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1. Introducción
El cambio en la cobertura y uso del suelo (CCUS) a nivel global se ha identificado como un factor crucial en los procesos de degradación ambiental, siendo un tema central en numerosos estudios sobre sostenibilidad y conservación (Ahmad y Satrovic, 2023; Anthony et al., 2024; Arfasa et al., 2024). Este fenómeno a nivel local y regional contribuye a la transformación de los paisajes locales (Belfiore et al., 2024; Chaparro et al., 2024; Dembélé et al., 2024) y representa una amenaza directa para la conservación de los ecosistemas y la biodiversidad (Cabral et al., 2021; Anthony et al., 2024; Ren et al., 2024). Además, la modificación de la cobertura terrestre juega un papel central en la regulación del clima (Sun et al., 2024), los ciclos hidrológicos (Eshita et al., 2024) y la productividad de los suelos, exacerbando la desertificación (Mięsiak y Turczyński, 2024), la pérdida de carbono orgánico (Niu et al., 2024) y el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (Berhanu et al., 2023).
En México, el CCUS se ha intensificado significativamente en las últimas décadas, impulsado por una expansión urbana acelerada (Rodríguez et al., 2020; Carpio et al., 2021; Ruiz et al., 2021; Sandoval et al., 2023) y el auge de monocultivos como el aguacate (Arima et al., 2022). Además, la agricultura protegida ha transformado los campos de cultivo tradicional en zonas de producción de árboles frutales, flores y hortalizas (Ortiz et al., 2023). Paralelamente, la pérdida de cobertura forestal (Ret al., 2024) y los efectos del cambio climático están generando un impacto crítico en los recursos hídricos, con una disminución alarmante del agua superficial en lagos y humedales, fenómeno evidente en las regiones sur (Marisa et al., 2024; Vela et al., 2024), centro (Manley et al., 2022; Roy et al., 2024) y norte del país (Lee et al., 2021). Estos cambios reflejan una convergencia de presiones ambientales y socioeconómicas que demandan estrategias urgentes para la gestión sostenible del territorio y la preservación de los recursos naturales.
El municipio de Zinapécuaro, ha experimentado en las últimas décadas un crecimiento demográfico y económico significativo. Estos cambios ejercen una fuerte presión sobre los recursos naturales, resultando en una notable pérdida de cobertura forestal (Benítez, 2022). Sin embargo, no se han realizado estudios detallados que cuantifiquen los CCUS en esta zona geográfica, por lo que esta investigación representa el primer análisis. El objetivo fue cuantificar los cambios en la cobertura y los usos del suelo entre 2000 y 2020 e identificar las fuerzas impulsoras detrás de estas transformaciones en el municipio de Zinapécuaro, el cual abarcó el 71.4% de su superficie total, ubicado dentro de la cuenca del lago de Cuitzeo. La investigación se enfocó en responder dos preguntas fundamentales: ¿cuáles han sido los principales cambios en la cobertura y el uso del suelo durante las últimas dos décadas? y ¿cuáles son las causas impulsoras de la transformación del entorno natural? Los resultados de este estudio buscan no solo documentar los cambios observados, sino también proporcionar una base científica para el diseño de estrategias efectivas que permitan la toma de decisiones informada, para lograr un equilibrio entre el desarrollo económico y la conservación de los recursos naturales en la zona de estudio.
2. Materiales y métodos
2.1 Área de estudio
El municipio de Zinapécuaro se localiza al noroeste del estado de Michoacán, entre los paralelos 19° 44’ y 19° 59’ de latitud norte, los meridianos 100° 35’ y 100° 59’ de longitud oeste y tiene una superficie aproximada de 596 km2 el cual representa el 0.98% del territorio estatal. Presenta una altitud entre los 1,900 y 3,100 metros sobre el nivel del mar (msnm) (INEGI, 2010).
Esta investigación se centra en una fracción del municipio que abarca 425 km2 correspondiente al 71.4% de la superficie total, territorio que se encuentra dentro de la cuenca del lago de Cuitzeo (Figura 1). La selección de esta fracción del municipio, responde principalmente a la disponibilidad de datos precisos y confiables, como el mapa de cobertura y uso del suelo del año 2000 (López et al., 2006), el cual proporciona una base sólida para realizar análisis longitudinales de alta calidad. Además, esta zona presenta una relevancia ambiental importante ya que se encuentra una porción del lago de Cuitzeo de aproximadamente 63.6 km2 y alberga extensas áreas de vegetación natural. Por otra parte, la región refleja dinámicas sociales y económicas clave, como el crecimiento demográfico y la intensificación de actividades económicas, que conlleva a transformaciones significativas en el territorio.
