anÁlisis espacial de la degradaciÓn de manglares usando tÉcnicas de sistemas de informaciÓn...

Análisis espacial de la degradación de manglares usando técnicas de SIG y SR.______________

1

ANÁLISIS ESPACIAL DE LA DEGRADACIÓN DE MANGLARES USANDO TÉCNICAS DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y

SENSORES REMOTOS. Autores: PM. María Magdalena Martínez Flores*

MSc. Andrés Hernández Riquene** MSc. Liliana Caballero Landín** Esp. Bertho Arteaga Arbolaes* Ing. Eduin Oramas Espinosa* Ing. Félix Ibargollín Carpio** Ing. Reynaldo Valencia Falcón* Lic. Carlos A. Cachaza Espinosa** Ing. Idalmis Cuellar Palacios* Ing. Vivian Hernández Triana**

* Empresa Forestal Integral Villa Clara. Buen Viaje y Ríos, # 176, Santa Clara, Villa Clara,

CUBA. Tel. 053-42-202455, 053-42-202456. Fax. 053- 42-202759. Email: [email protected]

** Estación Experimental Forestal Villa Clara. Finca Victoria, Oliver, Placetas, Villa Clara, CUBA. Tel. 053-42-207819. FAX: 053-42-223175 Email: [email protected]

RESUMEN

La degradación y deforestación de las áreas de manglares en nuestro país es uno de los

problemas medioambientales más serios que afectan las zonas costeras ya que los

manglares juegan un papel fundamental en la protección y estabilización de las mismas.

Este trabajo está encaminado a realizar un análisis multitemporal durante un período de

16 años (1981 a 1997) de la degradación de las áreas de manglares en la costa norte

del municipio Quemado de Güines, provincia Villa Clara, aplicando las técnicas de

Sistemas de Información Geográfica (SIG) y Sensores Remotos (SR). Mapas de

cobertura de la tierra de 1981, 1997 y un mapa de cambios fueron obtenidos. Los

resultados muestran que la degradación en el área de manglar aumentó de 13 % (129.47

ha) en 1981 a 35 % (363.50 ha) en 1997 y que el área con Degradación Severa (DS)

cubre una extensión de 7 %, Degradación Moderada (DM) 9 % y Degradación Ligera

(DL) 7 %, siendo No Degradada (ND) la clase más afectada cambiando principalmente a

DL, DM y DS. El aumento de la degradación en estos bosques ha sido provocado

principalmente por la alta tasa de deforestación a que han sido sometidos asociado a la

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


2

influencia de factores antrópicos tales como tala ilícita y construcción de diques. Se

recomienda incluir en los planes de manejos de la Silvicultura la reconstrucción y

enriquecimiento de estos bosques, establecer un control en la corta ilegal, construcción

de diques, etc y desarrollar programas de educación ambiental con las comunidades

rurales.

PALABRAS CLAVES

SIG, SR, Mapas, Cambios, Degradación, Manglares.

INTRODUCCIÓN

La deforestación y la degradación forestal es uno de los problemas medioambientales y

socioeconómicos más serios llevados a cabo en el mundo de hoy. Debido al proceso de

deforestación existen aproximadamente más de 20 millones de hectáreas de pérdidas

forestales todos los años pero tales estadísticas ignoran que en adición a esto áreas

considerables son degradadas cada año. (Aksornkoae .et al, 1992)

La degradación forestal implica el deterioro de los ecosistemas y la destrucción del

potencial biológico de la tierra. Uno de los ecosistemas que han sufrido degradación en

las últimas décadas han sido los ecosistemas costeros fundamentalmente los manglares.

(FAO, 2002).

Los manglares juegan un papel fundamental en la protección y estabilización de las

áreas costeras, así como en el funcionamiento general de sus ecosistemas. Asimismo,

constituyen importantes zonas de reproducción y cría de especies marinas. (PNUMA,

2000). Los manglares aportan energía al ecosistema acuático, mediante sus hojas,

ramas y raíces, las cuales pasan a formar parte del detrito acumulado en los sedimentos.

