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Revista mexicana de ciencias agrícolas

versión impresa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.2 no.1 Texcoco ene./feb. 2011

 

Artículos

 

Actualización del mapa de uso del suelo agrícola en el estado de Guanajuato*

 

Updating the agricultural soil use map in the state of Guanajuato

 

Roberto Paredes Melesio, Andrés Mandujano Bueno1, Alfredo Josué Gámez Vázquez1 e Hilario García Nieto1

 

1 Campo Experimental Bajío. INIFAP. Carreterra Celaya-San Miguel de Allende, km. 6.5. Celaya, Guanajuato, México. C. P. 38110. Tel. 01 (461) 6115431 y 6177740. (andres-mbueno@hotmail.com), (gamez.josue@inifap.gob.mx), (inifapnieto@prodigy.net.mx). §Autor para correspondencia: paredes.roberto@inifap.gob.mx.

 

* Recibido: marzo de 2010
Aceptado: enero de 2011

 

Resumen

Las cartas de uso del suelo precisas y actualizadas a nivel estatal por una parte son un elemento primordial para la planeación del desarrollo agrícola, pecuario y forestal; por otra parte contribuyen a la toma de decisiones en los programas de apoyo al campo. En el estado de Guanajuato, la actividad agrícola involucra de manera directa e indirecta la cuarta parte de la población. Además, aporta un porcentaje considerable al producto interno bruto (PIB) estatal. El objetivo de este estudio fue actualizar la carta de uso del suelo agrícola del estado de Guanajuato. Este se efectuó durante el periodo 2006-2009 en los 46 municipios de Guanajuato. Se digitalizó en pantalla tomando como base 910 ortofotos digitales (escala 1:10 000) utilizando la aplicación Autodesk Map versión 5.0 (producto de cartografía basado en AutoCAD). La digitalización se validó utilizando como apoyo el programa Google Earth se realizó recorrido en campo para solventar dudas. Se clasificó el uso del suelo en función de la fuente de agua: temporal (precipitación pluvial), riego (por gravedad, bombeo de pozo profundo, bombeo directo de cuerpos de agua y agua residual); y humedad residual (enlames). Para el cálculo de la superficie se generaron capas de información; así como mapas temáticos. Actualmente la superficie dedicada a la actividad agrícola en el estado de Guanajuato es de 1 019 557 hectáreas; lo que representa una disminución de 163 422 ha (5%) con referencia al último estudio realizado. El Distrito de Desarrollo Rural 005 tiene la mayor superficie agrícola con 39% del total estatal (242 000 ha) y concentra el mayor porcentaje de superficie bajo la modalidad de riego. El bombeo de pozos profundos es la actividad más empleada para el riego (26% de la superficie).

Palabras clave: Guanajuato, ortofoto digital, riego, Sistema de Información Geográfica, suelo agrícola.

 

Abstract

Accurate and updated state soil use maps are crucial in the planning of agricultural, cattle and forest development, whereas they also contribute to decision-making in the rural support programs. In the State of Guanajuato, agricultural activity directly and indirectly invokes one quarter of the total population. It also contributes a considerable portion of the Gross Domestic Product. The aim of this study was to update the soil use map of the State of Guanajuato. This was carried out between 2006 and 2009 in the 46 municipal areas of Guanajuato. It was digitized onscreen based on 910 digital orthophotos (scale of 1:10 000) using the application Autodesk Map version 5.0 (cartography product based on AutoCAD). The digitization was validated using Google Earth as a support, and the areas were visited in order to clarify any possible doubts. Soil use was classified according to the source of water: seasonal (rainfall), irrigation (by gravity, pumping from deep wells, pumping directly from bodies of water and residual water); and residual humidity (enlames). To calculate the surface, layers of information were created, along with thematic maps. Currently, the surface dedicated to farming activities in the State of Guanajuato is of 1 019 557 hectares, representing a reduction of 163 422 ha (5%) since the previous study. The Rural Development District 005 has the largest farming surface, with 39% of the state total (242 000 ha) and it concentrates the largest surface percentage under irrigation. The most common irrigation activity is pumping deep wells (26% of the surface).

Key words: digital orthophoto, farmlands, Geographic Information Systems, Guanajuato, irrigation.

 

INTRODUCCIÓN

En el estado de Guanajuato las actividades agrícolas se efectúan en 1.2 millones de hectáreas de las cuales poco más de 430 mil (36%) se cultivan bajo condiciones de riego. El sector agropecuario aporta el 6.6% del PIB en el estado (plan de gobierno Guanajuato 2006-2012); sin embargo, 25% de la población (1.12 millones) depende de forma directa e indirecta de las actividades agropecuarias.

