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Introducción
El análisis de los cambios de cobertura y uso del suelo en cualquier territorio conlleva a comprender como interactúan los diversos factores socioeconómicos y biofísicos que en él se encuentran (Pineda, Bosque, Gómez y Franco, 2011). Los estudios de cambio de uso de suelo y vegetación son el referente para conocer las trayectorias de los distintos procesos de cambio que existen en determinado territorio (Mas y Flamenco, 2011). Las actividades económicas que practican las distintas sociedades del mundo juegan un papel importante en la dinámica de uso de suelo y en el deterioro ambiental.
Actualmente, en Progreso Hidalgo la pérdida de la rentabilidad y la capacidad productiva agrícola está ocasionando cambios en las coberturas de uso de suelo y vegetación (disminución o expansión), y uno de ellos es la implementación de la producción agrícola en invernaderos. Dicha transformación está enfocada al establecimiento, desarrollo y mecanización de productos con fines comerciales, provocando con ello severos impactos en los componentes del ambiente.
En la localidad de Progreso Hidalgo se han realizados múltiples y distintas investigaciones, entre las cuales destacan: Manejo del agua en una comunidad de transición ecológica del Estado de México (Juan y Madrigal, 2004); Manejo del ambiente y riesgos ambientales en la región fresera del Estado de México (Juan, 2006); Agricultura tradicional y comercial en una zona de transición ecológica (Juan, 2007), entre otras. A pesar de que la comunidad de Progreso Hidalgo ha sido objeto de estudio de diversas investigaciones, solamente existe una asociada a la temática y es denominada: Cambio de uso de suelo en una comunidad de transición ecológica. Progreso Hidalgo, Estado de México: impactos y consecuencias 2005-2010 (Ballesteros, 2013).
El impulso de investigaciones asociadas con los cambios acontecidos en las coberturas y usos del suelo en una dimensión temporal y espacial de un territorio determinado requiere, fundamentalmente, del uso y manejo de diversos materiales cartográficos, en específico, de mapas de uso de suelo y vegetación, ya que a partir de estos los especialistas en el área y, sobre todo, las autoridades responsables en la temática, determinan, establecen e implementan políticas públicas (Millington y Alexander, 2000).
En la actualidad, los insumos cartográficos para la elaboración de mapas de uso de suelo y vegetación están disponibles en diversas fuentes institucionales, centros de investigación y en internet (Mas y Couturier, 2011), para su posterior aplicación y manejo en un Sistema de Información Geográfica. Estas herramientas permiten identificar y representar espacialmente las superficies más propensas a cambiar, y permitiendo comprender los procesos de cambio y la dinámica que experimentan las diversas cubiertas y usos del suelo de un territorio determinado (Veldkamp y Lambin, 2001; Xiang y Clarke, 2003).
A partir de los mapas de uso de suelo y vegetación se puede identificar, representar, describir, cuantificar, localizar, analizar, evaluar, explicar y modelar los procesos de cambio y la dinámica que ocurre en las diversas coberturas vegetales y usos del suelo de un espacio geográfico y en un tiempo específico (Camacho-Sanabria et al. 2015).
En México, el impulso de estudios de cambio de uso del suelo y vegetación se determina a partir del uso de insumos cartográficos asociados con las distintas cubiertas y usos del suelo del territorio nacional. El dominio, análisis e interpretación de las tasas de cambio, pérdidas, ganancias, cambio neto, cambio total, intercambios e índices de persistencia, procedentes de dichos materiales, ha provocado incertidumbre en la comunidad científica, debido a la calidad de los insumos cartográficos, la metodología utilizada para su elaboración y la falta de aplicación de métodos que permitan validar su confiabilidad (Mas, Reyes y Pérez, 2003; Mas y Couturier, 2011).
Por lo anterior, es hasta cierto punto ineludible que los mapas de uso de suelo y vegetación (resultado de la interpretación de ortofotos, fotografías aéreas o imágenes de satélite) se sometan a procesos relacionados con la evaluación de la confiabilidad temática. Comprobar la confiabilidad de un producto cartográfico, principalmente la de los mapas de uso de suelo y vegetación, posibilita a los interesados valorar su ajuste con la realidad para asumir el riesgo de tomar decisiones con base en esta información cartográfica (Mas et al., 2003).
Objetivos
Los objetivos de la presente investigación fueron:
Elaborar mapas de uso de suelo y vegetación de los años 2000, 2007 y 2015, resultado de la interpretación visual interdependiente de insumos cartográficos.
Validar los mapas de uso de suelo y vegetación (2000, 2007 y 2015) para conocer su grado de confiabilidad temática.
