratamiento con aguas salinas de 40 cmol (+) L-1 . ................................................82TABLA 6�4� Valores de Índice de sellado antes y después del tratamiento con agua de 40 cmol (+) L-1 de salinidad (González, 2001). 83TABLA 6�5� Concentración de cationes intercambiables en tres suelos de Colombia tratados con aguas ricas en bicarbonatos ( González, 2001). ............................................................84TABLA 6�6� Sistemas comerciales para análisis digital de imágenes (Fuente: Chuvieco, 2006). ................................................99TABLA 6�7� Métodos y procedimiento para la identificación y evaluación de la degradación de suelos y tierras por salinización .................................................................... 128TABLA 6�8� Control de calidad de la identificación de procesos de salinización .................................................................... 134

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Protocolo de Degradación de Suelos y Tierras por Salinización

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TABLA 6�9� Productos de sensores remotos que pueden ser usados para la identificación de procesos de salindad. .............. 138TABLA 6�10� Indicadores a analizar ..................................................... 151TABLA 6�11� Tolerancia a las sales de algunos cultivos y parámetros para cuantificar el efecto salino. ..................................... 158TABLA 6�12� Indicadores de estado de degradación de suelos, con sus características y valores correspondientes a nivel local. Escala 1:25.000. ............................................................. 163TABLA 6�13� Indicadores de degradación de suelos, con sus características y valores correspondientes a nivel regional. Escala 1: 100.000. ............................................................173TABLA 6�14� Indicadores de degradación de suelos, con sus características y valores correspondientes a nivel nacional. Escala 1: 500.000. ............................................................175TABLA 6�15� Síntesis del diagnóstico de los procesos de degradación por salinización ...............................................................177TABLA 6�16� Ejemplo de Síntesis de Diagnóstico para una unidad espacial de Estudio ...................................................................... 235TABLA 6�17� Ejemplo de Esquema de Exploración Territorial Local. ...242TABLA 6�18� Guía Metodológica. MAPA DE FUNCIONES TERRITORIALES (Ejercicio de Cartografía Social) ...........249TABLA 6�19� Valoración del desequilibrio territorial ............................252TABLA 6�20� MATRIZ FPEIR DEGRADACIÓN DE SUELOS POR SALINIZACIÓN .............................................................. 255TABLA 6�21� Asignación de puntaje para variables e indicadores para el análisis territorial. ....................................................... 257TABLA 6�22� Ejemplo de Síntesis de Diagnóstico para la región .......... 278TABLA 6�23� Ejemplo de Esquema de Exploración Territorial Regional ... 282 TABLA 6�24 � Guía Metodológica. MAPA DE FUNCIONES TERRITORIALES (Ejercicio de Cartografía Social) ...........282TABLA 6�25� Valoración del desequilibrio territorial ............................286TABLA 6�26� MATRIZ FPEIR DEGRADACIÓN DE SUELOS POR SALINIZACIÓN ............................................................. 287TABLA 6�27� Asignación de puntaje para variables e indicadores para el análisis territorial. ..........................................................292

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