Metodologia

Método

Área de estudio. El Mosaico a analizar corresponde al Santuario de la Naturaleza Carlos Anwandter (figura 1), ubicado al norte de la ciudad de Valdivia, en la XIV región de Los Ríos. El humedal se ubica aproximadamente entre los 39º 41’ de latitud Sur y 73º 11’ de longitud Oeste. Posee una superficie de 4.877 ha (Di Marzio and McInnes, 2005). Abarca el lecho, islas y zonas de inundación del Río Cruces y Chorocomayo, entre el extremo norte de la Isla Teja por el sur y dos kilómetros al norte del Castillo San Luis de Alba por el Norte. La longitud del mismo es de 25 kilómetros en promedio y un ancho de 2 kilómetros en promedio. Este humedal se encuentra situado en la cuenca del río Cruces que abarca una superficie de 3.233 Km2 (PDA 2014-2015). El clima presente en la zona, corresponde a templado lluvioso con influencia mediterránea. Las precipitaciones medias anuales se encuentran alrededor de los 2.588 mm. (PLADECO 2011-2014, comuna de Valdivia). Las temperaturas promedio son de 11,9°C en Valdivia (CIREN, 2010).

Figura 1. Santuario de la Naturaleza Río Cruces y Chorocomayo. Imagen Modificada a partir de los límites oficiales del SN, obtenidos en las dependencias del Ministerio del Medio Ambiente (MMA). Ver Anexo 1, para ver la imagen obtenida.

Delimitación del área de estudio

A partir de la frontera cartográfica oficial del humedal, obtenida en las dependencias del Ministerio del Medio Ambiente (MMA), se definió un área de influencia (buffer) utilizando el Sistema de información Geográfica (SIG) QGIS versión 2.14.1. Dicha área de influencia contempló un distanciamiento de 2000 metros respecto al contorno del humedal, constituyendo finalmente 19.745 ha. entre el humedal y el buffer (Figura 2). Collins et al. (2007) menciona una longitud de 250 metros como la ideal para amortiguar los efectos de las presiones externas a los humedales a fin de mantener las funciones ecológicas de los mismos y que por sobre dicha distancia la función del buffer no aumenta considerablemente. De esta forma el área final de análisis contempló un área mayor a lo estipulado por Collins, considerando que sobre este límite debieran existir usos antrópicos de gran magnitud del tipo agrícola, forestal u otros. De esta forma, la acción de estos usos tanto a la distancia idónea que señala (Collins et at. 2007) como por sobre ella, se engloba dentro de la dinámica del humedal mismo, afectando estos a los atributos de este y viceversa.

Figura 2. Área de estudio final, contemplado un área de influencia de 2000 metros entorno a los límites oficiales del SN. Río Cruces y Chorocomayo. Elaboración propia.

Base de Datos

Se utilizó como base las coberturas digitales del “Catastro y Evaluación de los Recursos Vegetacionales Nativos de Chile”, desarrollado por la Corporación Nacional Forestal de Chile (CONAF). A continuación se describen las características y la información de las dos cubiertas analizadas.

Cobertura para año 2006. El Monitoreo de cambios se realizó de acuerdo a catastro del año 1998, donde se realizó una actualización del uso bosque nativo en la XIV región de los ríos, y con ello la corrección cartográfica del año 1998 que presentaba una escala 1:50000, un sistema de referencia WGS 84 UTM huso 18, y una unidad mínima cartografiable 6,25 hectáreas.

Cobertura para año 2014. El monitoreo se realizó en contraste al catastro T0 del año 1998 en la XIV región de los Ríos se hizo una corrección cartográfica y actualización del uso del bosque nativo. La actualización se hizo en base al catastro de 1998 que presentaba una escala 1:50000, un sistema de referencia WGS 84 UTM huso 18, y una unidad mínima cartografiable 4 hectáreas.

Coberturas del suelo

Se definieron siete categorías de uso de suelo identificables: (1) Áreas Urbanas e Industriales, (2) Terrenos Agrícolas, (3) Praderas y Matorrales, (4) Plantaciones, (5) Bosques, (6) Humedales y (7) Cuerpos de Agua. Estas categorías se definieron en base a una modificación del sistema de clasificación, C.O.T. (Carta de ocupación de Tierras), desarrollada por el Centro de Estudios Fitosociológicos y Ecológicos Louis Emberger de la Universidad de Montpellier, Francia (Etienne y Prado, 1982) y es el sistema de clasificación que posee los catastros de vegetación utilizados en este trabajo (Ver anexo 2 para detalles de clasificación).

Cuantificación de los cambios

Las dos cubiertas fueron trabajadas en el software QGIS versión 2.14.1, en el programa se editaron y delimitaron en relación al área de estudio antes propuesta (figura 2). Se crearon mapas temáticos de cobertura (uso actual de suelo) para las dos escenas de tiempo (2006 y 2014). Además se calculó la superficie y proporción de cada uso/cobertura de suelo en el paisaje en ambos años, y el cambio de estos valores en el periodo de estudio.

