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La Geoinformaciónal Servicio de la Sociedad

Medellín, Colombia29 de Septiembre al 3 de Octubre de 2014

Sociedad Latinoamericana enPercepción Remota y Sistemasde Información EspacialCapítulo Colombia

Evaluación del cambio de cobertura vegetal en la Reserva de laBiosfera Sierra La Laguna, B.C.S.: Uso de imágenes Landsat y

SPOTAssessment of vegetation change in the Biosphere Reserve

Sierra La Laguna, BCS: Using Landsat and SPOT

Genaro Martínez Gutiérreza, Jennie H. Hernández Martínezb, Jobst Wurla

y Ernesto Ramos Velázqueza

aDepartamento Académico de Geología Marina, Universidad Autónoma de Baja California Sur

Carretera al sur km 5.5, La Paz, B.C.S., email: martingg@uabcs.mxbDepartamento Académico de Biología Marina, Universidad Autónoma de Baja California Sur

Carretera al sur km 5.5, La Paz, B.C.S.

Resumen

La reserva de la biosfera Sierra La Laguna (REBISLA) ubicada en el extremo sur de la península deBaja California es una de las regiones de gran importancia en recursos naturales para la región. La Sierrade La Laguna forma parte de un complejo montañoso (Sierra de la Victoria y San Lázaro) que contienen lamayor diversidad biológica en el estado. Aunque la reserva es considerada como área natural protegida federal,existen zonas en donde algunas actividades antrópicas son permitidas. Dichas acciones tales como pastoreo deganado, tala indiscriminada y recreación ecoturística han impactado a la reserva. El presente trabajo realiza unanálisis multi-temporal empleando imágenes de los satélites SPOT y Landsat (TM-ETM). El objetivo principales evaluar los cambios en la cobertura vegetal y del terreno en los últimos 20 años. Índices de vegetación(NDVI, SAVI) y análisis de vectorial de cambio (CVA) fueron los principales tratamientos realizados a lasimágenes. Las imágenes fueron adquiridas para temporada de los meses más secos del año (abril y junio) afin de identificar las áreas impactadas. La diferencia de resolución espacial y espectral de las dos plataformassatelitales facilitó la identificación de cambios en la cobertura vegetal y del terreno. La mayor superficiealterada se localizó principalmente en las vertientes de las principales subcuencas que conforman la reserva.El deterioro ambiental identificado se correlacionó principalmente con las actividades de recreación que serealizan, así como la deforestación para áreas de cultivo.

Palabras clave: Sierra La Laguna, cobertura vegetal, Landsat, SPOT, Baja California Sur

Abstract

The Biosphere Reserve Sierra La Laguna (REBISLA) located on the southern tip of the Baja Peninsulais a region of great importance in natural resources for the region. The Sierra de La Laguna is part of amountain complex (Sierra de la Victoria and San Lazaro) containing the greatest biological diversity in thestate. Although the reserve is considered federal protected area, there are some areas where human activitiesare allowed. Such actions such as livestock grazing, logging, and recreation ecotourism have impacted thereservation. This paper takes a multi-temporal analysis using images from the SPOT and Landsat (TM-ETM)satellite. The main objective is to evaluate the changes in vegetation cover and soil in the past 20 years.Vegetation indices (NDVI, SAVI) and change vector analysis (CVA) were the main treatments done to theimages. Images were acquired for the driest season of the year (April to June) in order to identify the impactedareas. The difference in spatial and spectral resolution of the two satellite platforms facilitated the identifica-tion of changes in vegetation cover and terrain. Most altered surface is mainly located on the slopes of the

1

main watersheds that make up the reserve. The identified environmental degradation is mainly correlated withrecreational activities that are performed, as well as deforestation for cropland

Keywords: Sierra La Laguna, vegetation change, Baja California Sur

Introducción

En Baja California Sur, la Reserva de la Biosfera Sierra de La Laguna (REBISLA) es de gran importancia

para el balance hídrico de la región, ya que en ella ocurre la mayor precipitación del estado, produciéndose un

beneficio para la recarga de los acuíferos. Lo anterior hace que la sierra sea proveedora de la mayor parte del

agua subterránea en el sur del estado, generándose una estrecha relación entre la serranía y las zonas cercanas

a la costa como almacenadoras. A fin de que se mantenga la recarga de los acuíferos en la región es necesario

que se conserve la cubierta vegetal en la reserva. La reserva tiene una superficie de 112,437 hectáreas, decretada

como reserva de la biosfera el 6 de junio de 1994, y es publicado el programa de manejo en el 2003 (CONANP,

2003). La reserva es considerada como una «isla» de vegetación en el entorno árido del estado de Baja California

Sur.

