Mediante el Uso de la Teledetección y los Sistemas de Información Geográfica
Enero de 2009
Reino Orlay Cruz Díaz, Antonio Vantour Causse, Maribel Páez Moro (Centro
de Gerencia de Programas y Proyectos Priorizados (GEPROP), CITMA) ---
Gustavo Martín Morales (Centro Nacional de Áreas Protegidas (CNAP),
CITMA) --- Rene Pablo Capote López (Instituto de Ecología y Sistemática
(IES), AMA-CITMA)
RESUMEN
En Cuba los factores y procesos pedogenéticos dieron lugar a una
elevada diversidad pedológica, representada por 13 agrupamientos de
suelos, los cuales tienen diversos signos de degradación que generan
vulnerabilidad a la desertificación en los ecosistemas productivos, en
particular, los relacionados con la agricultura. A partir de una base
informativa con datos de diferentes fuentes, incluyendo imágenes de
Teledetección, la implementación de un Sistema de Información Geográfica
(SIG) y la aplicación de diferentes técnicas de análisis y
reclasificación, se creó una metodología que permite el diagnóstico de
la degradación y desertificación de las tierras.
Los resultados demostraron que el 59.95% de los suelos del país están en
un estadío de medianamente a degradado, mientras que las zonas
vulnerables y medianamente vulnerables a la desertificación ocupan un
23.46% del territorio. Se confeccionaron mapas a escala 1:250 000 de
las Zonas Degradadas y Vulnerables a la Desertificación de la República
de Cuba, así como otros mapas temáticos de interés para el sector agrario.
La metodología elaborada con indicadores biofísicos y socioeconómicos,
permite proponer programas de mitigación y elaborar estrategias de
desarrollo sostenible de la agricultura y las comunidades de las áreas
afectadas, así como la protección del medio ambiente en sentido general.
PALABRAS CLAVES: DESERTIFICACIÓN, VULNERABILIDAD, TELEDETECCIÓN, SIG
I. INTRODUCCIÓN
En el ámbito internacional, las regiones áridas, semiáridas y subhúmedas
secas, están en procesos o son vulnerables a la desertificación,
considerándose como uno de los mayores problemas ambientales que
enfrenta hoy la humanidad y la biodiversidad de las especies de plantas
y animales (CITMA; 2000; UNCCD 2004).
La UNCCD (2004), define la desertificación como el proceso de
degradación de las tierras en zonas áridas, semiáridas y subhúmedas
secas, donde los suelos son sumamente vulnerables, la vegetación es
escasa y el clima es particularmente hostil. Es decir, diversos factores
se combinan como elementos desencadenantes dentro del ecosistemas para
provocar su degradación, entre lo que se destacan las condiciones
geólogo-morfológicas, climáticas, edáficas, diversidad florística y
faunítica, así como la actividad humana.
La comunidad científica mundial ha generado y aplicado en los últimos
años un conjunto de metodologías para el diagnóstico de las áreas en
procesos y vulnerables a la desertificación (Abraham et al; 2000;
Parada, 2006, FAO; 2007), donde se tienen en cuenta indicadores
biofísicos y socioeconómicos y se emplean herramientas de teledetección
y SIG para elaborar mapas a diferentes escalas.
El archipiélago cubano no escapa a estos fenómenos de degradación y
desertificación de las tierras que ocurren en el ámbito mundial, grandes
extensiones del país están afectadas por factores como la erosión,
salinidad, sobrehumedecimiento, compactación y baja fertilidad
(Instituto de Suelos, 2001; CITMA; 2005 y 2007), que generan áreas
vulnerables a estos flagelos negativos. No obstante, se carece de una
metodología con técnicas de avanzadas para su diagnostico. En la
presente ponencia se exponen los resultados obtenidos de implementar una
metodología de diagnóstico basada en la teledetección y los SIG en el país.