Cálculo de índices del paisaje

Las coberturas fueron transformadas de formato vectorial a formato ráster, con un tamaño de celda de 6x6 metros. Estas fueron procesadas por el complemento LecoS “Landscape Ecology” en el programa QGIS, calculando diferentes métricas/índices del paisaje. El plugin LecoS está basado en métricas tomadas del programa Fragstats, el cual es un conocido software para el cálculo de métricas del paisaje. La rasterización consistió en transformar las coberturas vectoriales con información de los usos de suelos a una imagen ráster, que consta de una matriz de celdas o pixeles organizadas en filas y columnas, en la cual cada celda contiene un valor que representa información, en este caso usos de suelo diferentes. Para ello, cada uso de suelo se asoció al código que representa en la C.O.T. de esta forma resultaron imágenes ráster con pixeles asociados a un código y a su vez a una categoría de uso de suelo. En la figura 3 se aprecia un ejemplo.

Figura 3. Rasterización de información vectorial. Imagen de la izquierda muestra la capa vectorial con diferentes polígonos asociados a distintos usos de suelos. Imagen de la derecha muestra la imagen ráster con los usos de suelos ya codificados.

Los códigos asignados fueron los mismos para cada cobertura (2006 y 2014). Se asignaron un total de siete códigos (Tabla 1). Obtenidas las imágenes ráster, se calcularon métricas/índices del paisaje a cada imagen. Los diferentes índices calculados en el complemento “Landscape Ecology” son los mostrados en la tabla 2. En ella se pueden observar las métricas utilizadas y las características de cada una de estas. Para analizar la composición se calculó la superficie y proporción de cada uso/cobertura de suelo en el paisaje, en ambos años. Además, se calculó a nivel de paisaje: a) Densidad de parches, b) Índice de Shannon e c) Índice de Simpson. Para analizar la configuración espacial a nivel de clase se consideraron: a) Número de parches por clase (NP), b) Índice de forma (MS), c) Tamaño del fragmento más grande (GPA), d)Tamaño del fragmento más pequeño(SPA), y e) Índice de división del paisaje (LDI).

Usos de suelo	Código
Áreas Urbanas e Industriales	1
Terrenos Agrícolas	2
Praderas y Matorrales	3
Bosques	4
Plantaciones	4.1
Humedales	5
Cuerpos de Agua	6

Tabla 1. Usos de suelo y su código correspondiente

Índice/métrica	Características
Patch Density	Densidad de parches. Número de fragmentos por unidad de superficie.
Shannon Index	Índice de Shannon. Valora la diversidad paisajística, es decir, la heterogeneidad, a partir de la diversidad de fragmento.
Simpson Index	Índice de Simpson. Valora, a partir de probabilidades, la diversidad paisajística, es decir, la heterogeneidad.
Number of Patches per class (NP)	Número de parches/fragmentos por cada uso de suelo.
Mean shape index (MS)	Índice de forma es una métrica que aporta información de la complejidad geométrica de los fragmentos.
Greatest patch área (GPA)	Tamaño del fragmento más grande
Smallest patch área (SPA)	Tamaño del fragmento más pequeño
Landscape división index (LDI)	La posibilidad de que dos células, elegidos al azar en el paisaje, se encuentren en el mismo parche.

Tabla 2. Métricas/índices calculados por el plugin LecoS (Landscape ecology), y su significado. Fuentes: Bernal, et al. (2005); Aguilera (2010); Chelaru, et al. (2014).

Matriz de transferencia de usos actuales de suelos

Se calculó la matriz de transferencia para analizar y cuantificar la dirección de los cambios de superficie de usos de suelos ocurridos en la zona de estudio en el periodo analizado. Esta representa la dirección del cambio entre categorías de usos actuales de suelos (Sandoval et al., 2003). Para su determinación se utilizaron las imágenes raster de las dos escenas (2006-2014), las cuales, fueron procesadas mediante la herramienta de análisis de datos espaciales SAGA, incluida en el software Qgis. Esta herramienta posee una serie de algoritmos para el análisis de imágenes raster. En nuestro caso seleccionamos el proceso “Change Detection”, el cual nos generó la matriz de transferencia de usos de suelos con sus respectivas superficies de cambio. Esta matriz se genera a partir del cruzamiento de las imágenes raster categorizadas como se observa en la figura 4, donde se crea una nueva capa con información de los cambios de transferencia de superficie ocurridos en la zona de estudio, entre las dos fechas determinadas. Un ejemplo de la matriz resultante se observa en la figura 5, donde por ejemplo la diagonal (f11...fkk, en el ejemplo) indica los usos de suelos que mantuvieron su superficie entre las dos fechas.