Planear el desarrollo requiere implementar acciones que contribuyan a lograr el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales, para satisfacer las necesidades actuales y futuras de alimentos y materias primas. Entre las acciones que actualmente se aplican con el apoyo de los tres niveles de gobierno, destacan los relacionados con mejorar la eficiencia de aprovechamiento del agua (UPIE, 2004).

La actividad agrícola en el estado de Guanajuato es muy dinámica en cuanto a la superficie y cultivos establecidos, debido a cambios en el uso del suelo, crecimiento urbano, migración, aspectos económicos (precio de los productos) y disponibilidad de agua (García et al., 2002).

La actividad agrícola utiliza más de 80% del agua disponible. Las fuentes de agua en Guanajuato son diversas: precipitación pluvial, superficiales (lagos, ríos, presas, pequeños cuerpos de agua) y alternativas (agua tratada), (Ortega, 2008).

El ordenamiento del territorio se define como el conocimiento preciso del uso del suelo, la dinámica con que se modifica y los factores que lo causan (UPIE, 2004).

El estudio previo sobre el uso del suelo agrícola en Guanajuato elaboró cartografía a partir de ortofotos escala 1:20 000 (García y Martínez, 2007), con el máximo nivel de detalle permitido por las imágenes a esa escala; sin embargo, las cartas incluyen errores de generalización del rasgo agrícola que derivan en la inclusión de rasgos no agrícolas (caminos, bordos, comunidades, entre otros) que sobreestiman la superficie agrícola real.

En los estudios sobre la cartografía del uso del suelo agrícola es importante tomar en cuenta que existe gran diferencia entre los términos cobertura del suelo y uso del suelo. Cobertura se refiere a los objetos que se encuentran sobre zonas especificas y su distribución, mientras que uso del suelo se refiere a las actividades sociales y económicas que se llevan a cabo dentro del territorio, con presencia de una cobertura específica de suelo (François et al., 2008). De acuerdo a esto, se considera que las características de las ortofotos digitales se aprovechan de mejor forma para delimitar la cobertura del suelo, que para el uso del suelo (Barr y Barnsley, 1999).

Sin embargo, las razones de utilizar ortofotos digitales para delimitar el uso del suelo son: a) por su gran utilidad al mostrar en forma directa y clara los rasgos de la superficie terrestre; b) por ser la fuente básica de la información cartográfica, de la cual se aprovechan sus características geométricas y de georreferenciación necesarias en los trabajos cartográficos (INEGI, 2007); y c) en la actualidad los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten combinar imágenes digitales con información vectorial y tabular, para facilitar el procedimiento de fotointerpretación (Hinton, 1999).

El trabajar con imágenes de escalas mayores nos lleva a considerar aspectos que tienen que ver con la resolución vectorial de los datos, estos corresponden a la resolución espacial de las ortofotos, (el tamaño promedio de los vectores, representa los rasgos de tipo línea y área). Es decir, se deben aprovechar por una parte el nivel de acercamiento, que permiten las ortofotos para digitalizar los datos con mayor nivel de detalle, por otra parte representar los datos en escalas mayores para hacer posible colocar información vectorial sobre las ortofotos y garantice su consistencia geométrica (INEGI, 2004).

El formato cartográfico de escala 1:10 000 corresponde espacialmente con la cuarta parte del formato cartográfico 1:20 000. Este a su vez representa la sexta parte del formato 1:50 000 (INEGI, 1993). Es importante resaltar la importancia de trabajar con parámetros oficiales manejados por INEGI, porque esta institución se especializa en la extracción de información geográfica. Esto garantiza la calidad de información y fomenta su aprovechamiento por parte de los usuarios.

En la actualidad el uso del SIG se ha establecido como una de las herramientas más empleadas para colectar, almacenar, editar, analizar y desplegar información del mundo real para un sin número de propósitos. A través de estos se puede manejar información geográfica (mapas e imágenes) y no geográfica (atributos) provenientes de varias fuentes (Rosete y Bocco, 2003), al combinarse hacen más rápido el estudio de cualquier fenómeno y provee resultados con un alto nivel de precisión; sin embargo, el manejo de diferentes fuentes de información implica problemas relacionados con la calidad y compatibilidad de la información, ya que con frecuencia ésta se genera a partir de una diversidad de escalas de trabajo, proyecciones y fuentes de datos, en algunos casos obsoletos o con alto grado de incertidumbre; lo anterior, provoca la acumulación de errores de exactitud y etiquetado.

