Estudio del Cambio en el Uso del Suelo y los Factores
Determinantes Mediante el Uso de Sensores Remotos y SIG
El caso de una comunidad de
Honduras, C.A.
Juan Miguel Pérez* y Hajime Kobayashi**
(*Estudiante de postgrado, **Profesor Guia, Departamento de Manejo Agricola y Ciencias de la Informacion, Universidad de Tottori)
1. Introducción
La economía hondureña depende mucho de la
agricultura. Este sector por si solo genera mas
Una de la causas principales del declive en la
aportación del sector agrícola al PIB, entre otras, es lo referente al manejo
del suelo; factores como ser el uso inapropiado del suelo, falta de un buen
planeamiento y la ausencia de estandares para guiar hacia y medir el desarrollo
sostenible han afectado en gran manera el desenvolvimiento de este sector [3]. La escazes de recursos
exige optima utilización de los mismos, de manera que no se afecten en forma negativa
la sostenibilidad agrícola, ambiental y principalmente la económica. En
El uso del suelo es un aspecto básico del manejo
agrícola que tiene sin duda alguna una relación extrecha no solamente con
factores de manejo agrícola a nivel parcelar y familiar, sino tambien con
factores a nivel comunal y nacional. En
Las técnicas de los Sensores Remotos y Sistemas
de Información Geográfica (SIG) son hoy en dia herramientas modernas que hasta
cierto punto han sustituido o mejorado los métodos
tradicionales de análisis. Esta tecnología puede ser integrada con estudios de
economía agrícola
Por consiguiente, el propósito de esta
investigación es estudiar el cambio en el uso del suelo y los factores
determinantes en una comunidad de Honduras através del uso de las técnicas de sensores
remotos y SIG. El estudio persigue examinar los cambios en el uso del suelo que han ocurrido
desde 1987 al 2001, describir secuencias cronológicas e identificar patrones
sistemáticos de cambio en el uso del suelo, estimar las probabilidades de
transición entre categorías de uso del suelo, y determinar los factores
principales que influencian las decisiones de uso del suelo del productor.
2. Area de Estudio
El área de estudio (gComayaguah) esta ubicada dentro de una de las siete regiones
agrícolas (gCentro Occidentalh) en las cuales ha sido dividido el territorio
hondureño, entre las latitudes 1420'N a 1435'N y longitudes 8720'O a 8755'O. Esta comunidad tiene un área aproximada de 834
km², el número de habitantes
es 107,257 y presenta mucha diversidad en las clases de uso
Economicamente, esta comunidad es uno de los municipios mas importantes de
Figura 1. Ubicación del área de estudio
3. Methodología
Esta investigación está básada en dos fuentes primarias de datos: imágenes de satélite de 1987,
1994 y 2001, y datos de remembransa histórica de productores de la comunidad de
Comayagua.
3.1 Detección de Cambio en el Uso del Suelo
Con el propósito de monitorear los cambios en el
uso

Figura 2. Methodología adoptada para el procesamiento de imágenes de satélite
Para llevar a cabo la clasificación
multiespectral se usaron programas de Sensores Remotos y SIG. Esta actividad
fue realizada através de técnicas de clasificación supervizada y no supervizada
usando fotografía aerea y visitas de campo
3.2 Análisis de las Cadenas de Markov en el Proceso de Cambio
Los resultados
P[Xn+1 = xn+1 | Xn = xn, . . . , X0
= x0]
=
P[Xn+1
= xn+1 | Xn = xn] (1)
Lo que también puede
ser escrito
pij = P[Xn+1 =
j | Xn = i] i,j = 0,1,2,c (2)
El pij, denominado gprobabilidad de transición de un pasoh, puede ser interpretado como la probabilidad
condicional de que en el tiempo n+1 el sistema este en el
estado j, dado que en el tiempo n el sistema estuvo en el estado i. Cuando se necesitan n pasos para implementer
esta transición, el pij
es entonces llamado gprobabilidad
de transición de n pasosh, pijn. Esto expresa la probabilidad de transición desde
el estado i al estado j en n (>1) pasos [5]. Las probabilidades de
transición de dos pasos pueden ser definidas y generalizadas a la formula de Chapman-Kolmogorov:
pij2 = P[Xm+n = j, Xn = k | X0
= i]
k
= P[Xm+n
= j | Xn = k]P[Xn = k | X0 = i]
(3)
k
Lo cual es equivalente a:
(P)m+n
= (P)n E(P)m
(4)
Aplicando estos conceptos al proceso de cambio
en el uso
Pij
= (Nik)(Nkj) (5)
Donde:
Nik representa la frecuencia de cambio de los pixeles (30 m x 30m) de la categoría i a la categoría k durante el periodo que va de 1987 a 1994; y
Nkj representa la frecuencia de cambio de los pixeles de la categoría k a la categoría j durante el periodo que va de 1994 al 2001.
