SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y SU APLICACION EN LA

AGROFORESTERIA

JEINER YOBANY BUITRAGO ESCOBAR COD. 715275

AGROFORESTERIA TROPICAL

MARCO HELI FRANCO V.

FACULTAD DE AGRONOMIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

BOGOTA 16 DE NOVIEMBRE DE 2004

INTRODUCCIÓN

En las dos décadas pasadas, y actualmente en nuestro país, ha surgido una

mayor necesidad de identificar y considerar varios factores en el espacio tiempo

en forma simultanea, para analizar y solucionar problemas en la administración de

los recursos naturales. La tecnología de los sistemas de información geográfica

(SIG) ofrece un importante medio crítico para entender y enfrentar algunos de los

problemas más apremiantes de nuestros tiempos: la degradación de los recursos

naturales el efecto de la contaminación atmosférica y la rápida urbanización, solo

por mencionar algunos (Martínez, 2003).

Los sistemas agroforestales son una opción para evitar la degradación de los

recursos naturales, al mismo tiempo de ser una alternativa económica para el

productor al ampliar la gama de recursos en explotación, tiempo de salida de los

productos, y calidad de los mismos (Casasola, et al 2002).

El presente trabajo pretende dar a conocer algunas aplicaciones de Sistemas de

Información Geográfica (SIG) para proponer alternativas viables para formar

sistemas agroforestales, evaluando la capacidad productiva de las áreas, con los

requerimientos de especies forestales, a fin de encontrar las especies

recomendables para su integración dentro de áreas agrícolas.

La tecnología de los SIG tuvo su inicio en la década de los sesentas. Durante la

siguiente década sus aplicaciones se diversificaron y se avanzó significativamente

en su tecnología, hasta alcanzar ambas su madurez en la década de los ochentas.

En la década actual ya no se cuestiona el uso de los SIG, sino como pueden ser

empleados de la manera más eficiente. (Aronoff, 1993).

Un SIG puede ser definido como un sistema de hardware, software y

procedimientos diseñados para soportar la captura, administración, manipulación,

análisis, modelamiento y graficación de datos u objetos referenciados

espacialmente, para resolver problemas complejos de planeación y

administración.

Los componentes de un SIG (Fig.No.1) actúan como un todo donde no hay

independencia de sus elementos.

Fig. No. 1 componentes de un SIG

Los equipos o hardware: compuesto por el computador con sus respectivos

dispositivos periféricos, incluyendo dentro de ellos los que permitan la entrada

y salida de datos gráficos como la masa digitadota y graficadotes de líneas.

El componente operativo o software: compuesto por los comandos y

programas especializados que actúan sobre la información contenida en la

base de datos. Adicionalmente, incluye los programas de aplicación diseñados

por el usuario.

Base de datos: representada por las bases de datos espaciales y las bases

de datos descriptivas. La gran diferencia del potencial de un SIG, está en las

facilidades que presenta para manejar conjuntamente o en forma simultanea

las bases de datos espaciales y sus atributos.

Los procedimientos: Un SIG operará acorde con un plan bien diseñado y

con unas reglas claras del negocio, que son los modelos y las prácticas

operativas

características de cada organización.

Los recursos humanos: La tecnología de los SIG está limitada si no se

cuenta con el personal que opera, desarrolla y administra el sistema; Y que

establece planes para aplicarlo en problemas del mundo real.

APLICACIONES DE LOS SIG.

La utilidad principal de un Sistema de Información Geográfica radica en su

capacidad para construir modelos o representaciones del mundo real a partir de

las bases de datos digitales y para utilizar esos modelos en la simulación de los

efectos que un proceso de la naturaleza o una acción que se produce sobre un

determinado escenario en una época específica. La construcción de modelos

constituye un instrumento muy eficaz para analizar las tendencias y determinar los

factores que las influyen así como para evaluar las posibles consecuencias de las

decisiones de planificación sobre los recursos existentes en el área de interés.

En el ámbito municipal pueden desarrollarse aplicaciones que ayuden a resolver

un amplio rango de necesidades, como por ejemplo:

Producción y actualización de la cartografía básica.

Administración de servicios públicos (acueducto, alcantarillado, energía,

teléfonos, entre otros)

Inventario y avalúo de predios.

Atención de emergencias (incendios, terremotos, accidentes de tránsito, entre

otros.

Estratificación socioeconómica.

Regulación del uso de la tierra.

Control ambiental (saneamiento básico ambiental y mejoramiento de las

condiciones ambientales, educación ambiental)

Evaluación de áreas de riesgos (prevención y atención de desastres)

Localización óptima de la infraestructura de equipamiento social (educación,

salud, deporte y recreación)

Diseño y mantenimiento de la red vial.

