Estimación de la Tasa de Deforestación del Ecuador continental

Estimación de la Tasa de Deforestación del Ecuador continental
1.
Resumen
Para la generación del Mapa de Deforestación Histórica, se desarrolló una
metodología que establece los procedimientos necesarios para generar mapas de
cobertura y uso del suelo para los años de referencia 1990, 2000 y 2008. La comparación
entre los diferentes períodos estudiados permite identificar espacialmente conversiones
de bosque a otras coberturas y usos de la tierra para dos períodos de tiempo 1990 –
2000 y 2000 – 2008. Adicionalmente, la metodología incluye procedimientos de
documentación, verificación y validación que permiten evaluar la calidad de la información
generada y los datos reportados.
La implementación de la metodología mencionada permitió obtener una tasa anual de
cambio de cobertura boscosa en el Ecuador continental de -0.68 % para el período 19902000 y de -0.63% para el período 2000-2008. Esto corresponde a una deforestación anual
promedio de 74.300 ha/año y 61.800 ha/año para ambos períodos, respectivamente.
Introducción
Los datos de deforestación que hasta el momento han sido utilizados en el Ecuador provienen
de diferentes instituciones. Sin embargo, no se cuenta con documentación sobre los niveles
de incertidumbre asociados a los datos y que permita estandarizar un proceso
metodológico para su replicación futura.
Indudablemente el país cuenta con datos de deforestación, pero existen notables diferencias
entre los mismos. Por lo tanto, es de una alta necesidad de generación de información
actualizada sobre los patrones espaciales y el comportamiento de los factores de la
deforestación en el Ecuador adecuadamente documentada y con un nivel de confianza
aceptable.
Por lo mencionado y debido a que la conversión y transformación de ecosistemas naturales a
usos y cobertura del suelo antrópicos que son uno de los principales procesos de
afectación a la biodiversidad y el funcionamiento de dichos ecosistemas (MAE, 2000), el
Ministerio del Ambiente (MAE) está ejecutando el proyecto “Mapa de Deforestación Histórica
del Ecuador” cuyo objetivo principal es construir el escenario histórico de deforestación de
forma espacialmente explícita a escala nacional para los períodos 1990 – 2000 y 2000 –
2008.
Además de su valor intrínseco para proporcionar información clave para la planificación y
gestión territorial, el mencionado proyecto es un componente importante para implementar
actividades de Reducción de Emisiones de Gases de Efecto
Invernadero Debidas a
Deforestación y Degradación (REDD), en donde se busca obtener recursos financieros del
mercado de carbono y otro tipo de fondos que permitan apoyar iniciativas sustentables de
uso y gestión del territorio.
2.
Métodos
2.1 Fuente y cobertura de datos
El proyecto Mapa de Deforestación Histórica ha utilizado imágenes LANDSAT y ASTER con la
menor cobertura de nubes posible, para generar mapas de deforestación para los
períodos 1990 – 2000 y 2000 – 20081. En las regiones donde el país tiene ecosistemas de
bosque que presentan importantes variaciones fenológicas, se tiene imágenes de la época
seca y húmeda (dependiendo de la disponibilidad de las imágenes). Además, se cuenta con
imágenes LANDSAT ETM+ sometidas a procesos de relleno de vacíos de información
(Peralvo y Moncayo, 2010) con el fin de maximizar la cobertura de imágenes para el
Ecuador continental (Figura 1).
Después del pre-procesamiento de cada imagen, se determinó que los porcentajes del país
con información libre de nubes fueron 84%, 88% y 74% para los años 1990, 2000 y 2008,
respectivamente. Los porcentajes mencionados anteriormente fueron obtenidos
excluyendo las zonas de nubosidad en el país y sin cobertura de imágenes satelitales.
a)
1
b)
Los años de referencia han sido recomendados de forma general para proveer un período temporal de
análisis que permita caracterizar de forma adecuada tendencias históricas recientes de deforestación (GOFC
– GOLD, 2009).
c)
d)
Figura 1. Mosaico de imágenes por año de referencia: a) 1990 (LANDSAT), b) 2000 (LANDSAT), c)
2008 (LANDSAT) y d) 2008 (ASTER).
2.2 Metodología en un breve resumen2
La clasificación de uso y cobertura del suelo se realiza de forma independiente para cada
año de referencia (1990, 2000 y 2008). La fecha efectiva de las imágenes utilizadas puede
corresponder a años anteriores o subsiguientes a la referencia de acuerdo a la
disponibilidad de imágenes sin cobertura de nubes.
La leyenda usada es jerárquica (anidada) donde el nivel superior corresponde a las seis
clases de uso y cobertura definidas por el Panel Inter – gubernamental de Cambio
Climático (IPCC, por sus siglas en Inglés) en el 2006 y los niveles inferiores están definidos
de acuerdo a la factibilidad de su detección utilizando las imágenes satelitales. Es
importante mencionar que en el presente análisis los mapas generados representan
únicamente las seis clases definidas para el Nivel 1 por el IPCC3.
