Revolución verde en el desierto peruano

Figura 1. Tecnologías en el sistema de riego han mejorado la disponibilidad de agua y por consiguiente se han relacionado con incrementos de vegetación en zonas desérticas o de escasa vegetación como es el caso de las provincias de Paita y Sullana de la región de Piura (Perú). Foto: Paolo Imbrauglio

Exploraciones piloto del producto “Increase”, relacionado con detecciones de aumento de la intensidad de verdor o del valor NDVI, obtenido por el sistema Terra-i fueron realizadas en diferentes zonas de Latinoamérica. Así, fueron evidente regiones de cambio rápido en su paisaje como es el caso del presente reporte en las provincias de Paita y Sullana en la región de Piura (Perú).

Estas provincias localizadas principalmente dentro del ecosistema de bosque seco de Tumbes-Piura, se caracterizan por ser de formación desértica con escasa o nula vegetación así como presencia mínima de lluvias [1]. Asimismo, el uso potencial del suelo en esta región es muy limitado y esporádico, siendo solamente favorecido el crecimiento de la vegetación en periodos de cambios abruptos del régimen de lluvias (p.e. fenómeno del Niño) [2].

No obstante, de acuerdo a detecciones de producto “Increase” de Terra-i, en esta región se ha evidenciado un aumento gradual de la vegetación a causa de intervenciones antropogénicas, específicamente debido a la inclusión de proyectos de producción de etanol a partir de cultivos de caña de azúcar (Figura 2). Así, de acuerdo a un informe reciente elaborado para FAO [1], se han identificado cerca de de 5,757 hectáreas de cultivo de caña entre los años 2009 a 2010, proyectándose a 10,000 Ha o más para los próximos años. Las empresas Caña brava y Maple, quienes mayor superficie han estado adquiriendo [3,4] en esta zona, se han destacado por la capacidad de implementar tecnologías de riego tecnificado para soportar las grandes extensiones de actividades agrícolas teniendo impactos en la presencia de la cobertura natural.

Figura 2. A la izquierda, mapa de detecciones de cambio en el uso del suelo en la region de Piura (Peru) de acuerdo al producto “Increase” del sistema Terra-i, los focos de cambio son representados por los puntos verdes claros a oscuros para el periodo de Enero 2004 a Octubre 2012. Los puntos muestreados, usados para describir el comportamiento de las series de tiempo NDVI, son señalados dentro del área de estudio simbolizados con cuadrados de color naranja y triángulos amarillos para representar la cobertura natural con y sin intervención antropogénica, respectivamente. A la derecha, fotografías de las dos áreas de mayor extensión de cultivos de caña a cargo de las empresas Caña Brava (A) y Maple (B) y de la construcción del sistema de riego tecnificado (C) utilizado por estas empresas . Fuente imagen A y C: SPDA; Imagen B: Dallas Business Journal.

Adicional a la exploración del incremento de la vegetación, se realizó un análisis e interpretación de las series temporales de NDVI usadas por Terra-i con el objetivo de evidenciar y comparar con mayor profundidad la evolución del verdor en el tiempo de la cobertura natural con o sin intervención. De esta manera, se empleó la técnica de descomposición de series temporales en tendencia y estacionalidad o en inglés “Seasonal trend decomposition by LOESS” [5, 6], permitiendo discriminar ambas situaciones mediante dos componentes resultantes, Xh y Xw.

Para ejemplificar el significado de estos conceptos en términos de comportamiento de coberturas (naturales e intervenidas), un cultivo anual (p.e. maíz) pueden presentar un valor alto de estacionalidad (Xh), ya que comienza y termina su ciclo en el transcurso de un año, y un valor de tendencia (Xw) bajo, ya que un área dedicada a la agricultura no presenta grandes oscilaciones en el tiempo, salvo eventos climáticos extremos. En su contraste, un bosque húmedo presentaría un valor muy bajo de Xh, ya que las copas de los árboles se mantienen verdes todo el año, explicando en casi un 80% por el componente tendencia (Xw).