Analizar los cambios de cobertura y uso de suelo de los periodos 2000-2007 y 2007-2015, para comprender los procesos de cambio y la dinámica de uso de suelo que determina a la zona y establecer si ésta se encuentra inmersa en un proceso de conversión agrícola.
Identificar los principales factores que han provocado los cambios de cobertura y uso de suelo en Progreso Hidalgo.
Materiales y métodos
Área de estudio
Progreso Hidalgo se localiza al sur de Villa Guerrero en el Estado de México, entre las coordenadas 18° 49’ 34” y 18° 52’ 30” de latitud norte y 99° 36’ 30” y 99° 37’ 32” de longitud oeste. Se ubica en una zona de ecotono o de transición ecológica que se caracteriza por una amplia diversidad biológica. Además, las condiciones ambientales que la describen favorecen la presencia de diversos sistemas agrícolas (Fig. 1).
Fuente: elaboración propia con base en Halffter (1964), Conabio (2015) e Inegi (2015).
Figura 1 Ubicación geográfica de Progreso Hidalgo en el contexto estatal y municipal.
Progreso Hidalgo es una comunidad rural-campesina con una superficie de 826 hectáreas aproximadamente. Limita al norte y oriente con localidades de Zumpahuacán; al sur con las barrancas formadas por los ríos Calderón, Nenetzingo, San Jerónimo y Tenancingo, y con algunos espacios del municipio de Tonatico; y al poniente, con barrancas y comunidades del municipio de Ixtapan de la Sal (Ramírez y Juan, 2008).
Materiales
Se utilizaron dos ortofotos (marzo 2000 y abril 2007) y una imagen de satélite (diciembre 2015) para la elaboración de los mapas uso del suelo y vegetación del área de estudio. Estos insumos fueron obtenidos del Instituto de Información e Investigación Geográfica, Estadística y Catastral del Estado de México (Igecem), del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi) y del Google Earth (Tabla 1).
Elaboración de mapas de uso de suelo y vegetación
Definición de variables
Las unidades de análisis de esta investigación corresponden a las distintas coberturas y usos del suelo que se encuentran distribuidas espacialmente en Progreso Hidalgo. El reconocimiento de los usos y coberturas del suelo del área de estudio se sustentan en los criterios de identificación establecidos por Romero (2006), Moscoso (2006) y Pauleit, Ennos y Goldingy (2005) (Tabla 2). La selección de estas variables se determinó mediante la consulta de bibliografía especializada, el trabajo de campo y, desde luego, de acuerdo con la disponibilidad de estas.
Tabla 2 Categorías o variables de análisis.
Fuente: elaboración propia con base en Pauleit et al. (2005), Moscoso (2006), Romero (2006) y trabajo de campo (2016).
Clasificación
Los mapas de uso de suelo y vegetación que comprende Progreso Hidalgo se elaboraron a partir de una imagen de satélite y dos ortofotos. Estos insumos se sometieron a procesos automatizados (Arc Map 10.2.2) y al método de interpretación visual interdependiente. Este método consiste en actualizar la interpretación con base en dos fechas, una fecha anterior (inicial) con la imagen de la fecha siguiente (final), permitiendo obtener una serie temporal de mapas de forma más congruente que si fuera obtenida con base en interpretaciones independientes (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [FAO], 1996). Es decir, obtenido el mapa de las categorías del año más reciente (2015), se utilizó para interpretar la imagen del año siguiente (2007). Posteriormente, con base en el mapa del año 2007 se realizó la interpretación del año 2000.
Validación de mapas de uso de suelo y vegetación (2007, 2007 y 2015)
La confiabilidad temática permite valorar el grado de correspondencia de un mapa con la realidad (Stehman y Czaplewsky, 1998). Los mapas derivados de la interpretación con el método de interpretación visual interdependiente fueron sometidos al proceso de evaluación de la confiabilidad temática para conocer su grado de certeza y confiabilidad (Mas et al., 2003).
Esto se realizó a partir de las distintas etapas que comprenden al proceso de evaluación. A continuación se describe cada uno de los procesos.
Diseño del muestreo. Esta etapa consta de tres fases: a) la unidad de muestreo que se ocupo fue el punto; b) el método de muestreo utilizado fue el aleatorio estratificado, considerando que permite tener parte del control sobre la distribución de los sitios de muestreo y garantizando que no se sobremuestren las categorías con mayor superficie en relación a las de menor extensión (Card, 1982; Mas et al., 2003; Mas y Couturier, 2011); y c) el tamaño de la muestra se estableció desde dos perspectivas: la primera con base en lo determinado por Congalton (1988, 1991), que sugiere verificar por lo menos 50 sitios por categoría, y la segunda con base en los parámetros establecidos por Mas y Couturier (2011), donde definen que para obtener una confiabilidad global estimada para el mapa de 80% y un medio intervalo de confianza de 5% se deben aplicar 247 sitios de verificación. Por lo cual se registraron 200 puntos de muestreo para el mapa correspondiente al año 2000. Para el mapa de 2007 se muestrearon 250 puntos debido a la inclusión de la categoría producción agrícola en invernaderos. Para el último año (2015) se reconocieron 250 puntos nuevamente (Tabla 3).
