Introducción

Un modelo cartográfico es un Sistema de Información Geográfica raster o vectorial, con información espacial y geoespacial se fundamenta en procedimientos analíticos, a través de la representación gráfica de datos, para análisis y estructura de procedimientos muestra información cartográfica a través de mapas (^{Chuvieco, 1996}; ²⁰⁰²; ^{DeMers, 2002}). El análisis de los datos geoespaciales usa operaciones estadísticas. En tanto las características espaciales de la información geoespacial están basadas en técnicas de análisis determinada en coordenadas (^{Luneta y Elvidge, 1988}; ^{Ramachandran y Abrans, 2011}).

El municipio de Texcoco ha experimentado un cambio muy dinámico relacionado con la morfología del paisaje y un reacondicionamiento como espacio geográfico. Los paisajes del municipio están cambiando en función de la propia lógica del modelo de desarrollo y del orden territorial. Texcoco, está inmerso en la dinámica y la influencia que ejerce la Ciudad de México. Motivo fundamental para la elaboración de un modelo cartográfico del cambio espacial del suelo que permita conocer la transformación, y debido a la complejidad del municipio de Texcoco el estudio se realizó a través de subcuencas en el periodo de1977 a 2000.

Para el desarrollo de la investigación se utilizaron tres imágenes Landsat MSS del año 1977, TM 1989 y ETM 2000, las cuales tuvieron procedimientos de corrección geométrica, radiométrica, y topográfica. La corrección geométrica se realizó a través del ajuste geométrico y asignación de georreferencia, con el apoyo de una orto foto digital elaborada por ^{INEGI (1996)} con una resolución de 2 m, el método empleado fue el ajuste de imagen/imagen mediante puntos de control, con un modelo de tercer orden y una ecuación bicúbica, con un error cuadrático medio menor a 0.5 del tamaño del píxel.

Con respecto a las correcciones radiométricas y atmosféricas, se calibró los niveles digitales de modo absoluto para convertirlos a niveles de reflectividad (^{Fernández et al., 2015}). Posteriormente, se realizó la corrección topográfica por medio de un modelo digital para cada imagen con la fórmula de ^{Civco (1989)}. Una vez calibradas las imágenes satelitales, se realizó la clasificación por clase, lo cual consistió en distinguir la separación entre cada una de las clases, generando como resultado once clases. Con base a trabajo de campo, se corroboro que las categorías temáticas coincidieran con la clasificación del Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (INEGI). Después, se usó el gráfico de la desviación estándar en donde no se encontró sobre posición entre clases.

Enseguida, a los mapas de uso del suelo obtenidos se calculó el error de clasificación de dos formas. El primero de ellos fue aplicar el algoritmo ERmap del programa Idrisi, en donde por medio de otra imagen clasificada con una metodología diferente se comparó el error de la clasificación entre los mapas de uso del suelo. En la segunda opción, para el mapa de 1977 se consultó la información del INEGI de la carta de uso del suelo del año de 1978. Para el mapa del uso del suelo de 1989 y 2000 se foto interpretó la orto foto digital de año de 1996 del INEGI, utilizando la metodología de foto interpretación del INEGI del año 1978.

Al correr el algoritmo se obtuvo un error de clasificación de ±95% de las tres imágenes de satélite clasificadas. Por último, se establecieron 170 puntos de control adicionales para verificar en campo las clases temáticas en específico del mapa de uso del suelo del año 2000. Al finalizar este procedimiento, se empleó un filtro gaussiano para uniformizar la información. Y se obtuvieron los mapas de ocupación del suelo del año 1977, 1989, 2000. Una siguiente fase fue la delimitación de las cuencas hidrológicas, digitalizando las subcuencas de las cartas escaneadas en formato tiff (Tagged Image File Format, formato de imágenes de alta resolución) de INEGI del año 1996 de las cartas topográficas E14B21 Texcoco y E14B31 Chalco.

Se aplicó la metodología del ITC-Holanda para delimitación de cuencas, usando el modelo digital de elevación, las curvas de nivel, el patrón de drenaje, y las vías de comunicación. La delimitación de cuencas se obtuvo a escala 1:500 000, obteniendo siete subcuencas y se delimitaron las divisorias de aguas entre la Cuenca de México y la sección correspondiente a la Cuenca de Puebla-Tlaxcala.

Una vez obtenida las subcuencas se realizó la matriz de cambio con el cruce de cada subcuenca para cada mapa de ocupación del suelo por año, a través del algoritmo de matriz de cambio, a partir del número de los pixeles totales por columna y renglón, para obtener las áreas de transición en tres categorías, área s estables, pérdidas y ganancias. Se tomó como base las fechas de 1977 y del año 2000. Con estos datos se realizaron mapas dinámicos de la ocupación del suelo por subcuenca del periodo de 1977 a 2000. La cartografía resultante de los procesos se presenta en escala 1:200 000.

