INTRODUCCIÓN

El análisis de la pérdida y ganancia de la cobertura de suelo se ha convertido en una herramienta fundamental para comprender los cambios en el paisaje natural y su impacto en los ecosistemas y las comunidades humanas. Estos cambios, influenciados por factores naturales y actividades antropogénicas, tienen implicaciones directas en estudios climáticos, hidrológicos, biológicos y socioeconómicos. La identificación y monitoreo de estos cambios es crucial para la planificación y toma de decisiones sobre el manejo sostenible del territorio.

En la provincia de Huaylas, ubicada en el departamento de Áncash, Perú, el análisis de la dinámica de uso de suelo durante el período 2016-2024 es de particular relevancia. Esta región, caracterizada por su variada topografía y biodiversidad, ha experimentado transformaciones significativas debido a actividades como la agricultura, la expansión urbana, la minería, y la deforestación. Los ecosistemas frágiles de la provincia, incluyendo áreas protegidas y bosques montanos, se han visto particularmente afectados por estas transformaciones (INAIGEM, 2021)

Durante este período, los estudios se han centrado en cuantificar tanto la pérdida de cobertura vegetal (especialmente en bosques y zonas naturales) como la ganancia de tierras agrícolas y urbanas, revelando una tendencia hacia la degradación de ecosistemas clave. Sin embargo, los resultados varían dependiendo de las metodologías empleadas, como el uso de imágenes satelitales de alta resolución, la escala de mapeo y las técnicas de detección de cambios. Estos estudios son esenciales para evaluar el impacto de la pérdida de cobertura vegetal en los servicios ecosistémicos, como la regulación hídrica y la captura de carbono, y para determinar las estrategias de conservación y restauración más adecuadas.

Además, las estadísticas derivadas de estos mapas de cambio permiten informar sobre las transiciones del uso de suelo, identificando las áreas críticas donde se han producido mayores alteraciones. Estos datos son vitales para la implementación de políticas públicas a nivel local y regional que busquen mitigar los efectos del cambio climático, conservar la biodiversidad y asegurar un desarrollo sostenible en la provincia.

La disponibilidad de información precisa sobre la pérdida y ganancia de cobertura de suelo en Huaylas es indispensable para abordar desafíos relacionados con la seguridad hídrica, la conservación de los ecosistemas de montaña y la mitigación de riesgos ambientales en el contexto de un cambio climático acelerado. Este estudio proporciona un análisis detallado de estos cambios entre 2016 y 2024, sentando las bases para una gestión más informada y efectiva del territorio (SERNANP, 2020)

ANTECEDENTES

En la provincia de Huaylas, se han realizado varios estudios relacionados con la cobertura del suelo y la zonificación. Un trabajo destacado es el Diagnóstico de la Fertilidad de los Suelos Agrícolas del Distrito de Pueblo Libre, Huaylas (2020). Este trabajo evaluó las características físicas y químicas de los suelos en tres sectores (alto, medio y bajo), revelando diferencias en la calidad del suelo en función de la altitud y otros factores. La investigación encontró que la mayor parte del área presenta suelos con baja fertilidad, lo que podría estar relacionado con la pérdida de cobertura vegetal y cambios en el uso del suelo. Esto es importante para la planificación agrícola y la zonificación del uso de la tierra en la región (Sifuentes, 2020). 

Un estudio relevante relacionado con la cobertura vegetal en la región de Áncash es la investigación titulada "Caracterización de los sistemas agroforestales y sus bienes y servicios ambientales como estrategia de adaptación al cambio climático en el Callejón de Huaylas" (2012). Este trabajo analiza los sistemas agroforestales y sus beneficios, incluyendo la regulación del régimen hídrico y la conservación del suelo en microcuencas dentro del Callejón de Huaylas, en la provincia de Huaylas, Áncash. El estudio resalta cómo la implementación de estos sistemas ha mejorado la capacidad de infiltración de agua en los suelos y ha reducido la erosión hídrica, lo que favorece la estabilidad de los ecosistemas locales y mitiga el impacto del cambio climático Murgueitio et al., 2012).

Además, estudios anteriores y recientes en la zona han destacado la importancia de monitorear la cobertura del suelo debido a su relación con la productividad agrícola y los ecosistemas locales. Trabajos similares relacionados con la evaluación del suelo y la planificación territorial suelen incluir información clave sobre la pérdida de cobertura de vegetación y los efectos de la erosión del suelo, aspectos cruciales en una región montañosa como Huaylas.

