REUNIÓN INFORMATIVA ANUAL 2012

DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN, HUMEDAD SUPERFICIAL Y EL CAMBIO DE USO DE SUELO EN EL BALANCE HÍDRICO

SUPERFICIAL PARA LA RESERVA CALAKMUL, CAMPECHE EMPLENADO TÉCNICAS DE PERCEPCIÓN REMOTA

Instituto de Ingeniería: Dra. Judith Ramos Hernández, Dr. Jesús Gracia Sánchez Instituto Politécnico Nacional (ESIME-TICOMÁN): Dr. Alejandro Monsiváis Huertero Universidad Autónoma de Campeche (CENTRO EPOMEX): Dr. Gregorio Posada Vanegas Dra. Beatriz Edith Vega Serratos Universidad de Sherbrooke, Départment de Géomatique Appliquée): Dra. Ramata Magagi

ANTECEDENTES

Congreso de la IEEE 2008, se vio la

posibilidad de trabajar con imágenes de radar,

dadas sus ventajas en zonas tropicales

Universidad de Sherbrooke en 2010 expresó

su deseo de colaborar con una universidad

mexicana al tener imágenes de radar pero no

contar con un modelo para aplicarlas

Un factor decisivo para la implementación de

modelos es el muestreo, el grupo de trabajo

como resultado de su participación en Tabasco

tenía experiencia y equipo

II publicó la convocatoria de Fondo

Internacional del Instituto de Ingeniería

ANTECEDENTES

¿Por qué la Reserva de la Biosfera de Calakmul? Originalmente porque las imágenes RADARSAT cubren la parte norte y sur de la RBC Posteriormente por la importancia de la RBC no sólo para el estado de Campeche

sino nacional

RBC tiene Programa de Manejo donde se hace un diagnóstico del área, su problemática y aprovechamientos a fin de lograr acciones planificadas que lleven a la conservación y aprovechamiento sustentable de los recursos naturales por parte de las poblaciones locales.

El diagnóstico incluye los aspectos históricos, físicos, biológicos y sociales.

ANTECEDENTES

3 Inventarios Forestales basados en fotografías aéreas e imágenes de satélite (prácticamente se usaron imágenes NOAA-AVHRR y Landsat sensores MSS y TM) inciertos debido a que no hubo una metodología validada.

En 2004, Inventario Nacional Forestal y de Suelos (INFyS) donde se considera la

comprensión y localización de terrenos forestales, estimación de la dinámica de cambio de vegetación forestal, presentación de los tipos de vegetación forestal y de suelos, la obtención de indicadores cuantitativos y otros indicadores obtenidos en campo en función de la condición o degradación de los ecosistemas y considera campañas de muestreo

Resultados del INFyS: densidad del arbolado, almacenamiento de carbón orgánico,

grado de erosión hídrica, zonas prioritarios contra incendios forestales. Proporciona información de la existencia de Inventarios Forestales Estatales

Y entonces!!!

La Península de Yucatán no cuenta con IF Estatal

RBC no tiene un propio inventario siendo necesario contar con información propia del sitio ya que involucra diversos aspectos como el manejo de la reserva misma

Extensión y tipo de bosque, evaluar el ecosistema, establecer la posibilidad de actividades recreativas y conocer las características del suelo (capacidad productiva, erodibilidad, pendiente (recarga y calidad de agua))

OBJETIVOS

Los puntos claves que abordan esta investigación son: • ¿Cómo una clasificación precisa del uso del suelo puede ayudar a definir el nivel de

transformación para crear zonas de cultivo en el Estado de Campeche? • ¿Cómo el uso de un modelo de dispersión físico impacta en la estimación de los

parámetros de suelo y vegetación? • Cómo un algoritmo genético mejora las estimaciones de los parámetros físicos al

explotar las imágenes del satélite radarsat-2? • ¿Cómo estos resultados pueden ser usados en la estimación de los flujos de energía,

el balance hídrico y el balance de masas usando imágenes ópticas? • ¿Cuáles son las mediciones requeridas para calibrar y validar los resultados

obtenidos mediante técnicas de percepción remota?

Específicamente, se busca:

1) Calibración de los modelos físicos de dispersión para el área de Calakmul de

interés 2) Implementar un algoritmo óptico - radar 3) Crear mapas de uso de suelo para un inventario nacional forestal usando

imágenes de radar y ópticas. 4) Analizar el comportamiento hídrico de la zona

Zona de Estudio

La zona de la RBC es atravesada por una cadena de pequeñas elevaciones que reciben el nombre de Meseta Baja de Zoh-Laguna (210 a 370).