3.3 Encuesta de Campo
Las decisiones de uso
Los datos de la encuesta de campo (datos de 156 parcelas cultivadas
através de los 14 años del period de estudio) y publicaciones del gobierno,
fueron usados para correr un análisis de correlación con el fin de determinar la dirección
y magnitud de la relación que existe entre las categorías de uso del suelo
(asignación de la tierra) y los factores determinantes.
4. Resultados
4.1 Cambio en el Uso del Suelo
Mapas de uso del suelo de los años 1987, 1994 y 2001
fueron preparados a partir de imágenes de satélite Landsat 5 TM y Landsat 7 ETM+, y estan illustrados en la Figura 3. Los mapas muestran que ha habido una reducción significante en el área de
tierra forestal, lo cual representa una importante preocupación que ha tenido
sus origenes en la práctica de agricultura tradicional (tala y quema:
agricultura migratoria), crecimiento urbano sin control, y forestería [11].
El proceso de cambio del uso del suelo de la
comunidad bajo estudio confirma en parte las predicciones de Boserup [6], quien propuso que bajo presiones de crecimiento
poblacional y en ausencia de una frontera de expansión, las personas intensifican la producción agrícola para
cubrir sus necesidades de subsistencia bien mediante la expansión de la
producción en lo que se denomina margen de extensión através de la creación de
nuevas parcelas, o mediante la expansión
de la producción por medio del cultivo intensivo de parcelas que ya existen. Esto puede ser observado en el Cuadro 1, donde por un lado, las tierras de uso
urbano/edificios, tierras de cultivos, tierras de matorrales y tierras en descanso han incrementado en área (159.24%, 137.88%,
72.48% y 291.08% respectivamente), mientras que por otro
lado, las tierras de pastos y foresta han decresido en área (22.35% and 31.81%
respectivamente).

Figura 3. Mapas de uso
Cuadro 1. Matriz de cambio en el uso
|
1987 |
2001 |
Total 1987 |
|||||
|
Urbano o edificios |
Cultivos |
Pastos |
Foresta |
Matorral |
Descanso |
||
|
Urbano/edificios |
1598.67 |
5.13 |
4.68 |
2.43 |
9.27 |
0.00 |
1620.18 |
|
Cultivos |
193.68 |
1770.66 |
214.29 |
165.96 |
967.77 |
68.85 |
3381.21 |
|
Pastos |
113.76 |
1277.73 |
1562.67 |
37.98 |
755.01 |
46.17 |
3793.32 |
|
Foresta |
990.63 |
2516.04 |
537.75 |
38589.93 |
15470.46 |
47.97 |
58152.78 |
|
Matorrales |
1300.41 |
2438.91 |
613.35 |
859.23 |
11064.51 |
123.84 |
16400.25 |
|
Descanso |
2.97 |
34.92 |
12.78 |
1.71 |
20.16 |
1.08 |
73.62 |
|
Total 2001 |
4200.12 |
8043.39 |
2945.52 |
39657.24 |
28287.18 |
287.91 |
83421.36 |
|
Cambio
(ha) |
+2579.94 |
+4662.18 |
-847.80 |
-18495.54 |
+11886.93 |
+214.29 |
38686.68 |
|
Cambio (%) |
+159.24 |
+137.88 |
-22.35 |
-31.81 |
+72.48 |
+291.08 |
46.37 |
Fuente: Analisis de imagenes de satelite
El incremento considerable en el área de las
tierras de uso urbano (159.24%) podría ser atribuido al rapido desarrollo urbano que ha ocurrido en la
comunidad bajo estudio durante la última decada; esto en combinación con altos niveles de inmigración
desde áreas menos desarrolladas, ha causado hasta cierto grado crecimiento
urbano sin control y reducción en el área de las tierras forestales. Del 137.88 porciento (4662.18 hectáreas) de incremento en el área de tierras de cultivos, 31.28% proviene de tierras forestales, lo cual podría indicar en parte el
impacto de la práctica de agricultura migratoria; las tierras de
matorrales y pastos contribuyen al incremento con 30.32% y 15.88% respectivamente. Estas transiciones, desde matorrales a cultivos y pastos a cultivos,
podrian representar un indicador de intensificación en
el uso
4.2 Probabilidades de Transición (PT)
Con el fin de predecir la probabilidad de que
las categorías de uso
Cuadro 2. Valores esperados en las probabilidades de transición
en el uso
|
A Desde |
Urbano o edificios |