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

Huaylas es una provincia situada en el departamento de Áncash, Perú. Según el censo del INEI del año 2017, tiene una población de 61,698 habitantes. Abarca un área total de 2,240.19 km², con una densidad poblacional de aproximadamente 27,5 personas por km². Su capital es Caraz, ubicada a una altitud de 2,256 metros sobre el nivel del mar. La provincia fue creada el 29 de octubre de 1823, siendo una de las primeras en la región (INEI, 2017).

La provincia de Huaylas está enclavada en el Callejón de Huaylas, una fértil región andina rodeada por las majestuosas cordilleras Blanca y Negra. Es conocida por sus impresionantes paisajes montañosos y su cercanía a atracciones naturales como el nevado Huascarán y la Laguna Parón. Limita al norte con la provincia de Yungay, al este con la provincia de Mariscal Luzuriaga y la provincia de Pomabamba, al oeste con la provincia de Casma, y al sur con la provincia de Huaraz (Provías Nacional, 2021). 

OBJETIVOS DEL PROYECTO

• Determinar la pérdida y ganancia de uso de suelo de la provincia de huaylas  durante los periodos 2016 y 2024, mediante la clasificación supervisada en ARCGIS PRO.
• Analizar la pérdida y ganancia de uso de suelo en gráficos de barras para una buena interpretación.
• Plantear estrategias para brindar soluciones al proceso de zonificación económica y ecológica de la provincia de huaylas.

PROCEDIMIENTO

1. Recolección de datos

• Descargar Imágenes de Landsat 8:
  • Accede al Earth Explorer del USGS o a otras plataformas que ofrezcan acceso a imágenes Landsat.
  • Filtra por la fecha (2016 y 2024) y selecciona la provincia de Huaylas.
  • Descarga las imágenes en el formato necesario (preferentemente en formato GeoTIFF).

2. Preprocesamiento de Imágenes

Corrección Radiométrica:

• Se utilizó la herramienta "Convert to Reflectance" en ArcGIS Pro para transformar las imágenes a reflectancia.

Corrección Atmosférica:

• Luego se aplicó un modelo de corrección atmosférica. Puedes usar el método DOS (Dark Object Subtraction) o 6S (Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum) para eliminar efectos atmosféricos.

Recorte de Área de Estudio:

• Se proceso el shapefile de límites de la provincia de Huaylas para recortar las imágenes utilizando la herramienta "Clip Raster by Mask".

3. Análisis de Clasificación Supervisada

Entrenamiento del Modelo:

• Se define Clases de Uso de Suelo: Identifica las clases que deseas clasificar, como:
  • Forestal
  • Agrícola
  • Urbano
  • Cuerpos de agua
  • Suelo desnudo
• Recolectar Puntos de Entrenamiento:
  • Utiliza herramientas de muestreo o recopila datos de campo para definir puntos de entrenamiento que representen cada clase de uso de suelo.

Clasificación de Imágenes:

• Se utilizó la herramienta "Training Samples Manager" en ArcGIS Pro.
• después se crea las muestras de entrenamiento para cada clase.
• luego se selecciona el algoritmo de clasificación supervisada, como Random Forest o Support Vector Machine (SVM), utilizando la herramienta "Classification Wizard" o "Image Classification".
• Al final se ejecuto la clasificación y genera un mapa de uso de suelo para cada año (2016 y 2024).

4. Análisis del procesamiento

• Filtrado y Validación:
  • se utilizó la  herramienta "Confusion Matrix" para evaluar la precisión de la clasificación.
  • luego se ajusta la clasificación según los resultados de la matriz de confusión, modificando los puntos de entrenamiento si es necesario.
• Re-clasificación (si es necesario):
  • se identificó  errores, así que se realizó una re-clasificación de ciertas áreas utilizando las herramientas de edición en ArcGIS Pro.

RESULTADOS

1. Análisis de cambio de cobertura

• Comparacion del Uso de Suelo:
  • se utilizo la herramienta "Raster Calculator" para restar el mapa de uso de suelo de 2016 del de 2024.
  • luego se identifico los áreas de cambio (ganancia o pérdida).
• Calcular Estadísticas:
  • Se realizo estadísticas sobre el área de cada clase de uso de suelo en ambos años en el Excel.

2. Visualización de resultados

Se creo los Mapas Temáticos:

• Primero se elaboro los mapas que muestren la distribución de uso de suelo para cada año.
• Se realizo la edicion del contenido del mapa sobre el cambio que resalte las áreas de ganancia y pérdida.

Se realizo el gráfico de resultados:

• Se utilizo lasherramientas de gráficos en Excel para mostrar los resultados, como el grafico de barras que represente la cantidad de área ganada o perdida por clase que se presenta en la siguiente figura.