2.2 Fuente y procesamiento de los datos espaciales
La caracterización de la cobertura y el uso del suelo (CUS) en el año 2020 (tiempo 2), se realizó utilizando una imagen satelital Sentinel-2A, con una resolución espacial de 10 metros, obtenida de la plataforma oficial de Copernicus Data Space Ecosystem (https://dataspace.copernicus.eu/). Las características técnicas de esta imagen se detallan en la Tabla 1. Se realizó una combinación de bandas espectrales B02 (azul), B03 (verde) y B04 (rojo) para generar una composición en color natural, que sirvió como base para la interpretación de las clases de CUS. Los datos correspondientes para el año 2000 (tiempo 1) que equivale al 71.4% del municipio de Zinapécuaro, se obtuvo de un mapa de CUS derivado de una investigación previa desarrollada en la cuenca del lago de Cuitzeo (López et al., 2006). Este mapa vectorial, fue generado a partir de la interpretación visual de 283 fotografías aéreas pancromáticas en blanco y negro, analizados con un estereoscopio de espejo a una escala de 1:37,000. Toda la información fue proyectada en el sistema de coordenadas WGS84 UTM Zona 14, y el procesamiento y análisis espacial se llevaron a cabo con el software ArcGIS versión 10.5.
Tabla 1 Características de la imagen Sentinel-2A del año 2020
| Fecha de adquisición | Escena | Nubosidad (%) | Sensor | Resolución espacial (m) |
| 02/02/2020 | T14QKH_20200209T171449_AOT_10m | 0.01 | Sentinel-2A | 10 |
| 02/02/2020 | T14QLH_20200219T171339_AOT_10m | 0.01 | Sentinel-2A | 10 |
| 02/02/2020 | T14QLG_20200219T171339_AOT_10m | 0.01 | Sentinel-2A | 10 |
Fuente: elaboración propia a partir de datos de la Agencia Espacial Europea. https://dataspace.copernicus.eu
2.2.1. Interpretación y clasificación de la imagen Sentinel-2A
La interpretación y clasificación de las coberturas y los usos del suelo para el año 2020, se realizó a través de la imagen Sentinel-2A en color natural. La técnica de interpretación fue visual y en pantalla siguiendo los lineamientos establecidos por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, 1996). Para este procedimiento se consideraron algunas características en la imagen como la textura, el color y patrones de formas. Además, se consideró el conocimiento y la experiencia de expertos en el área de estudio, trabajo de campo y herramientas de información geográfica del Google Earth. La interpretación de la información se llevó a cabo a una escala de 1:50,000 a través de herramientas del Software ArcGis versión 10.5. Para la clasificación y etiquetado de los polígonos, se establecieron 12 categorías generalizadas de cobertura y uso del suelo (CUS), basadas en las clases originales del año 2000, que incluyeron bosque, matorral, pastizal, cultivos, lagos, plantaciones de árboles, vegetación acuática, asentamientos humanos, embalses de agua, zonas de inundación y áreas erosionadas. Estas clases, propuestas originalmente por López et al. (2006), fueron actualizadas para el análisis del año 2020, integrando información complementaria del INEGI (2011) y Daniele et al. (2023). Además, se incorporó la clase de cultivo protegido, reflejando los cambios recientes en la dinámica del uso del suelo en Zinapécuaro (Tabla 2).
