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Revista Científica SAPIENTIAE.
CAMBIO DE USO DEL SUELO Y DINÁMICA DE
FRAGMENTACIÓN EN LA PROVINCIA DE CHIMBORAZO –
ECUADOR, AÑOS: 2000 - 2020: UN ENFOQUE BASADO EN
ANÁLISIS MULTITEMPORAL VECTORIAL
Danilo Yánez-Cajo
Docente – Investigador Facultad de Ciencias Pecuarias y Biológicas
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
dyanezc@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0005-4641-7543
Erika Alexandra Quiñonez Campos
Consultora Independiente
Universidad Central del Ecuador
erikalexaqc@gmail.com
Ronald Oswaldo Villamar-Torres
Docente – Investigador Facultad de Ciencias Pecuarias y Biológicas
Universidad Técnica Estatal de Quevedo
rvillamart@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-2511-1789
Ezequiel Zamora-Ledezma
Grupo de Investigación de Funcionamiento de Agroecosistemas y Cambio Climático
Docente – Investigador Facultad de Ingeniería Agrícola
Universidad Técnica de Manabí
ezequiel.zamora@utm.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-5315-2708
Autor para correspondencia: ezequiel.zamora@utm.edu.ec
Recibido: 05/04/2024 Aceptado: 07/05/2025 Publicado: 07/07/2025
RESUMEN
En los estudios del uso de suelo, el análisis multitemporal es una técnica crucial
para identificar y cuantificar las transformaciones que sufre el territorio, lo que
permite comprender la situación actualizada del mismo y sirve como herramienta
de toma de decisiones. Para este estudio, se seleccionó la provincia de Chimborazo
– Ecuador al tener un amplio conocimiento y datos de esta provincia, se recopiló
geoinformación vectorial sobre el uso del suelo escala 1:250.000 de dos
temporadas: 2000 a 2020, manteniendo la misma escala para estandarizar la
relación con el catálogo de objetos nacional en ambas temporadas, posteriormente
se generó un diagrama de flujos de insumos cartográficos, geoprocesos y
productos, consultando un algoritmo a una inteligencia artificial, el cual
posteriormente fue desarrollado en Python y QGIS para determinar el área que
sufrió transformación de uso del suelo dentro de estos dos periodos, determinada
el área de cambio, se procedió a cruzarla con un insumo escala 1:25.000 con el fin
de conocer el estado del uso del suelo a una escala de mayor resolución.
Posteriormente con el uso de esta información, se generaron estadísticos
descriptivos, para presentar información de las superficies del uso del suelo al año
2021, además, se realizó un análisis de fragmentación, con el uso de un coeficiente
de fragmentación basado en las variables de forma y superficie, para conocer el
nivel de fragmentación de las coberturas. Se determino las superficies de páramo
y tierras agropecuarias como las predominantes en la provincia, pero la superficie
de mayor transformación en este periodo de 20 años es el páramo, el cual ha
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sufrido una fuerte intervención de la superficie productiva, además se analizaron
otros ecosistemas que se encuentran perdiendo superficie como los glaciares, etc,
además, con el análisis de fragmentación de coberturas, ha determinado que las
coberturas en su mayoría se encuentran en un rango de poca fragmentación, lo
que indica una menor dispersión y mayor conectividad ecológica.
Palabras clave: cambio de uso de suelo, análisis multitemporal, geoinformación,
fragmentación, Chimborazo.
LAND USE CHANGE AND FRAGMENTATION DYNAMICS IN
CHIMBORAZO – ECUADOR, YEARS: 2000 - 2020: AN
APPROACH BASED ON MULTITEMPORAL VECTOR ANALYSIS.