3. Análisis de Resultados

1. Cuerpos de Agua

• Pérdidas (2016-2024):
  • De Glaciares: -522.42 ha
  • De Suelo Desnudo: -988.07 ha
  • De Suelo Urbano: -24.79 ha
  • De Vegetación Sana: -139.23 ha
• Total Pérdida: −522.42+−988.07+−24.79+−139.23=−1674.51 ha
• Ganancias (2016-2024):
  • A Glaciares: 223.30 ha
  • A Suelo Desnudo: 2189.67 ha
  • A Suelo Urbano: 49.99 ha
  • A Vegetación Sana: 381.21 ha
• Total Ganancia: 223.30+2189.67+49.99+381.21=2884.17 ha

2. Glaciares

• Pérdidas (2016-2024):
  • De Cuerpos de Agua: -223.30 ha
  • De Suelo Desnudo: -90.97 ha
  • De Suelo Urbano: -4.41 ha
  • De Vegetación Sana: -6.23 ha
• Total Pérdida: −223.30+−90.97+−4.41+−6.23=−325.91 ha
• Ganancias (2016-2024):
  • A Cuerpos de Agua: 522.42 ha
  • A Suelo Desnudo: 90.97 ha
  • A Suelo Urbano: 4.41 ha
  • A Vegetación Sana: 6.23 ha
• Total Ganancia: 522.42+90.97+4.41+6.23=624.03 ha

3. Suelo Desnudo

• Pérdidas (2016-2024):
  • De Cuerpos de Agua: -2189.67 ha
  • De Glaciares: -531.28 ha
  • De Suelo Urbano: -915.06 ha
  • De Vegetación Sana: -4975.05 ha
• Total Pérdida: −2189.67+−531.28+−915.06+−4975.05=−8640.06 ha
• Ganancias (2016-2024):
  • A Cuerpos de Agua: 522.42 ha
  • A Glaciares: 531.28 ha
  • A Suelo Urbano: 915.06 ha
  • A Vegetación Sana: 4975.05 ha
• Total Ganancia: 522.42+531.28+915.06+4975.05=5943.81 ha

4. Suelo Urbano

• Pérdidas (2016-2024):
  • De Cuerpos de Agua: -49.99 ha
  • De Glaciares: -59.03 ha
  • De Suelo Desnudo: -1308.70 ha
  • De Vegetación Sana: -1482.87 ha
• Total Pérdida: −49.99+−59.03+−1308.70+−1482.87=−2900.59 ha
• Ganancias (2016-2024):
  • A Cuerpos de Agua: 24.79 ha
  • A Glaciares: 59.03 ha
  • A Suelo Desnudo: 1308.70 ha
  • A Vegetación Sana: 1482.87 ha
• Total Ganancia: 24.79+59.03+1308.70+1482.87=2875.39 ha

5. Vegetación Sana

• Pérdidas (2016-2024):
  • De Cuerpos de Agua: -381.21 ha
  • De Glaciares: -18.68 ha
  • De Suelo Desnudo: -9905.12 ha
  • De Suelo Urbano: -3029.72 ha
• Total Pérdida: −381.21+−18.68+−9905.12+−3029.72=−13334.73 ha
• Ganancias (2016-2024):
  • A Cuerpos de Agua: 381.21 ha
  • A Glaciares: 18.68 ha
  • A Suelo Desnudo: 9905.12 ha
  • A Suelo Urbano: 3029.72 ha
• Total Ganancia: 381.21+18.68+9905.12+3029.72=12992.75 ha

• Cuerpos de Agua y Glaciares han tenido pérdidas, pero las ganancias en cuerpos de agua indican una posible recuperación en esta clase.
• Suelo Desnudo y Vegetación Sana muestran pérdidas significativas, lo que puede indicar degradación del ecosistema y posible reducción en la capacidad de retención de agua y hábitat.
• Suelo Urbano presenta pérdidas leves, lo que podría reflejar un cambio en la urbanización o uso de la tierra, a pesar de las ganancias menores en otras clases.
• La tendencia general muestra que la pérdida de cobertura de suelo es mayor que las ganancias, lo que resalta la necesidad de implementar estrategias de conservación y restauración en la región.

CONCLUSIONES

1. Pérdidas Significativas en Recursos Naturales:

• En la provincia de Huaylas, se ha observado una notable pérdida de cobertura del suelo, destacando la disminución de 1,674.51 ha de cuerpos de agua, 325.91 ha de glaciares, y 13,334.73 ha de vegetación sana. Estas pérdidas están fuertemente relacionadas con el cambio climático y el crecimiento de actividades humanas, como la urbanización y la agricultura, que están despojando al ecosistema de sus recursos hídricos y vegetación. Además, el aumento de 8,640.06 ha de suelo desnudo indica una degradación significativa, lo que podría resultar en problemas de erosión y pérdida de fertilidad del suelo.