Las imágenes utilizadas para la generación de información fueron pre-procesadas4.
Posterior a este paso se realizó la clasificación de las imágenes, la cual integra procesos
automáticos y visuales.
El Ecuador para este trabajo fue divido en seis regiones (Figura 2) de esta manera se
representan mejor los gradientes ambientales muy pronunciados que generan paisajes
altamente heterogéneos tanto en la estructura y distribución de ecosistemas naturales
como sistemas productivos humanos.
2
La descripción completa de la metodología aplicada en este proyecto consta en Peralvo y Delgado (2010).
Las clases del Nivel 1 del IPCC son: 1) bosques, 2) áreas agrícolas, 3) vegetación arbustiva y herbácea, 4)
humedales, 5) zonas urbanas, 6) otras áreas.
4
El pre – procesamiento incluye un proceso de ortorectificación de las imágenes y adicionalmente, las áreas
de nubes son interpretadas y removidas de forma visual.
3
Figura 2. Subregiones del Ecuador continental.
El primer proceso es el de segmentación, este establece regiones homogéneas (polígonos)
dentro de la imagen, cada segmento o polígono es clasificado de acuerdo a un método no
supervisado5, el cual clasifica los segmentos en base a sus clases espectrales6. Estas clases se
asignan a clases temáticas de la leyenda, es decir las clases ya definidas para el análisis, en
este caso las seis clases temáticas del IPCC. Finalmente, los mapas se revisan y editan
visualmente para resolver problemas de mezcla espectral o mezcla entre clases temáticas.
La incertidumbre asociada a los mapas de uso y cobertura se cuantificó mediante la
combinación de distintas estrategias (p.ej. trabajo de campo, uso de imágenes de referencia)
de acuerdo al contexto de accesibilidad existente en distintas regiones del Ecuador. Esta
incertidumbre está representada por medio del índice estadístico Kappa, el cual evalúa si la
clasificación ha discriminado las categorías de interés con exactitud. Un valor Kappa igual a 1
indica un acuerdo pleno entre la realidad y el mapa, mientras un valor cercano a 0 sugiere que
el acuerdo observado es puramente debido al azar. El índice Kappa a nivel nacional es de
aproximadamente 0.7 para las épocas del 1990, 2000 y 2008.
Las áreas donde ha ocurrido conversión de la cobertura boscosa se identifican comparando
pares consecutivos de mapas de uso y cobertura para generar dos mapas de cambio: 1990 2000 y 2000 - 2008. Posteriormente se generan las matrices de cambio, las mismas que fueron
ajustadas linealmente (interpoladas o extrapoladas) a los períodos de referencia: 1 de enero
5
Este método de clasificación define las clases espectrales presentes en la imagen sin ningún conocimiento
previo del área de estudio.
6
Es una medida cuantitativa que define las propiedades de respuesta de una cobertura u objeto en una o
varias porciones del espectro electromagnético del sol.
1990 al 1 de enero 2000 y 1 de enero 2000 al 1 de enero 2008. Con estas fechas de referencia
se calcularon distintas métricas de deforestación. La primera corresponde a la deforestación
total anual promedio para un período determinado, definida como:
(1)
Donde A2 y A1 son las áreas de bosque en la fecha final (t2) e inicial (t1), respectivamente
(Puyravaud, 2003). Adicionalmente, se realizó el cálculo de la tasa de cambio anual, que se
obtiene por medio de la comparación del área cubierta por bosque en la misma región en
dos épocas diferentes. La fórmula empleada en el presente estudio (Eq. 2) resulta en una
tasa porcentual anual, usada frecuentemente para cálculos de esta índole (Puyravaud,
2003).
(2)
Donde A1, A2, t1, t2 se definen como en la Eq. 1.
Durante la ejecución del proyecto se implementó un proceso de evaluación y control de
calidad en todos los componentes de la metodología con el objeto de disminuir la
incidencia de errores y promover la consistencia temática de la línea base de
deforestación. Se utilizó un proceso de manejo de información a través de bases de datos
relacionales que permite sistematizar las fuentes de datos utilizados y los resultados
obtenidos; adicionalmente que permite documentar toda la implementación de la
metodología. Es importante resaltar que se adicionalmente se realizó trabajo de campo
para obtener puntos de calibración para la producción del mapa.
3. Resultados
Los mapas de uso y cobertura del suelo del Ecuador continental de los años 1990, 2000 y
2008 (Figura 3) son uno de los resultados del estudio realizado, en donde se encuentran
representadas las seis clases del IPCC, las cuales esencialmente muestran la presencia de
cobertura de bosque y no bosque.
a)
b)
c)
Figura 3: a) Mapa de uso y cobertura del suelo de 1990, b) Mapa de uso y cobertura del suelo
del 2000 y c) Mapa de uso y cobertura del suelo del 2008.