En base al mapa de ocupación del suelo de 1977 y 2000 se obtuvo la dinámica de la cobertura del suelo en las siete subcuencas y se delimitaron las divisorias de aguas entre la Cuenca de México y la sección correspondiente a la Cuenca de Puebla-Tlaxcala, que están localizadas dentro del territorio del municipio de Texcoco (Figura 1).

Figura 1 Mapa de las principales subcuencas hidrológicas del municipio de Texcoco. 

Subcuenca del río Hondo. Esta subcuenca, se encuentra a una altitud de 3 900 m, no presentó grandes cambios en relación a la superficie de pastizal y bosque. Pero, en la parte media de la subcuenca la actividad humana es de mayor actividad y existe un incremento de pastizal y de superficie de agricultura de temporal. La subcuenca cuenta con una superficie total de 52.4 km2 de los cuales tiene una superficie estable de 32 km2, por lo que la alteración en el paisaje es mínima.

Subcuenca del río Jalapango. El pastizal presentó un incremento de 9.2 km2 la agricultura de temporal incrementó su superficie en 9.3 km2, lo que indica una penetración y avance de la actividad agrícola de temporal. El bosque disminuyó a 3.18 km2. La agricultura de riego presentó una pérdida de 6.26 km2 y una superficie estable de 1.58 km2, lo que indica pérdida de la actividad agrícola de riego y el cambio de ocupación del suelo. La superficie urbana tuvo un de incrementó de 1.7 km2 dentro de la subcuenca, y en la subcuenca de 1.48 km2.

Subcuenca del río Coxcacoaco. Esta subcuenca presentó una dinámica notable en los tipos de ocupación del suelo. Antes existían algunos humedales que a la fecha han desaparecido (^{INEGI, 1977}, ¹⁹⁸⁰, ¹⁹⁹⁰, ²⁰⁰⁰), y actualmente estos espacios son utilizados para agricultura de riego. Para el caso del pastizal presentó un incremento de 4.58 km2, principalmente en la parte montañosa, este incremento tiene relación directa con la actividad agrícola de temporal que se desarrolla y se introduce en la zona forestal. La superficie de agricultura de temporal se incrementó a 6.58 km2 en toda la subcuenca. En caso del bosque, se mantiene una superficie estable de 16.13 km2, y esta situación es muy importante para esta subcuenca, dado que de 1977 a 2000; solo han cambiado 2.57 km2.

La agricultura de riego es la superficie que más transformaciones presenta porque actualmente solo tiene 5.31 km2 de superficie estable agrícola de riego, y en el transcurso de 23 años su superficie se redujo a 9.38 km2.

El suelo desnudo presentó una disminución de 0.54 km2 y se debe principalmente a las obras de conservación de suelo del proyecto de restauración del lago de Texcoco. Recientemente la actividad minera y la explotación de bancos de material presentó una superficie de 0.53 km2. Con respecto a la superficie urbana presentó un incremento de 5.12 km2 sobre todo ocupando suelos agrícolas bajo riego dentro de la subcuenca. Además, es la subcuenca más densamente poblada y en donde se localiza la cabecera municipal.

Subcuenca del río Texcoco. Esta subcuenca también presentaba algunos humedales (^{INEGI, 1977}, ¹⁹⁸⁰, ¹⁹⁹⁰, ²⁰⁰⁰), que actualmente son ocupados por la agricultura de riego. En el caso del pastizal, presentó una ganancia de 3.18 km2 en superficie, aunque el análisis indica que en 23 años se tiene una reducción de 1.74 km2; es decir, este cambio del pastizal involucra otros sitios dentro de la subcuenca. La superficie forestal, se mantiene prácticamente estable al contabilizar 14.01 km2 de los 15.14 km2 registrados para el año 2000, y solo se registran 1.5 km2 de pérdida de superficie forestal.

La agricultura de riego tuvo una pérdida de 5.12 km2.Aligual que la subcuenca del río Coxcacoaco perdió la cuarta parte de su superficie a partir de 1977 a la fecha. En la agricultura de temporal se presenta el fenómeno inverso porque presenta una ganancia de 5.9 km2, y esto es importante resaltar porque indica de alguna forma el cambio que están sufriendo otros tipos de cobertura son incorporados a la agricultura de temporal. El crecimiento urbano tuvo un incremento de 2.31 km2. La configuración de la topografía con la subcuenca del río Coxcacoaco, hacen que éstas dos subcuencas estén concentrando el mayor conglomerado urbano del municipio.