Considerando lo anterior el uso de un mapa base como referencia para actualizar la información del estado, permite reducir errores y lograr concordancia entre la información compartida entre unidades productoras. El presente estudio tuvo como objetivo actualizar la carta de uso del suelo agrícola; así como clasificarla de acuerdo a la fuente de agua utilizada para su regadío.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en el Campo Experimental Bajío del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), de octubre del 2006 a julio del 2009. Se utilizó el mapa base del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), el software de cartografía y análisis de información geográfica Autodesk Map 5.0, complementado con una aplicación de extracción Vectorial, esta aplicación fue desarrollada por INEGI para elaborar datos geográficos digitales, utilizando imágenes del mismo tipo, a través de ella se pueden realizar un conjunto de procesos que implica esta actividad (INEGI, 2004). Se verificaron en campo las áreas difíciles de interpretar en las imágenes de satélite y se elaboraron 46 mapas a nivel municipal de uso del suelo agrícola y la fuente de agua.

Área de estudio                                                                 

El estado de Guanajuato cuenta con una extensión territorial de 30 608 km2 que representa 1.6% del territorio nacional, se ubica geográficamente entre 19º 55' 16" y 21º 50' 16" latitud norte y 99º 39' 52" y 102º 07' 17" longitud oeste. Comprende 46 municipios agrupados en cinco Distritos de Desarrollo Rural (DDR): Dolores Hidalgo, San Luis de la Paz, León, Celaya y Cortázar. A nivel local los distritos se identifican con los números 001, 002, 003, 004, y 005, respectivamente (INEGI, 2006).

Procedimiento

El mapa base de INEGI que es un conjunto de rasgos topográficos para el estado de Guanajuato, se desplegó sobre 910 ortofotos digitales escala 1:10 000; estas cubren el total de la superficie del estado. Para la digitalización del área agrícola directamente en pantalla se utilizó el software de cartografía y análisis de información geográfica Autodesk Map 5.0, complementado con la aplicación de extracción Vectorial. Durante el proceso de digitalización, se identificaron, cotejaron y corrigieron las áreas con uso del suelo en actividades agrícolas y se excluyeron superficies sujetas a inundación, abandonadas, cuerpos de agua, de uso urbano, carreteras y caminos secundarios de seis metros de ancho o más.

La superficie de uso agrícola se clasificó de acuerdo a la fuente de agua: temporal (precipitación pluvial), riego (por gravedad, bombeo de pozo profundo, bombeo directo de cuerpos de agua, agua residual) y humedad residual (enlames).

Durante el proceso de digitalización se observaron áreas difíciles de interpretar debido a la baja calidad de la imagen en las ortofotos; particularmente, en las áreas con vegetación densa, terreno escarpado y la presencia de nubosidad. Para resolver este problema se utilizaron imágenes satelitales de Google Earth, por su alta resolución y amplia cobertura, además de contar con el mismo sistema de coordenadas geográficas (Wikipedia, 2009) utilizado para este proyecto. Esto permitió el uso de las imágenes para precisar el uso del suelo en estas áreas.

En las regiones donde no fue posible determinar con precisión las áreas agrícolas y de exclusión por medio de las imágenes, se etiquetaron y ubicaron mediante coordenadas geográficas para su posterior revisión en campo.

La verificación de campo se efectuó en los 46 municipios del estado de Guanajuato, divididos en regiones trazadas en función de los accesos y las vías de comunicación existentes, se contó con el apoyo de 12 técnicos, coordinados por la empresa Consultores en Proyectos y Proveedores Agroindustriales S. A. de C. V. (COPPASA), fueron elegidos considerando el conocimiento detallado del área por verificar y recibieron capacitación en: a) uso de equipos de posicionamiento geográfico (GPS); b) interpretación de mapas impresos a escala 1:15 000 en los que se señalaron los sitos por verificar; y c) en la identificación de la fuente de agua, abandono de tierras, cambio de uso del suelo y crecimiento urbano.

Para delimitar los ejidos y verificar las áreas agrícolas más apartadas se trazaron secciones y rutas facilitando la cobertura total de los municipios. Al final del proceso de verificación se obtuvieron mapas impresos con el uso actual del suelo clasificado en función de la fuente de agua y las bitácoras de campo a nivel municipal. Así que, se eliminaron errores derivados de la digitalización y mejoró la calidad de los resultados.

