Modelos prospectivos compartidos de uso de suelo y vegetación para la región transfronteriza México-Guatemala

Shared prospective models of land use and vegetation for the Mexico-Guatemala transboundary area

Autoría SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumen

La frontera que comparten México y Guatemala es una región compleja de analizar por la diversidad de dinámicas entre ambos países. Una amenaza de la región es el cambio de uso de suelo, donde existen una serie de impulsores de cambio y condicionantes ambientales que hacen prioritario su análisis. La presente investigación revisa los cambios de uso de suelo que ocurrieron entre 1990 y 2010, mismos que se usan como base para construir un escenario tendencial al año 2030 a través de utilizar la red neuronal perceptrón multicapa. El escenario resultante muestra el crecimiento de la agricultura y de las zonas urbanas, así como la pérdida de bosques, otras vegetaciones y cuerpos de agua. Esta información evidencia la necesidad de analizar las implicaciones socioambientales que ello podría traer consigo.

Palabras clave: cambio de uso de suelo; dinámicas socioeconómicas; variables de cambio; análisis históricos; escenario tendencial; año 2030

Guatemala 1990	México 1993	Guatemala 2000	México 2002	Guatemala 2010	México 2011	Clases finales
Suelos agropecuarios	Agricultura (riego y humedad)	Suelos agropecuarios	Acuícola	Cultivos anuales	Acuícola
	Agricultura de temporal		Agricultura (riego y humedad) Agricultura de temporal	Cultivos permanentes	Agricultura (riego y humedad) Agricultura de temporal	Suelos agropecuarios
	Pastizal inducido o cultivado		Pastizal inducido o cultivado	Pastos	Pastizal inducido o cultivado
			Plantación forestal	Áreas agrícolas heterogéneas	Plantación forestal
Áreas urbanas	Asentamiento humano	Áreas urbanas	Asentamiento humano	Áreas urbanas	Asentamiento humano	Áreas urbanas
Bosques	Bosque de coníferas primario	Bosques	Bosque de coníferas primario	Bosques de coníferas	Bosque de coníferas primario
	Bosque de coníferas secundario		Bosque de coníferas secundario	Bosques de latifoliadas	Bosque de coníferas secundario	Bosques
	Bosque de coníferaslatifoliadas primario		Bosque de coníferaslatifoliadas primario	Bosques mixtos	Bosque de coníferaslatifoliadas primario
	Bosque de coníferaslatifoliadas secundario		Bosque de coníferaslatifoliadas secundario		Bosque de coníferaslatifoliadas secundario
	Bosque de latifoliadas primario		Bosque de latifoliadas primario		Bosque de latifoliadas primario
	Bosque de latifoliadas secundario		Bosque de latifoliadas secundario		Bosque de latifoliadas secundario
	Bosque mesófilo de montaña primario		Bosque mesófilo de montaña primario		Bosque mesófilo de montaña primario
	Bosque mesófilo de montaña secundario		Bosque mesófilo de montaña secundario		Bosque mesófilo de montaña secundario
	Selva caducifolia y subcaducifolia primario		Selva caducifolia y subcaducifolia primario		Selva caducifolia y subcaducifolia primario
	Selva caducifolia y subcaducifolia secundario		Selva caducifolia y subcaducifolia secundario		Selva caducifolia y subcaducifolia secundario
	Selva perennifolia y subperennifolia primario		Selva perennifolia y subperennifolia primario		Selva perennifolia y subperennifolia primario
	Selva perennifolia y subperennifolia		Selva perennifolia y subperennifolia		Selva perennifolia y subperennifolia
	secundaria		secundaria		secundaria
Cuerpos de agua	Cuerpos de agua	Cuerpos de agua	Cuerpos de agua	Cuerpos de agua	Cuerpos de agua	Cuerpos de agua
Otras vegetaciones	Matorral xerófilo primario	Otras vegetaciones	Área sin vegetación aparente¹	Arbustales	Sin dato²
	Matorral xerófilo secundario		Otro tipo de vegetación	Área de escasa vegetación	Otro tipo de vegetación
	Otro tipo de vegetación		Pastizal natural primario	Humedales	Pastizal natural primario
	Pastizal natural primario		Sin dato²	Mangle	Pastizal natural secundario
	Vegetación hidrófila primario		Vegetación hidrófila primario	Páramo	Vegetación hidrófila primario	Otras vegetaciones
	Vegetación hidrófila secundario		Vegetación hidrófila secundario	Sabanas	Vegetación hidrófila secundario