Tabla 2 Clases de cobertura y usos del suelo
| Clases | Descripción |
| Bosque | Asociaciones de árboles representada por bosques de pino, bosques de encino, bosques de abeto y bosques mixtos de coníferas |
| Matorral | Vegetación antrópica con ramificación desde la base del tallo. Generalmente, su altura es menor a 4 m. En la zona, está principalmente representada por matorral subtropical caducifolio |
| Pastizal | Formada por vegetación herbácea no leñosa, considerada dominante en términos de porcentaje de cobertura (> al 75%) |
| Cultivos | Incluye el cultivo de temporal donde el ciclo vegetativo de los cultivos depende del agua de lluvia y los cultivos de riego, utilizan agua suplementaria para el desarrollo de los cultivos durante el ciclo agrícola |
| Cultivo protegido | Coberturas agrícolas que utilizan tecnología de baja y alta sofisticación para modificar factores ambientales locales, como la precipitación, el riego, la temperatura, la radiación, el viento, la humedad y la evapotranspiración. Esta práctica incluye el cultivo en ambientes controlados, como los invernaderos (Daniele et al., 2023) |
| Asentamientos humanos | Zonas urbanas o rurales |
| Plantaciones de árboles | Elementos arbóreos plantados por el ser humano, como plantaciones de eucalipto y coníferas, que presentan una disposición espacial bien definida. Los huertos frutales se consideran por separado |
| Lagos | Representa la porción del lago de Cuitzeo |
| Vegetación acuática | Asociaciones vegetales ubicadas en o adyacentes a cuerpos de agua |
| Zona de inundación | Áreas con erosión hídrica severa |
| Embalses de agua | Pequeños embalses artificiales utilizados para riego o como puntos de abastecimiento de agua |
| Áreas erosionadas | Suelo erosionado, desprovistos de vegetación |
Fuente: elaborado a partir de López et al. (2006), INEGI (2011) y Daniele et al. (2023).
2.3 Evaluación de la fiabilidad temática
La evaluación de la fiabilidad temática se llevó a cabo mediante una matriz de confusión (Mas et al., 2003). Además, se revisó en campo el 10% de los polígonos para cada una de las categorías, a través de una técnica de muestreo al azar. También se empleó herramientas del Google Earth para validar algunos polígonos en áreas inaccesibles. De esta matriz se calcularon algunos índices de confiablidad temática (Tabla 3) (Camacho et al., 2020; Chebby et al., 2023; Fikadu y Olika, 2023).
Tabla 3 Índices de confiabilidad temática
| Índice | Descripción |
| La precisión del usuario | =(número de la diagonal/total de la fila)*100 |
| La precisión del productor | =(número de la diagonal/total de la columna)*100 |
| La precisión general | =(número de valores clasificados correctamente/número total de valores)*100 |
| Coeficiente de kappa (K) | =(precisión observada/precisión al azar)*100 |
Fuente: elaborado a partir de Mas et al. (2003) y Kuma et al. (2022).
2.4 Detección del CCUS entre el año 2000 y 2020
El análisis de los CCUS se llevó a cabo a través de la combinación de un mapa de cobertura y uso de suelo del año 2000 (tiempo 1) y del año 2020 (tiempo 2) como resultado de la imagen Sentinel-2A (Hasan et al., 2024; Tilahun et al., 2024). La cuantificación de los cambios fue mediante la construcción de una matriz de transición o tabulación cruzada, tal como se indica en la Ecuación 1 (Pontius et al., 2004). De esta matriz se obtuvieron algunos indicadores como la permanencia, pérdida, ganancia y cambio total (Camacho et al., 2017). También se calculó la tasa de cambio con la Ecuación 2 propuesto por la FAO (1996) y el porcentaje de cambio como se especifica en la Ecuación 3 (Temesgen et al., 2022).
Donde:
pij: especifica el área en transición del paisaje i a j, y cada elemento en la matriz de transición se clasifica suponiendo (1) pij no negativo y (2) ∑nj=1pij = 1
Tasa de cambio
Donde:
S = tasa de cambio (se multiplica por 100 para su expresión en porcentaje)
S1= superficie del mapa del tiempo 1
S2= superficie del mapa del tiempo 2
n= número de años transcurridos entre ambas fechas
Porcentaje del cambio de cobertura y uso del suelo
Donde:
X2= superficie en ha del tiempo 2
X1= superficie en ha del tiempo 1
2.5 Fuerzas impulsoras del cambio de cobertura y uso del suelo
La investigación sobre las causas que impulsan el cambio de cobertura y uso del suelo (CCUS) es crucial para comprender la transformación del paisaje y sus implicaciones (Geist y Lambin, 2002). Estas causas pueden agruparse en fuerzas proximales, las cuales representan las causas directas, como la expansión agrícola, expansión de asentamientos rurales y urbanos, el desarrollo de infraestructura, la extracción de madera y los factores ambientales. En contraste, las fuerzas subyacentes actúan de manera indirecta y abarcan aspectos demográficos, económicos, tecnológicos, culturales, políticos e institucionales, entre otros (Geist y Lambin, 2002; Qasim et al., 2013; Mengistu y Woldetsedik, 2018).