ABSTRACT
In land use studies, multitemporal analysis is a crucial technique to identify and
quantify the transformations that a territory undergoes, allowing for an updated
understanding of its current situation and serving as a decision-making tool. For
this study, the province of Chimborazo – Ecuador was selected due to extensive
knowledge and data available for this province. Vector geoinformation on land use
at a 1:250,000 scale for two periods (2000 to 2020) was collected, maintaining the
same scale to standardize the relationship with the national object catalog in both
periods. A flow diagram of cartographic inputs, geoprocesses, and products was
then created by consulting an algorithm from an artificial intelligence, which was
subsequently developed in Python and QGIS to determine the area that underwent
land use transformation within these two periods. After determining the change
area, it was cross-referenced with a 1:25,000 scale input to examine the land use
status at a higher resolution. Subsequently, using this information, descriptive
statistics were generated to present land use surface data for the year 2021.
Additionally, a fragmentation analysis was performed using a fragmentation
coefficient based on shape and surface variables to assess the fragmentation level
of the land covers. The surfaces of páramo and agricultural lands were determined
as the predominant ones in the province, but the area that underwent the most
transformation over the 20-year period was the páramo, which has suffered
significant intervention in the productive surface. Other ecosystems, such as
glaciers, which are also losing surface area, were analyzed. Furthermore, the land
cover fragmentation analysis determined that most of the land covers are in a low
fragmentation range, indicating less dispersion and greater ecological
connectivity.
Keywords: land use change, multitemporal analysis, geoinformation,
fragmentation, Chimborazo.
INTRODUCCIÓN
El cambio de uso del suelo y la fragmentación del paisaje son procesos críticos
impulsados por actividades humanas como la agricultura, la ganadería, la
expansión urbana y la extracción de recursos naturales (Cárcamo & Ayuga, 2015).
Estos fenómenos han transformado drásticamente los ecosistemas terrestres,
reduciendo la cobertura forestal, degradando los hábitats naturales y afectando la
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biodiversidad y los servicios ecosistémicos esenciales (Yánez-Cajo et al., 2022). En
América Latina, estas dinámicas han tenido especial relevancia en países como
Brasil, México y Costa Rica, donde la deforestación y la fragmentación han alterado
más del 50% de la cobertura vegetal original. (Condori Luna et al., 2018)
La fragmentación del paisaje, entendida como la división de áreas naturales en
porciones más pequeñas y aisladas, genera múltiples consecuencias negativas.
Estas incluyen la pérdida de conectividad ecológica, el aislamiento de especies y
la intensificación de los efectos de borde. Asimismo, los cambios en el uso del
suelo, como la eliminación de árboles para actividades agrícolas o pecuarias,
contribuyen a la degradación del suelo, el aumento de gases de efecto invernadero
y la modificación de microclimas, exacerbando los efectos del cambio climático.
(Hobbs, 2001)
En este contexto, el análisis multitemporal mediante técnicas de sensores remotos
y sistemas de información geográfica (SIG) se presenta como una herramienta clave
para identificar y cuantificar estos cambios en el tiempo y el espacio (Greenberg
et al., 2005). Estas tecnologías permiten un monitoreo eficiente de grandes
extensiones de terreno a bajo costo, proporcionando información crucial para el
diseño de estrategias de restauración y conservación (Hegarat-Mascle et al., 2000).
Además, el uso de análisis espaciales y modelos estadísticos refuerza la capacidad
de comprender los patrones y causas del cambio de uso del suelo. (Zhou et al.,
2017)
En la provincia de Chimborazo, Ecuador, el cambio de uso del suelo ha sido
significativo en las últimas dos décadas, impulsado principalmente por la
expansión agrícola y ganadera (Lozano et al., 2018). Según Caranqui et al., 2016,
estas actividades han resultado en una pérdida significativa en la biodiversidad
botánica, concluyendo que la diversidad se encuentra entre media a baja, según
los índices de diversidad, esto contribuye a la sensibilidad y fragmentación de
ecosistemas clave; además, existen pronósticos mediante modelamientos de
cambio climático de esta provincia, que para el 2050 existirán variaciones del
clima, como reducción de la precipitación en subcuencas y aumento de la
temperatura general . (Bustamante Calderón, 2017)
Este estudio tiene como objetivo analizar los cambios de uso del suelo y su impacto
en la fragmentación del paisaje en la provincia de Chimborazo durante el periodo
2000-2020, mediante el uso del análisis multitemporal con insumos vectoriales,
técnicas cartográficas, análisis espaciales y estadísticas descriptivas, que servirán
como elementos técnicos para identificar áreas posibles para la restauración y
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conservación, además de una base técnica para informar a las autoridades y apoyar
el desarrollo de políticas públicas orientadas al manejo sostenible del territorio y
la conservación de los recursos naturales.
