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Mapa de Vegetación de la Reserva Telteca a partir de la clasificación de imágenes satelitales Barros, Agustina1; Zalazar, Laura2; Berlanga, Pablo1; Aloy, Gustavo2; Brandi, Soledad1; Muñoz, Leonardo1; Sleme, Eduardo1; Zalazar, Alejandro1 1 2

Departamento de Áreas Naturales Protegidas - Dirección de Recursos Naturales Renovables (DRNR) Programa Ecoatlas - Instituto de Desarrollo Rural (IDR)

Palabras claves: teledetección, comunidades vegetales, Reserva Telteca, zonificación, manejo y conservación, segmentación.

RESUMEN La Reserva Telteca constituye una fracción representativa de la provincia fitogeográfica del Monte. Ésta constituyó el área de estudio para la elaboración de un mapa de vegetación a través de la utilización de la teledetección mediante métodos de clasificación de imágenes satelitales. El mapeo de vegetación es un elemento base para la zonificación de reservas naturales junto con otras capas de información. Durante mayo y junio se realizaron dos campañas a la reserva con el fin de muestrear áreas de interés previamente seleccionadas. El muestreo permitió la caracterización de parches de vegetación y la selección de áreas de entrenamiento para la clasificación supervisada de la imagen. En total se relevaron 40 puntos con navegadores GPS. A partir de los datos relevados en el campo se elaboró una base de datos georreferenciada. La cobertura vegetal total promedio en los puntos muestreados arrojó un porcentaje del 70%. Los arbustos predominan en el área (42%) seguidos por árboles (20%) y herbáceas (8%). En los 40 puntos muestreados se encontraron 22 especies de plantas, entre árboles, arbustos y herbáceas. El trabajo permitió la delimitación espacial de comunidades vegetales que no han sido muy estudiadas dentro del área, y que también tienen importancia desde el punto de vista de la conservación (matorral arbustivo y arbustal abierto). Estos resultados servirán como información de base para la zonificación primaria y para asegurar la conservación de todas las comunidades vegetales presentes en la reserva.

1. Introducción La Provincia de Mendoza cuenta con un Sistema de Áreas Naturales Protegidas que comprende 14 reservas distribuidas en diferentes ambientes del territorio. El Sistema está administrado por la Dirección de Recursos Naturales Renovables; la misma es responsable del cumplimiento de la Ley 6045 que determina el régimen de las áreas naturales provinciales y sus ambientes silvestres.

Una de estas reservas es la Reserva Telteca que fue creada en 1985 con el objetivo principal de proteger bosques nativos de algarrobo (Prosopis flexuosa). Un elemento indispensable para el cumplimiento de esta tarea y para llevar a cabo un adecuado manejo de la reserva es contar con una zonificación que permita orientar, distribuir y regular los usos y actividades admitidas en el área según su categoría de manejo y objetivos. Actualmente se está trabajando en la zonificación de la reserva. Sin embargo, para su realización es necesario contar una serie de mapas temáticos sobre las características físicas, biológicas y de usos. Un elemento básico con vistas a esta tarea es el mapa de cobertura vegetal del área.

La teledetección ofrece una herramienta rápida y efectiva para el mapeo de vegetación, especialmente a través de la clasificación de imágenes satelitales. El proceso de clasificación de imágenes consiste básicamente en la asignación de píxeles o grupos de píxeles a clases que representan objetos en la superficie terrestre, en este caso comunidades vegetales. El proceso se puede realizar de una forma no supervisada o supervisada. En el primer caso los píxeles son agrupados automáticamente de acuerdo a su comportamiento espectral. En el segundo caso el analista debe introducir áreas de muestreo

obtenidas generalmente mediante trabajo de campo o fotografías aéreas, que representan las clases que se quieren identificar en la imagen.

Tradicionalmente, el proceso de clasificación de imágenes satelitales ha estado basado en el análisis de la respuesta espectral de píxeles individuales. Sin embargo, existen otros enfoques basados en el reconocimiento de las relaciones espaciales entre los píxeles. Este método considera que los píxeles no representan objetos geográficos o unidades de paisaje (Hay et al., 2005). Es por ello que muchas de las clasificaciones basadas en este enfoque requieren la identificación de grupos de píxeles con un comportamiento espectral similar. Una forma de lograrlo es a partir de la segmentación de la imagen previa al proceso de clasificación. Luego la clasificación es conducida a partir de estos segmentos o regiones y no a partir del análisis individual de píxeles. Este proceso es conocido como clasificación basada en objetos.