2.5.1 Dinámica poblacional, localidades rurales y urbanas
En esta investigación se realizó un análisis del crecimiento demográfico del área de estudio considerada del municipio de Zinapécuaro (71.4% de la superficie total). Los datos estadísticos se obtuvieron de los censos nacionales del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), del periodo 2000 (N0) y del año 2020 (Nt). Se aplicó la metodología propuesta por Maldonado (2005), donde se calculó la tasa de crecimiento de la población total, como se muestra en la Ecuación 4. Asimismo, se obtuvo la población urbana y rural. Además, se llevó a cabo un análisis detallado del número de localidades urbanas y rurales (Kamran et al., 2023).
Donde:
r= 1/10
r= Tasa de crecimiento
Nt= Población al final del periodo
N0= Población al inicio del periodo
t= Tamaño del intervalo de tiempo
2. 5.2 Dinámica agrícola
El factor económico desempeña un papel crucial en la configuración del uso del suelo agrícola (Bajocco et al., 2018). Por esta razón, se llevó a cabo un análisis descriptivo de la superficie sembrada, la producción económica y la diversidad de cultivos, abarcando el periodo comprendido entre el año 2003 (proporcionó información cercana al tiempo 1) y el año 2020 (tiempo 2). Los datos utilizados en este estudio fueron recopilados del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2023).
3. Resultados
3.1 Evaluación de la precisión
La precisión de la clasificación del mapa del año 2020 se detalla en la Tabla 4, se obtuvo una precisión global del 94.7% y un coeficiente de kappa del 87%. Estos valores indican que la clasificación de las coberturas y los usos del suelo es confiable y aceptable.
Tabla 4 Índice de la fiabilidad temática del año 2020
| Clases | Precisión (%) | |
| Productor | Usuario | |
| Bosque | 89.4 | 80.0 |
| Matorral | 84.6 | 91.7 |
| Pastizal | 90.0 | 90.0 |
| Cultivo | 94.1 | 94.2 |
| Cultivo protegido | 100 | 100 |
| Plantaciones de árboles | 100 | 100 |
| Asentamientos humanos | 100 | 100 |
| Lago de Cuitzeo | 100 | 100 |
| Vegetación acuática | 100 | 100 |
| Zona de inundación | 100 | 100 |
| Embalses de agua | 100 | 100 |
| Áreas erosionadas | 100 | 100 |
| Precisión general | 96.7 | |
| Coeficiente de kappa | 87 |
Fuente: elaboración propia.
3.2 Detección de la CUS y los cambios entre 2000 y 2020
Se cuantificaron las CUS (Tabla 5) y su distribución espacial (Figura 2). Para el año 2020, el bosque se destaca como la clase con la mayor superficie de ocupación en la zona de estudio, abarcando aproximadamente 11,950 ha, equivalente al 27.7%. Esta cobertura se distribuye principalmente en las partes más altas, ubicadas al sur y norte de la región. En segundo lugar, se encuentra la superficie destinada a los cultivos con 11,237.9 ha, que corresponde a 26.6% de la superficie total, se localiza en el centro y noroeste de la zona de estudio e incluye cultivos como cereales, forrajes, frutales y hortalizas. La tercera categoría en extensión corresponde al lago de Cuitzeo, ubicado al norte del municipio de Zinapécuaro, con una superficie de 6,158.9 ha, le sigue el matorral, predominante en el norte de la región, con 6,151.3 ha, ambas clases representan el 14.3% de la superficie total. En conjunto, estas clases abarcan el 82.4% de la superficie del municipio analizado. Además, se registró 92.7 ha de cultivo protegido ubicados en el centro y norte de la zona de estudio.