Variables	Referencia
Altitud Índice de Posición Topográfica	Variables obtenidas a partir de un Modelo Digital de Elevación (Ordoñez & Medina, 2017, y Joorabian & Gholamalifard, 2015)
Curvatura Energía del relieve Orientación Rugosidad Sombreado	Geoprocesamientos realizados al Modelo Digital de Elevación del INEGI, a través del software ArcGis. Tomadas como base a partir de la variable Modelo Digital del terreno (Mas & Flamenco, 2011, y Camacho, Molero & Paegelow, 2010)
Densidad de población Distancia a carreteras Distancia a actividades económicas Distancia a actividades económicas primarias Distancia a actividades económicas secundarias Distancia a actividades económicas terciarias	Utilizadas como variables socioeconómicas (Mas & Flamenco, 2011, Camacho et al., 2010, y Díaz-Pacheco & Hewitt, 2013) Derivadas a partir de la variable de categoría indirecta denominada factores económicos (Mienmany, 2018)
Distancia a áreas urbanas Distancia a bosques Distancia a cuencas Distancia a cuerpos de agua Distancia a lagos Distancia a otras vegetaciones Distancia a ríos Distancia a suelos agropecuarios	Utilizadas para explicar la distancia a las distintas coberturas de uso de suelo (Díaz-Pacheco & Hewitt., 2013, Joora- bian & Gholamalifard, 2015 y Mas & Flamenco, 2011)
Distancia a cabeceras municipales Distancia a capitales Distancia a localidades Distancia a localidades rurales Distancia a localidades urbanas	Variables derivadas de la variable distancia a poblaciones (Mas & Flamenco, 2011)
Distancia a cruces fronterizos Distancia a sitios potenciales de ingreso por línea fronteriza	Variables seleccionadas a partir de considerar la influencia de la migración característica de la RTMG (SEGOB, 2018)
Distancia a cultivos de café	Variable seleccionada por la importancia del cultivo del café en la RTMG (Figueroa Hernández, Pérez Soto & Godínez Montoya, 2015)
Distancia a cultivos temporales y permanentes	Variable seleccionada dado la predominancia de la agricultura en la RTMG (INEGI, 2011, y CATHALAC, 2010). Utilizada como distancia a tierras agrícolas (Joora- bian & Gholamalifard, 2015)
Distancia a incendios	Variable considerada como una de las principales causas de pérdida de cobertura forestal en México (Reyes, 2018)
Distancia a volcanes activos	Variable seleccionada a partir de considerar la amplia distribución de volcanes en la región de estudio (CCAD, 2011)
Pendiente	Utilizada como variable biofísica (Mas & Flamenco, 2011, Camacho et al. 2010, Joorabian & Gholamalifard , 2015, y Díaz-Pacheco & Hewitt, 2013)
Probabilidad de evidencia Tercera polinomial de bosques a suelos agropecuarios	Variables obtenidas directamente del software Terrset utilizadas para explicar la probabilidad de que un uso de suelo cambie a otro (Eastman, 2012)

Uso de suelo	Superficie 1990 (ha)	Superficie 2000 (ha)	Superficie 2010 (ha)
Áreas urbanas	77,829	109,711 (+ 41%)	226,35 (+ 106%)
Bosques	16,022,500	14,091,200 -12%	11,523,100 -18%
Cuerpos de agua	424,896	435,222 (+ 3%)	405,717 -7%
Otras vegetaciones	3,937,530	4,634,410 (+ 18%)	3,002,660 -35%
Suelos agropecuarios	6,815,930	8,008,440 (+ 18%)	12,116,600 (+ 51%)
Superficie total	27,278,685	27,278,983	27,274,427

Transición	Submodelo	Área total (has)
Bosques a otras vegetaciones / Cuerpos de agua a bosques / Cuerpos de agua a otras vegetaciones / Otras vegetaciones a cuerpos de agua	1: Permanencia de vegetación (Bosques vis a vis otras vegetaciones)	1 034 871.58
Bosques a suelos agropecuarios / Otras vegetaciones a suelos agropecuarios	2: Expansión de suelos agropecuarios a costa de capital natural (Bosques y otras vegetaciones a suelos agropecuarios)	1 706 022.59
Bosques a áreas urbanas / Otras vegetaciones a áreas urbanas / Suelos agropecuarios a áreas urbanas	3: Expansión de Áreas urbanas (Bosques, otras vegetaciones y suelos agropecuarios a áreas urbanas)	39 321.04
Suelos agropecuarios a bosques / Suelos agropecuarios a otras vegetaciones	4: Revegetación o contracción de Suelos agropecuarios a Vegetación (Suelos agropecuarios a Otras vegetaciones y Bosques)	560 314.52