METODOLOGÍA
Área de Estudio
La provincia de Chimborazo se encuentra en el centro del callejón interandino de
Ecuador: lat 1° 58' 26.27" S; long 78° 43' 06.07" O (figura 1), extendiéndose desde
el subtrópico de Cumandá a 120 msnm hasta la cima del volcán Chimborazo a 6263
msnm, considerado el punto más cercano al sol desde el centro de la Tierra
(Samaniego et al., 2012), abarca una superficie de 6.495,44 km² (649.543,88 ha)
y distribuidos en diez cantones y 61 parroquias, su geografía se caracteriza por un
graben central, flanqueado por la Cordillera Central al oeste y la Cordillera
Oriental al este, configurando una región de valles donde se concentra la mayoría
de los asentamientos humanos. (Hervas et al., 2021)
Figura 1. Ubicación de la provincia de Chimborazo – Ecuador, en relación con su
posición en Latinoamérica
El clima de Chimborazo es variado debido a su topografía, la precipitación tiene
un patrón bimodal, con picos en marzo (60-90 mm) y octubre (50-70 mm), mientras
que agosto es el mes más seco (10-20 mm), las zonas de mayor pluviosidad, como
Pallatanga, alcanzan hasta 200 mm, en contraste con Guano, que presenta una
media de 57 mm. Las temperaturas también varían con la altitud, registrándose
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valores más bajos, entre 9°C y 10°C, en zonas elevadas como San Juan de
Riobamba y Palmira, mientras que las áreas más cálidas, como Cumandá, alcanzan
hasta 24°C (Bustamante Calderón, 2017), estas condiciones climáticas y
topográficas hacen de Chimborazo una región de gran diversidad ambiental y
desafíos territoriales.
Datos espaciales
El presente estudio, analiza los cambios en el uso del suelo y su evolución temporal
durante el período de 2000 a 2021, para este propósito se utilizó geoinformación
vectorial generada en el proyecto SUIA del Ministerio del Ambiente, Agua y
transición ecológica de Ecuador (Ministerio del Ambiente de Ecuador, 2024),
obtenidas a través de la plataforma del Portal Interactivo, esta información fue
sometida a preprocesamiento como corte de la provincia, depuración de polígonos
de superficies menores al área mínima cartografiable, que para la escala 1:250.000
es de 1km2 y validación, incluyendo la transformación de algunos atributos para
estandarizar la escala con el catálogo de objetos nacional (Instituto Espacial
Ecuatoriano, 2017), además, se georreferenciaron datos espaciales que fueron
recopilados por varios periodos de años de visitas técnicas, con el fin de hacer un
control de las coberturas.
Diagrama de geoprocesos
Para desarrollar un diagrama de flujo que sirva como algoritmo para ejecutar un
análisis multitemporal vectorial, consideramos seguir los siguientes
procedimientos: Se empezó por la geoinformación vectorial de Uso del suelo de la
provincia de Chimborazo a escala 1:250.000 (años 2000 - 2020), en este punto de
partida del análisis, se recopilan datos espaciales vectoriales sobre el uso del suelo
para un rango temporal de 20 años (2000-2020) a una escala de 1:250.000, que
servirá como base para detectar los cambios; relación de los objetos geográficos
con el catálogo de objetos nacional, en este caso de Ecuador (Instituto Espacial
Ecuatoriano, 2017), este proporciona un marco de referencia estándar para
clasificar los diferentes tipos de uso del suelo en el contexto del territorio de la
provincia, asegurando la coherencia y la uniformidad en el análisis;
estandarización de escalas y atributos de insumos (2000-2020), los datos son
ajustados para coincidir con las escalas y atributos requeridos en el análisis,
asegurando compatibilidad y precisión temporal (2000-2020).