Subcuenca del río Chapingo. La cubierta de pastizal, tiene una superficie estable de 1.49 km2 y reporta una ganancia de 3.97 km2; es decir, la superficie de pastizal está incorporando a otras cubiertas y además, se está moviendo de su cubierta original. El bosque, registra un incremento de 1.25 km2 y la superficie estable se mantiene con una pequeña variación, pero lo importante es que se puede observar este incremento en la superficie forestal, debido a la reforestación que se lleva a cabo por medio del plan de recuperación del plan lago de Texcoco. La agricultura de riego en la subcuenca, experimenta una reducción de 2.76 km2 en 23 años y sólo registra una superficie estable de 2.2 km2. La superficie de láminas de agua es igual, no tiene variación.

Subcuenca del Río San Bernardino. La superficie del pastizal tiene una ganancia de 6.29 km2. El matorral tiene una ganancia de 0.21 km2, su presencia es sobre todo, en las pequeñas elevaciones menores a 100 metros, en donde la actividad humana no altera este tipo de vegetación. El bosque también presenta un aumento muy pequeño de 1.1 km2 y una superficie estable en 2.02 km2 , que está en relación a las obras de conservación de suelo y de reforestación del plan lago de Texcoco.

La localización de esta subcuenca está en el centro del municipio, por lo que la superficie de agricultura de riego presenta sólo 2.74 km2 de superficie estable y una pérdida de 2.35 km2 . Con respecto a la agricultura de temporal se registra una pérdida de superficie de 6.37 km2. La superficie de láminas de agua se mantiene estable, en tanto que el suelo desnudo disminuyó 0.99 km2. Los afloramientos rocosos tienen un ligero incremento. La actividad minera de extracción a cielo abierto tiene presencia en esta subcuenca. La zona urbana tuvo un incremento de 0.86 km2.

Subcuenca del río Tejocote-Santa Mónica. Esta subcuenca en el año 1977 presentaba humedales (^{INEGI, 1977}; ¹⁹⁸⁰; ¹⁹⁹⁰; ²⁰⁰⁰), actualmente han desparecido al igual que en las subcuencas anteriores. El pastizal aumentó su superficie a 7.98 km2 y se observan nuevas zonas dentro del bosque y también presentó una superficie afectada por los incendios del año de 1998. El matorral es uno de los elementos del paisaje en esta subcuenca que presenta una disminución de 1.22 km2.

La superficie forestal es muy importante para esta subcuenca y, mantiene una zona estable de 26 km2 y registró una pérdida de 4.12 km2, se tuvo una pérdida de superficie forestal principalmente por los incendios forestales que se presentaron en el año de 1998 de los que todavía no se tiene ninguna evaluación de la superficie de la zona afectada. En esta subcuenca se puede observar claramente que es la más afectada por la pérdida de superficie agrícola de riego al presentar una pérdida de 7.51 km2, casi la mitad de su superficie original que tenía en el año 1977.

La agricultura de temporal incrementó a 6.26 km2 y está en relación a los espacios que se están generando en la zona del bosque. En relación al suelo desnudo éste tiene una pérdida de 0.51 km2 y los afloramientos de roca mantienen la superficie original. La explotación de minas a cielo abierto es también un elemento nuevo en la subcuenca al registrar 0.28 km2. El elemento urbano tiene una ganancia de 2.23 km2 al aumentar cuatro veces más la superficie original que tenía para el año de 1977.

Subcuenca del Río Manzano y otras subcuencas. La denominación de “otras subcuencas” es por la razón de que no existe un nombre en la cartografía de la carta topográfica del INEGI en la cabecera de estos ríos, aunque en las siguientes cartas topográficas que se unen a la carta Texcoco y Chalco debe aparecer el nombre de cada una de ellas. Constan de tres zonas específicas, parte del Río Manzano se localiza en el extremo sur que limita con el municipio de San Vicente Chicoloapan y con Ixtapaluca, los dos restantes se localizan en la sección correspondiente a la Sierra Nevada.

Estas dos subcuencas forman parte de la cuenca de Puebla-Tlaxcala pero se encuentran dentro de los límites naturales. Dos de estas subcuencas son de una gran importancia porque en ellas se encuentra la mayor superficie forestal estable del municipio con 37.69 km2, debido principalmente a la accesibilidad de esta zona y a la configuración del relieve. Y no tienen otro tipo de variación espacial en la ocupación del suelo. Las siguientes variaciones se presentan en la subcuenca del Río Manzano que delimita al sur el municipio de Texcoco, en donde el pastizal tiene un incremento de 2.72 km2, y el matorral mantiene algunas zonas estables en lomeríos producto del lahar con una altura menor a 100 m, con un incremento de 0.71 km2.