El suelo calcáreo, delgados y pobres por lixiviación -lluvias torrenciales y altas temperaturas: •Yaaxhom suelos coluviales (fértiles pero agua variable) •tzequel y pus'lumm, 75% de los suelos, alto contenido de arcilla y materia orgánica, pedregoso y con buen drenaje,yproductividad baja •akalches, y los suelos kankab medio desarrollados de estructura arcillosa y buen contenido de materia orgánica

Clima: subtipo A(Wi) cálido subhúmedo con lluvias en verano, de media humedad, con aproximadamente el 72 por ciento de la superficie regional

Zona de estudio

El nivel freático a profundidad:60 a 300 m, con alto contenido de yeso, NO aptas para consumo humano, poco aptas para animales y no aptas para el riego ( ensali-tramiento)

RBC pertenece a 3 cuencas hidrográficas: Laguna de Términos, Cerrada y Bahía de Chetumal (Regiones Grijalva-Uumacinta y Yucatán)

No existen corrientes de agua superficiales por la alta permeabilidad de los suelos

Arroyos estacionales y tres lagunas (Nohb, Teniente, Alvarado) y seis ríos de escaso caudal

Los asentamientos mayas se adaptaban a

situación de escasez e inundación generada por

la estacionalidad de las lluvias, lo que define la

dinámica de las aguadas (zonas lagunares ) y a

la inundación anual de las tierras bajas.

Las zonas ejidales han desarrollado una forma

de vida donde se ejerce una gran presión

sobre los recursos naturales, lo que se ha

traducido en una gran demanda de servicios

cuyo principal resultado es el desmonte de

extensas áreas a fin de convertirlas en zonas

agrícolas.

Zona de Estudio

El principal cultivo es el maíz para consumo

local. En mayor escala chile jalapeño y sandía.

Estos cultivos se caracterizan por la demanda

de un suelo fértil y sin limitaciones de agua.

Maíz: 1 a 2 años (30 a 60 cm de material

orgánico y arenas.

Deforestación, otras maderas no preciosas

como: ciricóte, pukjté y granadillo como

fuente de madera dura muy aceptables

comercialmente.

Reduce el número de especies de fauna

debido a un desplazamiento, la caza de

animales para consumo local y deporte, lo

que coloca a la región con un gran número

de especies en vías de extinción y en una

situación general de alta vulnerabilidad.

Zona de Estudio

RBC identificó diversas amenazas, las cuales mediante su sistema operativo ha venido monitoreando y en su caso restringiendo o eliminando. • Práctica de apertura de terrenos para la agricultura y ganadería como la roza-

tumba-quema;

• Aprovechamiento indiscriminado de los recursos forestales en la Reserva;

• Control a la expansión de los centros de población;

• Creación de infraestructura de comunicaciones y servicios;

• Aprovechamiento indiscriminado de la fauna y flora no maderable;

• Reducción de ecosistemas críticos o aquellos en los cuales se ha detectado una alta diversidad de vida silvestre;

• Abatimiento de los cuerpos de agua, el manto freático y sus cauces acuíferos;

• Mal uso del recurso agua;

• Contaminación de los cuerpos de agua en el área de la Reserva.

SERVICIOS AMBIENTALES = $$$

(i)

(iii)

(ii)

Zona de Estudio Sistema Suelo-planta-atmósfera

Percepción Remota y Sistemas de Información Geográfica

Datos adquiridos

remotamente

(electromagnético)

Datos empleados - imágenes de satélite

Zona de raíces

Superficie del

suelo

Zona de aireación

Zona Intermedia

Nivel Freático

Humedad

del suelo

Cama de roca

(fracturada)

Zona saturadaAgua Subterránea

Zona de raíces

Superficie del

suelo

Zona de aireación

Zona Intermedia

Nivel Freático

Humedad

del suelo

Cama de roca

(fracturada)

Zona saturadaAgua Subterránea

Zona de raíces

Superficie del

suelo

Zona de aireación

Zona Intermedia

Nivel Freático

Humedad

del suelo

Cama de roca

(fracturada)

Zona saturadaAgua Subterránea

Imágenes óptica

LANDSAT-5 TM

SPOT

Pre-procesamiento

Mejoramiento

Correccion Radiometrica

Correccion Geometrica

Correccion Atmosferica

DEM (usado)

Imágenes radar

RADARSAT

Pre-procesamiento

Coeficiente de retrodispersión

Corrección geométrica

Datos empleados - mediciones en campo

Sensores de temperatura y humedad de suelo Profundidad: 5, 10 y 20 cm

Gravimetrico Profundidad: 10 cm hasta ???

