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Introducción
En Colombia, el proceso de desertificación se ha hecho evidente en zonas que antes estaban cubiertas de vegetación y presentaban alta productividad agrícola, como Villa de Leyva en el departamento de Boyacá, la cuenca alta del río Chicamocha, la Sabana de Bogotá, la región del Patía y el área de influencia del desierto de la Tatacoa (MAVDT 2005). En estas zonas se espera una pérdida mayor de materia orgánica y una posterior mineralización de los suelos en los ecosistemas secos con respecto a los húmedos (IDEAM et ál. 2002).
Dentro de los ecosistemas secos se encuentra el desierto de La Tatacoa (Figueroa-C. y Galeano 2007), el cual presenta fuertes procesos erosivos que muestran una tendencia a la desertificación y que son atribuidos a factores como las intensas precipitaciones concentradas en pocos días durante el año, los desplazamientos de masas de aire seco y los suelos bastante erodables. Por otro lado, factores antrópicos, como la destinación de suelos a la producción intensiva de rumiantes, limitan el desarrollo de la cobertura vegetal y aceleran el proceso de desertificación haciendo más vulnerables los suelos (Olaya Amaya, Sánchez Ramírez y Acebedo 2001).
De este modo, el proceso de desertificación y la pérdida del recurso del suelo responden a relaciones multicausales complejas de carácter biótico, biofísico y social (Abraham 2003; Abraham, Fusari y Salomón 2005). No obstante, aunque la teledetección nos permite acercarnos al análisis y cuantificación del comportamiento espacial del fenómeno de desertificación a escala general, ahondar en la comprensión de sus factores causales determinantes es una tarea que dejaremos para investigaciones posteriores; en este estudio nos concentramos en el potencial de las herramientas de la teledetección para el análisis de la dinámica espaciotemporal de paisajes con tendencia a la desertificación. La teledetección aumenta la capacidad para seguir procesos ambientales dinámicos, porque gracias a la tecnología satelital es posible obtener datos sobre el planeta Tierra desde una órbita estable y repetitiva (Chuvieco 1998; Johnson 1990), lo que permite detectar cambios en la cobertura del suelo en ecosistemas áridos vulnerables principalmente a causa de actividades humanas (Flórez Sánchez y Yool 2007).
De manera que la teledetección y los sistemas de información geográfica -en adelante, SIG- han sido usados en diversos estudios vinculados con la variación espaciotemporal del paisaje (Carlotto 1997; Coppin y Bauer 1996; Jianya et ál. 2008; Lu, Brondízio y Moran 2004; Renolen 1997; Singh 1989; Turner 1990) y en estudios sobre cambio climático, deforestación y desertificación (Johnson 1990; Marín Valencia et ál. 2018). Estas aplicaciones han sido posibles en virtud de la amplia disponibilidad de imágenes pasadas y presentes, provenientes de sensores remotos, que han permitido analizar los cambios en elementos ambientales y el impacto de las actividades humanas a través de las décadas (Jianya et ál. 2008). Otros análisis espaciotemporal son descritos en Siabato et ál. (2018).
El uso de imágenes Landsat para comparar imágenes clasificadas es una de las técnicas de detección de cambios más utilizadas para evaluar la dinámica del proceso de desertificación (Flores Sánchez y Yool 2007; Hadeel, Jabbar y Chen 2010a, 2010b, 2011; Joseph, Gbenga y Langyit 2018; Liang et ál. 2010; Tsuchiya et ál. 2010; Xu et ál. 2009; Zhenqi, Xianlei y Danqing 2008). Aunque en Colombia se han realizado estudios de dinámica espaciotemporal a partir de imágenes de sensores remotos (Armenteras, Gast y Villareal 2003; Etter et ál. 2005, 2006; Salvatierra y Pérez 1997; Sánchez-Cuervo et ál. 2012; Santana y Salas 2007), los estudios sobre la dinámica de coberturas en el desierto de La Tatacoa son escasos (Hermelin 2016; Imbol 2014; Ortiz Palma y Mayor Polania 2013), en especial los estudios de cuantificación del proceso de desertificación o recuperación natural de coberturas con SIG e imágenes satelitales, que aporten cifras donde se muestre el cambio de cobertura en el tiempo; solamente se cuenta con un estudio de cuantificación de desertificación en la región de La Tatacoa para el periodo 1975-1993 (Ortiz Palma y Mayor Polania 2013).