Tabla 5 Superficie de la CUS y los cambios entre 2000 y 2020
| Clases | Año 2000 Superficie (ha) | Año 2020 Superficie (ha) | % de ocupación (2020) | Permanencia | Pérdida/ Ganancia (ha) | Porcentaje de cambio (%) | Tasa de cambio (%) |
| B | 13,362.2 | 11,955.9 | 27.7 | 10,686.5 | -1,406.30 | -10.5 | -0.55 |
| MA | 5,773.0 | 6,151.3 | 14.3 | 3,430.4 | 378.30 | 6.6 | 0.31 |
| P | 2,830.6 | 3,600.7 | 8.4 | 1,243.4 | 770.10 | 27.2 | 1.21 |
| C | 12,129.4 | 11,237.9 | 26.0 | 9,927.9 | -891.5 | -7.3 | -0.4 |
| CP | 0.0 | 92.7 | 0.2 | 0.0 | 92.70 | 100 | 0.0 |
| PA | 297.2 | 103.2 | 0.2 | 28.6 | -194.00 | -65.3 | -5.1 |
| AH | 1,229.2 | 2,016.8 | 4.7 | 1,229.2 | 787.60 | 64.5 | 2.5 |
| LC | 6,418.6 | 6,158.9 | 14.3 | 6,115.4 | -259.70 | -4.0 | -0.2 |
| VA | 801.4 | 1,011.7 | 2.3 | 748.1 | 210.30 | 26.2 | 1.2 |
| EA | 135.4 | 140.1 | 0.3 | 80.5 | 4.70 | 3.5 | 0.2 |
| ZI | 77.6 | 496.2 | 1.2 | 39.0 | 418.60 | 539.4 | 9.7 |
| AE | 50.5 | 139.6 | 0.3 | 25.5 | 89.10 | 176.4 | 5.2 |
| Superficie total | 43,105 | 43,105 | 100 | 32,366.9 |
Donde: B= bosque, MA= matorral, P= pastizal, C= cultivo, CP= cultivo protegido, PA= plantaciones de árboles, AH= asentamientos humanos, LC= porción del lago de Cuitzeo, VA= vegetación acuática, ZI= zona de inundación, EA= embalses de agua, AE= áreas erosionadas.
Fuente: elaboración propia.
Figura 2 Cobertura y uso del suelo de la zona de estudio en Zinapécuaro entre 2000-2020.
Entre 2000 y 2020, se encontró que las clases de cobertura natural con la mayor pérdida de superficie, son los bosques con el 10.5% (tasa de -0.55 % anual). De acuerdo con la matriz de transición (Tabla 6), esta disminución se asocia principalmente con la expansión de los matorrales (1,993.9 ha) y cultivos (467.8 ha). La porción del lago de Cuitzeo también mostró una reducción del 4.0% (tasa de -0.2 % anual), atribuida a un crecimiento de la vegetación acuática (180.1 ha). En contraste, los usos antrópicos se expandieron como los asentamientos humanos que experimentaron el crecimiento más drástico (64.4%), al pasar de 1,222.2 a 2,016.8 ha, (tasa de 2.5% anual). Esta expansión ocurrió a expensas de áreas destinadas a cultivos (537 ha) y pastizales (149.8 ha). Los pastizales también mostraron un crecimiento del 27.2 % (tasa de 1.21% anual), sobre superficie previamente ocupado por matorrales (1,164.5 ha) y cultivos (1,004.4 ha). Con una excepción de los cultivos que disminuyeron 7.3%, (tasa de -0.4% anual) debido a la expansión de los pastizales (1,004.4 ha) y asentamientos humanos (537 ha). Las áreas erosionadas representan una categoría menor en términos de superficie total, se expandieron 176.4% (tasa de 5.2% anual). La clase de cultivos protegidos, se han establecido sobre áreas previamente destinadas a cultivos tradicionales (80.7 ha).