Cultivos |
Pastos |
Foresta |
Matorrales |
Descanso |
|
Urbano o edificios |
0.96385 |
0.00578 |
0.00691 |
0.00719 |
0.01609 |
0.00018 |
|
Cultivos |
0.05153 |
0.38088 |
0.06637 |
0.10075 |
0.38223 |
0.01823 |
|
Pastos |
0.03361 |
0.29526 |
0.36375 |
0.04291 |
0.25275 |
0.01174 |
|
Foresta |
0.01997 |
0.05200 |
0.01181 |
0.63957 |
0.27521 |
0.00146 |
|
Matorrales |
0.07136 |
0.15711 |
0.03935 |
0.11930 |
0.60706 |
0.00582 |
|
Descanso |
0.04487 |
0.30373 |
0.09921 |
0.07708 |
0.46147 |
0.01365 |
Las PTs
muestran la probabilidad de
que un pixel de tierra cambie desde una categoría de
uso
4.3 Factores Determinantes
Haciendo uso de los datos
colectados através de la encuesta de campo y publicaciones agrícolas, se llevo
a cabo un análisis de correlación para determinar la relación que existe entre
las categorías de uso
El análisis revela que las principales variables
que muestran relación estadisticamente significante con las categorías de uso
Pendiente, altura y distancia al agua son
variables cuyos coeficientes de correlación presentan casi el mismo patron de
relación con las categorías de uso
Las variables que pertenecen al nivel de familia/casa muestran
relación estadisticamente sinificante principalmente con las categorías
cultivos irrigados, cultivos no irrigados, pastos y foresta. Los principales factores
Cuadro 3. Análisis de correlación entre categoriás de uso
|
Variables Explicativas |
Cultivos Irrigados |
Cultivos no Irrigados |
Cultivos Perennes |
Pastos |
Foresta |
Descanso y Matorral |
|
Nivel de parcela |
|
|
|
|
|
|
|
Pendiente (%) |
-0.058 |
0.115** |
0.402** |
-0.044 |
0.218** |
0.009 |
|
Altura (masl) |
-0.072* |
0.098** |
0.247** |
-0.042 |
0.205** |
-0.034 |
|
Distancia al agua (km) |
-0.026 |
0.167** |
0.121** |
-0.002 |
0.122** |
-0.006 |
|
Area de parcela (ha) |
0.494** |
-0.069* |
-0.042 |
0.746** |
0.053 |
0.380** |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nivel de familia/casa |
|
|
|
|
|
|
|
Area cultivada (ha) |
0.653** |
-0.179* |
0.061 |
0.778** |
0.133 |
0.477** |
|
Número de animals (No) |
0.153* |
-0.169* |
0.060 |
0.904** |
0.271** |
-0.034 |
|
Labor familiar (No de personas) |
-0.150 |
0.332** |
-0.033 |
-0.184* |
-0.162* |
-0.002 |
|
Tamaño famil (No de personas) |
-0.010 |
0.154 |
0.031 |
0.218** |
-0.208** |
-0.185* |
|
Nivel de educatión (años) |
0.289** |
-0.295** |
0.157* |
0.346** |
0.424** |
0.432** |
|
Decisión de migratión (si, no) |
-0.180* |
0.156* |
-0.169* |
-0.311** |
-0.309** |
-0.078 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nivel de comunidad |
|
|
|
|
|
|
|
Precipitación (mm/año) |
0.018 |
0.068 |
-0.028 |
-0.051 |
-0.038 |
0.056 |
|
Temperatura (º C) |
0.032 |
0.141 |
0.051 |
-0.051 |
-0.122 |
0.035 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nivel national |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.026 |
0.072* |
0.048 |
-0.049 |
-0.066 |
0.040 |
|
|
0.008 |
0.083* |
0.017 |
-0.026 |
-0.065 |
0.040 |
* y ** ilustran la significancia estadistica de 5% y 1% , respectivamente Fuente: Encuesta de campo y publicaciones agrícolas
N = 30 productores (156 parcelas)
Desastres naturales y cambios en políticas
ocurridos durante el periodo de estudio también
pudieron haber tenido un impacto significante en el cambio de uso
1) Ultimos años de los 80s –
1992. Alta incidencia de plaga debido a sobreproducción de tomate
2) 1993. Incentivos para producir vegetales asiaticos para la exportación
3) 1998. Daño causado por el
huracan Mitch
4) 2000 – 2001. Desarrollo de la industria de procesamiento y exportación de mango
La influencia de estos factores en el patron de uso
El declive en las
tierras de pastos puede ser debido a las transiciones hacia cultivos irrigados,
daños causados por el huracan Mitch, y finalmente reducción en el número de bovinos.