Ahora bien, dada la necesidad de cuantificar la desertificación y la dinámica de la cobertura, para el desarrollo de este estudio nos propusimos los siguientes objetivos: 1) Evaluar la estabilidad de las coberturas del suelo en el enclave seco de la Tatacoa, y 2) Identificar las áreas donde se hace evidente la pérdida o recuperación de vegetación natural y su variación espacial en el tiempo. Mediante estos objetivos pretendemos contribuir al conocimiento cuantitativo de la dinámica del proceso de desertificación en el enclave seco de la Tatacoa y su área de influencia en un periodo de 23 años, considerando datos de los años 1987, 2001 y 2010, con el fin de brindar indicadores de dinámica de áreas reales de cobertura, que aporten a la formulación de estrategias y a la toma de decisiones de manejo y recuperación para mitigar el proceso de desertificación en esta zona.
Materiales y métodos
Área de estudio
El área de estudio corresponde al desierto de La Tatacoa y su zona de influencia, propuesta en el plan de manejo de La Tatacoa (Figueroa-C. y Galeano 2007; Gobernación del Huila, CAM y Universidad Surcolombiana 2010, 2015). Esta área tiene una extensión aproximada de 56.560 ha, 90% en el municipio de Villavieja y 10% en Baraya. Se ubica al norte del departamento del Huila (Colombia), y está enmarcada en el sistema de referencia MAGNA-SIRGAS, Colombia Bogotá (EPSG: 3116): Min X 870.833 - Min Y 838.511 y Max X 896.746 - Max Y 871.723 (figura 1).
Datos: imagen Landsat TM5, composición RGB 321, enero de 2010 (MASA - USGS 2010); límite del área natural protegida del desierto de La Tatacoa (Gobernación del Huila, CAM y Universidad Surcolombiana 2010).
Figura 1 Ubicación de la zona de estudio: área natural protegida del desierto de La Tatacoa.
La zona de vida corresponde a bosque seco tropical (bs-T) y bosque muy seco tropical (bms-T), con provincias subhúmedas y semiáridas, respectivamente. La elevación promedio es de 350 m.s.n.m. y hacia la parte noreste, puede alcanzar 1.000 m.s.n.m.; la temperatura media de 28 °C y la precipitación anual de 1.190 mm distribuidos en dos temporadas de lluvias, febrero-mayo y octubre-diciembre (Olaya Amaya, Sánchez Ramírez y Acebedo 2001). El área no se considera propiamente un desierto sino una zona árida (Hermelin 2016), tal como lo muestra su índice de aridez que se ubica entre 30 y 40 (Ortiz Palma y Mayor Polania 2013).
Selección de imágenes e información auxiliar
Para llevar a cabo la selección de las imágenes, tuvimos en cuenta tres criterios: 1) que fueran de libre acceso y amplia oferta temporal; 2) que correspondieran a la misma época del año, lo cual es crucial en los análisis multianuales (Chuvieco 2010; Coppin et ál. 2004) y 3) que presentaran una amplia visión de la zona de estudio y estuvieran libres de nubes. A partir de los criterios de selección obtuvimos mediante el servidor GloVis (USGS 2017), tres imágenes del satélite Landsat (NASA - USGS 2010), sensor TM5, PAT/ROW 008-058, de 8 febrero de 1987, 14 de febrero de 2001 y 22 de enero de 2010, con seis bandas espectrales (no se consideró la banda 6, termal) y tamaño de píxel de 30 m. Las imágenes cubren un intervalo de 23 años de la primera época seca del año en la región de La Tatacoa, correspondiente a los meses de enero y febrero, con un promedio de precipitación mensual multianual de 73 y 85 mm, respectivamente. Los datos auxiliares incluyen una cartografía base en formato vectorial de drenajes, vías y centros poblados, a escala 1:25.000 de los municipios de Villavieja y Baraya, elaborada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IDEAM 2010). También se consideró una cartografía de conflictos de uso del suelo, unidades de manejo y cuencas hidrográficas (Gobernación del Huila, CAM y Universidad Surcolombiana 2010).