Formulación y evaluación de planes de desarrollo social y económico.

Algunas funciones básicas del SIG

Básicamente, el SIG permite obtener una gran cantidad de información de distinto

tipo, tratarla para convertirla en conjuntos de datos compatibles, combinarlos y

exponer los resultados sobre un mapa. Algunas de las operaciones estándar del

SIG son:

Integración de mapas trazados a escalas diferentes, o con proyecciones o

leyendas distintas.

Cambios de escala, proyecciones, leyenda, inscripciones. etc. en los mapas.

Superposición de distintos tipos de mapas de una determinada zona para

formar un nuevo mapa en el que se incluyen los datos descriptivos de cada

uno de los mapas. Por ejemplo, un mapa de vegetación podría superponerse

sobre un mapa de suelos (Fig.No.2). Este a su vez podría colocarse sobre un

mapa donde figure la duración del periodo vegetativo a fin de conseguir un

mapa de idoneidad de la tierra para un determinado cultivo.

Creación de zonas intermedias o próximas en torno a las líneas o polígonos

de un mapa. Esta técnica se utiliza para buscar zonas a una distancia dada de

las carreteras, ríos, etc., o de ciertas condiciones temáticas. Estas zonas

intermedias pueden a su vez utilizarse como otra capa de superposición.

Preguntas de carácter espacial e informativo a través de bases de datos.

Fig. No.2. Superposición de mapas

APLICACIONES EN LA AGRICULTURA

En la agricultura tradicional sé a dado énfasis solo a la variabilidad temporal y

solo actualmente se reconoce la gran importancia de integrar los conceptos

espaciales (datos, variabilidad, análisis espacial) a los procesos de

investigación, planificación, transferencia, monitoreo y en general a la toma

decisiones del dicho sector. En tal sentido los SIGs tienen la función de

aplicaciones muy variadas desde la planificación del uso de la tierra, la

identificación y monitoreo de los cultivos, la estimación de la producción, el

mercadeo, la evaluación de tierras, la sanidad vegetal, modelamiento, la

agricultura de precisión, análisis del impacto ambiental de los usos de la tierra,

entre otros (Martínez, 2003)

Como ya se menciono la agricultura es dada en énfasis a la variabilidad

temporal, aunque es actividad espacial. La variabilidad espacial se manifiesta a

diferentes niveles desde el global donde se tienen zonas agroecológicas con

características productivas definidas y que permiten establecer grados de aptitud

para usos generales, hasta niveles de lote de cultivo que permite definir manejos

específicos.

Las características de variabilidad espacial son:

1. Variabilidad de producción y rendimiento: los cultivos varían espacialmente.

Existen zonas agroecológicas donde un cultivo determinado produce mas que

en otras, pero dentro un mismo lote se puede dar diferencias, ya se en

cantidad o en calidad del producto. Lo anterior ocurre debido a los factores

que influyen en el desarrollo de los cultivos y la producción también varían

espacialmente (Cassel, et al 2000. Citado por Martínez, 2003 ).

2. Variabilidad espacial de los suelos: el suelo es un factor básico para la

producción agrícola, donde presenta variabilidad espacial de sus propiedades

físicas, químicas, biológicas y morfológicas lo cual incide en la variabilidad de

la producción.

3. Variabilidad climática: la temperatura, precipitación y luminosidad varían

espacialmente. El clima es uno de los factores mas utilizado en la zonificación

de áreas de cultivo principalmente por la temperatura que determina las

condiciones de cada cultivo y la precipitación que junto con el suelo inciden

notablemente en la disponibilidad de agua.

4. Variabilidad de plagas y enfermedades: la variabilidad espacial de lo factores

físicos y biológicos generan un heterogeneidad espacial y como resultado

ocurren patrones de distribución espacial de plagas y enfermedades.

5. Recursos genéticos: según el International Plant Genetic Resource Institute

(IPGRI) el manejo de lo recursos genéticos es un proceso complejo que

incluyen interdependientes que van desde identificar un acervo de genes

hasta la conservación y utilización del mismo.

