Introducción 

El cambio de cobertura y uso de tierra (CCUT) es un fenómeno de creciente importancia a nivel global, con consecuencias significativas en términos de conservación ambiental, sostenibilidad y calidad de vida en las áreas urbanas. En este contexto, la ciudad de Puerto Maldonado, ubicada en el distrito de Tambopata, provincia de Tambopata, departamento de Madre de Dios, Perú, ha experimentado una transformación notable en su paisaje durante las últimas décadas. La región de Madre de Dios es conocida por su riqueza en biodiversidad y recursos naturales, siendo hogar de una parte significativa de la Amazonía peruana. Sin embargo, esta riqueza natural se ha visto sometida a presiones ambientales y sociales considerables debido al aumento de actividades económicas, como la minería y la tala de bosques, que han impulsado el crecimiento económico, pero también han generado efectos ambientales negativos.

Puerto Maldonado, como principal centro urbano de la región, ha estado en el epicentro de estas transformaciones. Desde la década de los 80’ hasta la actualidad, la ciudad ha experimentado un vertiginoso cambio en su uso de suelo, pasando de ser una comunidad típicamente amazónica a una ciudad en rápido crecimiento, con una infraestructura en constante expansión, una creciente población y un uso diversificado de la tierra. Este cambio ha llevado a desafíos y oportunidades en términos de planificación urbana, gestión de recursos naturales y conservación de la biodiversidad. Este trabajo se propone explorar y analizar el fenómeno del Cambio de cobertura y uso de tierra (CCUT) en Puerto Maldonado durante las últimas décadas, examinando sus causas, consecuencias y los esfuerzos de gestión ambiental y urbana que se han llevado a cabo para abordar este desafío. Se pretende comprender cómo el crecimiento de la ciudad ha afectado el entorno natural y cómo las políticas y estrategias locales han respondido a esta transformación. Además, se busca destacar la importancia de abordar este problema de manera integral, considerando tanto las necesidades de desarrollo económico como la conservación del patrimonio natural de la región. 

Antecedentes

Gabriel Alarcón et al. (2016) en su trabajo titulado “Deforestación en el sureste de la amazonia del Perú entre los años 1999 - 2013; caso Regional de Madre de Dios (Puerto Maldonado – Inambari)”, tuvo como objetivo cuantificar las áreas deforestadas de las zonas mas afectadas por los seres humanos, por lo cual realizó una clasificación semiautomática usando el modelo “Random forest” e imágenes satelitales de la serie Landsat 5 y Landsat 8, obteniendo así los siguientes resultados: para los periodos 1999-2008, 2008-2011 y 2011-2013 se obtuvieron tasas anuales de cambio de – 0,18%, -0,30% y -0,31%, con una deforestación anual promedio de 2 594 ha/año, 4 427 ha/año y 4 410 ha/año respectivamente. Los cambios producidos en el área de estudio muestran una conversión de bosque a deforestación para el año 2008-2011 de 29 478 ha. 

Denisse López (2016) mediante su trabajo llamado “Análisis de cambio de cobertura con imágenes de satélite del tramo 3 de la Carretera Interoceánica (IIRSA – SUR) entre los años 2005 - 2011” la cual tuvo como objetivo la comparación de imágenes de satélite Landsat 5 para los años 2005 a 2011 sobre el área de estudio el cual es el tramo 3 de la Carretera Interoceánica, desde la ciudad de Puerto Maldonado hacia la ciudad de Iñanpari, realizando una clasificación supervisada con arboles de decisión de dos periodos (2005 – 2011), que equivalen a un periodo de análisis de manera simultánea. Como resultado fue obtenido un área de cambio de uso de 6 502,50 ha, además de calcularse que 217.87 ha de bosque primario cambiaron a bosque secundario, concluyendo que el 96,6% del cambio representa el total de deforestación en la zona de estudio

Descripción del área de estudio

Puerto Maldonado es una ciudad ubicada en el departamento de Madre de Dios, en el sureste de Perú. Esta ciudad se encuentra en la región amazónica del país y desempeña un papel fundamental como el centro urbano más grande y la capital de la provincia de Tambopata. Se encuentra ubicado a las orillas del rio Madre de Dios, lo cual lo convierte en un centro de transporte y comercio para la región amazónica. 