Pre-procesamiento
En primer lugar, se cambiaron los niveles digitales -en adelante, ND- de las imágenes que no sean producto de cambios reales en la cubierta. Esto implica asegurar que, en cada caso, los pixeles de las imágenes estén situados en la misma zona y que la variable que se esté comparando se refiera a la misma escala de medida (Chuvieco 2010; Jianya et ál. 2008; Lu et ál. 2004; Song et ál. 2001), ya que para ejecutar una comparación temporal se debe llevar a cabo tanto una corrección geométrica como radiométrica, las cuales tienen como fin, homogenizar en los niveles espacial y temporal la información de las imágenes (Coppin y Bauer 1996).
Corrección geométrica
Se utilizó el sistema de referencia MAGNA-SIRGAS, Colombia Bogotá (EPSG: 3116). En la primera etapa se recolectaron, a partir de Global Navigation Satellite Systems -en adelante, GNSS-, 18 puntos de control en campo, bifurcaciones e intersecciones de vías y puentes sobre drenajes, que se combinaron con puntos comunes en la imagen de 2010 y en el mapa de drenajes. En total, se localizaron 102 puntos de control terrestre en la imagen de 2010. Posteriormente, se ajustaron los valores de las coordenadas al sistema de referencia mapa-imagen, usando el cálculo de polinomios de primer grado. A continuación, se transfirieron los ND a las coordenadas cartográficas establecidas, para lo cual se eligió el método del vecino más próximo que supone menor transformación de los ND originales (Chuvieco 2010). Una vez finalizada la corrección geométrica de la imagen de 2010, que arrojó un tamaño de píxel de 29,98 m, se corrigieron geométricamente las imágenes de 1987 y 2001 con 105 y 104 puntos, respectivamente, utilizando el mismo método. La exactitud general de la corrección geométrica se obtuvo a partir del “error medio cuadrático” o valor Sigma.
Corrección atmosférica
Se pretende convertir los ND de cada pixel a valores de reflectividad, una variable física dada por la relación entre la energía reflejada e incidente (Chuvieco 2010). Este procedimiento consiste en convertir los ND a valores de radiancia, a partir de coeficientes de calibración del sensor registrado (Chander y Markham 2003), para, posteriormente, estimar los valores de reflectividad aparente, con base en la información de las condiciones de adquisición de la imagen, como la fecha de adquisición, el ángulo cenital y la irradiancia solar.
Sin embargo, para conocer la reflectividad real de la cubierta sin el sesgo ocasionado por aspectos atmosféricos, es preciso considerar en el cálculo la transmisividad de la atmosfera (descendente y ascendente) y la radiancia atmosférica debida a la dispersión, lo cual se realiza según el método de Gilabert, Conese, y Maselli (1994), y, teniendo en cuenta el día en el calendario juliano y el seno, se asume que toma los valores del ángulo en radianes (Chuvieco 2010). Los detalles del procesamiento de esta corrección y los valores hallados para esta se detallan con todas las constantes y cálculos matemáticos en Rojas-Marín (2013).
Clasificación digital de las imágenes
La cobertura de la zona de estudio consta principalmente de siete clases generales que pertenecen al tercer nivel de la nomenclatura del sistema de clasificación Corine Land Cover, adaptada para Colombia-CLC Colombia (IDEAM 2010). Estas siete clases son: tierras desnudas o degradadas, pastos naturales, tejido urbano continuo, mosaico de cultivos, ríos, bosque natural fragmentado, y arbustos y matorrales. Para este estudio, las categorías bosque natural fragmentado y arbustos y matorrales se consideran una sola categoría, debido a que el objetivo es evaluar la dinámica de la vegetación natural de manera general y no en el caso particular de estas dos clases.