Evaluación de los sitios de verificación. En esta fase se asociaron los puntos de muestreo anteriormente registrados, con una categoría de la leyenda que se localiza en los mapas de uso de suelo y vegetación. Para la evaluación de los sitios de verificación correspondientes a los años 2000, 2007 y 2015 se ocuparon los insumos utilizados previamente para la elaboración de los mapas. Para esto, fue necesario recurrir a un especialista (externo) en la temática, con el propósito de evaluar los sitios de muestreo mediante la interpretación visual y el conocimiento de experto (Congalton, Martin, Newman y Aber, 1998).
Análisis de los datos. Este proceso se desarrolló a través de la elaboración de la matriz de confusión o matriz de error (una para cada año: 2000, 2007 y 2015), que permite comparar la información de los sitios de verificación con los mapas de uso de suelo y vegetación (categorías clasificadas en los mapas). Dicha matriz está integrada por filas que representan las clases de referencia. Las columnas integran las categorías del mapa y la diagonal constituye el número de sitios o puntos de verificación para los cuales hay correlación entre los datos de referencia y las categorías del mapa, mientras los marginales expresan errores de asignación (Mas et al., 2003; Mas y Couturier, 2011) (Tabla 4).
Tabla 3 Tamaño de la muestra por categoría (puntos de muestreo) en función de la confiabilidad que se pretende alcanzar y y el medio intervalo de confianza que se pretende obtener.
p: confiabilidad estimada *medio intervalo de confianza.
Fuente: Mas et al. (2003).
Tabla 4 Matriz de confusión o de error.
Donde:
ij |
número de puntos (superficie) correctamente clasificados de cada categoría o clase. |
i1+ |
suma de los puntos (superficie) correspondientes a la clase de referencia i1. |
+j1 |
suma de los puntos (superficie) de la categoría del mapa j1. |
Ʃ+j o Ʃi+ |
total de la suma de los puntos de las clases de referencia (ƩPi+), o bien, total de la suma de los puntos correspondientes a las categorías del mapa (ƩP+j). |
Mediante los datos obtenidos a partir de la matriz de confusión se determinaron y calcularon los índices de confiabilidad y el medio - intervalo de confianza para cada mapa, considerando una confiabilidad estimada de 80% (Stehman y Czaplewski, 1998) (Tabla 5).
Tabla 5 Ecuaciones para obtener índices de confiabilidad y medio - intervalo de confianza.
Fuente: elaboración propia con base en Camacho et al. (2015); Mas et al. (2003); Mas y Couturier (2011); Stehman y Czaplewski (1998).
Previo al desarrollo de los índices de confiabilidad y el medio - intervalo de confianza, se realizó la corrección de las matrices de confusión, debido al método de muestreo aplicado en la investigación “aleatorio estratificado”. Puesto que en dicho muestreo el número de sitios por categoría no es proporcional a la superficie cubierta por cada categoría, por lo que el valor obtenido no debe ser interpretado de esta manera (Mas et al., 2003).
La corrección de las matrices de confusión o de error se realizó mediante el método planteado por Card (1982), basándose en ponderar el número de sitios de verificación en relación con la superficie de cada categoría representada en el mapa. Mediante la aplicación de este método se construyeron matrices de confusión expresadas en proporción (adquieren el mismo formato que la Tabla 4) y con base en los datos que integran a cada una de éstas se calculó la proporción y la superficie correspondiente a cada una de las categorías de análisis.
Dinámica y procesos de cambio (indicadores de cambio e índices de Braimoh)
Para el análisis de la dinámica espacio - temporal de los cambios de cobertura y uso de suelo ocurridos en Progreso Hidalgo, se realizó el cálculo de: a) los indicadores de cambio, es decir, las pérdidas, ganancias, cambios netos, cambio total y los intercambios entre las distintas coberturas (Pontius, Shusas y McEachern, 2004); y b) los índices de Braimoh o persistencia, que permiten evaluar las características de zonas estables en correspondencia a las pérdidas, ganancias y cambios netos por categoría (Braimoh, 2006) (Tabla 6).