Intersección de atributos nivel 4 del catálogo de objetos a escala 1:250.000 entre
las capas de uso del suelo 2000 - 2020, se realiza un geoproceso de intersección,
este proceso permite identificar relaciones y superposiciones clave entre los datos,
este proceso se lo realiza mediante el geoproceso de “intersección” el cual se
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presenta en cualquier software geográfico, para este estudio se utilizó QGIS (QGIS
Development Team, 2024), esto permite producir una visión integrada de las
coberturas de suelo en diferentes momentos del tiempo.
Determinación de áreas de cambio, este geoproceso determina las áreas de cambio
se cobertura de uso del suelo de los años 2000 al 2020, esto se logra en Python con
el uso de un script, este permite identificar de manera automatizada los cambios
entre las coberturas del suelo de ambas temporadas, este paso incluye asistencia
de Chat GPT para generar o mejorar el código requerido; se genera un nuevo
producto de geoinformación de zonas de cambio de uso del suelo (escala
1:250.000), las áreas donde se han detectado cambios en el uso del suelo son
identificadas y almacenadas, generando una base de datos espacial precisa a
escala 1:250.000.
Intersección de atributos nivel 4 a nivel 1, determinada el área de cambio, se
cruzan datos con diferentes niveles de detalle, nivel 4 y nivel 1 del catálogo de
objetos, que se encuentran relacionados con las escalas 1:250000 y 1:25000
respectivamente, lo que permite refinar la información y garantizar que los análisis
sean lo más precisos posible; como resultado de este proceso se obtiene un
segundo producto de geoinformación de uso del suelo año 2021 escala 1:25.000;
este nuevo insumo representa el uso del suelo con énfasis en las áreas donde se
identificaron cambios, esta vez con mayor resolución.
Identificación y exportación de datos de vegetación natural, los datos resultantes
se clasifican con el uso de una identifican con el uso de una calculadora de
identificación de objetos, seleccionando únicamente los objetos geográficos de
vegetación natural, para posteriormente exportarlos, esto genera un nuevo
producto que es la geoinformación temática de vegetación y ecosistemas naturales
(escala 1:25.000)
Cálculo de coeficientes de forma y tamaño, al último producto de geoinformación,
se calcula información sobre tamaño y forma de las áreas de cambio,
proporcionando métricas útiles para comprender la fragmentación y distribución
espacial:
Coeficiente de tamaño: para determinar la métrica de tamaño se consideró el área
calculada de cada uno de los polígonos que se obtuvieron a través de análisis
multitemporal, se creó un nuevo campo con el código CT (Coeficiente de tamaño)
en la tabla de atributo, se calcula la superficie, en este caso hectáreas. Para
posteriormente clasificarlos en categorías de acuerdo al tamaño del polígono
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indicado de acuerdo a los valores de la siguiente tabla 1, para después realizar el
categorizado en base a los criterios de tamaño. (Siordia & Fox, 2013)
Tabla 1. Rangos y ponderación de coeficiente de tamaño
Rango de superficie
Peso
Nivel
< 5
1
Bajo
> 5 y ≤ 20
2
Medio
> 20
3
Alto
El cálculo de la métrica de forma (CF) se llevó a cabo considerando la relación
entre el área y el perímetro, se estableció un rango máximo de ponderación basado
en el valor máximo de esta relación, junto con los valores mínimo y máximo
correspondientes, a medida que la relación área-perímetro aumenta, los polígonos
presentan una mayor regularidad (Curran, 1997), lo que reduce la probabilidad de
fragmentación, este análisis se realizó utilizando la calculadora de campos en
QGIS, aplicando la siguiente fórmula:
𝐹 =
(
𝐴/𝑃 − 𝑃
1
)
∗ 𝑁
(𝑃
2
− 𝑃
1
)
Donde:
A/P: relación Área/Perímetro
P1: relación Área/Perímetro, más baja de la serie de polígonos
P2: relación Área/Perímetro, más alta de la serie de polígonos
N= Valor más alto del rango de ponderación.