Es considerada una de las regiones mas biodiversas del mundo, albergan una gran variedad de flora y fauna, incluyendo nombres de especies como el jaguar, oso hormiguero gigante, además de diversas especies de aves y mariposas. La economía de Puerto Maldonado esta basado en actividades como la tala de madera, agricultura, pesca y turismo. El turismo ecoturístico es especialmente importante debido a la proximidad de la ciudad a áreas naturales protegidas, como el Parque Nacional del Manu y la Reserva Nacional Tambopata. Cabe mencionar que la ciudad ha experimentado un rápido desarrollo de su infraestructura urbana en respuesta al crecimiento poblacional y económico. Esto incluye la expansión de carreteras, la construcción de viviendas y la mejora de servicios públicos como la educación y la salud.  La explotación de recursos naturales ha planteado desafíos significativos para la conservación ambiental en la región. Los esfuerzos de conservación y la gestión sostenible son temas cruciales en Puerto Maldonado. Puerto Maldonado es un punto de encuentro entre la civilización y la naturaleza virgen de la Amazonía peruana. Su singular ubicación geográfica y rica biodiversidad lo convierten en un lugar de gran importancia tanto en términos de desarrollo económico como de conservación ambiental en la región amazónica de Perú.

Objetivos del Proyecto

• Realizar el cálculo de cambio de cobertura y uso de tierra (CCUT) de la ciudad de Puerto Maldonado, distrito de Tambopata, provincia de Tambopata, departamento de Madre de Dios en el periodo de 1985 - 2015.
• Realizar un grafico que permita observar el cambio de cobertura y uso de tierra (CCUT) de la ciudad de Puerto Maldonado, distrito de Tambopata, provincia de Tambopata, departamento de Madre de Dios en el periodo de 1985 - 2015.
• Generar gráficos de cambios a lo largo de la Gradiente de elevación en la ciudad de Puerto Maldonado durante el periodo de 1985 – 2015.

Procedimiento 

Inicialmente se realizó la descarga de información espacial como los límites territoriales del Perú, para ello se ingresó a la página web del Instituto Geográfico del Perú, desde aquí se descargaron los archivos en formato shapefile de los limites departamentales, provinciales y distritales. Una vez realizado esto se procedió a ingresar dicha información dentro de ArcMap y graficar el área de estudio en referencia a la ciudad de Puerto Maldonado.

Posteriormente se ingresó dentro de la plataforma EarthExplorer y se procedió a realizar la descarga de imágenes satelitales de la serie Landsat, en este caso debido a la disponibilidad de imágenes de la plataforma se tuvo que descargar imágenes de la Colección 2 Nivel 2, los cuales ya tienen una corrección atmosférica y radiométrica. Se descargaron un total de 7 imágenes, partiendo desde el año 1985 hasta 2015, con un periodo constante de cada 5 años. Con dicha información se ingresó a Rstudio y se procedió a calcular las variables complementarias para cada una de las 7 imágenes descargadas.

Seguido a ello se realizó el apilamiento de las variables complementarias anteriormente calculadas, obteniendo así un archivo .tif llamado Covstack para cada año. 

Luego se realizó el Modelo de clasificación Landcover, para lo cual fue necesario renombrar las bandas, extraer valores de la imagen a partir de datos vectoriales, entrenar el modelo y aplicar el filtro de majority. Cabe mencionar que para realizar la clasificación se tuvieron un total de 4 clases, ya que son estos las que se pudieron observar dentro de las imágenes Landsat, por lo cual el número de resultados obtenidos al finalizar el proceso estará relacionado al número de elementos que han sido especificados en esta sección. Además, también se menciona que durante el proceso se realizó el cálculo de la matriz de confusión y el índice de Kappa. 

Para la presentación de resultados se tuvo que realizar la creación de un mapa, por lo cual se tuvo que trabajar con los resultados obtenidos en Landcover por cada uno de los años, creándose un total de 3 mapas distribuidos en una sola imagen para cada año. 

Para el calculo de detección de cambios se realizó una tabla, en formato CSV. 

Además, la presentación de los resultados obtenidos será mediante gráficos, para lo cual se tuvo que extraer los valores, crear dataframes, crear una tabla de resumen de área por tipo de cobertura de tierra para cada año y plotear los resultados. 

Finalmente se realizó el grafico de cambio de gradiente de elevación para cada uno de los elementos clasificados.