Las raíces de los mangles sirven de refugio a las etapas juveniles de langostas y peces.

Protegen las costas de la erosión provocada por el oleaje, el viento y las corrientes

costeras y filtran los contaminantes evitando que lleguen a los arrecifes coralinos y otro

hábitat. (Chapman, 1999).

En nuestro país estos ocupan una superficie de 5,321 km2 (el 4.8% de la superficie

terrestre total de la Isla de Cuba y 26% de la superficie total de bosques) a lo largo de un

perímetro costero de cerca de 5,476 Km. Estas importantes formaciones están presentes


3

en casi el 70% de las costas cubanas representados por 4 especies de mangle, por lo

que se consideran la primera formación forestal natural. (Milián, 1992)

Los manglares son un importante recurso en la provincia y el país, usados

principalmente como material de construcción, madera combustible y carbón, además se

consideran como preservadores de la biodiversidad.

Adversos efectos de crecimiento en población, cambios en el clima y explotación

comercial para carbón, cujes, madera para construcción y desarrollo del turismo, etc da

pie a una gran destrucción de los manglares en la provincia y el país.

Es importante entender el rol de los manglares en la protección de otros habitad costeros

y las consecuencias de la pérdida de ellos como parte de la línea costera. Esta es la

razón por la que es bueno llevar a cabo estudios en las zonas o áreas afectadas. (Milián,

1992)

Con este trabajo se pretende hacer un análisis multitemporal de la degradación del

manglar desde Punta de Pitirre hasta Punta de Caraira en el municipio Quemado de

Güines, provincia Villa Clara. La metodología que será empleada en el mismo está

fundamentada por las técnicas de SIG y SR para el monitoreo de las áreas degradadas.

Este método fue seleccionado teniendo en consideración que la información requerida no

puede ser totalmente obtenida con los métodos tradicionales dentro del manglar y

lugares cenagosos ya que el acceso a ellos es extremadamente difícil en algunas zonas.

El trabajo es importante porque constituye una herramienta fundamental para el

monitoreo, rehabilitación y restauración de ecosistemas degradados entre ellos los

costeros, lo cual forma parte de la estrategia de conservación de la diversidad biológica

en la provincia Villa Clara y el país.

OBJETIVO GENERAL

Realizar un análisis espacial de la degradación de manglares usando técnicas de

sistemas de información geográfica y sensores remotos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Obtener mapas de degradación de manglares de 1981 y 1997.


4

Crear un mapa de degradación de los manglares en el área de estudio.

Determinar cambios en las clases de cobertura del área de manglar.

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

Aplicación de técnicas de sensores remotos y sistemas de información geográfica

en el monitoreo de la degradación de manglares.

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son normalmente considerados para

desarrollarse de software, datos, personas y organizaciones en las cuales estos

funcionan. Los SIG siempre consisten de módulos de entrada, almacenaje, análisis,

procesamiento y salida de datos espaciales. (Rahman, 1998).

Sensores Remotos(SR) es la ciencia y el arte de obtener información de un área, objeto

o fenómeno, toma en consideración el análisis de datos que son adquiridos por un divisor

que no está en contacto con el área, objeto o fenómeno bajo investigación. (Lillesand,

2000).

Los datos de SR derivados de diferentes satélites tales como Landsat MSS puede

proveernos información acerca de la extensión de áreas, condiciones y bordes de los

humedales costeros. También las imágenes Landsat TM son extremadamente usadas

para el mapeo de humedales y delineación de altas y bajas líneas de aguas. Además

datos de satélites multidatos pueden ser usados efectivamente para encontrar los

cambios en extensas áreas de manglares. (Kabir, 1997).

Los productos de los Sensores Remotos usados frecuentemente son las fotografías

aéreas en blanco y negro, la fotografía infrarroja a color, imágenes de radar e imágenes

de satélite. (Perumal, 1997).

El uso de fotografías aéreas multi-temporales para la detección de cambios en áreas

degradadas de manglares constituye una fuente importante de datos para determinar el

grado de afectación a que han sido sometidos estos ecosistemas costeros en las últimas

décadas. (Schweik, 1997).