V de Cramer/Variable de cambio	General	Áreas urbanas	Bosques	Cuerpos de agua	Otras vegetaciones	Suelos agropecuarios
1. Probabilidad de evidencia	0.7669	0.7220	0.7776	0.7622	0.8090	0.7762
2. Distancia a actividades económicas terciarias	0.2166	0.1018	0.3886	0.0691	0.2326	0.3270
3. Distancia a actividades económicas primarias	0.2466	0.1876	0.4185	0.1457	0.1282	0.3557
4. Altitud	0.2422	0.0551	0.3480	0.3255	0.1943	0.2309
5. Distancia a localidades urbanas	0.2351	0.2303	0.4021	0.0506	0.1879	0.2878
6. Distancia a cuerpos de agua	0.2230	0.0233	0.1787	0.3944	0.1471	0.1301
7. Distancia a actividades económicas secundarias	0.2145	0.1529	0.2301	0.0673	0.2005	0.3711
8. Distancia a localidades rurales	0.2039	0.0383	0.3883	0.0558	0.1221	0.3298
9. Distancia a carreteras	0.1628	0.0977	0.3020	0.0620	0.1270	0.2241
10. Distancia a sitios potenciales de ingreso por línea fronteriza	0.1571	0.1109	0.1939	0.0550	0.2239	0.1831
11. Índice de Posición Topográfica (TPI)	0.1595	0.0149	0.0835	0.3108	0.0280	0.0593
12. Incendios	0.1270	0.0214	0.2331	0.0694	0.0995	0.1879

Submodelo	Parámetros de la red	Variables incluidas	Variables eliminadas	Tasa de exactitud	Error cuadrático medio de entrenamiento	Error cuadrático medio de prueba
1. Permanencia de vegetación	Tasa de aprendizaje de	Probabilidad de evidencia	Altitud	59.11%	0.2561	0.2573
	inicio: 0.01	Actividades terciarias	Localidades rurales
	Tasa de aprendizaje de	Actividades primarias	Carreteras
	término: 0.001	Localidades urbanas	Incendios
	Momento: 0.1	Cuerpos de agua
	Neuronas ocultas: 9	Actividades secundarias
	Iteraciones: 10,000	Sitios potenciales de ingreso IPT
2. Expansión de suelos	Tasa de aprendizaje de	Probabilidad de evidencia	Altitud	74.48%	0.2837	0.2909
agropecuarios	inicio: 0.0025	Actividades terciarias	IPT
	Tasa de aprendizaje de	Actividades primarias
	término: 0.00025	Localidades urbanas
	Momento: 0.5	Cuerpos de agua
	Neuronas ocultas: 10	Actividades secundarias
	Iteraciones: 10,000	Localidades rurales
		Carreteras
		Sitios potenciales de ingreso
		Incendios
3. Expansión de áreas urbanas	Tasa de aprendizaje de	Probabilidad de evidencia	IPT	73.34%	0.2492	0.2495
	inicio: 0.01	Actividades terciarias
	Tasa de aprendizaje de	Actividades primarias
	término: 0.001	Altitud
	Momento: 0.5	Localidades urbanas
	Neuronas ocultas: 8	Cuerpos de agua
	Iteraciones: 10,000	Actividades secundarias
		Localidades rurales
		Carreteras
		Sitios potenciales de ingreso
		Incendios
4. Revegetación	Tasa de aprendizaje de	Probabilidad de evidencia	Ninguna	63.86%	0.3989	0.3992
	inicio: 0.0025	Actividades terciarias
	Tasa de aprendizaje de	Actividades primarias
	término: 0.00025	Altitud
	Momento: 0.5	Localidades urbanas
	Neuronas ocultas: 10	Cuerpos de agua
	Iteraciones: 60,000	Actividades secundarias
		Localidades rurales
		Carreteras
		Sitios potenciales de ingreso
		IPT
		Incendios

	Hectáreas al año 2010	Variación (%) 2010 2030	Hectáreas pronosticadas al año 2030
Áreas urbanas	226 350	67%	378 365
Suelos agropecuarios	12 116 600	19%	14 363 300
Bosques	11 523 100	24%	8 774 230
Otras vegetaciones	3 002 660	23%	2 311 520
Cuerpos de agua	405 717	11%	359 681

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[TFN1] Fuente: Series de cobertura de uso de suelo y vegetación INEGI II, III, V y CATHALAC 1990, 2000 y 2010.