Tabla 6 Matriz de transición entre las CUS del periodo 2000-2020
| Clases | B | MA | P | C | CP | LC | AH | VA | PA | EA | ZI | AE | Total general |
| B | 10,686.5 | 1,993.9 | 182.5 | 467.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 31.5 | 13,362.2 |
| MA | 700.9 | 3,430.4 | 1,164.5 | 244.1 | 0.0 | 0.0 | 83.9 | 28.1 | 74.6 | 0.0 | 16.7 | 29.7 | 5,773.0 |
| P | 99.1 | 315.6 | 1,243.4 | 537.4 | 11.9 | 5.2 | 149.8 | 41.3 | 0.0 | 10.5 | 391.1 | 25.2 | 2,830.6 |
| C | 260.6 | 227.9 | 1,004.4 | 9,927.9 | 80.7 | 0.0 | 537.0 | 14.1 | 0.0 | 49.2 | 0.0 | 27.5 | 12,129.4 |
| CP | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| LC | 0.0 | 73.6 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 6,115.4 | 0.0 | 180.1 | 0.0 | 0.0 | 49.5 | 0.0 | 6,418.6 |
| AH | 0.0 | 0.0 | 5.9 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1,223.3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1,229.2 |
| VA | 5.9 | 12.1 | 0.0 | 14.2 | 0.0 | 6.4 | 14.7 | 748.1 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 801.4 |
| PA | 191.8 | 68.7 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 8.1 | 0.0 | 28.6 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 297.2 |
| EA | 0.0 | 14.2 | 0.0 | 40.7 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 80.5 | 0.0 | 0.0 | 135.4 |
| ZI | 0.0 | 6.7 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 31.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 39.0 | 0.0 | 77.6 |
| AE | 11.1 | 8.1 | 0.0 | 5.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 25.5 | 50.5 |
| Total general | 11,955.9 | 6,151.3 | 3,600.7 | 11,237.9 | 92.7 | 6,158.9 | 2,016.8 | 1,011.7 | 103.2 | 140.1 | 496.2 | 139.6 | 43,105.0 |
Donde: B= bosque, MA= matorral, P= pastizal, C= cultivo, CP= cultivo protegido, PA= plantaciones de árboles, AH= asentamientos humanos, LC= porción del lago de Cuitzeo, VA= vegetación acuática, ZI= zona de inundación, EA= embalses de agua, AE= áreas erosionadas. Fuente: elaboración propia.
3. 3 Fuerzas impulsoras del CCUS
3.3.1 Dinámica demográfica, localidades rurales y urbanas
En las últimas dos décadas el área de estudio considerado en este análisis del municipio de Zinapécuaro, ha experimentado un incremento del 4.6% en su población total, creció a una tasa del 0.2%. La población rural predominante, en este periodo aumentó el 26%, mientras que la población urbana disminuyó 14.2%. Adicionalmente, las localidades rurales entre el año 2000 y 2020 experimentaron un crecimiento del 30.4%, pasaron de 46 localidades al inicio del periodo a 60 en el último año. Las localidades urbanas consideran una población superior a los 2,500 habitantes, por debajo de este número son rurales. En el año 2000, Zinapécuaro de Figueroa, Bocaneo y Ucareo eran consideradas localidades urbanas. Sin embargo, en el año 2020, se observó un cambio significativo en esta clasificación, ya que ambas dejaron de ser consideradas como localidades urbanas, al contar con una población de 2,284 y 2,123 habitantes (Figura 3). Aunque estas dinámicas no son drásticas el crecimiento de la población (fuerza subyacente) y de las localidades rurales (fuerza proximal), podrían representar fuerzas impulsoras de los cambios observados.
3.3.2 Dinámica agrícola entre el año 2003 y 2020
Entre los años 2000 y 2020 la superficie destinada a los cultivos del área analizada en Zinapécuaro disminuyó 7.3%, pasando de 12,129.4 a 11,231.9 ha. Para una mayor comprensión de los cambios espaciales observados, se analizaron datos estadísticos agrícolas del SIAP, que abarca la totalidad del municipio de Zinapécuaro. Se registró que entre 2003 y 2020, la superficie total sembrada disminuyó drásticamente en un 48.3%, de 14,707.8 a 7,507.8 ha. Este cambio estuvo principalmente impulsado por la reducción en los cultivos de temporal, cuya superficie cultivada decreció 56.8%, al pasar de 11,787.5 a 5,090.6 ha. Por su parte, los cultivos de riego también mostraron una reducción, aunque menos severa, del 13.9 %, pasaron de 2,920.3 a 2,514.2 ha. Sin embargo, la producción económica se incrementó 161.3% de $100,036.5 paso a $261,431.1. La superficie de producción agrícola abarca en primer lugar el cultivo de maíz, predomina con el 52.9% de la superficie total. El segundo lugar lo ocupan las huertas frutales, cuya extensión es de 2,337 ha en 2020 equivalentes al 30.7% de la superficie total. Dentro de esta clase se reportó cultivo de aguacate (140 ha), cuya presencia se ha registrado en la última década. El tercer lugar lo ocupa la producción de granos forrajeros con 1,138.4 ha correspondiente al 15.5%. También se observó 65 ha de agave. Asimismo, la diversidad de cultivos se redujo significativamente, pasando de 21 tipos registrados en 2003 a solo 11 en 2020 (Figura 4).
