Análisis Multitemporal en el Cambio de Cobertura Vegetal y Usos del Suelo en la Cabecera Municipal de Pasto

Análisis Multitemporal en el Cambio de Cobertura Vegetal y Usos del Suelo en la Cabecera Municipal de Pasto, Nariño entre los años XXXX y XXXX.

NOMBRE ESTUDIANTE

Abril 2021

Universidad del Valle
Escuela de Ingeniería Civil y Geomática – Ingeniería Topográfica
Curso de Fotogrametría Digital

1. Introducción

En la actualidad, Colombia se considera como uno de los países megadiversos de todo el mundo, lo que se refleja trascendentalmente en la alta variedad de ecosistemas que se representan sobre todo el territorio colombiano (Rey, 2002). De este modo, más de 60 millones de hectáreas o su equivalente al 50%, están totalmente cubiertas por bosques naturales y, alrededor del 7% de estas son aptas para procesos de restauración vegetal, siendo factibles para establecer una alta variedad ecosistémica de especies naturales, que sumadas a las amplias ventajas climáticas y la calidad de suelos dispuesta sobre este territorio, tardan casi la mitad del tiempo para crecer y ser útiles con respecto al tiempo de otros países (Hincapié & Caicedo, 2013). Empero, a lo largo de los últimos años se ha venido perdiendo una cantidad significativa de hectáreas del bosque en mención, esto fundamentado en los datos publicados por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en donde la tasa de desforestación disminuye en aproximadamente  por año (Segura & Andrade, 2020).[pic 1]

En consecuencia, para mitigar el impacto de esta deforestación, se han venido desarrollando planes rehabilitación ecológica, en donde se articulan organismos privados y entidades gubernamentales, en donde cuyo alcance es accionar en la compensación por pérdida de la biodiversidad, productividad y servicios de los ecosistemas del país (Rincón, 2015). Dentro de este orden de ideas, en el presente documento, mediante la implementación de procesos de carácter fotogramétrico y análisis estructural de fotografías aéreas, se pretende establecer un análisis multitemporal del cambio de cobertura vegetal en el municipio de Pasto, Nariño; debido a que en los último años se han observados que las áreas de páramos y selvas altoandinas han reducido notablemente su extensión, siendo estos cambios bastante significativos causados por la alta intervención antrópica, causando excesivos y abruptos cambios en el ecosistema del municipio.

1. Antecedentes (Torres, Peña, de Castro, & López, 2013) (Kook, Ednie, & Daigle, 2015)

Los estudios multitemporales son análisis de tipo espacial mediante la comparación de coberturas interpretadas en fotografías aéreas o imágenes satelitales de una misma zona en diferentes periodos de tiempo (Rosero, 2018). Permite llevar a cabo la evaluación de los cambios en la situación de las coberturas que han sido clasificadas, deduciendo la evolución del medio natural o las repercusiones de la acción humana sobre ese medio (Martínez & Ruiz, 2016). El análisis multitemporal de cobertura vegetal y uso de suelos constituye entonces uno de los métodos más eficaces para la comparación y determinación de cambios acontecidos en un lapso (Chapa & Sosa, 2008). De este modo, a través del tiempo se han desarrollado diferentes estudios mediante la implementación de diversas técnicas, permitiendo establecer criterios para la delimitación y categorización de los cambios de cobertura en mención. (Mendoza & Etter, 2002)

Es así como, Mendoza y Etter (2002) en su publicación “Multitemporal anlysis (1940-1996) of land cover changes in the southwestern Bogotá highplain (Colombia)” realizan un análisis multitemporal de 56 años sobre el altiplano suroccidental de la ciudad de Bogotá, en donde los patrones de cobertura terrestre fueron extraídos de fotografías aéreas estándar en blanco y negro seleccionadas, de los años 1940, 1964, 1988 y 1996. El análisis comparativo realizado por estos dos autores, de los cambios en la cobertura terrestre fue realizada sobre una base fisonómica, comenzando con la construcción de un mapa ecológico paisajístico a escala 1:25.000 basado en el conjunto de fotografías del año 1996. Finalmente, las coberturas terrestres interpretadas para cada conjunto temporal de fotografías fueron trasferidos como mapas vectoriales al software ArcMap, en donde se analizó cada una de las unidades espaciales y ´como estas se iban modificando a través de los 56 años considerados en el estudio. Con base en las variaciones de área, se calcularon diferentes gráficas de tendencia temporal para cada tipo de cobertura terrestre identificado.

Así mismo, y con metodologías de abstracción aplicadas a imágenes satelitales, Sanabria (2018) en su trabajo de grado denominado “Análisis multitemporal de la cobertura vegetal, zonas de erosión y dirección del cauce, en la cuenca del río Cravo Sur, comprendido desde el municipio de Soacha en el departamento de Boyacá hasta el municipio de Yopal en el departamento de Casanare” establece diferentes fases necesarias para la ejecución de un proyecto de este índole, representando un conjunto de procedimientos para la planificación y gestión de todos los elementos de este; establece una fase de recopilación de información en donde se lleva a cabo la búsqueda de información en las diferentes bases de datos disponibles en entidades gubernamentales o privadas, tales como el Servicio Geológico, IGAC e IDEAM; posteriormente, se procede a la delimitación de la cuenca hidrográfica, generando superposición de diferentes capas temáticas asociadas al relieve e hidrología de la zona que luego son utilizadas para llevar a cabo un estudio de carácter geológico y geomorfológico, en donde a partir de datos crudos obtenidos por INGEOMINAS se determina el impacto que estas dos áreas generan sobre la cuenca, para desarrollar el análisis multitemporal de coberturas mediante la metodología Corine Land Cover, la cual permite el “análisis multitemporal con imágenes satelitales” (Corredor, 2011).