Este método ha demostrado buenos resultados en clasificaciones con imágenes de alta resolución espacial y cuando las clases a identificar presentan una respuesta espectral heterogénea. Este último es el caso de la vegetación en la Reserva Telteca en donde las especies no aparecen como parches homogéneos sino asociadas formando comunidades vegetales. Una clasificación tradicional por píxeles resulta en mapas con clases heterogéneas difíciles de analizar.

Mediante un convenio entre la Dirección de Recursos Naturales Renovables de la Provincia de Mendoza y el Programa Ecoatlas - IDR se establecieron una serie de acciones en conjunto tendientes a generar información de base par el manejo de la reserva, que incluye la elaboración de un mapa de vegetación.

Objetivo General •

Elaborar un mapa de cobertura vegetal de la Reserva Telteca a partir de la clasificación de imágenes satelitales.

Objetivos Específicos •

Desarrollar una metodología para la identificación y monitoreo de las comunidades vegetales de la reserva.

•

Aplicar métodos de clasificación de imágenes satelitales basados en objetos.

•

Actualizar y sistematizar la información existente sobre la composición de las comunidades vegetales del área.

•

Incorporar métodos de relevamiento apoyados en navegadores satelitales (GPS).

2. Materiales y Métodos 2.1- Área de estudio La Reserva Telteca comprende 38.507ha y está localizada al NE de la Provincia de Mendoza, Argentina, Departamento de Lavalle, a 120Km de la Ciudad de Mendoza, entre los 68º01’30”O y los 32º23’27”S. La altura sobre el nivel del mar del área es aproximadamente de 500m.

Se ubica en la Travesía de Guanacache, el área más árida de la Provincia de Mendoza, con grandes amplitudes térmicas diarias y anuales. La temperatura máxima absoluta es de 48ºC en verano y hasta –10ºC en invierno. Las precipitaciones son muy variables, entre 50 y 200mm anuales, con 100mm de promedio. El modelado del área es predominantemente eólico, presentando médanos de hasta 20m de alto desprovistos totalmente de vegetación (Gonzalez Loyarte 1992).

Fitogeográficamente pertenece a la región del Monte (Fig. 1), representada por la estepa de arbustos, comunidad dominada por Zigofiláceas del género Larrea, la estepa edáfica de halófitas y el estrato arbóreo de tipo edáfico azonal dominado en Mendoza por Prosopis flexuosa (Villagra et al. 2004).

De los relevamientos de los guardaparques y trabajos previos realizados en la Reserva, se han contabilizado un total de 103 especies vegetales.

En cuanto a la fauna, la misma es muy rica, con una gran diversidad de especies herbívoras como la mara, la vizcacha, el cuis, el tuco y los ratones de campo. Entre los predadores tenemos al zorro gris, hurón, gato montes, zorrino y el puma. En la región nidifican más de 40 especies de aves, siendo las más características sietecuchillos grande y chico, calandria, monterita de collar, gallito copetón y chuña de patas negras. Los médanos guardan una importante diversidad de reptiles destacándose teius, lagartos colorados, tortugas y yarará. Entre las especies amenazadas a escala global se encuentran en Telteca el águila coronada, el cardenal amarillo y el ñandú. El departamento de Lavalle es el único lugar de la provincia donde se ha registrado y documentado la nidificación del águila coronada, siendo los bosques Telteca el área con mayor cantidad de avistajes (Babsia et.al 1991, Gonnet y Blendinger 1998, Pereyra Lobos 2004).

Figura 1: Ubicación de la Reserva Telteca dentro de la Prov. del Monte. Fuente: D.R.N.R.

2.2- Materiales Imagen satelital Landsat 5 Mayo 2006 obtenida por convenio con la Comisión Nacional de Asuntos Espaciales (CONAE). Para la clasificación de la imagen se utilizó el programa Spring 4.1.1 de difusión gratuita desarrollado por el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) en Brasil. Este software permite la realización de clasificaciones basadas en objetos. Para la presentación de los resultados y el procesamiento de los datos obtenidos en el campo se utilizó ArcGis 9.0. Para el trabajo de campo se utilizó un navegador (GPS) apoyado con una PDA.

2.3- Método Para la realización del mapa de vegetación se llevaron a cabo los siguientes pasos: - Recolección de información secundaria (relevamientos de vegetación, publicaciones científicas sobre comunidades forestales de la reserva, datos georreferenciados).