La REBISLA está regionalizada en 5 subcuencas hidrográficas basadas en sus características fisiográficas,

entendidas como el área drenada por los sistemas fluviales dentro de cada una y delimitada topográficamente

(Castorena & Breceda-Solis, 2003). Las subcuencas son las unidades terrestres que mejor expresan las relacio-

nes funcionales entre los procesos físico-biológicos y climáticos con los productivos y sociales. Las cuencas

representan patrones de distribución de ganado y de los asentamientos humanos, así mismo las cuencas siguen

un criterio natural y son base de la organización social (Olmos-Martínez, 2005). Sin embargo, no existe una

información completa que permita determinar la captación anual que registra cada una de las cuencas hidrográ-

ficas, ni el volumen aprovechado que permita determinar con cierta precisión las condiciones del recurso.

Existen presiones por parte de los asentamientos humanos actualmente localizados dentro del área natural

protegida y las reservas territoriales como lo son: construcción de nuevas viviendas (no centros de población);

infraestructura para el monitoreo ambiental; instalación de talleres; industrias artesanales y de productos agrope-

cuarios; agricultura orgánica y de forrajes de traspatio; corrales ganaderos; construcción de silos y la realización

de sus actividades habituales.

2

La pérdida de la cubierta vegetal en gran parte de la superficie es señalada debido a diversos factores, dentro

de los que se pueden citar los fenómenos físicos ocasionados principalmente por los ciclones, el sobrepastoreo

derivado de la práctica de ganadería extensiva y la tala clandestina.

La ganadería (bovina, caprina, ovina y porcina) con 9,763 cabezas en total, constituye el principal factor que

evita la regeneración natural de las comunidades vegetales representadas en la sierra, particularmente aquellas

que se distribuyen en la selva baja caducifolia, se estima que existe aproximadamente 3 veces más ganado que

lo que puede soportar el área de acuerdo a su índice de agostadero, es decir, existen aproximadamente tres veces

más individuos que el que puede tolerar el sistema, derivado esto de un sobrepastoreo.

Si bien es cierto los habitantes de la Sierra de la Laguna son principalmente pequeños productores, donde

para complementar sus ingresos extraen productos forestales (CONANP, 2003), la reserva desde hace años ha

sido presa de una serie de ilícitos como lo es la extracción de palo de arco, mauto y palma real las cuales son

utilizadas para la construcción de pérgolas en las residencias turísticas. La Procuraduría Federal de Protección

al Ambiente (PROFEPA) ha localizado áreas afectadas en el cambio en el uso de suelo en donde se han afectado

especies de flora típica de la región como mauto, palo zorillo, palo blanco, caribe o mala mujer, rama blanca,

monte, canutillo, yerba del cáncer, lengua de buey y lomboy colorado entre otras. (CONANP, 2003)

Debido a las presiones reales que las actividades económicas representan en la cobertura de suelo es nece-

sario cuantificar su dimensión y su efecto hidrológico en las cuencas de la región a fin de conocer el impacto en

la desembocadura de estas tanto en el Océano Pacífico, como en el Golfo de California.

Varias investigaciones sobre esta temática han demostrado que la conservación de la cubierta vegetal con-

tribuye a la infiltración, reducción de erosión hídrica, y a la recarga de los acuíferos. De ahí que el principal

objetivo de este trabajo es determinar el grado de deforestación y degradación de la cubierta vegetal de 1986 al

2009, utilizando imágenes satelitales SPOT y Landsat.

Área de estudio

La REBISLA se localiza en el extremo sur de la península de Baja California (Fig. 1). El área puede ser

accedida por medio de caminos rurales transitables la mayor parte del año. Geopolíticamente la REBISLA

3

contiene los municipios de La Paz y Los Cabos. Según el censo de población y vivienda 2010 (INEGI, 2010),

existen en la reserva 61 poblaciones con un total de 231 habitantes (Tabla 1). La REBISLA ha sido zonificada

en 11 usos de suelo de acuerdo al plan de manejo de la CONANP (2003). Dentro de la zona de la reserva existen

5 subcuencas hidrográficas, i.e., El Carrizal, Las Palmas, Santiago, San José y Santa Inés (Fig. 2).

Tabla 1: Principales poblaciones ubicadas dentro de la Reserva de la Biosfera Sierra La Laguna.