4. Discusión
4.1 Detección del CCUS entre 2000 y 2020
Las coberturas de origen natural que están experimentando una disminución importante son las zonas forestales y humedales (Mariye et al., 2022). En esta investigación, se destaca una reducción del 10.5% en la superficie de ocupación de los bosques. Este cambio evidencia la presión ejercida sobre los ecosistemas forestales locales, que enfrentan procesos de conversión hacia otros usos del suelo. Lo observado en este estudio coincide con otras investigaciones que se han llevado a cabo a nivel nacional (Pérez et al., 2021). Además, es consistente con la tendencia global y nacional. La FAO (2020), ha reportado que entre 1990 al 2020 se han perdido el 30% de los bosques en todo el mundo, y la causa de esta pérdida, se debe principalmente, a la expansión de cultivos y a la urbanización. A nivel nacional, la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR, 2020), ha reportado una tasa anual de deforestación de 208 mil 850 ha por año, entre 2001 y 2020, siendo la expansión de pastizales la causa del 76.61% de la reducción de los bosques, con una expansión de 128 mil 552 ha, y los cultivos con 34 mil 066 ha. Este cambio subraya la necesidad de desarrollar acciones integrales en el manejo sostenible de los bosques para mitigar sus efectos y prevenir pérdidas adicionales, considerando que los bosques son la clase con mayor superficie de ocupación en el municipio de Zinapécuaro.
Por otra parte, la porción del lago de Cuitzeo es la segunda clase de cobertura natural que mostró una disminución del 4%. Su extensión presenta variaciones anuales, estrechamente vinculadas a la cantidad de precipitación registrada durante cada temporada de lluvias (Mendoza et al., 2002). En el contexto del cambio de cobertura y uso del suelo (CCUS), diversos factores podrían influir en esta reducción, incluyendo la disminución de los bosques, la intensificación de la agricultura comercial, el crecimiento poblacional (Luan et al., 2024) y los efectos del cambio climático, que contribuyen a la desecación de los cuerpos de agua (Zhan et al., 2023).
Los usos antrópicos se expandieron de manera considerable como los asentamientos humanos (64.5%). Este crecimiento también ha sido observado en otras partes de México tal como lo señalan Pérez et al. (2021). En este estudio, se destaca el incremento de la población rural y el surgimiento de nuevas localidades rurales, que podrían explicar en parte la expansión de esta clase. A diferencia de otras investigaciones que han reportado un incremento de la población urbana (Gordillo y Castillo, 2017), en el caso de Zinapécuaro, las localidades de Bocaneo y Ucareo pasaron de urbanas a rurales (INEGI, 2020). Además, se ha señalado que existe una relación causal entre la expansión de asentamientos humanos con el crecimiento económico y demográfico los cuales conducen drásticamente al cambio de uso del suelo (Tian, 2015; Belčáková et al., 2021; Kuma et al., 2022).
El pastizal es la segunda clase de uso antrópico que experimentó una expansión del 27% en la superficie de ocupación. El crecimiento de esta clase indica un cambio importante en el uso del suelo en esta zona de estudio, posiblemente relacionado con la disminución de las prácticas agrícolas, un patrón que ya se había documentado en décadas anteriores en la región de la cuenca de Cuitzeo, del cual forma parte este municipio (López et al., 2006). Este fenómeno no es exclusivo de esta área, ya que estudios globales han señalado a los pastizales como una clase de uso en constante expansión, impulsada por factores como el abandono agrícola y la ganadería extensiva (Adenle et al., 2022; Damtew et al., 2022).