Esta subcuenca presenta una reducción en la agricultura de riego en su superficie de 3.58 km2 y la agricultura de temporal se mantiene en 2.96 km2 de superficie constante en su área correspondiente. En relación al suelo desnudo existen zonas sin vegetación con una ganancia de 0.202 km2 con presencia de afloramientos de roca con un incremento de 0.11 km2. Y en esta subcuenca también se desarrolla actividad minera a cielo abierto. La zona urbana, en un periodo de 23 años, tiene un incremento de 1.33 km2 en esta subcuenca, y se tiene que resaltar porque ésta subcuenca limita con el municipio de San Vicente Chicoloapan en donde recientemente se han realizado obras importantes de urbanización, poniendo en operación el plan de ordenación de la zona metropolitana del valle de México, Gobierno del Estado de México y Secretaría de desarrollo Social y Gobiernos del Distrito Federal, 1999), esta situación debe tener toda la atención por parte del gobierno municipal.

Cuenca del ex Lago de Texcoco. En la zona correspondiente a la cuenca del lago de Texcoco ubicamos las últimas zonas de tular y de algunos humedales que se conservan en esta zona, la superficie estable es muy pequeña 0.007 km2, pero con la realización de las obras de restauración del plan lago de Texcoco se logró ganar una superficie de 1.2 km2 que principalmente son zonas que desarrollan la vegetación del tular, que es el hábitat de las aves que aún sobreviven en esta zona. El manejo de restauración del plan lago de Texcoco logró la introducción del pastizal halófilo y dar una cobertura al suelo de origen lacustre, para el año 2000 la superficie de pastizal tiene una ganancia de 32.03 km2.

En relación al suelo desnudo este ha disminuido a 40.16 km2 no solo por el pastizal sino también por las infraestructuras hidráulicas. En el plan de manejo se introdujo una zona de reforestación de bosque que tiene una superficie de 0.44 km2. La agricultura de riego se mantiene con la misma superficie con un pequeño incremento de 0.74 km2. La agricultura de temporal presenta un incremento en la zona del lago de 4.23 km2. La realización de las infraestructuras hidráulicas y con la puesta en operación de los cuatro lagos, la zona del lago de Texcoco ganó en láminas de agua 10.44 km2.

Por último, se presenta la aparición de zonas urbanas en esta zona con una ganancia de 0.44 km 2, y en donde el plan de desarrollo urbano (Ayuntamiento del municipio de Texcoco, 2006) pone de manifiesto que en estas zonas es necesario regularlas y ordenarlas territorialmente, porque su colonización y crecimiento no obedecen a un ordenamiento sino de forma desordenada, irregular y espontánea. Este crecimiento se desarrolla en una zona que tiene propiedad ejidal y zona federal. El cambio de uso de suelo en el municipio de Texcoco se presentó principalmente por el incremento de la zona urbana, pastizal, matorral y bosque, así como en la superficie agrícola de riego y temporal (Figura 2).

Figura 2 Zonas estables y de cambio del municipio de Texcoco. 

Conclusiones

Se observó que las subcuencas con mayor impacto fueron: Río Hondo, Xalapango, Coxcacoaco, Texcoco, Chapingo y San Bernardino, ya que presentan más cambios y alteraciones en su superficie de ocupación del suelo en los últimos 23 años, principalmente en la vegetación, pastizal, matorral y bosque, así como en las superficies agrícolas de riego y temporal. La subcuenca del Río Manzano en el periodo de estudio mantiene un relativo equilibro en las superficies de vegetación natural y áreas productivas. La subcuenca del Río El Tejocote-Santa Mónica se considera con base a los datos como una zona sin alteración en su uso del suelo. El área de la Cuenca del Lago de Texcoco presenta mayor alteración respecto a toda el área de estudio.

El método a utilizar para analizar la dinámica de cambio de uso del suelo generada por el crecimiento urbano depende del conocimiento, capacitación y habilidad del analista sobre los métodos de detección de cambios existentes y de los datos de la imagen utilizada, así como de las características del área de estudio. Adicionalmente, la selección de la técnica dependerá del aspecto a evaluar, de la calidad de información a generar y del costo de implementación. Así, ningún método es aplicable para todos los casos, pero si es imprescindible el empleo de uno o varios de ellos para que la autoridad y los tomadores de decisiones puedan conocer el alcance de los cambios registrados, los riesgos que ello implica, y de ser posible identificar los agentes que causan el cambio con fines de seguimiento de la planificación territorial.