Por otra parte, Torres et al. (2013) y Kook et al. (2015) implementan metodologías similares a las desarrolladas por Sanabria, pero en este caso implementan imágenes satelitales modificadas multiespectralmente, las cuales permiten determinar los cambios de la cobertura vegetal y uso de suelos mediante el uso de scripts enfocados a la inteligencia artificial, desarrollando redes neuronales que permiten de manera automatizada la identificación en la modificación de estas coberturas. Estos últimos autores, pretenden llevar a cabo el análisis de suelos con un trasfondo automatizado que permita optimizar los procesos de identificación en las variaciones de ecosistemas del país, obteniendo así mayor precisión en los resultados obtenidos.

1. Justificación

El suelo y la humanidad se vinculan directamente. Desde el desarrollo de las primeras civilizaciones (Mesopotamia, sumerios y egipcios), el suelo y sus propiedades han tenido un fundamental en la selección de sitios para el establecimiento de los pueblos (Brevik & Hartemink, 2010). Este desarrollo ha estado potenciado por herramientas tecnológicas que han permitido, por ejemplo, labrar el suelo, como el arado (Pryor, 1985); no obstante, Leonardo da Vinci hace más de 600 años indicaba que “Sabemos más acerca de los cuerpos celestes que del suelo bajo nuestros pies”, haciendo referencia acerca del escaso conocimiento que, en esa era, existía del suelo. En la actualidad, se sabe en mayor escala acerca de los suelos; de su historia (Krupenikov, 1993), de sus procesos pedológicos (Jenny, 1941), de su taxonomía (Hartemink & Bockheim, 2013), de su mineralogía (Besoain, 1985), de su biodiversidad (Brussaard & de Ruiter, 2007), de su relación con el cambio climático y la seguridad alimentaria (Lal, 2004) y de los servicios ecosistémicos que estos proveen (MEA, 2005); sin embargo, la degradación sigue siendo un aspecto antagónico y antrópico que debe ser estudiada y evaluada continuamente para determinar las condiciones actuales del territorio (Horna, 2013).

De este modo, es importante evaluar las variaciones en la cobertura vegetal y uso del suelo dentro de la cabecera municipal de Pasto, debido a que el municipio se encuentra sobre la superficie de los ecosistemas naturales andinos que, en las últimas décadas han significado una pérdida de aproximadamente el 14%, que de manera general, se vincula con el contenido de carbono circundante bajo diferentes usos de los suelos volcánicos (bosque nativo, praderas naturales y cultivos forrajeros), incrementando bajo praderas naturales y promoviendo cambios negativos en las propiedades químicas y la actividad microbial del suelo (Pascual & Eraso, 2007).

1. Objetivos

1.  Objetivo General

Realizar un seguimiento de los cambios de coberturas y usos del suelo del Municipio de Pasto, Nariño mediante un análisis multitemporal para los años XXXX y XXXX, como aporte para el planteamiento de estrategias sistemáticas para la conservación de ecosistemas.

1. Objetivos Específicos

• Identificar, clasificar y analizar las coberturas y usos del suelo del Municipio de Pasto Nariño, haciendo uso de técnicas de fotogrametría digital inmersivas, a partir de aerofotografías correspondientes a los años XXXX y XXXX proporcionadas por el Banco Nacional de Imágenes del IGAC.
• Analizar una descripción y comparación de los cambios de las coberturas y usos de suelo entre los años XXXX y XXXX teniendo en cuenta la participación antrópica.
• Plantear estrategias generales que permitan llevar a cabo la conservación de los ecosistemas presentes sobre el territorio pastuso, para evitar la propagación en la degradación de los suelos.

1. Área de Estudio

En tiempos precolombinos el territorio conocido actualmente como San Juan de Pasto, o simplemente, Pasto, fue habitado por diferentes grupos indígenas quillacingas, pastos, iscuandés, tumas y telembíes (Álavarez, 2001). En algún momento algunos de estos grupos hicieron parte del gran imperio Inca. Fue fundada en 1539 por el capitán Lorenzo de Aldana en el sitio de Guacanquer. Fue trasladada el 24 de junio de 1540 a su actual ubicación por Pedro Puelles, con el nombre de Villaviciosa o San Juan de Pasto (Castillo & Palma, 2018). Esta ciudad cuenta con aproximadamente 400.000 habitantes (DANE, 2019), quienes en el sector urbano dependen del comercio, los servicios y la industria, destacándose el procesamiento de alimentos y las artesanías. San Juan de Pasto, actualmente es la capital del departamento de Nariño, limita al norte con el Cauca, al este con Putumayo, al sur con Ecuador y al oeste con el océano pacífico (DGRD, 2021) (ver figura 1). Adicionalmente, el municipio está ubicado en el suroccidente de Colombia, en medio de la cordillera de los Andes en el macizo montañoso denominado nudo de los Pastos y la ciudad está situada en el denominado valle de Atriz, al pie del volcán Galeras y está muy cercana a la línea del ecuador (Escobar & Eraso, 2018).

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