Tabla 6 Indicadores de cambio e índices de persistencia
Fuente: elaboración propia con base en Pontius et al. (2004) y Braimoh (2006).
Tasas anuales de cambio
Para analizar los procesos de cambio ocurridos en las coberturas y usos del suelo de Progreso Hidalgo, se determinaron tasas anuales de cambio que comprenden los periodos 2000-2007 y 2007-2015. Esto a partir de las superficies correspondientes a las coberturas y usos del suelo que se encuentran representadas espacialmente en los mapas. Además, se consideró la superficie corregida de cada una de las categorías de análisis obtenida mediante el método de Card (1982). Las tasas de cambio se calcularon con base en la ecuación de la FAO (1996):
Factores que determinan el cambio de cobertura y uso de suelo
La obtención de variables explicativas, elementos y factores (económicos, ambientales y culturales) que determinan el proceso de conversión de los sistemas agrícolas en Progreso Hidalgo se sustentaron en 25 recorridos de campo y, desde luego, en la descripción detallada de las relaciones entre sociedad-economía-ambiente (cuestionarios, entrevistas y observación directa). Es así que se incorpora lo que los participantes plantean (agricultores) del fenómeno u observación realizada (cambios de cobertura y uso de suelo) en dicho espacio (Palerm, 2008).
Resultados
Mapas de cobertura y uso de suelo
Se obtuvieron tres mapas de uso de suelo y vegetación de Progreso Hidalgo de los años 2000, 2007 y 2015. La leyenda de estos mapas corresponde para el año 2000 a cuatro categorías: agricultura de temporal y de riego; asentamientos humanos; bosque y cuerpos de agua (Fig. 2a); y para los años 2007 y 2015, se incorporó la categoría producción agrícola en invernaderos, sumando un total de cinco categorías (Fig. 2b y Fig. 2c, respectivamente).
Validación de mapas de usos de suelo y vegetación
Para el mapa del año 2000, de los 200 sitios de muestreo, todos concordaron con las categorías del mapa clasificado para dicho año (Tabla 7a). Respecto al mapa del año 2007, de los 250 sitios de verificación, 249 correspondieron a las categorías del mapa y uno pertenece a una clase distinta (Tabla 7b). Para el caso del mapa del año 2015, de los 250 sitios de muestreo, todos correspondieron a las categorías del mapa (Tabla 7c).
Los valores obtenidos en las siguientes tablas se expresan en proporción (porcentaje de las categorías clasificadas) del número total de sitios de muestreo. Para el mapa del año 2000, ya que todos los sitios de verificación coincidieron con las categorías del mapa, se observan las siguientes proporciones representadas en el mapa: a) 47.1% de agricultura de temporal y de riego; b) 1.1% de asentamientos humanos; c) 50.9% de bosque; y d) 0.9% de cuerpos de agua (Tabla 8a). Respecto al mapa del año 2007, de todos los sitios de verificación únicamente uno no coincide con las categorías del mapa, por lo cual se realizaron los ajustes necesarios y se identifican los siguientes porcentajes en el mapa: a) 46.3% de agricultura de temporal y de riego; b) 1.2% de asentamientos humanos; c) 50.6% de bosque; d) 1.3% de cuerpos de agua; y e) 0.6 de producción agrícola en invernaderos (Tabla 8b). En el caso del mapa del año 2015, debido a que todos sitios de muestreo corresponden a las categorías del mapa, se muestran las siguientes proporciones en el mapa: a) 44.2% de agricultura de temporal y de riego; b) 1.4% de asentamientos humanos; c) 50.6% de bosque; d) 1.4% de cuerpos de agua; y e) 2.4 de producción agrícola en invernaderos (Tabla 8c).
Las tablas 9a, 9b y 9c integran los valores obtenidos de la aplicación del método de Card (1982). Para los mapas de los años 2000 y 2015 (Tabla 9a y Tabla 9c, respectivamente), debido a la ausencia de errores, se observan las mismas proporciones que en las tablas 8a y 8c. Respecto al mapa del año 2007, se identifican las siguientes proporciones reales del terreno: a) 46.3% de agricultura de temporal y de riego; b) 1.2% de asentamientos humanos; c) 50.626% de bosque; d) 1.274% de cuerpos de agua; y e) 0.600 de producción agrícola en invernaderos (Tabla 9b).
Tabla 9 Matrices de confusión expresadas en proporción y corregidas (Card, 1982)
Fuente: elaboración propia.