Municipio Localidad Habitantes

Los CabosSan Jorge 66El Chorro 44Sta. Anita 11

La Paz

Sta. Gertrudis 41Texcamala 20Sto. Domingo 11Los Corredores 15La Palmilla 12San Simón 11

La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m

. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

110°0'

110°0'

112°0'

112°0'

114°0'

114°0'

30°0' 30°0'

28°0' 28°0'

26°0' 26°0'

24°0' 24°0'

22°0' 22°0'

Leyenda

Carretera Federal

RBSL

Municipios

Altimetría2069 msnm

0

0 5 10 152.5

Kilómetros

Baja C

alifornia Sur

Sonora

Oceáno Pacífico

Golfo

de

California

La Paz

RBSL

Figura 1: Localización de la Reserva de la Biosfera Sierra La Laguna, B.C.S., México.

4

Santa Inés

El Carrizal

Las Palmas

Santiago

San José

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

259

0000m

. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

Arroyos

San José

Santiago

Las Palmas

El Carrizal

Santa Inés

RBSL

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

Figura 2: Cuencas hidrográficas dentro de la REBISLA.

La RBSLA se localiza en una región que es beneficiada por precipitación convectiva, tormentas tropicales e

invernales durante los meses de verano (julio-septiembre) e invierno (diciembre-enero) (Fig. 3). Lo que la hace

una zona con poca o escasa humedad en el suelo y subsuelo. La región sur del estado de Baja California Sur

está caracterizada por presentar lluvias monzónicas (junio-julio) y por tormentas tropicales (agosto a octubre),

ocasionalmente se presentan lluvias en invierno (diciembre-enero).

Feb Abr Jun Ago Oct Dic

Figura 3: Distribución mensual promedio de temperatura y precipitación del estado de Baja California Sur (ComisionNacional del Agua (CONAGUA, 2013)).

Una de las problemáticas que se presentan en los bosques de todo el mundo es la perdida de vegetación

(desforestación), debido a actividades o prácticas antropogénicas. Uno de los principales efectos que se tienen

5

por este proceso es la reducción o perdida en la recarga hídrica en los acuíferos en cuencas hidrográficas, así

como la perdida suelo en la superficie del terreno. Estudios recientes informan que la RBSLA es afectada por

una deforestación continua (Arriaga & Ortega, 1988; León de la Luz & Domínguez, 1989; Anguiano Huerta,

1998). Por tal motivo, a fin de evaluar los efectos de deforestación en la RBSLA en los últimos años (1986 a

2009) se analizará la distribución del bosque de encino y pino-encino utilizando imágenes de satélite Landsat y

SPOT.

Datos y métodos

La evaluación de la cubierta vegetal de pino-encino se realizó utilizando imágenes Landsat y SPOT. Las

imágenes Landsat fueron obtenidas de la página oficial del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS),

las cuales son gratuitas. La adquisición de las imágenes SPOT se realizó a través de la Secretaría de Marina en

su portal ERMEXS (Tabla 2). Un total de 7 imágenes de satélite fueron procesadas. La metodología empleada

se bosqueja en la figura 4.

Tabla 2: Satélites utilizados y fechas en el análisis de cobertura vegetal en la RBSL.

Satélite Año

Landsat 15/03198613/05/199009/06/199424/05/2000

SPOT 05/07/200409/13/200605/01/2009

Corrección atmosférica fue aplicada a todas las imágenes con el propósito de eliminar efectos de albedo

y diferencias de reflectancia en las bandas rojo e infrarrojo. La corrección se realizó utilizando el método

propuesto por Elvidge et al. (1995). Corrección geométrica fue realizada únicamente a las imágenes SPOT, ya

que a pesar de que son pre-procesadas por ERMEXS estas no están correctamente georreferenciadas, dichas

imágenes fueron geocorregidas aplicando la metodología propuesta por (Kardoulas et al., 1996).

6

Landsat TM SPOT

Índices NDVI - Índice de Vegatación de Diferencia Normalizada SAVI - Índice de Vegatación de Suelo-Ajustado

Multi-temporal TM

Multi-temporal SPOT

Correcion atmosférica

Co-registradas

15/03/1986

13/05/1990

09/06/1994

24/05/2000

05/07/2004

09/13/2006

05/01/2009

Figura 4: Diagrama de flujo seguido para el procesamiento de imágenes de satélite Landsat y SPOT.

Índices de vegetación (NDVI y SAVI) fueron obtenidos a cada una de las imágenes para determinar la

extensión del bosque pino-encino para un periodo de 20 años. La obtención los índices se realizó aplicando las

metodologías propuestas por diversos autores (Huete, 1988; Chen et al., 1998; Lyon et al., 1998; Price et al.,

1992; Chavez & MacKinnon, 1994).

NDV I =NIR−RNIR+R

(1)

SAV I =NIR−R

NIR+R+L(1−L) (2)

El valor de L (ec. 2) utilizado en el cálculo del índice SAVI fue de 0.5.