Una vez finalizada la verificación, se integraron los resultados de campo a la digitalización realizada usando como base las ortofotos. Esta actividad permitió corroborar trazos para aumentar, eliminar y clasificar de acuerdo a la fuente de agua.

Una vez digitalizadas las correcciones, se crearon capas de información para cada clase de fuente de agua; y se elaboraron los mapas preliminares para cada municipio. Posteriormente, las capas de información se exportaron al formato shape para integrarlos en tres niveles de desagregación: estatal, distrital y municipal, por medio de la aplicación ArcView 3.3. Primero se crearon identificadores para cada polígono; segundo, se calculó el área y perímetro de cada uno de ellos por fuente de agua. Las superficies determinadas se compararon con resultados de otros estudios y con los reportadas por INEGI (generados a escala 1:50 000). Por último se generaron los mapas para impresión por cada uno de los niveles de desagregación mencionados anteriormente.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La superficie agrícola dedicada a la actividad agrícola en el estado de Guanajuato fue de 1 019 557 hectáreas. Esto representa una disminución de 234 540 hectáreas (33%) respecto a la superficie reportada en 1993 (SARH, 1993) y de 155 004 hectáreas a la reportada en 2007 (García y Martínez, 2007). La superficie agrícola determinada representa 33% de la superficie estatal. Comparada con las reportadas en los estudios realizados en 1993 y 2007 disminuyó 8 y 5% respectivamente.

La disminución observada del área agrícola se atribuye por un lado, al nivel de precisión de las ortofotos utilizadas a escala 1:10 000; y por otro, a la metodología de verificación in situ de las áreas donde fue necesario determinar linderos y en su caso el uso actual del suelo. Lo anterior permitió identificar: crecimiento de áreas urbanas, construcción de nuevas vías de comunicación, abandono de tierras, parcelas menores a 2 500 m2, y a su vez excluir caminos de seis metros o más de ancho y rasgos no agrícolas (cuerpos de agua, vegetación densa, carreteras y áreas urbanas pequeñas, entre otras).

La reducción en la superficie agrícola reportada en los estudios realizados en 1993 y 2009 indica un crecimiento de las áreas urbanas, la construcción de nuevas vías de comunicación y el abandono de tierras. Esto representa aproximadamente 14 658 hectáreas menos por año de la superficie agrícola. El abandono de tierras, principalmente en áreas de temporal es provocado por la migración y suspensión de actividades a causa de la edad de los productores, quienes poseen 52 años de edad en promedio (Unidad de Desarrollo Agrícola CEPAL, 2005). La degradación de tierras es otra causa importante en el abandono de tierras, debido a los bajos rendimientos y producción de las parcelas, el costo elevado de los insumos de producción (semilla, fertilizante, agroquímicos, etc).

En general, las tierras abandonadas comprenden zonas con agricultura de temporal. Esta actividad se realiza en las partes medias y bajas de los cerros. Actualmente se encuentran ocupadas en su mayoría por vegetación secundaria y se han incorporado al uso pecuario y forestal.

En la región norte del estado se realiza en gran medida agricultura de temporal, en donde la media de la superficie cultivada se encuentra entre 0.5 y 1 ha; por lo tanto, esta región es discriminada como agrícola; sin embargo, al cuantificar la superficie total de estas áreas se obtienen alrededor de 20 000 ha. Éstas en su mayoría son superficies cultivadas para autoconsumo.

La mayor superficie agrícola esta en el DDR-005, el cual contiene 39% del total Estatal. De estas, 242 000 ha se encuentran bajo condición de riego. El DDR-001 representa 25% de la superficie agrícola de la entidad con 28 600 ha bajo riego. El 36% restante, corresponde a los distritos 002, 003 y 004 con 7, 15 y 14% de la superficie, respectivamente, Cuadro 1.

En Guanajuato, la agricultura de temporal se desarrolla en dos ciclos: primavera-verano y otoño-invierno; en el primero, se siembra principalmente maíz, sorgo y fríjol durante el periodo de lluvias, las cuales ocurren entre los meses de junio a septiembre y en el segundo las áreas donde además de los cultivos de primavera-verano, se siembra un segundo cultivo aprovechando la humedad residual en otoño-invierno, principalmente garbanzo (García y Martínez, 2005). En esta modalidad, también se incluyeron pequeñas áreas inundables durante el período de lluvias. Estas áreas son conocidas como 'enlames', se siembran en invierno con lenteja y trigo principalmente. Aún cuando la superficie agrícola de temporal tiende a disminuir, actualmente es la clase agrícola con mayor extensión y distribución en el Estado, predominantemente en laderas. Las pocas áreas de enlames se localizaron en los municipios de Jerécuaro, Apaseo el Alto y Comonfort pertenecientes al DDR-004 (Figura 1).