- Pre-procesamiento de la imagen: recorte del área de trabajo y georreferenciación.

- Segmentación y clasificación preliminar (no supervisada) de la imagen para determinar a priori las clases espectrales.

- Trabajo de campo: a partir de la clasificación no supervisada se seleccionaron áreas de interés para ser muestreadas en el campo. Estos puntos fueron localizados en el terreno a partir de las coordenadas “x” e “y” con navegadores GPS con apoyo cartográfico visualizado en PDA. Los datos fueron relevados de acuerdo a una planilla diseñada previamente. En el campo se delimitó visualmente un área de 30 x 30m en dónde se observó la cobertura vegetal total, por estrato y el listado de especies encontradas. También se relevaron impactos sobre el medio como tala, erosión y sobrepastoreo. El muestreo permitió la caracterización de parches de vegetación y la selección de áreas de entrenamiento para la clasificación supervisada de la imagen. En total se muestrearon 40 puntos. A partir de los datos relevados en las planillas se elaboró una base de datos georreferenciada.

- Finalmente se realizó una clasificación supervisada por objetos.

3- Resultados A partir del análisis de la imagen satelital y del trabajo de campo se determinaron 4 comunidades de diferente cobertura y composición vegetal: matorral arbustivo, bosque abierto, bosque denso y arbustal abierto (Figura 2).

Figura2. Distribución espacial de las unidades vegetales en la Reserva Telteca. Fuente: IDR

La cobertura vegetal total promedio en los puntos muestreados arrojó un porcentaje del 70%. Los arbustos predominan en el área (42%) seguidos por árboles (20%) y herbáceas (8%).

Unidad de vegetación

Características

- Ubicada en zona de intermédanos, paleocauces y ramblones.

- Cobertura vegetal total promedio: 62% - Predominio del estrato arbustivo (88%), especie dominante Larrea Matorral arbustivo divaricata. Estrato arbóreo presente en un porcentaje inferior, especie dominante Prosopis flexuosa.

Sólo presencia de estrato herbáceo (Aristida mendocina, Panicum urvilleanum) - Ubicada en zona de intermédanos.

- Cobertura vegetal total promedio: 74% Bosque abierto - Predominio de los estratos acompañado arbóreo y arbustivo (40% y 34% con arbustos respectivamente). Especies dominantes Prosopis flexuosa, Suaeda divaricata y Atriplex lampa.

- Ubicada en zona de paleocauces - Cobertura vegetal total promedio: 98% - Predominio del estrato arbóreo (79%), especie dominante Prosopis Bosque denso flexuosa y Geoffrea decorticans.

Estrato arbustivo presente en un porcentaje inferior, especie dominante Bulnesia retama. No hay presencia de estrato herbáceo.

- Ubicada en zona de médanos - Cobertura vegetal total promedio: 74%.

- Predominio del estrato arbustivo y Arbustal abierto herbáceo (60% y 40% respectivamente) Especies dominantes Trichomaria usillo y Panicum urvilleanum

Superficie (ha)

14899,99

14721,83

367,05

6981,83

Tabla 1: Caracterización de las unidades vegetales de la Reserva Telteca.

Fotos

En los 40 puntos muestreados se encontraron 22 especies de plantas, entre árboles, arbustos y herbáceas (Tabla 2).

Unidad de vegetación Especie

Nombre común

Matorral arbustivo

Árboles Prosopis flexuosa Algarrobo I Geoffroea decorticans chañar Arbustos Bouganvillea spinosa montenegro I Bulnesia retamo retamo I Capparis atamisquea atamisque I Ephedra ochreata solupe negro Ephedra boelckei parrón Larrea divaricata jarilla I Lycium spp. llaullín I Prosopidastrum globosum caballo del diablo I Senna aphylla monte de la perdiz I Trichomaria usillo usillo I Ximenia americana albaricoque I Suaeda divaricata vidriera Atriplex lampa zampa Pastos Aristida mendocina flechilla I Panicum urvilleanum tupe I Sporobolus rigens junquillo I Setaria leucopila cola de zorro Stipa sp. coirón Tabla 2: Especies vegetales encontradas por unidad de vegetación.