La tabla 10 representa los valores correspondientes a los intervalos de confianza e índices de confiabilidad de los mapas interpretados. Respecto a los mapas de los años 2000 y 2015, se observa una proporción de 100% para la confiabilidad del usuario, la confiabilidad del productor y la confiabilidad global, mientras que 0% para el error de comisión, el intervalo de confianza de la confiabilidad del usuario, el error de omisión, el intervalo de confianza de la confiabilidad del productor y el intervalo de confianza de la confiabilidad global. Dichos porcentajes son representados para cada una de las categorías (Tablas 10a y 10c, respectivamente). En el caso del mapa del año 2007, la mayoría de las categorías representan 100% de confiabilidad del usuario, excepto los cuerpos de agua con 98%. En cuanto el error de comisión, se observa 0% para la mayoría de las clases; solamente los cuerpos de agua muestran 2% y el intervalo de confianza representa el mismo comportamiento, pero los cuerpos de agua integran 3.88%. La confiabilidad del productor es de 100%, únicamente para el bosque es de 99.949%. Para el error de omisión se observan valores de 0%, excepto el bosque con 0.051%. La confiabilidad global es de 99.9898% y el intervalo de confianza de la confiabilidad global fue de 0.05% (Tabla 10c).
Tabla 10 Coeficientes de los índices de confiabilidad e intervalos de confianza
Fuente: elaboración propia.
La Tabla 11 contiene los valores correspondientes a la probabilidad de asignación de las categorías mapeadas y los coeficientes de la proporción y superficie de cada una de ellas, resultado del ajuste de los errores de clasificación. Dichos valores se obtuvieron para los años 2000, 2007 y 2015. Para los años 2000 (Tabla 11a) y 2015 (Tabla 11c), las categorías no se sometieron a correcciones, producto de la ausencia de errores de omisión y comisión, por lo que las coberturas no presentaron cambios en cuanto a su superficie. En el caso del año 2007 (Tabla 11b), se observa que los cuerpos de agua están sobrerepresentados en el mapa con 1.3% (10.06 ha), pero en realidad le pertenece 1.27% (9.85 ha). En contraparte, la categoría bosque está subrepresentada con 50.60% (418.06 ha), pero en realidad le corresponde 50.624% (418.25 ha). Las coberturas de agricultura de temporal o de riego, los asentamientos humanos y la producción agrícola en invernaderos no se sometieron a correcciones, debido a que no presentan errores de omisión o comisión.
Dinámica y procesos de cambio (indicadores de cambio e índices de Braimoh)
La Tabla 12 integra los resultados correspondientes a los indicadores de cambio del periodo 2000-2007, los cuales expresan que 784.24 ha (95.03%) de la superficie que comprende Progreso Hidalgo se mantiene estable. No obstante, 41.04 ha (4.97%) mostraron cambios en las coberturas y usos del suelo que determinan a este espacio geográfico. Por lo que el cambio total en la zona de estudio fue de 41.04 ha (4.97%), de los cuales 9.36 ha (1.13%) corresponden al cambio neto y 31.68 ha (3.84%) representan los intercambios entre las diferentes categorías. Lo que refiere a los cambios (pérdidas y ganancias), es notorio que la agricultura de temporal o riego y el bosque son las coberturas con mayores pérdidas (23.04 ha y 16.76 ha, respectivamente). Por su parte, las cubiertas que presentaron ganancias en su superficie fueron la agricultura de temporal y de riego (16.01 ha), bosque (14.44 ha), la producción agrícola en invernaderos (5.19 ha), los cuerpos de agua (3.92 ha) y asentamientos humanos (1.48 ha). Con base en los datos referidos se puede demostrar que la mayor parte de los cambios se asocian a los intercambios entre las diferentes categorías. Asimismo, la agricultura de temporal y de riego fue la cobertura que registró la mayor superficie de cambio neto (7.03 ha), cambio total (39.06 ha) e intercambios (32.03 ha).
La Tabla 13 contiene los valores correspondientes a los indicadores de cambio del periodo 2007-2015, los cuales muestran que 804.75 ha (97.51%) del área que comprende Progreso Hidalgo permanece estable, mientras que 20.53 ha (2.49%) expresan cambios en las coberturas y usos del suelo que comprende este territorio. Por lo que el cambio total en la zona de estudio fue de 20.53 ha (2.49%), de los cuales 17.22 ha (2.09%) corresponden al cambio neto y 3.31 ha (0.40%) representa a los intercambios entre las diferentes categorías. Lo que refiere a pérdidas, es notorio que la agricultura de temporal o riego y el bosque son las coberturas que registraron las mayores pérdidas, con 18.71 ha y 1.47 ha, respectivamente. Por su parte, la cubierta que presentó más ganancias en su superficie fue la producción agrícola en invernaderos (14.39 ha). Con base en los valores expresados se puede explicar que la pérdida de la superficie agrícola (temporal y riego) se relaciona con la implementación de la producción agrícola en invernaderos, en específico, al proceso de conversión entre sistemas agrícolas. Asimismo, la agricultura de temporal y de riego fue la categoría que registró la mayor superficie de cambio neto (16.99 ha), cambio total (20.44 ha) e intercambios (3.42 ha); seguido de la producción agrícola en invernaderos con 14.09 ha de cambio neto, 14.70 de cambio total y 0.61 de intercambios.