De igual manera, la categoría de pastos naturales fue incluida en tierras desnudas o degradadas porque estas dos categorías se encuentran asociadas espacialmente, ya que las áreas de pastos en esta zona son producto de procesos de degradación o sabanización (Gobernación del Huila, CAM y Universidad Surcolombiana 2010). Asimismo, en comparación con las demás categorías, pastos naturales es poco diferenciable de los suelos desnudos o degradados, debido a que, en la zona, este tipo de vegetación se hace evidente de manera esporádica en las temporadas de lluvia, pero, una vez estas han finalizado, se seca rápidamente o es consumida por rumiantes, de manera que, la mayor parte del año el suelo permanece descubierto o con muy poca vegetación.
Se seleccionaron áreas de entrenamiento de cada clase para llevar a cabo la clasificación digital de las imágenes, mediante el método supervisado (Chuvieco 2010). Antes de realizar la clasificación digital, se hizo un análisis de las signaturas espectrales de las bandas, a partir de las áreas de entrenamiento para cada una de las clases, teniendo como referencia la imagen de 2010, con el fin de explorar la separabilidad real de las categorías seleccionadas y evaluar si esas categorías podían clasificarse sin error. Posteriormente, se optó por realizar máscaras por interpretación visual, digitalizando en pantalla las categorías ríos, cultivos y centros poblados, las cuales son distinguibles visualmente en la composición de color 7-4-3.
Para el proceso de asignación o clasificación automática, se utilizó la función probabilística de máxima verosimilitud, que, según Chuvieco (2010), es la más empleada en teledetección, por su robustez y por ajustarse con mayor rigor a la disposición original de los datos. Así mismo, por la presencia de una pequeña cantidad de nubes en las imágenes de 1987 y 2001 que cubrían parte del área de estudio en un 3,3 y 1,6%, respectivamente, se realizaron máscaras por interpretación visual en las bandas 1 y 7 de cada escena, con el fin de eliminarlas del posterior análisis. El proceso automático de clasificación se realizó únicamente para las categorías suelo desnudo y vegetación natural, y al producto se le añadieron las máscaras de las otras coberturas y las nubes. Por último, la confiabilidad de la clasificación automática fue analizada mediante una matriz de confusión, la cual se construyó mediante un listado de 25 puntos de verificación, para los que se conocía la cobertura real tomada con SS en campo y la deducida por la clasificación. A partir de la matriz de confusión, se calculó el índice Kappa (k), que mide la diferencia entre el acuerdo mapa-realidad observado y el que cabría esperar simplemente por azar (Chuvieco 2010).
Análisis multitemporal
A partir de la superposición de los mapas de cobertura de cada fecha, se construyeron tres matrices de transición multitemporales para los intervalos 1987-2001, 2001-2010 y 1987-2010. En la diagonal de estas matrices aparecen las áreas estables, mientras los cambios se detectan en el resto de las celdas. El grado de cambio entre fechas fue medido luego con el índice Kappa (k) (para una revisión de métodos, ver Congalton 1991), que permite medir el acuerdo entre filas y columnas. De acuerdo con este índice, entre más alto sea el valor, mayor es la estabilidad (Chuvieco 2010). El pre-procesamiento, el procesamiento, el análisis de las imágenes, la estructuración de las bases de datos geográficas, y su posterior análisis y modelización, se llevaron a cabo en el software ILWIS 3.3 (ITC 2005).
Resultados
Correcciones y clasificación de coberturas
Los valores de corrección geométrica fueron de 0,335, 0,478 y 0,421 pixeles para las imágenes de 1987, 2001 y 2010, respectivamente, con errores de 10,04, 14,33 y 12,62 m. Los valores medios de las tendencias espectrales presentan un comportamiento similar en cada tipo de cobertura, tejido urbano, mosaico de cultivos, tierras desnudas o degradadas y ríos (figura 2). Los ríos se diferencian de las demás en los valores que corresponden a las bandas del infrarrojo. Únicamente la vegetación natural mostró diferencias en los valores medios con respecto a las otras categorías (tabla 1).