Bosque abierto

Bosque denso

I I

I I

I I

Arbustal abierto

I I I I I I I

I I

I

I I

I I I I

Discusión El mapa realizado ofrece una visión global de la distribución espacial de las unidades de vegetación en el área. Este trabajo resulta complementario de otros más específicos y detallados destinados a determinar la estructura poblacional de las principales unidades boscosas de la Reserva Telteca (Alvarez et al., 2006) y a la caracterización fisonómica y florística de los algarrobales del monte (Villagra et al., 2005). En conjunto estos trabajos constituyen un punto de partida para realizar una adecuada zonificación del área protegida en cuanto a las comunidades vegetales.

El trabajo permitió la delimitación espacial de comunidades vegetales que no han sido muy estudiadas dentro del área y que también tienen importancia desde el punto de vista de la conservación (matorral arbustivo y arbustal abierto). Las mismas podrán vincularse con los mapas de uso del suelo de la reserva y así determinar las áreas sometidas a mayores presiones y poder actuar en consecuencia. Los resultados del trabajo ofrecen una base de gran utilidad para incorporar en la zonificación un criterio de conservación que busque la protección de parches heterogéneos de vegetación (bosques abiertos, bosques densos, matorrales arbustivos, arbustales abiertos) para así asegurar la conservación de una mayor diversidad de especies tanto vegetales como animales (Forman y Godron, 1981).

La incorporación de la teledetección como método de trabajo demostró ser una forma efectiva para la identificación macro de la estructura vegetal del paisaje. La técnica permite además la actualización periódica de la información y la realización de estudios comparativos para conocer potenciales cambios en el tiempo producidos por desmontes, invasión especies exóticas, extinciones, cambio climático, entre otros. Así mismo la incorporación de un enfoque de clasificación basada en objetos y no en píxeles permitió superar los problemas de los métodos tradicionales en el mapeo de clases heterogéneas.

Conclusiones La teledetección permitió la identificación de las principales comunidades vegetales y la elaboración de un mapa. Estos resultados servirán como información de base para la zonificación primaria y para asegurar la conservación de todas las comunidades vegetales presentes en el área.

Cabe destacar que es la primera experiencia de implementación de esta técnica para la elaboración de un mapa de vegetación en el Sistema de Áreas Protegidas Provinciales. La metodología y resultados de este trabajo servirán como modelo para la aplicación de esta técnica en las otras reservas provinciales.

Bibliografía ALVAREZ JA, VILLAGRA PE, CONY MA, CESCA ME, BONINSEGNA JA. 2006. Estructura y estado de conservación de los bosques de Prosopis flexuosa D.C. (Fabaceae, subfamilia: Mimosoideae) en el noreste de Mendoza, (Argentina). Revista Chilena de Historia Natural 79: 75-87 BABSIA P, PESCETTI E Y BLENDINGER P. 1991. Lista Sistemática de las Aves de la Reserva Florística y Faunística Bosques Telteca. Ministerio de Ambiente y Obras Públicas, Dirección de Recursos Naturales Renovables y IADIZA, Gobierno de Mendoza.

FORMAN RTT y GODRON M. 1981. Patches and structural components for landscape ecology.

Bioscience 31: 733-740.

GONNET, JM y BLENDINGER PG. 1998. Nuevos registros de distribución del Águila coronada (Harphyaliaetus coronatus) en el Oeste de Argentina. Hornero 15:39-42.

GONZÁLEZ LOYARTE MM.1992. Reserva faunística y florística Telteca. Las Áreas Protegidas de la Provincia de Mendoza: Instituto Argentino de Investigaciones en Zonas Áridas (IADIZA), Mendoza, Argentina. 175 pp.

HAY, G., CASTILLA, G., WULDER,W., and RUIZ, J., 2005. An automated object-based approach for the multiscale image segmentation of forest scenes. International Journal of Applied Earth Observation, in press.

PEREYRA LOBOS R. 2004. Nuevos registros de águila coronada (Harphyaliaetus coronatus) para la provincia de Mendoza. Nuestras Aves, Número 47:25-26.

VILLAGRA P. E., CONY M. A., MANTOVÁN N. G., ROSSI B. E., GONZÁLEZ LOYARTE M. M., VILLALBA R. & MARONE L. 2004, Ecología y Manejo de los algarrobales de la Provincia Fitogeográfica del Monte. In: Ecología y Manejo de Bosques Nativos de Argentina. (Eds M. F. Arturi, J. L. Frangi and J. F. Goya). Editorial Universidad Nacional de La Plata.