Resultados

El análisis NDVI realizado con las imágenes Landsat mostró que hay una reducción de la cubierta de pino

y encino en la sierra, de 11,422 hectáreas en 1986 a 9,505 hectáreas en 2000 (Fig. 5).

7

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La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

TM NDVI 1986

Índice

0.8

0.3

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

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La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

TM NDVI 1990

Índice

0.8

0.3

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

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La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

TM NDVI 1994

Índice

0.8

0.3

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

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La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

TM NDVI 2000

Índice

0.8

0.2

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

Figura 5: Resultados del Índice de Vegetación Diferencial Normalizado (NDVI) de las imágenes Landsat.

Por otro lado, el análisis con las imágenes SPOT para el periodo 2004 a 2009, el indice NDVI presentó

también una reducción de la cubierta forestal de 3,968 hectáreas en 2004 a 1,715 hectáreas para el 2009 (Fig.

6). Asimismo, el índice SAVI en las imágenes SPOT mostró una reducción en la cubierta vegetal, pero con

diferentes valores, de 8,406 ha en 2004 a 3,964 ha para el 2009.

8

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'4

'4

'4

'4

'4

'4'4

'4

'4'4

'4El Chorro

San Jorge

San Simón

Texcalama

Santa Rita

La Palmilla

La Palmilla

La Palmilla

Santo Domingo

Los Correderos

Santa Gertrudis

La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m

. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

'4 Principales poblaciones

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

SPOT NDVI 2004

Índice

0.8

0.3

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

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'4

'4

'4

'4

'4

'4'4

'4

'4'4

'4

La Paz

Los Cabos

El Chorro

San Jorge

San Simón

Texcalama

Santa Rita

La Palmilla

La Palmilla

La Palmilla

Santo Domingo

Los Correderos

Santa Gertrudis

La Paz

Los Cabos

590

590000m.E

600

600

610

610

620

620

2580 2580

2590

000m

. N

2590

2600 2600

2610 2610

2620 2620

Leyenda

'4 Principales poblaciones

!. Poblaciones

RBSL

Municipios

SPOT NDVI 2009

Índice

0.8

0.3

0 5 102.5

Kilómetros

1:250,000

Figura 6: Resultados del Índice de Vegetación Diferencial Normalizado (NDVI) obtenidos de las imágenes SPOT.

Discusión

Las diferencias encontradas en el procesamiento de las imágenes Landsat y SPOT indican que la RBSLA

continua la deforestación. Sin embargo, una comparación y relación de datos precipitación para el mismo perio-

do analizado, pueden dar una explicación de la posible deforestación en la sierra. La cobertura de pino-encino se

ha reducido de 1986 a 200 en 17% (Landsat TM-NDVI) y 30% (Landsat TM-SAVI). Por otro lado la cubierta

se redujo de 2004 a 2009 en 57% (SPOT-NDVI) y 56% (SPOT-SAVI) (Fig. 7). A pesar de la información pro-

porcionada por el procesamiento de las imágenes de satélite no se observaron evidencias de tala indiscriminada.

En visitas de campo al área montañosa se logró identificar indicios de enfermedades en la zona de pino-encino,

posiblemente por las fluctuaciones de aporte hídrico a la región (Fig. 7). Algunas evidencias identificadas a

nivel visual fueron una degradación del terreno en algunas localidades inducida por actividades antropogénicas,

como son los senderos turísticos.

9

Índices vs. PrecipitacipitaciónTM-NDVITM-SAVISPOT-NDVISPOT-SAVI

Pre

cipita

ción (m

m)

100

200

300

400

500

600

Are

a (

hect

áre

as)

0

5000

104

2×104

2.5×104

3×104

Año1985 1990 1995 2000 2005 2010

Figura 7: Tendencia de la cobertura vegetal de pino-encino en la RBSLA.

Agradecimientos

Los autores agradecen a la Secretaria de Educación Pública que a través del Programa de Mejoramiento

del Profesorado (PROMEP) otorgo el financiamiento para realizar esta investigación como parte del proyecto

Investigación del balance hidrológico de las cuencas en le biosfera Sierra La Laguna, B.C.S., México. Asimismo

agradecemos al Ing. Jesús E. Quiñónez Gómez Director General de la Reserva de la Biosfera Sierra La Laguna

y Lic. Lazaro I. Rangel Castañeda técnico de la CONANP.

Referencias

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Arriaga, L. & Ortega, A., Eds. (1988). La Sierra de la Laguna de Baja California Sur. Centro de Investigaciones

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