En Cuba el uso de las técnicas asociadas a los sensores remotos fue desarrollado con

particular interés a partir de la década del 70 con la integración a la comisión


5

INTERCOSMOS. Sin embargo, las técnicas utilizadas se basaban mayormente en

métodos ópticos analíticos; y no es hasta mediado de los 80 que comienza a introducirse

en el país el procesamiento digital de imágenes y el uso de fotografías aéreas con fines

de estudio y monitoreo de los recursos naturales. Éstas aún no cuentan con un desarrollo

idóneo, sobre todo en el campo de los estudios en la cobertura de la tierra y del

monitoreo de ecosistemas degradados como es el caso de los manglares.

Existen múltiples factores que influyen en la distribución de los mangles, incluyendo

suelo, marea, geomorfología, disponibilidad mineral, aereación del suelo, los vientos,

etc... pero las actividades humanas en estos momentos están afectando la distribución

de estos a todas las escalas provocando la pérdida y degradación de estos. (Milián,

1992)

MATERIALES Y MÉTODOS

Caracterización del área de estudio.

El área de estudio (Figura 1) está situada en la

costa norte del municipio Quemado de Güines

perteneciente a la provincia Villa Clara. Las

coordenadas relacionadas al área de estudio son:

los 80o17’40’’ de Longitud Este, 80o14’15’’ de

Longitud Oeste, 22o54’50’’ de Latitud Norte y

22o53’00’’ de Latitud Sur.

Está influenciada por un clima costero, caliente y

húmedo con temperaturas entre 21°C y 29 °C y un

promedio anual de precipitaciones de 1480mm.

La topografía del terreno es llana y los suelos dominantes son arenosos y fangosos.

Materiales

Fotos aéreas: (1981) con escala 1:10000 y (1997) con escala 1:32000

Hojas cartográficas: Caguaguas No 4184-I-c Escala 1:25000 Publicado en 1990 y

Quintín Banderas No 4184-IV-d Escala 1:25000 Publicado en 1990

Figura 1. Área de estudio.


6

Hoja de tasación de bosques.

Sistema de Información Geográfica (ILWIS 3.11).

Metodología

La metodología empleada para el desarrollo de este trabajo puede ser observada en la

Figura 2.

Figura 2. Organigrama que refleja la metodología general.

Las fotografías aéreas fueron usadas en el proceso de clasificación de la cobertura de la

tierra e identificación de los cambios ocurridos en la degradación del área de manglar en

el espacio y el tiempo. Las hojas cartográficas fueron empleadas para localizar las vías

Fotografía Aérea

1981

Fotografía Aérea

1997

Escaneo

Definición de las

clases

Mapas

topográficos

Georeferenciado

y Resampleo

Clustering

Mapa de

degradación

(1981)

Mapa de

degradación

(1997)

Cruce de mapas

Mapa Final de Cambios

en la degradación

(1981-1997)


7

principales y secundarias de acceso al bosque para realizar el trabajo de campo,

georeferenciar las fotos aéreas y verificar las coordenadas.

La distinción de las diferentes clases de degradación previamente determinadas (Tabla

1) se realizó empleando una clasificación no supervisada (clustering) de las fotos aéreas

apoyada en una interpretación visual de los diferentes rasgos del terreno con el mismo

color, patrón y textura, obteniéndose los mapas de degradación para cada año, los

cuales fueron usados para la obtención del mapa final de cambios en la degradación del

manglar. La información estadística resultante del cruce de los mapas de 1981 y 1997

sirvió de base para el análisis de las áreas de cambio en la degradación en ese período.

Tabla 1. Códigos otorgados a cada clase de degradación.

Clases de Degradación Código

No Degradada ND

Degradación Ligera DL

Degradación Moderada DM

Degradación Severa DS

Área Recuperada AR

Agua A

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Los mapas de degradación de los años 1981 y 1997, obtenidos de la clasificación de las

fotografías aéreas, pueden ser observados en los Anexos 1 y 2 respectivamente.