II. MATRIALES Y MÉTODOS
En la ejecución de esta investigación se emplearon diversas
informaciones documentadas, cartográficas y fotográficas de más de 15
instituciones nacionales y territoriales, destacándose los datos
aportados por el Instituto de Suelos, Instituto Nacional de Recursos
Hidráulicos, Instituto de Meteorología, Instituto de Ecología y
Sistemática y GEOCUBA Investigación y Consultoría. Algunas de estas
informaciones se exponen a continuación:
* Mapa Topográfico Digital de Cuba a escala 1:250 000/GEOCUBA, 1994.
* Altas Nacional de Cuba/Instituto de Geografía, 1989.
* Mapa Geológico de Cuba a escala 1:100 000/Instituto de Geología y
Paleontología, 2000.
* Mapa de Suelos de Cuba a escala 1:250 000/Instituto de Suelos, 1971.
* Mapa Básico de los Suelos de Cuba a escala 1:25 000/CNSF; 1990.
* Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de
Cuba/Instituto de Suelos, 1999.
* Informe del Mapa Isoyético de las Precipitaciones de Cuba/INRH; 2006.
* Informe del Mapa de Índices de Aridez de Cuba/Instituto de
Meteorología, 2006.
* Mapa de las Formaciones Vegetales de Cuba a escala 1:1000
000/Instituto de Ecología y Sistemática, 1989.
* Informe Nacional al Comité de Revisión e Implementación de la
Convención de las Naciones Unidas de Lucha Contra la Desertificación y
la Sequía/ CITMA; 2006.
* Estrategia Ambiental Nacional 2007-2010/CITMA; 2007.
* Conjunto de Fotografías aéreas e Imágenes Satelitales de
Cuba/GEOCUBA, 2004.
Esta información fue analizada y reclasificada para adaptarla a un mismo
formato a escala 1:250 000, escala utilizada en el mapa base de Cuba
durante el trabajo.
La metodología elaborada fue diseñada para el empleo de las herramientas
de la Teledetección y los Sistemas de Información Geográfica (SIG),
consta de siete etapas, aunque en el presente informe sólo se explicaran
las primeras cuatro que corresponden a la validación en Cuba.
1. ORGANIZACIÓN
2. CARACTERIZACIÓN
3. CONSTRUCCIÓN DE BASE DE DATOS
4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Y VALIDACIÓN EN CAMPO
5. PROPUESTAS DE SOLUCIONES
6. EJECUCIÓN DE LAS PROPUESTAS
7. SEGUIMIENTO Y ACTUALIZACIÓN
Como componentes de la vulnerabilidad de las tierras a la degradación y
desertificación, se establecieron los indicadores climáticos de la
precipitación, temperatura y evotranspiración. A partir de los cuales se
obtuvieron el índice de aridez y las regiones de precipitación.
El índice de aridez (P/ETp), o relación insumo/pérdida de humedad, es
utilizado para delimitar las diferentes áreas climáticas respecto al
estado seco de los ecosistemas, los cuales se clasifican como árido,
semiárido y subhúmedo seco cuando la proporción entre la precipitación
anual y la evapotranspiración potencial está comprendida entre 0,05 y
0,65 (UNCCD, 2004; CLD, 2006). La confección de estos mapas, junto con
el Mapa Isoyéctico de Cuba, fueron realizados por el INSMET (2006) e
INRH (2006), posteriormente fueron reclasificados y utilizados en este
proyecto para diagnósticar áreas degradadas y vulnerables a la
desertificación.
La caracterización de los suelos se ejecutó a partir de las normas y
principios establecidos en la Metodología para el Mapeo y Cartografía de
los Suelos de Cuba (Instituto de Suelos, 1994), aplicándose el método
genético-geográfico comparativo, el cual se fundamenta en los conceptos
neodokuchaevianos que privilegian la interrelación de los factores de
formación de suelos, que dan lugar a procesos de formación, los cuales
determinan tipos de suelos y sus propiedades (Hernández et al; 1998;
Instituto de Suelos, 1999). En total fueron evaluados alrededor de 80
000 perfiles y puntos de observación, procedentes de los diferentes
inventarios de suelos realizados por varias instituciones y
especialistas cubanos.