Los índices de Braimoh para el periodo 2000-2007 expresan que las diferentes coberturas tienden más a persistir que a ganar o perder superficie (índices de ganancia - persistencia y pérdida - persistencia). Mientras que el índice de cambio neto - persistencia indica que las categorías de agricultura y bosque presentan valores negativos, lo que significa que son más propensas a perder que a ganar superficie; por el contrario, las clases de cuerpos de agua y asentamientos humanos tienden más a ganar que a perder extensión territorial. En cuanto a la producción agrícola en invernaderos, no fue posible obtener dichos índices, debido que para el año 2000 dicha cobertura no estaba presente en la zona de estudio (Tabla 14).
Para el periodo 2007-2015, los índices de Braimoh expresan que las diferentes coberturas tienden más a persistir que a ganar o perder superficie, excepto la producción agrícola en invernaderos que es más propensa a ganar territorio (índices de ganancia - persistencia y pérdida - persistencia). Por su parte, el índice de cambio neto - persistencia indica que las categorías de agricultura y bosque presentan valores negativos lo que significa que son más susceptibles a perder que a ganar y por el contrario la producción agrícola en invernaderos, los cuerpos de agua y asentamientos humanos tienden más a ganar que a perder superficie (Tabla 15).
Tasas anuales de cambio
Durante el periodo 2000-2007, en Progreso Hidalgo se registraron tasas anuales de cambio que expresan un proceso de reducción en cuanto a la superficie de ciertas coberturas y usos del suelo, como el caso de la agricultura de temporal o riego y el bosque (selva baja caducifolia) que registraron tasas anuales de cambio de -0.25% y -0.07%, respectivamente. Por otra parte, existen coberturas y usos del suelo que indican un proceso de expansión en relación con su superficie, como los cuerpos de agua y los asentamientos humanos que registraron tasas anuales de cambio de 5.73% y 2.11%, respectivamente. En este mismo periodo se observó que para el año 2000 no existían los invernaderos; fue hasta 2007 cuando los habitantes de dicho territorio establecieron este tipo de cobertura/uso del suelo, ocupando una superficie de 5.18 ha.
Para el periodo 2007-2015 se registraron tasas anuales de cambio de -0.55% y -0.006% en la agricultura de temporal o riego y en el bosque, respectivamente. En ambos casos se muestra un proceso de reducción en cuanto a su superficie. En contraste, las coberturas y usos del suelo que manifestaron un proceso de expansión con respecto a su área fueron los invernaderos (33.95%), los cuerpos de agua (2.2%) y los asentamientos humanos (1.7%) (Tabla 16).
Factores que determinan el cambio de cobertura y uso de suelo
Los principales cambios de cobertura y uso de suelo en progreso Hidalgo son asociados a la agricultura de temporal o de riego y a la producción agrícola en invernaderos, denominado como conversión en sistemas agrícolas. Es así que existen múltiples y diversos factores que han propiciado el cambio en la forma de producción agrícola, principalmente se encuentran los ambientales y socioeconómicos.
Dentro de los factores ambientales se incluyen los siguientes: a) protección de cultivos ante precipitaciones, granizadas y/o plagas; b) estado y condición del suelo (buena calidad, baja calidad y deteriorado) y c) tipo o unidad de suelo (Vertisol, háplico y Litosol háplico).
En el caso de los factores socioeconómicos se integran: a) programas gubernamentales (apoyos económicos para la implementación de invernaderos); b) accesibilidad a parcelas (el ser una zona con características aptas para el desarrollo de la agricultura generó el interés por productores de localidades vecinas para la compra de terrenos agrícolas, principalmente para la implementación de invernaderos para la producción de flor de corte y rosa); c) cantidad de producción (los agricultores y productores que tienen baja producción o que el rendimiento de sus cultivos ha disminuido buscan la implementación de invernaderos para incrementar su producción y por ende sus ganancias); y d) comercialización de productos (los agricultores que tienen un mercado de venta sólido “todo el producto ya tiene comprador” cuentan con una economía firme y se basan en una agricultura de temporal o riego, y, por el contrario, aquellos productores que no tienen una comercialización estable optan por el cambio a la producción agrícola en invernaderos, ya que así pueden producir todo el año y competir en el mercado en fechas que los agricultores de temporal o riego no oferten productos).