Los resultados de la deforestación anual promedio (Eq. 1) para las seis regiones y a nivel
nacional se presentan en Tabla 1, expresados en número de hectáreas por año.
Tabla 1: Tasas estimadas de deforestación en las seis regiones y a nivel nacional expresadas en
hectáreas por año, los valores negativos representan cambio de otras coberturas de suelo hacia
bosque.
Región
Amazonía
Vertiente Oriental
Andina
Vertiente
Occidental Andina
Valles Interandinos
Costa
Andes del Sur
Nivel Nacional
Deforestación anual
promedio 19902000 (ha/año)
17614.6
12089.9
Deforestación anual
promedio 20002008 (ha/año)
19778.6
-1161.0
7735.6
7574.8
3783.7
3799.8
5914.4
74330.9
5123.3
13439.9
17008.9
61764.5
La tasa anual de cambio q en el Ecuador continental (Eq. 2) es de -0.68 % para el período
1990-2000 y de -0.63% para el período 2000-20087.
Se debe enfatizar que estos datos pueden cambiar ya que los mapas se encuentran en un
proceso de mejoramiento continuo, el cual permitirá cubrir los vacíos de información por
cobertura de nubes y además un mejor detalle en el mapa, que se obtendrá con la
interpretación del Nivel II de la leyenda.
Discusión
Como se menciona anteriormente, el Ecuador cuenta con varios reportes donde se
presentan tasas estimadas de deforestación emitidas por distintas instituciones y
utilizando distintos procedimientos metodológicos y métricos de deforestación. Esto tiene
implicaciones importantes para la gestión pública de los recursos naturales en el país. Por
ejemplo, es difícil establecer metas y objetivos claros de gestión al no contar con datos
sistemáticos y bien documentados sobre dinámicas de deforestación en el Ecuador.
Con el fin de comparar las tasas obtenidas en este estudio con las obtenidas por el
CLIRSEN, se aplicó una fórmula para calcular la deforestación anual porcentual (P)
utilizada para reportar deforestación en Sánchez (2003):
(3)
Donde A1, A2, t1, t2 se definen como en la Eq. 1. Los valores se comparan en la Tabla 2.
7
Puyravaud (2003) sugiere el uso del índice r calculado como
. Con este índice, la tasa
anual de cambio es de -0.69% para el periodo 1990-2000 y- 0.63% para el periodo 2000-2008.
Tabla 2: Cálculo de la tasa de deforestación acorde a P y q para la década de los 90s.
Fuente
A1
A2
P
q
MAE
11217662.8
10474353.6
-0.663
-0.68
CLIRSEN
13462654
11679822
-1.471
-1.56
Se puede observar que las medidas de deforestación en el Ecuador del presente estudio
difieren considerablemente de las reportadas en 2003 por el CLIRSEN. Esto se debe
principalmente a la discrepancia en datos y métodos que tiene ambos estudios.
Adicionalmente, los datos muestran (Figura 4 y Figura 5), que la región que más
deforestación registra en los dos períodos de tiempo analizados es la Amazonía seguida
por la Costa.
Figura 4: Patrones espaciales de deforestación expresadas en hectáreas por año de el Ecuador
continental.
Figura 5: Focos de deforestación en el Ecuador Continental.
4.
•
•
•
•
Conclusiones y recomendaciones
Los resultados presentados forman parte de un proceso en marcha cuyo fin es representar de
forma adecuada los procesos de deforestación a nivel nacional para los años de
referencia seleccionados. Así por ejemplo, se iniciara el relleno de vacíos de información
utilizando otras fuentes de imágenes como por ejemplo RADAR.
Se requiere determinar con precisión otras variables que generan deforestación y cuya
importancia será cuantificada para obtener estimados más precisos de deforestación. Por
ejemplo, en la región Amazónica, algunos cauces de ríos cambian significativamente en el
tiempo generando dinámicas naturales de reemplazo de la cobertura boscosa.
Adicionalmente resulta necesario profundizar los resultados obtenidos, mediante el registro
de niveles más detallados en la leyenda (Nivel II), que inclusive son sumamente funcionales
e importantes para la estrategia REDD que está llevando a cabo el Ministerio del Ambiente.
Con los datos de deforestación del presente estudio, se pueden generar varios análisis de
cobertura y uso de suelo del Ecuador continental, que ayuden a la toma de decisiones a las
autoridades pertinentes. Se recomienda institucionalizar un sistema de monitoreo de
dinámicas de cambio de uso y cobertura de la tierra al interior del MAE que permita generar
datos de deforestación de forma sistemática en el futuro.
5.
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