De estos mapas se obtuvieron las áreas en ha y % para cada clase de degradación así

como la diferencia en área, producto de los cambios ocurridos en este período (Tabla 2)

Tabla 2. Áreas por clases de degradación para 1981 y 1997.

Clases de Degradación

Área1981 (ha)

Area1997 (ha)

Diferencia (ha)

1981 (%)

1997 (%)

ND 886.59 652.10 -234.49 86 63

DL 38.77 114.27 75.50 4 11

DM 29.86 117.48 87.62 3 11

DS 60.84 131.75 70.91 6 13

A 10.94 11.40 0.46 1 1

TOTAL 1027 1027 100 100


8

La Tabla 2 muestra que el área ND decreció de un 86 % (886.59 ha) que tenía en el año

1981 a 63 % (652.10 ha) en el año 1997 lo cual equivale a una pérdida de área de un 23

% (234.49 ha) (Gráfico 1)

Las clases DL, DM y DS incrementaron de un 4 % (38.77 ha), 3 % (29.86 ha) y 6 %

(60.84 ha) que tenían en el año 1981 respectivamente a un 11 % (114.27 ha), a un 11 %

(117.48 ha) y a un 13 % (131.75 ha) en el año 1997 respectivamente (Tabla 2), lo que

equivale a un aumento en la degradación de un 7 % (75.50 ha), 9 % (87.62 ha) y 7 %

(70.91 ha) respectivamente (Gráfico 1) En el caso de la clase de cobertura A, el área

incrementada fue de un 1 % (0.46 ha) Por lo tanto, la degradación en el área de manglar

estudiada aumentó de 13 % (129.47 ha) en 1981 a 35 % (363.50 ha) en 1997.

Las estadísticas obtenidas de la combinación de los mapas de degradación de áreas de

1981 y 1997 fueron representadas en una matriz de transición donde se puede observar

que la clase ND cambió a DL, DM y DS lo cual demuestra el grado de degradación a que

ha sido sometida el área de manglar en estudio. Por otra parte se observó que algunas

áreas que estaban degradadas en 1981 pasan a recuperarse en este período atribuido

fundamentalmente a la reforestación de estas áreas y a la regeneración natural (Tabla 3)

Tabla 3. Matriz de transición de áreas (ha) para el período 1981-1997.

1997

1981

ND DL DM DS A

ND 573 99 102 110 2

DL 24 5 5 5 0

DM 18 4 3 5 0

DS 34 7 6 10 5

A 3 1 1 2 4

El análisis realizado es muy simple pero está muy claro en el Mapa de Degradación de

la Zona Costera de Quemado 1981-1997 (Anexo 3), que existen cambios en el área del

manglar principalmente por causa del corte ilegal de madera por algunas entidades

estatales y particulares para múltiples propósitos como: elaboración de carbón vegetal,

cujes para tabaco, horcones, leña, construcciones rurales, construcción de diques de

arroz, etc. Como resultado final del análisis de cambios en el período de estudio se


9

observó que el área ND ocupa un 58 % del área total, seguida por DS (13%), DM (10 %),

DL y AR (9 %) (Anexo 4.)

Gráfico 1. Área de cambios para las diferentes clases de degradación en el período

1981-1997.

El análisis y la observación en campo mostró que la degradación no afecta a todas las

especies en el mismo grado, Rhizophora mangle L. (Mangle rojo) parece ser la especie

más afectada.

Se ha demostrado que los SIG y los SR son herramientas importantes para obtener una

rápida, eficiente y exacta información de la detección de cambios en la degradación de

las áreas costeras.

CONCLUSIONES

El uso de fotografías aéreas permitió la clasificación del área de manglar en 5 clases

diferentes de cobertura de la tierra.

La degradación en el área de manglar estudiada aumentó de 13 % (129.47 ha) en

1981 a 35 % (363.50 ha) en 1997.


10

Al concluir el período estudiado el área con DS cubre una extensión de 7 %, DM 9 %

y DL 7 %.

La clase ND fue la más afectada, la cual cambió principalmente a DL, DM y DS.