Aplicando los anteriores conceptos para el caso de estudio, se pudo diferenciar satisfactoriamente el comportamiento de estos componentes para la áreas naturales con o sin intervención (Figura 3). Así, se detectó un fuerte comportamiento estacional (Xh) al momento en que Terra-i detectó el incremento en los valores de NDVI, característicos ante la presencia de cultivos anuales (en este caso caña de azúcar). Asimismo, el NDVI presentó una tendencia positiva (componente Xw), ya que se pasó de una situación de suelo descubierto a una de cultivo muy denso, donde el mismo aún no ha estabilizado su productividad, siendo esperable que este componente esté presente por un período de 4-5 años, hasta que las condiciones productivas sean estabilizadas. Por el contrario, el suelo descubierto presentó valores cercanos a 0 para los componentes estacionalidad (Xh) y tendencia (Xw), relacionados a valores de verdor muy bajos (NDVI ≤ 0.2).

Figura 3. Evolución del NDVI, Xh y Xw promedio para una muestra de 10 pixeles sobre la cobertura natural intervenida por cultivo tecnificado de Caña de azúcar (líneas punteadas) y su cambio abrupto en 2007 detectado por Terra-i (flecha amarilla). El comportamiento de estos componentes, usando la misma cantidad de muestra de pixeles, es mostrada sobre áreas de cobertura natural no intervenida (líneas continuas).

En conclusión, el análisis exploratorio del producto “Increase” en el área de estudio permitió identificar los cambios por aumento de vegetación. En este caso fue expuesto un cambio gradual de hábitat pasando de tierras de limitada a nula vegetación a áreas de cultivos tecnificados de caña de azúcar. En adición, el trabajo en conjunto con Pablo Vázquez, investigador visitante del INTA (Argentina), fue un primer paso para aproximarse a la clasificación de los cambios de uso de suelo que Terra-i detecta.

El equipo Terra-i invita cordialmente a sus usuarios a explorar, además del producto “Increase”, otros productos como “Decrease” y “Floods” los cuales también están disponibles para su descarga en el sitio web. Igualmente, el equipo esta interesado en conocer y brindar soporte a iniciativas de investigación por parte de usuarios que deseen profundizar el análisis de nuestros resultados. Los usuarios pueden contactarnos a nuestro correo o en la sección de contáctenos de nuestro sitio web.  

Artículo escrito por Paula Paz, Alejandro Coca, Louis Reymondin y Pablo Vázquez.                                                                                                                        

Referencias

[1] SNV. Inclusión de pequeños agricultores en la cadena productiva de caña para etanol y productiva de caña para etanol y certificación ISCC. 2011. [Online] http://www.snvworld.org/sites/www.snvworld.org/files/publications/20111017_informe_final_fao_cana_brava.pdf

[2] BISA. EIA Proyecto agroindustrial de producción de etanol automotor. 2007. [Online] http://www.maple-energy.com/downloads/ENVIRONMENT/EIAProyetanol/INFORME%20%20FINAL-EIA%20ETANOL.pdf

[3] CIPCA. Actualización del mapa regional del sector agrario en Piura. 2011. [Online] http://www.cipca.org.pe/publicaciones/Estudios%20y%20Folletos/ESTUDIO%20MAPA%20REGIONAL%20AGRARIO.pdf

[4] Revista Agro negocios Peru. Articulo “Perú tiene los proyectos de caña de azúcar con riego tecnificado más grandes del mundo” . Publicacion 2012. [Online] http://www.agronegociosperu.org/noticias/121112_n1.htm

[5] Cleveland, R. B., Cleveland, W. S., McRae, J. E., & Terpenning, I. (1990). Stl: a seasonal-trend decomposition procedure based on loess (with discussion). Journal of Official Statistics. 6: 3-73.

[6] Hua Lu, Michael R. Raupach, Tim R. McVicar and Damian J. Barrett. 2003. Decomposition of vegetation cover into woody and herbaceous components using AVHRR NDVI time series. Remote Sensing of Environment. 86: 1-18.