Posteriormente se categorizan los valores resultantes y se ponderan acorde a los
criterios presentados en la tabla 2:
Tabla 2. Rangos y ponderaciones de valores obtenidos en coeficiente de forma
Relación
Rango de peso
Peso
Nivel
Polígonos con poca relación
≤ 1
1
Bajo
Polígonos con mediana relación
> 1 y ≤ 2
2
Medio
Polígonos con gran relación
> 2
3
Alto
Para finalizar, tras calcular los coeficientes de forma y tamaño, cada uno
ponderado con los pesos asignados, se procede a sumar estos valores, el resultado
se incorpora en un nuevo campo dentro de la tabla de atributos, definiendo así el
coeficiente de fragmentación, este coeficiente se utiliza para clasificar los niveles
de fragmentación de la vegetación que ha variado en el periodo de 20 años en la
provincia de Chimborazo, resultado de proceso se obtiene el producto final que es
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la geoinformación temática de fragmentación escala 1:25.000, la cual contiene
información temática sobre la fragmentación del paisaje, esencial para evaluar el
impacto de los cambios en el uso del suelo sobre la estructura ecológica.
Tabla 3. Clasificación del Paisaje según el Coeficiente de Fragmentación, clasifica
el grado de fragmentación del paisaje en función del valor del coeficiente de
fragmentación.
Coeficiente de fragmentación
Clasificación
≤ 2
Altamente fragmentado
>2 y ≤4
Medianamente Fragmentado
>4
Poco Fragmentado
Figura 2. Diagrama de flujo de procedimientos para análisis multitemporal
vectorial del uso del suelo y fragmentación de la provincia de Chimborazo
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Realizando una comparación entre períodos (2020 y 2000) sobre la cobertura del
suelo en diferentes tipos de vegetación o uso del suelo y la comparativa de los
datos geoespaciales que reflejan transformaciones importantes en el uso del suelo
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y sus implicaciones ecológicas. A través de este análisis, se destacan las variaciones
significativas en la extensión de diversas coberturas del suelo, lo que proporciona
información relevante sobre las dinámicas ambientales y la influencia de las
actividades humanas en el paisaje (Figura 3).
Figura 3. Mapas de Uso del Suelo en 2000 y 2020: Comparación Espacial, presenta
los cambios en el uso del suelo entre los dos periodos de análisis, permitiendo
observar las variaciones espaciales en las diferentes coberturas del suelo.
La categoría de tierra agropecuaria mostró un leve aumento en su superficie,
pasando de 290.346,05 ha en el año 2000 a 306.115,21 ha en 2020. Este incremento
es indicativo de la expansión de las actividades agrícolas en la región, reflejando
la conversión de tierras para fines agropecuarios. Esto concuerda con varios
trabajos como (De la Cruz Burgos & Muñoz García, 2016; Muñoz et al., 2009; Zavala
Muñoz, 2016), en los cuales sus estudios revelan un incremento anual significativo
de tierras agropecuarias, atribuido a la expansión de la frontera agrícola en zonas
anteriormente dedicadas coberturas naturales, todos ellos destacan cómo las
herramientas SIG fueron fundamentales para identificar áreas de conversión y su
impacto socioeconómico en las comunidades locales, el análisis detallado de datos
geoespaciales permitió comprender mejor los cambios en el uso del suelo y
planificar estrategias de ordenamiento del territorio.
Por otro lado, el páramo, uno de los ecosistemas más extensos de la provincia,
este experimentó una disminución en su área, de 239.995,06 ha en 2000 a
217.740,25 ha en 2020, esta reducción sugiere alteraciones tanto por factores
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naturales como por la presión de actividades humanas que han afectado su
integridad. Esto concuerda con muchos estudios sobre la pérdida de superficie de
páramos, debido a varios aspectos de presión antrópica, (Thompson et al., 2021)
cuantifica la pérdida de superficie de páramos y sus impactos negativos sobre la
pérdida de carbono almacenado en el suelo, además de las posibles presiones a
nivel social que esto puede derivar, (García et al., 2020), menciona las graves
circunstancias a la que puede acarrear la pérdida de páramos con la generación de
recursos hídricos, motivo por el cual este estudio debe ser considerado por los
tomadores de decisiones.