Tabla 1 Valores promedios (() y desviación estándar (() de porcentaje de reflectividad de las áreas de entrenamiento por categoría
En 23 de 25 puntos de referencia se produce un acuerdo entre las dos fuentes, que se traduce en una fiabilidad global de la clasificación del 92%. La confusión entre coberturas se registra en puntos de vegetación natural -en adelante, Vn- que fueron incluidos como tierras desnudas o degradas. Lo que significa que 9 de cada 10 zonas clasificadas como vegetación natural realmente lo son. La exactitud del usuario es de un 87% y el error por comisión es del 13%. Por otro lado, el 100% de los puntos de tierras desnudas o degradadas (Tdd) fue incluido en la clasificación, es decir, el error por comisión es del 0%. Mientras que, para la Vn, el error por omisión es del 17% y la exactitud del productor es del 83%. En general, para toda la clasificación el índice Kappa es de 0,84 (tabla 2).
Cambios de cobertura del suelo en los años de estudio
Durante los tres periodos evaluados, la clase predominante en La Tatacoa, es tierras desnudas o degradadas, con un 57,81, 53,0 y 49,53% en 1987, 2001 y 2010, respectivamente. Seguida por vegetación natural con 34,28, 36,19 y 39,58%. A su vez, mosaico de cultivos ocupa el tercer lugar con 6,38, 9,28 y 9,4%. Los ríos se encuentran en el cuarto lugar con 1,29, 1,28 y 1,24% y tejido urbano ocupó el último lugar con 0,24, 0,25 y 0,26% (tabla 3 y figura 3).
Tabla 3 Área total y porcentaje de ocupación de cada clase de cobertura del suelo en La Tatacoa, en los años 1987, 2001 y 2010
En cuanto a la variación espacial de las coberturas durante el periodo analizado, la mayor variación negativa es la de tierras desnudas o degradadas, con una fluctuación de -14,32%, es decir, la categoría perdió 4.466,86 ha en el intervalo de 1987 a 2010. La variación más significativa de este periodo corresponde al intervalo que va de 1987 a 2001, con un descenso del 8,32%.
Entre 1987 y 2010, la vegetación natural aumento el 15,43%, cifra equivalente a 2.854,32 ha. Entre 2001 y 2010 aumentó 1.826,9 ha (9,36%). Un 3,66%, es decir 25,44 ha, de los ríos se transformaron principalmente en vegetación natural, El mayor cambio tuvo lugar en el periodo 2001-2010 con un 3,32%. La categoría tejido urbano ha incrementado un 8,59% durante los 23 años de estudio y el mayor incremento de tejido urbano tuvo lugar durante los años 1987 y 2001, con un 6.62% (tabla 4).
En el periodo de tiempo estudiado, la variación de coberturas más importante la presentó la categoría mosaico de cultivos, con un total de 1.627,32 ha para un 47,27% de incremento. Esta variación ocurrió en su mayor parte durante los años que van de 1987 a 2001, intervalo en el cual los cultivos incrementaron un 45,36% (figura 4).
En cuanto a la categoría que muestra la dinámica de la desertificación, se aprecia que las áreas estables de las tierras desnudas o degradadas se ubican principalmente en el centro y en el sur del área de estudio (figura 5, anexos 1 y 2). La mayor dinámica de esta cobertura se encuentra en las zonas limítrofes, especialmente en el occidente en límites con el río Magdalena, al norte con el municipio de Natagaima y al oriente en límites con Baraya, en donde se hace más evidente la disminución de esta categoría.
Las áreas de vegetación natural más estables se aprecian principalmente en la zona norte en los límites de Villavieja con los municipios de Natagaima, en el nororiente con el municipio de Alpujarra y al oriente en límites con Baraya en la región que corresponde a la formación montañosa denominada Cuchilla del Salteren que es compartida con el municipio de Baraya (figura 6). En estas zonas se aprecia también la mayor variación positiva de la categoría y la variación negativa se halla especialmente en la región adyacente al río Magdalena y las áreas que corresponden a las veredas La Victoria, en el norte, y La Chivera, en el sur.