Discusión
Los estudios de cambio de uso de suelo y vegetación son el referente para conocer las trayectorias de los distintos procesos de cambio que existen en determinado territorio (Mas y Flamenco, 2011). Las actividades económicas que practican las distintas sociedades del mundo juegan un papel importante en la dinámica de uso de suelo y en el deterioro ambiental. En Progreso Hidalgo, la pérdida de la rentabilidad y capacidad productiva agrícola ocasionó cambios en las coberturas de uso de suelo y vegetación, uno de ellos es la implementación de la agricultura tecnificada controlada. Dicha transformación está enfocada al establecimiento, desarrollo y mecanización de productos con fines comerciales, provocando con ello severos impactos en los componentes del ambiente.
Para comprender la dinámica y los procesos de cambio en Progreso Hidalgo, fue necesario realizar el estudio de cambios de cobertura y uso de suelo, éstos son hechos y fenómenos observables, dado que ocurren en cualquier sitio o lugar de la superficie terrestre, y son resultado de las interacciones e interrelaciones que establecen los factores geográficos de un determinado territorio. Su estudio implica la implementación de múltiples y diversos métodos estadísticos orientados a describir, evaluar, analizar, explicar y predecir, en términos cuantitativos, la dinámica de uso del suelo y los procesos de cambio que ocurren en las distintas coberturas terrestres que caracterizan a un espacio geográfico (Camacho, 2016).
Los estudios de los cambios de cobertura y el uso de suelo se fundamentan en los mapas temáticos de uso de suelo y vegetación. Estos insumos se elaboran a partir de múltiples y diversos métodos estandarizados, los cuales han sido demostrados y aprobados por la comunidad científica especializada en la temática para adquirir rigor científico y autenticidad. De acuerdo con Mas et al. (2003), los mapas de cobertura y uso del suelo son uno de los insumos más importantes, ya que a partir de estos los especialistas en el área y, sobre todo, las autoridades responsables en la temática determinan, establecen e implementan políticas públicas; razón por la cual deben ser verificados previo a la toma de decisiones. Esto es posible mediante el proceso de evaluación de la confiabilidad temática.
Los mapas de uso de suelo y vegetación de los años 2000, 2007 y 2015 de Progreso Hidalgo, expresan una confiabilidad global mayor a 99%, valor que rebasa el porcentaje mínimo permitido para la validación cartográfica que corresponde a 80% (Franco, Regil y Ordóñez, 2006; Lesschen, Verburg y Staal, 2005; Mas et al., 2003). A su vez, estos mapas se validaron favorablemente, mediante la aplicación del método de muestreo aleatorio estratificado (Mas et al., 2003; Mas y Couturier, 2011: Stehman, 2000). Las ventajas de la aplicación de dicho método se respaldan en los siguientes aspectos, evitó que las coberturas representadas en los mapas no se sobremuestrearan en relación con las de menor extensión (Card, 1982) y permitió optimizar el tiempo destinado en la ubicación y selección espacial de los sitios de verificación (ortofotos e imagen de satélite) ejecutados mediante el juicio de experto (Congalton et al., 1998).
A pesar de la aportación de distintas metodologías, métodos y técnicas para abordar los estudios de cambio de cobertura y uso de suelo, su ejecución estará sujeta a las necesidades del investigador o a las características de la investigación para el cumplimiento y logro de los objetivos establecidos, es así que en comparación con Rosete (2014) y Ballesteros (2013), se aplicaron diversas metodologías, métodos y técnicas, por lo cual se obtuvieron resultados y productos (mapas, tablas y matrices) diversos, y esto no quiere decir que sean incorrectos o mejores, simplemente se adaptaron a las necesidades de cada investigador y su objeto de estudio.
Los cambios ocurridos en las distintas coberturas que comprende Progreso Hidalgo están relacionados significativamente con el proceso de conversión entre sistemas agrícolas, puesto que para el periodo 2000-2007 la agricultura (temporal y riego) y el bosque son las categorías con mayores pérdidas con 23.04 ha y 16.76 ha, respectivamente; por su parte, la cobertura que obtuvo mayores ganancias fue la producción agrícola en invernaderos con 5.19 ha. Para el periodo 2007-2015, nuevamente la agricultura de temporal y riego es la cobertura con más pérdidas con 18.71 ha, pasando a producción agrícola en invernaderos 14.39 ha. Según Ballesteros (2013), la agricultura comercial tecnificada (invernaderos) en Progreso Hidalgo registró un aumento de 6.1 ha en un periodo de cinco años, es decir, en el año 2005 se establecieron 7.86 ha y para 2010 esta superficie se incrementó a 13.96 ha.