Cuadro 4. Distribución del uso
|
Ano |
Urbano o Edificios |
Cultivos |
Pastos |
Foresta |
Matorral |
Descanso |
|
1987 |
1620.18 (1.94%) |
3381.21 (4.05%) |
3793.32 (4.55%) |
58152.78 (69.71%) |
16400.25 (19.70%) |
73.62 (0.09%) |
|
1994 |
2694.15 (3.23%) |
7001.82 (8.39%) |
3097.26 (3.71%) |
47874.69 (57.39%) |
22549.23 (27.03%) |
204.21 (0.24%) |
|
2001 |
4200.12 (5.03%) |
8043.39 (9.64%) |
2945.52 (3.53%) |
39657.24 (47.54%) |
28287.18 (33.91%) |
287.91 (0.34%) |
Fuente: Analisis de imagenes de satelite
Aunque el huracan Mitch si tubo un impacto
considerable en el área de tierras de cultivos, es muy probable que las tierras
de cultivos hayan incrementado como resultado de los incentivos proveidos para producir
cultivos asiaticos bajo contratos de productión, inmigración y creación de
nuevas parcelas de agricultura tradicional o migratoria, y el desarrollo de la
industria de procesamiento y exportación de mango [9].
5. Conclusiones
La integración de las técnicas de sensores remotos y SIG junto con datos de remembransa
histórica provee información comprensible para estudiar tópicos relacionados con
la economía agrícola como ser el uso del suelo, permite un mejor entendimiento
de la dirección, naturaleza y proporción de los cambios en el uso del suelo, y
representa un método alternativo para llevar a cabo estudios sobre uso del
suelo, especialmente para aquellas áreas o paises donde ha habido poco o ningun
monitoreo histórico del manejo agrícola.
Los patrones de cambio en el uso del suelo del área
bajo estudio indican por un lado que ha ocurrido un proceso positivo de
intensificación del uso del suelo, mientras que por otro lado, problemas como
ser la práctica de agricultura migratoria y abandono de tierra han
incrementado. El análisis de las cadenas de Markov confirma que estos problemas van a continuar. Las decisiones de uso
Tomando en consideración los resultados del análisis
de correlación entre los factores determinantes y la asignación de tierra a
diferentes usos, asi como la importancia del nivel de educación para favorecer
la producción de cultivos bajo irrigación al igual que para reducir la práctica
de agricultura migartoria, inversiones en educación y programas de asistencia técnica podrian ser de
mucha importancia para el desarrollo agrícola de la comunidad bajo estudio. Por otro lado, la aplicación y/o reforzamiento
de políticas
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[3] Bergeron, G., and Pender J. Determinants of Land Use
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[4] Bergeron, G., and Pender J. Policy Research in Natural
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[5] Bharucha-Reid, A.T. Elements of the Theory of Markov
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[6] Boserup, Ester. The Conditions of Agricultural Growth:
The Economics of Agrarian Change under Population Pressure. George Allen & Unwin LTD, London, 1967.
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