Dinámica de cambios del periodo 1987-2001
La mayor transición que tuvo lugar durante este periodo es de tierras desnudas o degradadas a vegetación natural, con 5.080,68 ha. La transformación de vegetación natural a tierras desnudas o degradadas con 3.307,71 ha está en el segundo lugar. La ganancia de la clase mosaico de cultivos se dio por la transición a vegetación natural y tierras desnudas o degradadas con 839,65 y 792,63 ha, respectivamente. La clase ríos, por su parte, muestra una pérdida de 109,22 ha que se transformó en vegetación natural y 21,58 ha a mosaico de cultivos. Por último, la clase tejido urbano se incrementó a partir de las tierras desnudas o degradadas por 7,19 ha y la vegetación natural por 1,62 ha (tabla 5).
Dinámica de cambios del periodo 2001-2010
En este periodo continúa la tendencia observada de 1987 a 2001: nuevamente, hubo una mayor transición de las tierras desnudas o degradas a la vegetación natural con 4.344,32 ha. La transición de la vegetación natural a las tierras desnudas o degradadas, con 2.611,36 ha, constituye la segunda mayor. La clase mosaico de cultivos se incrementó a partir de la vegetación natural en 541,91 ha, pero, en este mismo periodo, perdió, respecto de esta misma clase, 620,57 ha, y de la clase tierras desnudas o degradadas ganó 479,7 ha, pero disminuyó 317,79 ha. Por otro lado, los ríos ganan hectáreas de la clase vegetación natural (110,57 ha), tierras desnudas o degradadas (21,76 ha) y mosaico de cultivos (27,69 ha); no obstante, las hectáreas perdidas con estas mismas clases superan las ganadas con 127,3, 45,58 y 10,16 ha, respectivamente (tabla 6).
Dinámica de cambios en el periodo 1987-2010
De manera general, en este periodo se observan todas las transiciones ocurridas en La Tatacoa en un periodo de 23 años. La mayor transición se dio de tierras desnudas o degradadas a vegetación natural con 5.451,15 ha, seguida por la transición inversa entre estas dos mismas categorías, con 1.938,74 ha. Otras transiciones importantes se presentan desde tierras desnudas o degradadas y vegetación natural a la categoría mosaico de cultivos, con 1.048,84 y 915,43 ha, respectivamente. En la clase ríos se presentan transiciones importantes, de esta categoría, 146,8 ha pasaron a ser vegetación natural, 36,59 ha cambiaron a tierras desnudas o degradadas y 10,97 ha a mosaico de cultivos. En cuanto a la cantidad de hectáreas ganadas, menor que las perdidas, 97,18 ha de vegetación natural, 54,57 ha de tierras desnudas o degradadas y 16,81 ha de mosaico de cultivos se transformaron en ríos (tabla 7).
Discusión
Correcciones y clasificación de coberturas
Los valores de corrección geométrica presentan una aceptable confiabilidad del ajuste geométrico, ya que se considera un error tolerable si los valores Sigma son inferiores a 1 pixel (ITC 2001). En términos generales, los valores de la desviación estándar son bajos para todos los tipos de cobertura, lo que indica cierto grado de homogeneidad para los valores de cada categoría. Son más bajos en las primeras tres bandas espectrales y se incrementan en las que corresponden a la región del infrarrojo.
Las categorías tierra desnuda o degradada, tejido urbano, mosaico de cultivos y ríos exhiben líneas paralelas cercanas en las primeras tres bandas, y adquieren una tendencia diferente en el caso de los ríos, en las bandas del infrarrojo, mientras que las tierras desnudas, el tejido urbano y el mosaico de cultivos continúan presentando un comportamiento equivalente, hasta las bandas 5 y 7, en donde se presenta una diferencia en la categoría tejido urbano con respecto a mosaico de cultivos y tierras desnudas o degradadas. La similitud en las tendencias de estas categorías comprueba el riesgo de confusión entre ellas durante el proceso de clasificación automática (figura 2). Por otro lado, las intersecciones y la disimilitud entre la línea de la categoría vegetación natural y las demás manifiestan la probabilidad de separar esa clase. El valor de índice k para la matriz de confusión entre vegetación natural y tierras desnudas o degradas fue de 0,84 (tabla 2). Un valor de k igual a 1 indica un acuerdo pleno entre la realidad y el mapa, mientras que un valor cercano a 0 sugiere que el acuerdo es puramente debido al azar (Chuvieco 2010). El valor obtenido indica que la clasificación es un 84% mejor de lo se puede esperar por azar.