El decremento de la superficie agrícola determinado en el presente estudio comparado con el estudio realizado en 2005 (García y Martínez, 2005), muestra los cambios que se han presentado de acuerdo a las fuentes de agua empleadas para el regadío de los cultivos y sus posibles causas. Se observa en el DDR-001 hubo un decremento 4% en el uso de agua de pozo para el cultivo de áreas agrícolas, de este porcentaje se destaca que 3% cambió en agricultura de temporal. El resto se riega mediante bombeo directo de cuerpos de agua (ríos, arroyos, lagunas, bordos etc), esta situación posiblemente se debe al abandono de pozos, por abatimiento de los mantos freáticos, causado por la extracción excesiva.

En el DDR 002 se observa que las fuentes de agua empleadas para la producción agrícola, se mantuvieron constantes, ya que sólo 1% cambio de precipitación pluvial (temporal) a riego por gravedad, posiblemente esta situación es porque la mayor parte del área agrícola en este distrito es de temporal (71%) y básicamente es de subsistencia. En el DDR-003 se observó un cambio de fuente de agua para el cultivo de 3% en agricultura de temporal, distribuyéndose 1% para bombeo de pozo, 1% para gravedad y 1% para enlames. Lo anterior posiblemente como respuesta al nivel de detalle manejado y a los recorridos de campo, que permitieron una apreciación más detallada de los terrenos con humedad residual.

El DDR-004 presentó un aumentó de 4% para temporal y 1% en rebombeo. Estos incrementos se ven reflejados en la disminución 2% en riego mediante agua de pozo y 3% en gravedad. En este distrito se presenta el mismo fenómeno del DDR-001, debido posiblemente por la sobreexplotación de los pozos. El DDR-005 es un caso especial, porque este distrito presentó la mayor disminución de área agrícola, debido principalmente al crecimiento de las zonas urbanas, corredor industrial y surgimiento de nuevas vías de comunicación; entre otras situaciones, se observan las proporciones con respecto al estudio de 2005, donde la superficie cultivada de temporal disminuyó 4%. Sin embargo, estos decrementos se vieron reflejados en el aumento de 5% del rebombeo y 1% del bombeo de pozo. En este distrito la utilización del bombeo de pozo se incrementa cada vez más, situación derivada probablemente por el desperdicio de agua a raíz de malas prácticas y manejos, además de la poca tecnificación que garantice el ahorro del vital líquido. Ocasionando que baje cada vez más el nivel del manto freático.

 

CONCLUSIONES

Mediante la integración de ortofotos digitales, mapa base, herramientas SIG y recorridos de campo es posible identificar y cuantificar las áreas con uso agrícola; sin embargo, la precisión y confiabilidad de sus resultados forman parte de un proceso gradual que se ve sujeto a la calidad de los insumos, herramientas y metodologías empleadas.

La escala 1:10 000 de las ortofotos permite disminuir la sobreestimación de la superficie de uso agrícola porque proporciona la digitalización detallada del área de estudio y minimiza la inclusión de áreas no agrícolas.

La superficie agrícola del estado de Guanajuato disminuyó en 155 004 ha (5%) respecto al estudio realizado en 2007.

La fuente de agua para el riego más importante en el estado es el bombeo de pozos profundos con 26% de la superficie; sin embargo, se aprecia una tendencia a disminuir debido al abatimiento de los mantos acuíferos.

La carta actualizada de uso del suelo contribuye a la toma de decisiones. Sirve de insumo para generar acciones en el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales como son: agua y suelo del estado. Aporta conocimiento preciso sobre el uso del suelo, la dinámica de cambio y sus causas.

 

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a los Fondos Mixtos de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica FOMIX-CONACYT y a la Secretaría de Desarrollo Agropecuario del estado de Guanajuato por el financiamiento otorgado para la ejecución de la presente investigación. Un agradecimiento especial a todas las personas involucradas en la ejecución del proyecto y del presente artículo, gracias, sin su apoyo este trabajo no hubiera sido posible.

 

LITERATURA CITADA

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