El análisis también muestra un aumento en el área de sin cobertura vegetal,
pasando de 10.751,83 ha en 2000 a 14.081,2 ha en 2020, este fenómeno podría
estar relacionado con procesos de desertificación o pérdida de vegetación debido
al cambio climático, como lo enfatiza (Molina Benavides et al., 2019) el cual
cuantifica los efectos del cambio climático en la desertificación del páramo,
sostenido también por (Sabogal, 2023), ambos trabajos coinciden en señalar que
los países ecuatoriales están enfrentando una creciente desertificación impulsada
tanto por el cambio climático como por actividades humanas insostenibles, ambos
destacan la importancia de implementar políticas sostenibles y prácticas
adaptativas para preservar estos ecosistemas críticos.
La conservación y restauración de los países no solo es esencial para la
biodiversidad, sino también para las comunidades humanas que dependen de los
servicios ecosistémicos que ofrecen. En nuestro resultado, se explica un posible
cambio en las condiciones ambientales y el uso del suelo. En contraste, la
cobertura de vegetación arbustiva y herbácea experimentó un aumento
considerable, de 24.801,69 ha a 35.279,89 ha, lo que sugiere una regeneración
natural en áreas previamente degradadas o una expansión de vegetación
secundaria, posiblemente favorecida por las condiciones del entorno.
La superficie ocupada por el bosque nativo mostró una disminución de 54.843,75
ha en 2000 a 48.692,79 ha en 2020, lo que refleja la pérdida de estos ecosistemas
debido a la conversión de tierras principalmente para la agricultura y la
urbanización, estos resultados contrastan la obra de (Vásquez, 2008), el cual
identifica una disminución en la conectividad entre los bosques costeros y andinos
en Sudamérica, debido a la fragmentación causada por actividades humanas como
la deforestación y la expansión urbana. Este proceso ha reducido el tamaño medio
de los parches boscosos, limitando los corredores ecológicos esenciales para la
biodiversidad.
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En cuanto a los pastizales, la reducción fue igualmente significativa, pasando de
17.786,57 ha en 2000 a 5.516,2 ha en 2020, este descenso podría estar relacionado
con la transformación de tierras para otros usos, como la agricultura intensiva y la
expansión urbana.
Por otro lado, las áreas pobladas mostraron un crecimiento considerable, pasando
de 2.487,81 ha en 2000 a 8.759,16 ha en 2020, este aumento es un claro indicio de
la expansión urbana y de la infraestructura en la región, reflejando la tendencia
hacia un mayor asentamiento humano y desarrollo de infraestructura en el
territorio, esto demuestra las hipótesis de espacio y expansión urbana que
proponen: Ángel et al. (2007); Xiao et al. (2006), estos estudios resaltan la
importancia de la tecnología en la planificación urbana y la gestión de recursos
naturales en un contexto de cambio climático, la implementación de SIG y sensores
remotos se presenta como una herramienta clave para abordar los desafíos
actuales y futuros de la expansión urbana.
Las áreas de uso artificial también mostraron un incremento moderado, pasando
de 36,17 ha en 2000 a 52,43 ha en 2020, lo que puede estar relacionado con la
expansión de áreas urbanas y rurales. El área destinada a infraestructura
experimentó un aumento significativo, de 41,72 ha en 2000 a 406,41 ha en 2020,
lo que subraya la expansión de la infraestructura tanto en áreas urbanas como
rurales.
En cuanto a los glaciares, la superficie ocupada por ellos experimentó una notable
reducción, de 1.736,31 ha en 2000 a 418,43 ha en 2020. Este retroceso es indicative
del impacto del cambio climático y de la disminución de los glaciares en la región,
este indiscutible efecto concuerda con la mayoría de los trabajos que miden el
nivel de impacto del cambio climático sobre los glaciales de los Andes, (Cuesta et
al., 2019; Escanilla-Minchel et al., 2020; Turpo Cayo et al., 2022).