Cambios de cobertura del suelo en los años de estudio
Los porcentajes de cobertura del suelo obtenidos con el mapa del plan de manejo elaborado por la Gobernación del Huila, CAM y Universidad Surcolombiana (2010), que, a partir de una imagen Landsat del 2000, muestran que las categorías equivalentes a tierras desnudas o degradadas ocupan el 59,2%, bosques y rastrojos o matorrales ocupan el 30,6%, mosaico de cultivos 8,9%, ríos 0,96% y tejido urbano 0,29%, son similares a los obtenidos en la clasificación de la imagen del 2001 realizada en este estudio, lo que coincide con Ortiz Palma y Mayor Polania (2013) con respecto a lo reportado para 1975 en cuanto a pastos y áreas de suelo desnudo, pero difiere con relación a bosques y matorrales, sobre los cuales, los autores reportan para ese año 26,3%. En este sentido los porcentajes guardan similitud con los presentados en el Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio de Villavieja (Alcaldía de Villavieja 1999), según el cual las zonas de cultivos ocupan el 10% del área total del municipio (670 km2), los bosques y rastrojos o matorrales el 35% del total; los pastos el 45% y el 10% las construcciones urbanas. En el documento recién citado, la categoría suelos desnudos o degradados se encuentra incluida en la de pastos, tal como se procedió en este estudio.
El hecho de que las variaciones más importantes en las categorías tierras desnudas o degradadas, mosaico de cultivos y tejido urbano se presentaran durante el periodo comprendido entre 1987 y 2001 puede deberse a que durante 1996 se revivió el proyecto de riego Cabrera - Tres Pasos, destinado a irrigar unas 5.000 ha en las zonas de Doche, cuenca baja del río Villavieja y valles inferiores de las quebradas Las Lajas, La Tatacoa y La Arenosa (Olaya Amaya, Sánchez Ramírez y Acebedo 2001).
Si bien muestra una recuperación del 26,86%, durante el periodo 1987-2001, la clase vegetación natural presenta pérdidas del 22,8%. De este porcentaje, el 17,88% estaba constituido por hectáreas que pasaron a la clase tierras desnudas o degradadas, lo que evidencia que a pesar de la recuperación en algunas zonas, en otras continúa degradándose la vegetación. Ortiz Palma y Mayor Polania (2013) reportan para el periodo 1975-1993 una tendencia media alta a aumentar la ocupación de suelo expuesto y pasto natural, áreas que en este estudio también se destacan por su tendencia a la degradación.
Durante el periodo que va de 2001 a 2010, la vegetación natural se recuperó un 23,85%, pero, al igual que en el intervalo de 1987 a 2001, mostró, si bien en menor proporción, pérdidas del 16,72%, de las cuales el 13,37% corresponde a áreas que pasaron a ser tierras desnudas o degradadas, mostrando así, nuevamente, la tendencia a recuperar áreas de vegetación natural. Durante el intervalo de 23 años, la vegetación natural se recuperó un 27,2%, sin embargo, mostro pérdidas del 15,97%, de las cuales el 10,48% equivale a zonas que pasaron a ser tierras desnudas o degradadas, lo cual muestra, de manera general, que, a pesar de presentarse degradación en la cobertura vegetal, existe una tendencia mayor al restablecimiento con una tasa de 124 ha/año; mientras que la tasa de disminución de la degradación es de -194 ha/año. Se destaca también que, durante los 23 años, la tasa de aumento de cultivos fue de 71 ha/año. Finalmente, vale la pena de resaltar que, durante la época de verano, la zona de ríos disminuye 1,1 ha/año, dato que debe ser estudiado más a fondo desde el punto de vista hidroclimatológico de la región.