Los cambios en el área del manglar son causados principalmente por el corte ilegal

de madera por algunos organismos y particulares para múltiples propósitos.

La especie más afectada del área resultó ser Rhizophora mangle L.

Los SIG y SR son importantes en estudios para detectar cambios en áreas de

manglares de difícil acceso.

RECOMENDACIONES

Incluir en los planes de manejos de la Silvicultura la reconstrucción y enriquecimientos

de bosques.

Controlar la construcción de diques, corta ilegal por parte del Servicio Estatal Forestal

y el Cuerpo de Guarda Bosques.

Desarrollar programas de educación ambiental con las comunidades rurales de la

zona relacionados con la importancia de los ecosistemas costeros.

Aplicar esta metodología a otras áreas costeras de la provincia y el país.

BIBLIOGRAFÍA

Aksornkoae, S., Maxwell, G.S., Havanond, S., Panichsuko, S. (1992). Plants in

Mangroves. Chalongrat Co., LTD., Bangkok 10310, Thailand.

Chapman, V.J. (1999). Mangrove Biography. In: Walsh, G.E., Sendeker, S.C. and Teas,

H.J.Eds. Proceed. Of the intl. Symp. On boil. And mgmt of mangroves. Florida.

University of Florida.

FAO.(2000). Sustainable Forest Management

http://wbln0018.worldbank.org/essd/forestpole.nsf/ a084cb073737b7e385

256621005b2179/00ebd44a5001ab02852567440068b0bb/$FILE/Sustainable%2

0Forest%20Management%20Fao.rtf

http://wbln0018.worldbank.org/essd/forestpole.nsf/%20a084cb073737b7e385%20256621005b2179/00ebd44a5001ab02852567440068b0bb/$FILE/Sustainable%20Forest%20Management%20Fao.rtf




11

FAO. (2002). Evaluación de los Recursos Forestales Mundiales. Estudios FAO, Montes.

No 140, Italia, Roma.

Kabir, D. S. (1997). An area and ecological study of mangroves in the Sundarbans using

GIS Analysis. MSc Thesis. Submitted to the Department of biological Sciences,

University of Warwick.

Lillesand, T.M.& Kiefer, R. W. (1994). Remote sensing and Image interpretation, Third

edition. John Wiley&Sons, Chichester.

Milián, C. (1992). Status and management of mangroves of Cuba in Proceedings of a

Workshop on Conservation and Sustainable Utilization of Mangroves Forests in

Latin American and Africa Regions. Niteroi, Brazil, 28-30 May. 4-5 p.

Perumal, A.(1997). The rol of space systems a integrated management plan for

sustainable development. Space technology as a cost-effective tool to improve

infrastructure in developing countries. Unites Nations. International

Astronautical Federation Workshop. Turin, Italy. 193pp.

PNUMA (Programa de las Naciones Unidas para el medio Ambiente) (2000).

Maintenance of biological diversity. Caribbean Environmental Programme.

www.cep.unep.org/issues/biodiversity.html

Rahman, M.D. (1998). Application of Remote Sensing and GIS technologies in Mangrove

Forest Monitoring. (A literature review). Thesis submitted to the Forest Sciences

Division in partial fulfillment of the requirement for the degree of Professional

Master in Forest Survey. ITC, Enschede, The Netherlands, 1998, p 6-7.

Schweik, C. M.; et al, (1997). Land-cover change and forest institutions: A comparison of

two sub-basins in the southern siwalik hills of Nepal. Mountain Research and

Development. Vol.17, No.2, 1997, pp 99-116.

http://www.cep.unep.org/issues/biodiversity.html


12

Anexo 1. Mapa de degradación de área del año 1981.


13



14



15

Anexo 4. Área de cambios en la degradación de 1981-1997.

Areas de cambios en la degradación de 1981-1997

9%

10%

13%

58%

9% 1%

Degradación Ligera Degradación Moderada

Degradación Severa No Degradada

Area Recuperada Cuerpo de Agua

anÁlisis espacial de la degradaciÓn de manglares usando tÉcnicas de sistemas de informaciÓn...

Documents