Estos artículos documenta tres décadas de pérdida acelerada de glaciares
tropicales en los Andes, utilizando tecnologías SIG. Concuerdan con nosotros en los
resultados que los glaciares están desapareciendo a tasas alarmantes, actuando
como indicadores clave del cambio climático en los trópicos, este retroceso tiene
implicaciones críticas para los recursos hídricos, ya que los glaciares ya no pueden
cumplir su función reguladora, poniendo en riesgo la disponibilidad de agua en las
regiones montañosas y las áreas río abajo.
Finalmente, la categoría de plantación forestal, que no existía en el año 2000,
apareció en 2020 con una superficie de 9.373,78 ha. Este crecimiento podría estar
relacionado con programas de reforestación o el establecimiento de monocultivos
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forestales que buscan mitigar los efectos de la deforestación y contribuir a la
sostenibilidad ambiental.
En conjunto, los resultados de este análisis multitemporal revelan una serie de
transformaciones en la cobertura del suelo que reflejan tanto el impacto humano
como los cambios en las condiciones ambientales a lo largo de dos décadas. Estos
resultados proporcionan una visión integral de los procesos de cambio en el uso
del suelo y ofrecen importantes implicaciones para la planificación y gestión
sostenible del territorio.
Figura 4: Comparación de la Superficie de Cobertura de Suelo entre 2000 y 2020,
cambios en las áreas de diferentes tipos de cobertura del suelo a lo largo de los
dos periodos.
Cambios multitemporales
El resultado de QGIS y Python arrojó la superficie específica que sufrió cambio al
2020, además de las que no se transformaron y conservan el mismo uso del suelo
desde el año 2000 (figura 5). La distribución de la superficie con y sin cambio en
el Análisis Multitemporal muestra los resultados de la clasificación del uso del suelo
según los cambios observados, de un total de 649.543,88 ha analizadas, el 76,77%
(498.661,37 ha) corresponde a áreas que no experimentaron cambios entre los dos
períodos, mientras que el 23,23% (150.882,51 ha) de la superficie experimentó
cambios en su cobertura. Estos resultados indican que una proporción significativa
del territorio mantuvo su uso o cobertura constante a lo largo del tiempo, mientras
que una parte considerable sufrió transformaciones en su uso o cobertura.
0 100000 200000 300000
Área Poblada
Área Sin Cobertura Vegetal
Artificial
Bosque Nativo
Cultivo Anual
Cultivo Semi Permanente
Glaciar
Infraestructura
Natural
Paramo
Pastizal
Tierra Agropecuaria
Vegetación Arbustiva y hervacea
Plantación Forestal
area 2000 area 2020
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Del área de cambio (rojo) se la extrajo y se la cruzó con el mapa de uso del suelo
escala 1:25.000, el resultado de este procedimiento permite conocer los objetos
geográficos dentro de la superficie de cambio, pero a nivel 1 del catálogo de
objetos nacional, posteriormente se seleccionó únicamente la cobertura vegetal
natural y ecosistemas, con el fin de realizar el análisis de fragmentación
Figura 5: Derecha: Distribución espacial de la superficie con y sin Cambio en el
Análisis Multitemporal, muestra las áreas donde se ha producido un cambio en la
cobertura del suelo (en rojo) y las que no han experimentado cambios (en verde).
Izquierda: La figura representa el mapa de la cobertura vegetal natural de la
provincia de Chimborazo, escala 1:25.000, con diferentes categorías
representadas en verde, que corresponden a distintos tipos de vegetación y su
estado de conservación o alteración.