Los resultados exhibidos representan que evidentemente la zona de estudio experimentó un proceso de conversión, puesto que en el periodo 2000-2007 la agricultura (temporal y riego) presentó una tasa de pérdida de -0.25%. Por su parte, la producción agrícola en invernaderos expresó un aumento, ya que en el año 2000 no había presencia de dicha cobertura, pero para el año 2007 su superficie fue de 5.19 ha. Para el periodo 2007-2015, la agricultura de temporal y de riego nuevamente representó una tasa de decremento de -0.55%, mientras que la producción agrícola en invernaderos mostró una tasa de incremento de 33.95%. Este comportamiento puede asociarse a la implementación, establecimiento, desarrollo y expansión de nuevos espacios destinados a la producción agrícola en invernaderos. En comparación con Ballesteros (2013), se difieren los resultados, ya que el bosque presentó una tasa de deforestación de -32.18%, la agricultura tradicional experimentó una tasa de crecimiento de 19.09%, mientras que la agricultura comercial tecnificada representó un incremento de 77.51%.
Al ser la agricultura de temporal o de riego la cobertura con mayores pérdidas de extensión territoriales y la producción agrícola en invernaderos la que obtuvo mayores ganancias en cuanto superficie, es notorio que los principales cambios de cobertura y uso de suelo están asociados al proceso de conversión agrícola. Puesto que anteriormente las propiedades físicas, biológicas y químicas de las unidades del suelo, en conjunto con las condiciones climáticas, topográficas e hidrográficas producían un ambiente favorable para la implementación y desarrollo de diferentes cultivos agrícolas en Progreso Hidalgo (Juan, 2003). Pero en la actualidad existen múltiples y diversos factores ambientales y socioeconómicos que han propiciado el cambio en la forma de producción agrícola.
Actualmente, en Progreso Hidalgo uno de los principales factores que ha ocasionado cambios en las coberturas de uso de suelo y vegetación (asociados al proceso de conversión agrícola) es la implementación de programas y apoyos gubernamentales. Por su parte, Rosete (2014) establece que las áreas o usos agropecuarios han decrecido en los últimos seis años del periodo 1976-2007, debido a la ausencia de políticas o programas gubernamentales que favorezcan la producción agropecuaria de los pequeños y medianos productores.
Conclusiones
Para esta investigación, el método de clasificación que se aplicó fue la interpretación visual interdependiente, que permitió minimizar los errores cartográficos que se producen durante el proceso de clasificación (ortofotos digitales de los años 2000 y 2007 e imagen de satélite del año 2015), obteniendo con ello altos porcentajes de confiabilidad en los mapas clasificados.
Según los resultados obtenidos durante el periodo de estudio, se observó la implementación de la agricultura tecnificada controlada (en el año 2000 no había presencia de invernaderos, para el 2007 su superficie fue de 5.19 ha y para el 2015 se incrementó a 19.28 ha) en Progreso Hidalgo. Por otra parte, las coberturas de bosque, los cuerpos de agua y asentamientos humanos no presentaron cambios significativos en cuanto a su superficie. Por el contrario: la agricultura (temporal y de riego) disminuyó su extensión territorial.
En un periodo de 15 años (2000-2015) se muestra que Progreso Hidalgo se encuentra inmerso en un proceso de conversión entre sistemas agrícolas, principalmente de una agricultura de temporal y de riego a una producción agrícola en invernaderos. Puesto que la agricultura de temporal y de riego fue la cobertura que presentó mayores pérdidas de superficie durante dicho periodo, mientras que la producción agrícola en invernaderos fue la categoría que obtuvo mayores ganancias en cuanto extensión territorial en el mismo periodo de tiempo. Lo que indica fundamentalmente que se generó un cambio en la forma de producción por los agricultores.
Con base en el trabajo de campo, a través de los recorridos in situ y la aplicación de la observación directa, se puede deducir que la superficie que comprende la producción agrícola en invernaderos se ha expandido y sigue creciendo considerablemente sobre la agricultura de temporal y de riego esto se debe a factores ambientales (tipo-estado-condición del suelo, precipitación y granizada) y socioeconómicos (implementación de programas-apoyos gubernamentales, accesibilidad, cantidad de producción por hectárea y tipo comercialización de productos).
Entre los factores más importantes que han propiciado el proceso de conversión agrícola en Progreso Hidalgo son: la protección de cultivos, los programas o apoyos gubernamentales, la accesibilidad a parcelas, la cantidad de producción y el tipo de comercialización de los productos.