APLICACIONES EN FORESTALES

En la producción de forestales se tienen en cuenta los siguientes parametro

(Reese, et al. 2002)

1. Determinar volumen total de madera en área especifica

2. Especificar volumen de madera por especie de árbol

3. Distinguir la edad del estrato

4. Identificar una biomasa de arboles en un estrato de suelo

APLICACIONES EN AGROFORESTERIA

Aunque las prácticas agroforestales han sido usadas desde tiempos

precolombinos, las iniciativas científicas en la agroforesteria empezaron sólo hace

15 años. En Latinoamérica si bien había múltiples prácticas agroforestales, como

los huertos tropicales mixtos; el mejoramiento cualitativo de la composición

florística, de la sucesión secundaria en la fase de recuperación de la fertilidad de

tierras como parte de la agricultura migratoria; y probablemente la practica de

combinar cultivos de maíz con árboles aislados con cuidadosa regulación de la

sombra. También es de sospechar que ya existía cercos vivos y que se conocían

las propiedades benéficas de árboles fijadores de nitrógeno como Leucaena, pues

es difícil explicar la enorme abundancia de esta y otra leguminosas en suelos

karsticos en zonas de Centro América (Península de Yucatán), excepto por

intervenciones humanas muy antiguas. No es hasta 1976 que se funda en CATIE

la primera división estructurada agroforestal.

Un SIG en un sistema agroforestal utilizar la información espacial como suelo y

clima, junto con una base de datos de las plantas aptas a condiciones presentes

dentro de una zona, proveyendo al usuario alternativas que apoyen decisiones

como, potencial de arboles, arbustos, herbáceas o especies agrícolas para un

área de interés bajo la selección de diferentes opciones de manejo de un sistema

agroforestal (Ellis, et al.,2000).

En el desarrollo de un SIG en sistemas agroforestales se deben identificar sus

componentes, como suelo, leñosa perennes (arboles y arbustos) y las herbáceas

forrajeras (gramíneas o leguminosas). Las variables con la propiedades físicas,

químicas y biológicas de los suelos, se determinar apartir de muestras, las cuales

se someten a diferentes análisis de laboratorio, donde las otras variables como la

topografía del terreno y la altura sobre el nivel del mar se hace mediante

instrumentos especializados de medición (Casasola, et al., 2002).

En cuanto a las leñosas perenne, lo que se hace realizar inventarios en líneas y

superficies para conocer la dinámica poblacional por especie o por grupo de

especies y el estudio de cada individuo. En estos inventarios lo que mas

comúnmente se miden son la altura, DAP, el ancho de copa, la riqueza y

abundancia de una especie en un área determinada. Es necesario verificar el

nombre regional y ratificar con el nombre científico con muestras, familia y usos

potenciales en la zona.

El componente herbáceo (gramíneas o leguminosas) se determina mediante

muestreos. Donde los métodos más comunes son el doble muestreo, cuando las

pasturas o cultivo son heterogéneo y muestreo directo cuando la pastura o

cultivo es muy homogéneo. Mediante este tipo de muestreo se puede determinar

la composición botánica, si es nativa o mejorada si son pasturas, la producción de

materia seca y el vigor de la planta, con base a lo anterior se puede determinar

variables mas complejas como la degradación de la pastura (Casasola, et al.,

2002).

ESTUDIO DE CASO11

Los métodos a seguir fueron el uso de un SIG para encontrar especies forestales

de uso múltiple que sirvieran para plantear opciones para el desarrollo de sistemas

agroforestales en el estado de Morelos, a través del uso de coberturas digitales de

altitud, precipitación, temperatura, suelos y uso actual. Las especies a ser

empleadas para el análisis fueron seleccionadas a partir de las especies que

integran el Sistema para la Reforestación (SIRE) que maneja el Programa

1 Tomado www.fao. org, cuyos autores son Francisco Moreno Sánchez yDiego Reygadas Prado. Investigadores del CENIDS COMEF INIFAP.

Nacional de Reforestación (PRONARE), pues esta sería la fuente primaria de

germoplasma en un programa gubernamental; y la forma de definir los

requerimientos agroecológicas de las especies es a través de la base de datos

generada en el CENID-COMEF del INIFAP, donde se consignan no solo datos de

colectas de herbarios o revisiones bibliográficas sino también resultados de

investigaciones y paquetes tecnológicos.

En el cuadro siguiente se detallan los requerimientos de las especies consignadas

en el ejemplo:

Especie Precipitación (mm)

Temperatura (oC)

Tipo de Suelos

Textura Altitud m.s.n.m

Pithecelobium1 dulce

1500-3000 19-25 Regosoles cambisoles

Fr-Ar 0-1900

Bursera copalifera 500-1200 17-27 Catañosem chernozem

Fr-Ar 0-1800

Tabla No.1 datos de arboles forestales1 Acacia obliquifolia

La discriminación de áreas fue por la aplicación de operaciones Booleanas de las

coberturas digitales, y se selecciono como áreas prioritarias para el desarrollo de

sistemas agroforestal las áreas perturbadas y de agricultura de temporal por ser

estas las áreas con mayor fragilidad en sus ecosistemas.