Los cultivos representan la segunda clase de uso del suelo con mayor superficie en el municipio, durante el periodo de análisis se observó una disminución del 7.3%. De acuerdo con el SIAP (2020), se identificó un cambio significativo en los tipos de cultivos tradicionales de la región. En 2003, se reportaron 21 tipos de cultivos, mientras que para 2020 este número se redujo a solo 11. Este cambio no solo refleja una pérdida de diversidad agrícola, sino también una transformación en las prioridades productivas locales, como la producción de frutas, siendo el sector con el mayor aporte en la producción económica agrícola total (57.8%). En términos de superficie sembrada, el maíz continúa siendo el cultivo más importante, seguido por la producción de frutas. Además, se destaca la presencia emergente de cultivos económicamente más rentables como el aguacate (140 ha) y el agave (65 ha), lo que indica una diversificación hacia productos con mayor demanda en mercados específicos. Aunque la producción de monocultivos como el aguacate y el agave ocupan una superficie menor en comparación con la producción de maíz o frutas en el área de estudio, su expansión podría tener importantes implicaciones ambientales. De acuerdo con lo reportado por Arima et al. (2022) y Denvir (2023), señalan que en Michoacán la intensificación de la producción de aguacate se podría extender en diversos territorios, ocasionando la disminución de los bosques templados y el uso intensivo del agua.
4.2 Fuerzas impulsoras del CCUS entre 2000 y 2020
Identificar las fuerzas impulsoras detrás del cambio de cobertura y uso del suelo a diversas escalas espaciales y temporales, especialmente en el contexto del desarrollo sostenible, resulta fundamental para comprender la compleja relación entre las actividades socioeconómicas y la transformación del entorno natural (Mengistu y Woldetsedik, 2018). De acuerdo con Geist y Lambin (2002) y Qasim et al. (2013), en este estudio, se identificaron como fuerzas subyacentes o indirectas el incremento de la población rural y el surgimiento de nuevas localidades rurales, que pasaron de 46 a 60, siendo una fuerza proximal del cambio observado. Este crecimiento poblacional y la expansión de los asentamientos humanos destacan un proceso que refleja una presión constante sobre el uso del suelo en la región. Por otro lado, la dinámica agrícola es una fuerza proximal o directa que podría inducir la disminución de la superficie ocupada por cultivos tradicionales. No obstante, la disminución considerable observada en esta clase sugiere que, aunque la agricultura sigue siendo un componente importante, no es el factor principal detrás de este cambio. Por ello, se subraya la importancia de adoptar un enfoque integral que combine el análisis de datos espaciales con información cualitativa, lo que permitirá identificar con mayor precisión las causas específicas detrás del CCUS en esta región.
5. Conclusiones
El área de estudio en el municipio de Zinapécuaro está representada por cinco clases principales: bosque, cultivos, matorrales, el lago de Cuitzeo y pastizales. Durante las dos décadas analizadas, los bosques experimentaron una reducción significativa del 10.5%, principalmente debido a la expansión de matorrales, huertas y pastizales. Este cambio refleja una presión considerable sobre los ecosistemas forestales de la región. Además, la superficie del lago se ha visto disminuida, en gran parte como resultado del incremento de vegetación acuática. Los asentamientos humanos mostraron el mayor crecimiento (64.4%), ocupando principalmente áreas previamente utilizadas para cultivos y pastizales. Por otra parte, los pastizales han tenido una notable expansión, reemplazando áreas antes ocupadas por matorrales y terrenos agrícolas. Además, se identificó el crecimiento poblacional (fuerza subyacente) y el aumento de localidades rurales (fuerzas proximales) que explican las transformaciones observadas, reflejando una interacción compleja entre las dinámicas humanas y los paisajes rurales. Esta investigación representa el primer esfuerzo bajo este enfoque para identificar y comprender los vínculos entre los CCUS y las dinámicas humanas en un contexto de creciente presión sobre los paisajes rurales de México. Además, los hallazgos registrados aportan una base clave para futuros estudios y para la formulación de estrategias de gestión sostenible del territorio.
Agradecimientos
Esta investigación se llevó a cabo gracias al apoyo de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), a través del programa de Doctorado en Desarrollo y Sustentabilidad de la Facultad de Economía, que proporcionó los recursos necesarios para su realización. Al Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT) por la beca otorgada al primer autor, un apoyo crucial que hizo posible concretar este trabajo y contribuir al avance del conocimiento científico.