La vegetación se analizó en lo fundamental por su relación con otros
componentes del subsistema físico-biótico: protección del suelo,
capacidad de resiliencia y resistencia a la sequía. La línea base de la
cobertura vegetal se orientó bajo el criterio de agrupar las formaciones
vegetales de acuerdo a su potencial bioclimático, en tal sentido, se
evaluaron tres subvariables: Cobertura de las formaciones vegetales, la
densidad de la cobertura y el grado de intervención que ha sufrido la
misma (Capote et al; 1989; 2005 y 2006).
El uso de indicadores socioeconómicos permitió conocer la presión que
ejercen la densidad de población, el uso de las tierras, las
infraestructuras y los viales en la vulnerabilidad de los ecosistemas a
la degradación y desertificación. En tal sentido, se analizaron de
acuerdo a su densidad, la posible ocupación de nuevos espacios, por
cuanto estos elementos son básicos en la configuración del territorio y
en los efectos que ejercen en la base de sustentación ecológica, así
como, en el uso de las tierras de acuerdo con su potencial.
En este proyecto se emplearon las técnicas de la teledetección como
parte de la metodología general explicada anteriormente, a tal efecto se
utilizaron fotos satelitales del LANDSAT-7, y el procedimiento propuesto
por Martín et al (2006).
Se usaron diferentes técnicas de segmentación y transformación a las
imágenes (Análisis de componentes principales, tasseled cal, diferencia
de imágenes), así como, análisis de correlación y detección de cambios
de multitemporales, en los estudios de diagnostico del estado actual de
la degradación de los suelos. La cobertura vegetal, se determinó por el
comportamiento espectral de la vegetación, condicionado por varios
factores que determinan su marcada reflectividad (morfología de la
planta, características de sus hojas y su ubicación geográfica en el
terreno).
El Sistemas de información Geográfica (SIG), se elaboró de acuerdo con
los métodos propuestos por Martín (2001) y Garea (2003). Para este
artículo se confeccionaron los mapas de suelos, erosión y salinidad en
formato digital a escala 1:500 000, así como se determinaron los
factores limitantes agroproductivos para el desarrollo de una
agricultura sostenible. La Definición de criterios se desarrolló
mediante la participación de un grupo de especialistas y decidores,
utilizando el método científico de búsqueda de información por medio del
trabajo en grupo y técnicas "Participativas". el consenso se logró por
medio de la técnica del Proceso Analítico Jerárquico (AHP), o técnica de
decisión multicriterio propuesto por Saaty (1980).
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La cobertura pedológica del archipiélago cubano es compleja con una gran
variabilidad de tipos, subtipos y géneros de suelos, los cuales son el
sostén y sustento de los principales cultivos agrícolas que desarrolla
la agricultura del país. Esta complejidad y variabilidad se deben a
factores geológicos, geomorfológicos, hidrológicos, florísticos,
faunísticos y antrópicos, lo que unido al tiempo de evolución, dieron
lugar a diferentes procesos formadores de la estructura edáfica del
territorio y sus principales propiedades físicas, químicas, mineralogías
y biológicas (Instituto de Suelos, 1999; Hernández et al; 2006).
Desde el punto de vista evolutivo, la interacción de los factores y
procesos de formación generaron las características genéticas de 13
agrupamientos de suelos, en los cuales se agrupan 33 tipos y 162
subtipos con una variada gama de género o constituyentes
químicomineralógicos procedentes de las rocas formadoras (Instituto de
Suelos, 1999).
Según el Instituto de Suelos (1999) y Hernández et al. (2002), cada
agrupamiento reúne tipos de suelos que tienen en común el mismo proceso
principal de formación. Ellos, en su mayoría, se definieron por el
horizonte principal de diagnóstico, identificándose un total de 13 en el
país (Tabla 1).
Tabla 1. Agrupamientos de Suelos de Cuba
El mapa de suelos a escala 1:250 000 generado con esta metodología
demostró que los distintos agrupamientos de suelos se distribuyen, en
sentido general, en todo el territorio nacional (Figura, 1), lo que
coincide con los inventarios pedológicos ejecutados por el Instituto de
Suelos (1971) y CNSF (1990).Hay regiones especificas del país donde es
notoria la presencia de algunos de ellos, así se tiene que los Alíticos
se distribuyen en las zonas montañosas de Guaniguanico, Guamuhaya y la
Sierra Maestra, así como en la llanura Sur de Pinar del Río y el Domo
Central de la Isla de La Juventud. Los Ferríticos se forman básicamente
en los macizos montañosos Nipe-Sagua-Baracoa y Guaniguanico y en la
Sierra de Cubita al Norte de la provincia de Camaguey.