2. Crecimiento Urbano y Oportunidades de Restauración:

• A pesar de las pérdidas mencionadas, ha habido un aumento de 2,875.39 ha en el suelo urbano, reflejando el crecimiento poblacional y la expansión de infraestructuras. Este fenómeno plantea retos en términos de planificación y sostenibilidad, pero también subraya la necesidad de implementar políticas de conservación y restauración efectivas. La ganancia de áreas urbanas puede ser vista como una oportunidad para integrar estrategias de gestión sostenible, promoviendo el desarrollo de áreas verdes y la restauración de ecosistemas que ayuden a mitigar los efectos negativos del cambio climático y la degradación ambiental en la región.

3. Se observa un aumento en la ganancia de vegetación sana, pero también una reducción notable en los glaciares y cuerpos de agua, que son indicadores preocupantes para el equilibrio ecológico.

4. La expansión urbana es notable y debe ser monitoreada, ya que puede impactar negativamente en el uso de suelo y la biodiversidad.

RECOMENDACIONES

1. Implementar Políticas de Conservación de Agua y Áreas Verdes

• Desarrollo de Estrategias de Gestión Hídrica: Dado el retroceso de los glaciares y la reducción de cuerpos de agua, es crucial establecer políticas que promuevan la conservación y el uso sostenible del agua. Esto podría incluir la creación de reservorios y sistemas de captación de agua de lluvia, así como la promoción de técnicas de riego eficientes en la agricultura.
• Protección de Áreas Verdes Urbanas y Periurbanas: Identificar y proteger áreas verdes dentro y alrededor de las ciudades para mejorar la calidad del aire, reducir la temperatura urbana y conservar la biodiversidad. Esto podría incluir la creación de parques urbanos y corredores ecológicos.

2. Fomentar Programas de Reforestación y Restauración de Ecosistemas

• Iniciativas de Reforestación Local: Impulsar programas de reforestación que involucren a las comunidades locales, utilizando especies nativas para restaurar ecosistemas degradados y mejorar la calidad del suelo. Estas iniciativas pueden contribuir a la captura de carbono, la conservación del agua y la recuperación de la fauna local.
• Restauración de Áreas Degradadas: Implementar proyectos de restauración en áreas afectadas por la minería o la agricultura intensiva, con el objetivo de recuperar la funcionalidad del ecosistema y prevenir la erosión del suelo.

3. Realizar un Monitoreo Continuo de las Coberturas de Suelo

• Establecimiento de un Sistema de Monitoreo: Crear un sistema de monitoreo que utilice tecnología satelital y técnicas de teledetección para evaluar y analizar continuamente los cambios en el uso del suelo. Esto permitirá identificar tendencias y evaluar la efectividad de las políticas de conservación y restauración.
• Participación Comunitaria en el Monitoreo: Involucrar a las comunidades locales en el proceso de monitoreo, formando grupos que puedan recolectar datos sobre el uso del suelo, la calidad del agua y la biodiversidad. La capacitación en técnicas de monitoreo fortalecerá el conocimiento local y fomentará la participación activa en la gestión ambiental.

BIBLIOGRAFÍA

Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP). (2020). Informe técnico sobre la pérdida de cobertura forestal en la región de Áncash. Ministerio del Ambiente del Perú. https://www.sernanp.gob.pe

Instituto Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña (INAIGEM). (2021). Estudio de la dinámica de la cobertura de suelo en Áncash: Impacto del cambio climático en los ecosistemas montañosos. Ministerio del Ambiente del Perú.

Sifuentes Maguiña, R. P. (2020). Diagnóstico de la fertilidad de los suelos agrícolas del distrito de Pueblo Libre, Huaylas – Ancash. Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo. http://repositorio.unasam.edu.pe/handle/UNASAM/5776

Murgueitio, E., Mendieta, M., & Rocha, J. (2012). Caracterización de los sistemas agroforestales y sus bienes y servicios ambientales como estrategia de adaptación al cambio climático en el Callejón de Huaylas - Áncash. Proyecto Especial de Seguridad Alimentaria (PESA).

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI). (2017). Censos Nacionales 2017: XII de Población, VII de Vivienda y III de Comunidades Indígenas. Recuperado de https://www.inei.gob.pe

Provías Nacional. (2021). Geografía de la provincia de Huaylas, Áncash. Recuperado de https://proviasnacional.gob.pe