Además de lo anterior se califico a los viveros forestales presentes en el estado a

fin de determinar su área de influencia y definir la fuente más probable de planta

para un programa estatal, para ello sé georeferenciaron los viveros que participan

dentro del PRONARE (Programa Nacional de Reforestación), y se proceso la

información de la capacidad productiva e infraestructura presente. Posteriormente

se aplicaron dos criterios:

1. Areas de influencia con base a infraestructura carretera, esta sin considerar el

optimo económico por el costo de transporte.

2. El área de influencia por ubicación política (considerando municipios), a fin de

conocer si la distribución de los viveros es la adecuada o no y algunas

sugerencias en su probable reubicación si fuera necesario.

RESULTADOS Y DUSCUSIÓN DE RESULTADOS

Respecto al criterio de áreas de influencia de los viveros por división política se

obtuvo el siguiente plano: Donde podemos observar que la distribución de los

viveros presentes en el estado no es homogénea y se llegan a encontrar viveros

muy cerca uno del otro, además de no presentarse por otra parte ningún vivero en

la parte sur este del estado (Fig. No3).

Fig. No. 3 Area de influencia de los viveros con base a municipios

Para el caso de tomar en cuenta la infraestructura carretera podemos observar

que prácticamente se pueden cubrir las necesidades de reforestación del estado

con los vivero presentes en la actualidad (Fig. No.4). Sin embargo si aplicamos un

análisis de tiempo –costo por transporte de planta y personal de reforestación

podremos observar nuevamente que el sur este del estado es la parte que

requiere de un gasto mayor así como presentar mayores perdidas de planta por

efecto de maltrato de las mismas en el traslado.

Fig. No4 Área de influencia de los viveros definida por infraestructura carretera

Al determinar las áreas agrícolas de temporal y perturbadas del estado de

Morelos a través del análisis de imágenes de satélite encontramos que su

distribución se encuentra concentradas en la parte sur del estado y ocupan un

área de 3212 km2 como se observa en el plano siguiente (Fig. No.5):

Fig. No.5 Areas de Agricultura de temporal y áreas perturbadas en el estado de Morelos

Al aplicar la selección de áreas potenciales para Pithecelobium dulce encontramos

que de 4906. km2 del estado son susceptibles de plantar 950.13 km2 y de esta

superficie 647 km2 se encuentran en áreas perturbadas o de agricultura de

temporal (Fig. No.6 y 7).

Fig. No.6 Areas potenciales de plantar con Pithecelobium dulce en el estado de Morelos

Fig. No. 7 Areas potenciales de Pithecelobium dulce en áreas agrícolas de temporal y zonas

perturbadas

Como podemos observar existe una buena potencialidad de esta especie para

apoyar el desarrollo de sistemas agroforestales.

Analizando la potencialidad de La Bursera copalifera palo mulato podemos

observar que se obtuvieron 1565 Km2 potenciales de ser plantados con esta

especie de los cuales 1063 están en áreas de agricultura de temporal o

perturbadas (Fig. 8 y 9)

Fig. No.8 Areas potenciales de ser plantadas con Bursera copalifera en el estado de Morelos.

Fig. No. 9 Areas potenciales de Bursera copalifera en áreas agrícolas y zonas perturbadas

Como podemos observar en los dos ejemplos anteriores los SIG son una

herramienta no solo de ubicación de áreas potenciales para diversos cultivos sino

en la toma de decisiones en el desarrollo de programas y apoyos al campo, así

como en la ubicación planeación y operación de programas de desarrollo.

CONCLUSIONES

Un SIG es un soporte para la toma de decisiones ante diferentes alternativas.

Un SIG en los SAF son una herramienta que permiten modelar situaciones del

mundo real, minimizar el impacto ambiental.

La infraestructura de viveros en el estado es suficiente para las necesidades de

reforestación del estado.

El estado de Morelos puede ser usado como una buena área potencial de

desarrollo de los programas de desarrollo basado el uso de sistemas

agroforestales.

RECOMENDACIONES

Una reubicación de viveros sería recomendable si se quiere eficientar los gastos

de los programas de reforestación en el estado.

Debe de entenderse que los resultados en este estudio son de un alcance regional

puesto que la escala de las fuentes es 1: 250 000 por lo que la aplicación de estos

resultados requiere de una verificación previa de lo relacionado a uso actual y

actividad económica de cada sitio en especifico.

BIBLIOGRAFÍA

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