Figura 1. Mapa de los Agrupamientos de Suelos a escala 1:250 000
Los suelos Ferralíticos y Ferrálicos se encuentran distribuidos
geográficamente en la llanurade La Habana-Matanzas, Ciego de Ávila, así
como, en los sistemas montañosos de la Sierra Maestra,
Nipe-Sagua-Baracoa, Guamuhaya y Guaniguanico.
Los Fersialíticos, Pardos Sialíticos y Húmicos Sialíticos, forman la
cobertura pedológica fundamental de las provincias centrales y
orientales de Cuba, mientras que los Vertisoles e Hidromórficos son
típicos del norte de las provincias centrales y el Valle del Cauto en la
región oriental del país, los que junto al Valle de Guantánamo presentan
las condiciones para la formación de los suelos Halomórficos, los
Fluvisoles son representativos de las llanuras fluviales y los
Hístosoles se ubican en las regiones pantanosas.
Por último, los suelos Poco Evolucionados tienen una amplia
manifestación en los sistemas montañosos y alturas del país, así como en
zonas costeras y lugares donde la intervención antrópica ha generado
degradación de las tierras.
El agrupamiento de suelos más abundante en Cuba es el Pardo Sialítico
con 2869,74 miles de ha, el 26,82% del total, seguidos por los
Ferralítico y Fersialítico, mientras que los de menores superficie son
Histosol, Ferrálico y Halomórfico (Tabla 2).
Tabla 2. Superficie de los Agrupamientos de Suelos en Cuba
A partir de la información introducida en la base de datos se generó un
conjunto de mapas temáticos a nivel de agrupamientos, tipos y subtipos
de suelos con diversos atributos relacionados con sus propiedades. Estos
mapas fueron los de acidez, erosión, salinidad, mal drenaje, contenido
de materia orgánica, profundidad pedológica y efectiva, texturas,
fertilidad y otros de interés para el manejo de la cobertura edáfica del
país.
Este conjunto de mapas en formato digital supera en la actualidad un
vacío que existe de no constar en los organismos decidores, así como en
las instituciones científicas y ambientales con la información
cartográfica de la cobertura edáfica del país donde se haya aplicado la
"Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba"
(Instituto de Suelos, 1999), clasificación de mayor rigor científico y
con la introducción en sus diferentes unidades taxonómicas de los
conceptos aceptados en el ámbito mundial para inventariar y clasificar
los recursos edáficos con fines agrícolas y de mejoramiento de sus
propiedades físicas, químicas y biológicas.
Además, este conjunto de mapas temáticos de suelos fue la plataforma
para analizar y evaluar los procesos de degradación y desertificación de
las tierras a partir de su relación en la base de datos con otros
componentes biofísicos y socioeconómicos.
Las características del archipiélago cubano determinan una elevada
complejidad de los factores biofísicos y socioeconómicos que se
relacionan con la degradación de los suelos, en sentido general, pueden
enumerarse los siguientes: Aquellos que se relacionan con las
características naturales o el medio biofísico del archipiélago cubano,
tales como la geología, relieve, clima, hidrografía, vegetación y
agrupamientos de suelos, así como los relacionados
con la actividad socioeconómicas, donde se destacan la densidad de
población, producciones agrícolas, producciones industriales,
construcciones de infraestructuras y viales. Estos factores por lo
general no actúan de forma aislada, sino que interactúan entre si
intensificando los procesos de degradación en los ecosistemas terrestres
del país, generando diversos impactos en la producción de productos
tangibles y en el bienestar de la población que se encuentra viviendo en
los sitios afectados.