El índice Kappa muestra un valor de 0,67 para el intervalo de 1987-2010, lo que indica que, durante este periodo, el 67% de la cobertura del paisaje de La Tatacoa permaneció estable. De igual manera el índice muestra que, en el intervalo de tiempo 2001-2010, la estabilidad de las coberturas fue del 70%, comparado con el intervalo que va de 1987 a 2001 en donde fue estable el 65% de la cobertura, esto quiere decir que la mayor parte de los cambios ocurridos en La Tatacoa se dieron entre 1987 y 2001.
Los resultados muestran una alta dinámica espaciotemporal de la vegetación, para las fechas en las que se llevó a cabo el análisis, en las cuales la ganancia en hectáreas de vegetación es mayor que su pérdida, lo que se traduce en una disminución del área de tierras desnudas o degradadas, es decir, los resultados muestran una revitalización de la vegetación sobre tierras con degradación severa que difiere de la tendencia del proceso de desertificación cuantificado en el periodo 1975-1993, que fue de 281 ha/año (Ortiz Palma y Mayor Polania 2013).
Resultados como estos se han observado por otros autores en distintas partes del mundo (Nicholson, Tucker y Ba 1998; Piao et ál. 2005; Qi et ál. 2011; Rasmussen, Fog y Madsen 2001; Tucker, Dregne y Newcomb 1991). Sin embargo, algunos de estos autores han observado que mientras la desertificación se contrae en una dirección, al mismo tiempo puede expandirse en otra, dependiendo del desplazamiento de las isoyetas a través de la región (Qi et ál. 2011; Tucker, Dregne y Newcomb 1991) y del nivel de riesgo de desertificación (Imbol 2014). Este fenómeno debe ser más explorado en la región para comprender la particularidad de La Tatacoa y modelar con escenarios de cambio climático.
Asimismo se ha reportado para el contexto de América Latina y el Caribe la recuperación generalizada de vegetación boscosa (Aide et ál. 2012) y específicamente en Colombia (Sánchez-Cuervo et ál. 2012). Estos autores atribuyen el restablecimiento de áreas de vegetación natural principalmente a factores sociales, como el abandono de tierras por desplazamiento forzado ocasionado por el conflicto armado.
Conclusiones
Se determinó que, durante los 23 años de estudio, en La Tatacoa, la cobertura vegetal conformada por arbustos, matorrales y fragmentos de bosque ha aumentado (13,4%), mientras que las tierras desnudas o degradadas han disminuido (16,7%), lo que pone en evidencia un proceso de recuperación en la zona. A pesar del incremento de la cobertura vegetal, aún se presenta una tendencia de dicha cobertura a transformarse en tierras desnudas o degradadas de acuerdo con lo observado en las matrices multitemporales. La mayor parte de las tierras desnudas o degradadas en la región central de la zona de estudio ha permanecido estable durante los 23 años de estudio, lo que puede indicar que factores como el sobrepastoreo, que promueven la desertificación, se siguen presentando en esta zona.
La dinámica de esta región está sometida a una fuerte perturbación y estrés para las plantas, por lo cual se encuentra un patrón de reemplazo entre vegetación y áreas degradadas en distintos puntos. Estos cambios obedecen a la interacción entre los factores ambientales y las dinámicas de uso antrópico de la tierra que van modificando con el tiempo el predominio de una cobertura u otra. Es indispensable conocer cuáles son los factores de cambio en los puntos más dinámicos, con el fin de poder usar esta información para la planificación de políticas y programas para disminuir los procesos de desertificación en las áreas más dinámicas del presente estudio.
Conocer los factores que han fomentado en algunas áreas el aumento o disminución de la cobertura es fundamental para iniciar programas concretos de restauración ecológica o repoblación forestal (Bainbridge 2012; Montaño y Monroy 2000) y, a su vez, el estudio detallado de los factores socioeconómicos que promueven la degradación en algunos sectores debe ser la base para plantear medidas sectorizadas como la implementación de sistemas productivos silvopastoriles y agroforestales acordes con la problemática social y ambiental que, en un contexto de cambio climático, influyen en la dinámica de las coberturas en toda la región de la Tatacoa y su área de influencia.