Datos empleados - mediciones en campo

Sensor FDR para humedad de suelo

Profundidad: superficie y cada 10cm

hasta 1.60 cm

Niveles de agua

Datos empleados - mediciones en campo

Medición de trocos, ramas y

hojas

Medición de rugosidad

Resultados preliminares

Juan

Luis

Caja Identificación Profundidad (cm) RH (%) pH CE DapArena

%

Limo

%

Arcilla

%

19 Juan Luis 10 10 71.7 7.26 471 1.3 29.3 16 54.7

46 Juan Luis 20 20 55.2 7.16 398 1.5 27.3 16.7 56

50 Juan Luis 30 30 48.9 7.10 476 1.3 27.3 14.7 58

28 Juan Luis 40 40 51.2

11 Juan Luis 50 50 46.6 6.99 310 1.6 21.3 2.7 76

35 Juan Luis 60 60 59.6 7.30 472 1.3 20 2.7 77.2

26 Juan Luis 70 70 36.3 8.02 322 1.6 26.6 8.2 65.2

17 Juan Luis 80 80 24.4 8.37 236 1.4 33.3 22.1 44.6

27 Juan Luis 90 90 20.7 8.45 174 1.5 41.3 16.7 42

13 Juan Luis 100 100 19.7 8.71 146 1.4 29.3 55.4 15.2

30 Juan Luis 110 110 20.9 8.70 116 1.4 29.3 53.4 17.2

22 Juan Luis 120 120 54.8 8.82 129 1.4 33.7 49.1 17.2

49 Juan Luis 130 130 20.4 8.85 113 1.4 34 54.7 11.2

3 Juan Luis 140 140 18.9 8.81 108 1.3 34 54.7 11.2

RH%: humedad relativa en porcentaje; CE: conductividad eléctrica, µsiemns/cm; Dap: densidad aparente, g/cm3

Sitio Juan Luis, mediciones de laboratorio

Site#: 1

Depths: 10 - 130cm

Calibration 10cm 20cm 30cm 40cm 50cm 60cm 70cm 80cm 90cm 100cm 110cm 120cm 130cm

A: 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746 0.2746

B: 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314 0.3314

C: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Calibrated Moisture Readings

Time 10cm 20cm 30cm 40cm 50cm 60cm 70cm 80cm 90cm 100cm 110cm 120cm 130cm

15/09/2011 17:23 4.620399 3.257286 16.240089 15.961716 13.150846 4.783982 3.371485 12.131853 16.240089 12.052252 7.186251 4.736907 8.598989

16/09/2011 08:07 4.807615 3.410065 16.474005 15.548875 12.861048 4.878949 3.352283 12.372352 16.333443 11.775913 7.126764 4.713464 8.467617

19/09/2011 08:56 4.505567 4.5973 15.231756 16.804502 12.861048 4.760414 3.586917 13.528547 16.804502 11.697589 6.949979 4.713464 8.731465

22/09/2011 09:38 4.643559 4.643559 15.731658 16.662424 13.276098 5.023434 3.78964 13.61327 16.568085 11.85451 7.186251 4.950884 9.238386

27/09/2011 10:48 5.677893 5.344882 16.427088 17.042645 13.486304 5.219885 3.977719 13.82631 17.621426 12.33209 7.426989 4.999187 8.865086

03/10/2011 08:59 6.076591 5.319749 16.568085 17.524261 14.127546 5.54845 3.998948 13.444125 16.994883 12.697016 7.641328 4.999187 8.798141

11/10/2011 09:21 6.022534 5.395369 16.804502 16.947182 13.359964 5.072132 3.851738 13.998021 17.572798 12.493575 7.518432 5.121113 9.169858

Humedad de suelo, FDR

"TOA5","CR800Series","CR800","13012","CR800.Std.09","CPU:Programac

adaminuto.CR8","53046","Table1"

"TIMESTAMP","RECORD","T108_C","T108_C_2","T108_C_3","VW_Avg","VW_2

_Avg","VW_3_Avg"

"TS","RN","Deg C","Deg C","Deg C","","",""

"","","Smp","Smp","Smp","Avg","Avg","Avg"

"2011-09-27 11:05:00",0,27.96,28.45,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:06:00",1,27.99,28.45,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:07:00",2,27.99,28.46,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:08:00",3,28.01,28.48,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:09:00",4,28.01,28.49,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:10:00",5,28.04,28.5,29.07,0.775,"NAN",0.8

"2011-09-27 11:11:00",6,28.04,28.5,29.07,0.776,"NAN",0.8

Datalogger

Resultados preliminares

gracias Brigada: Marcos Gómez Ruíz, Arturo Morales Pérez, Efraín Guzmán Meneces, Alejandro Hernández Caballero, Juan Luis Serra García, Luis Alfonso Guzmán Sánchez, Janner Hernández García, Guadaparques: Ernesto y Francisco Pérez

Fondo Internacional del II

jramosh@iingen.unam.mx