Estos procesos de degradación de los suelos se encuentran asociados
estrechamente a los factores climáticos y las actividades agropecuarias
desarrolladas con tecnologías inapropiadas en tierras sumamente
vulnerables (Alfonso et al; 2004). En la Figura 3 se expone el mapa de
degradación de los suelos de Cuba, el cual sintetiza en cuatro
categorías la distribución de la intensidad de esta problemática a
escala nacional.
Según los datos de este mapa, el 19,56% de los suelos del país están
degradados, estando afectado fundamentalmente por la erosión, la
salinidad y el mal drenaje, mientras que el 40,39% esta medianamente
degradado, es decir que el 59,95% de la superficie del territorio
nacional presentan las mayores degradaciones de los suelos y sólo el
40,05% esta poco o no degradado.
Figura 2. Mapa de Degradación de los Suelos a escala 1:250 000
En las condiciones de cuba, hay una estrecha interrelación entre los
factores biofísicos y los socioeconómicos como agentes degradantes de
los ecosistemas productivos, en particular los agrícolas, observándose
que en aquellas regiones frágiles como el Valle de Guantánamo, Valle del
Cauto, el Norte de las Provincias Centrales, la Llanura Habana-Matanzas
y la Llanura Sur de Pinar del Río, la presión generada por la producción
de alimentos, así como la construcción de infraestructuras y viales ha
provocado procesos de erosión, compactación, salinidad, perdida de
materia orgánica y sobrehumedecimiento. En algunas áreas de los
agroecosistemas de la producción de viandas, hortalizas y granos se ha
iniciado un proceso de alcalinización o elevación del pH de los suelos
que esta siendo sometido a investigación para determinar sus verdaderas
causas y tomar las medidas de mitigación.
Según el mapa de la Figura 3, en Cuba 2 521 580,15 ha, el 23,46% del
territorio nacional se encuentra en las categorías de medianamente y
vulnerable a la desertificación, teniendo en cuenta los problemas de
degradación que presentan los suelos, fundamentalmente procesos de
erosión, mal drenaje, salinidad, acidez, bajos contenidos de materia
orgánica y pérdida de la fertilidad en sentido general, así como baja
cobertura vegetal o vegetación xerofítica y la intensidad de la
producción agrícola u otras presiones de la población. Más de 6 millones
de hectáreas, el 57,26%, clasifican como poco vulnerable a la
desertificación, mientras que otros 2 072 478,12 ha, el 19,28% del
total de la superficie del país, presenta categoría de no vulnerable a
la desertificación.
Figura 3. Mapa de Áreas Vulnerables a la Desertificación en Cuba
En la confección de los mapas de la degradación y las áreas vulnerables
a la desertificación de Cuba se utilizaron los principios
metodológicos de la teledetección y el uso del SIG. En este caso las
imágenes satelitales LandSat-7 ETM fueron empleadas como datos
confiables y actualizados en apoyo al proceso de caracterización de las
condiciones del suelos y la cobertura de la vegetación, lo que permitió
ahorro de tiempo y recursos en sentidos general.
IV. CONCLUSIONES
1.-Se demostró la funcionalidad de la metodología con el empleo de las
herramientas de la Teledetección y del SIG, en el diagnostico de las
áreas vulnérales o en proceso de desertificación de la República de Cuba.
2.-Se logró implementar un Sistema de Información Geográfica, con las
capas necesarias para generar el mapa de áreas vulnerables a la
Desertificación a escala 1: 250 000 de la República de Cuba.
3.-En Cuba un 59,95 de la superficie se encuentra medianamente degradada
o degradada, por los procesos de erosión, salinidad,
sobrehumedicimiento, acidez, bajo contenido de materia orgánica y baja
fertilidad natural de los suelos.
4.- Se diagnosticó que el 23.46 % del Territorio Nacional tiene áreas
medianamente y vulnerable a la Desertificación
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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http://193.194.138.128/Spanish/About/desertification.htm. 4 p. 2006.
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opción al Grado Científico de Doctor en Ciencias Técnicas. Instituto
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Ediciones IVIC. Caracas Venezuela 2007
http://www.mappinginteractivo.com/plantilla.asp?id_articulo=1547
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