Flujo metodológico 

Resultados

1. Mapas de Clasificación de coberturas

       2. Análisis del % de área total para cada una de las clases. 

Como primer resultado se obtuvo el grafico que permite observar el cambio a través de los años del total de área para cada una de las clases definidas, lográndose observar que las mayores variaciones se han producido sobretodo entre a nivel de cobertura boscosa y parcelas agrícolas, lo cual guarda relación con lo que se observan en las imágenes satelitales, ya que a medida que ha ido pasando los años, se ha producido un aumento de las parcelas agrícolas y por ende, una mayor perdida de cobertura boscosa en la ciudad de Madre de Dios. Respecto a zonas urbanas también se aprecia un aumento mientras que el porcentaje de cuerpo de agua se ha mantenido a través de los años. 

      3. Gráficos sobre la gradiente de elevación de las clases identificadas

Se observa que, para la gran mayoría de años, durante el intervalo de 200 a 220 metros se encuentran una gran cantidad de cuerpos de agua en el ámbito del área de estudio analizado.

Respecto a la zona urbana es posible observar en el rango de 220 a 240 metros se encuentran las áreas que están relacionadas a las zonas urbanas. 

Según los análisis obtenidos, existen diferentes elevaciones en las cuales han sido calculadas las parcelas agrícolas, esto guarda relación con las imágenes satelitales ya que las parcelas agrícolas se encuentran distribuidos en diferentes zonas del área de estudio. 

A nivel de cobertura boscosa se observa que ha habido menos variación en lo que respecta a cambios en la elevación, lo cual tiene sentido debido a las características del lugar. 

Conclusiones

• El Cambio de cobertura y uso de tierra (CCUT) en Puerto Maldonado es un fenómeno que refleja la compleja interacción entre el desarrollo urbano, la conservación de la biodiversidad y los retos socioeconómicos en una región de inmenso valor ambiental. A través del tiempo ha sido posible cuantificar cuantas áreas se han transformado, siendo uno de los casos mas conocidos la perdida de cobertura boscosa primaria a zonas deforestadas, por lo cual es importante llegar a un punto en donde se pueda obtener un crecimiento económico y social sin afectar los recursos importantes mediante estrategias de gestión ambiental y urbana.
• Los mapas de clasificación de cobertura para el área de estudio definido muestran el cambio producido mediante el paso de los años a las 4 clases establecidas, siendo esto complementado con el grafico de Análisis del % de área total, en donde se observa que las clases que mas se han modificado han sido la cobertura boscosa y las parcelas agrícolas, por otro lado, la zona urbana también se produjeron aumentos mientras que los cuerpos de agua se mantienen constantes.
• El grafico de gradiente de elevación para cada una de las clases definidas permiten observan el comportamiento de elevación en un rango establecido, siendo lo resaltante el como para cada una de las clases existe un rango que resalta por encima de las demás. Este análisis detalla si ha habido un cambio en la elevación para algunas de las clases en el tiempo.
• El proceso de clasificación Landcover bajo el método de Random Forest ha podido demostrar como mediante el uso de lenguaje de programación es posible realizar, de una forma más ordenada, detallada y eficaz, el análisis espacial que bajo otros métodos podría demorarse mucho más en realizarse.

Recomendaciones

• El proceso de clasificación Landcover es un procedimiento interesante, el cual, para poder llegar a la presentación de mapas y gráficos, se deberá realizar diferentes scripts usando distintas librerías, por lo cual es necesario realizar una constante actualización de las librerías y de los scripts creados debido a que existen funciones que dejan de funcionar (obsoletas) y que podrían afectar los resultados finales.
• Para la detección de mayores cambios dentro de un área de estudio, se podría trabajar con una mayor cantidad de imágenes, o incluso con imágenes de mayor resolución, lo cual podría influir en el resultado final.

Bibliografía 

• Alarcón G. et al. (2016). Deforestación en el sureste de la amazonia del Perú entre los años 1999 - 2013; caso Regional de Madre de Dios (Puerto Maldonado – Inambari). Obtenido de https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5645610
• López D. (2016 Análisis de cambio de cobertura en imágenes de satélite del tramo 3 de la carretera Interoceánica (IIRSA – SUR) entre los años 2005 - 2011. Obtenido de https://repositorio.lamolina.edu.pe/handle/20.500.12996/2849.