Fragmentación
Como resultado de la aplicación de los coeficientes de forma y tamaño, se obtuvo
el coeficiente de fragmentación, este detalla las superficies y la cantidad de
polígonos que se obtiene del proceso, cada polígono se lo consideraría un “parche”
de cobertura vegetal natural, sumado a este su respectivo nivel de fragmentación
(figura 6). Los resultados se dividen en tres categorías de fragmentación:
Altamente fragmentado: Este nivel presenta una superficie de 2.482,32 hectáreas
y un total de 1.111 parches, lo que sugiere una gran dispersión del hábitat en
pequeños fragmentos, (Armenteras et al., 2003) relaciona su estudio con el nivel
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alto de fragmentación de los páramos y bosques andinos, en su estudio al este de
los Andes colombianos, la fragmentación ha reducido significativamente la
conectividad entre hábitats, afectando negativamente la biodiversidad y los
ecosistemas. Las áreas protegidas actuales no son representativas de toda la
diversidad ecológica debido a una distribución desigual y la falta de integración de
ecosistemas fragmentados.
Medianamente fragmentado: en esta categoría, la superficie es de 12.708,8
hectáreas, con 1.344 parches, aunque la dispersión es considerable, se observan
áreas de mayor conectividad entre los fragmentos, Peyre et al., 2021,
determinaron que el nivel de fragmentación es alarmante en el páramo en los
Andes del norte, esto debido principalmente a actividades humanas como la
agricultura y la urbanización, enfatizando la importancia de implementar
estrategias de conservación geoespacial para minimizar las pérdidas y preservar
los servicios ecológicos.
Poco fragmentado: la mayor superficie se encuentra en este nivel, con 52.253,78
hectáreas distribuidas en 985 parches, lo que indica una menor dispersión y mayor
conectividad ecológica. En total, el área estudiada abarca 67.444,9 hectáreas, que
están distribuidas en 3.440 parches, lo que refleja una variabilidad en la
fragmentación del paisaje que puede influir en la biodiversidad y la conectividad
ecológica de los ecosistemas.
Tulloch et al. (2016), determina cómo los parches pequeños y poco fragmentados
de hábitat pueden desempeñar un papel crucial en la conservación de la
biodiversidad, proporcionando refugio para especies clave y actuando como
conectores en paisajes fragmentados, resalta que incluso los parches más
pequeños contribuyen significativamente a mantener la diversidad genética y la
funcionalidad ecológica en paisajes alterados, sumado a este trabajo, Yan et al.,
2021 enfatiza que las áreas pequeñas y de baja fragmentación son fundamentales
para la biodiversidad en paisajes fragmentados, utiliza el análisis geoespacial para
determinar la importancia de estas tierras como "hotspots" (áreas calientes) de
conservación y destaca su valor en la planificación de estrategias de restauración
ecológica.
En conjunto, los resultados del análisis multitemporal vectorial de la provincia de
Chimborazo indican que, aunque hay áreas con baja fragmentación que podrían
funcionar como refugios importantes para la biodiversidad o “hotspots”, también
existen zonas que requieren atención urgente, especialmente aquellas con una
alta fragmentación. Este estudio resalta la necesidad de implementar estrategias
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de manejo del territorio que favorezcan la restauración de la conectividad
ecológica y la reducción de la fragmentación, para garantizar la preservación de
los ecosistemas y la biodiversidad a largo plazo.
Figura 6: Comparación de Superficie y Número de Parches según el Nivel de
Fragmentación, las gráficas permiten comparar las superficies y la cantidad de
parches en los diferentes niveles de fragmentación del paisaje de la provincia de
Chimborazo.
CONCLUSIONES
Este estudio sobre la fragmentación del paisaje ha proporcionado una visión
detallada de la distribución y el estado de conservación de los hábitats en el área
de estudio, destacando cómo los estudios multitemporales permiten explorar y
determinar la estructura y segregación del espacio, nos permitió determinar el
nivel de fragmentación y su grado de afectación a la conectividad ecológica.
A través del análisis multitemporal vectorial, se ha podido observar cómo ha
evolucionado la fragmentación del paisaje a lo largo del tiempo, permitiendo
identificar áreas críticas que requieren atención para mejorar la conectividad
ecológica y la conservación de la biodiversidad.
El análisis multitemporal vectorial ha sido una herramienta clave en este proceso,
ya que ha permitido no solo evaluar el estado actual del paisaje, sino también
comparar los cambios en la cobertura del suelo a lo largo del tiempo, este enfoque
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proporciona una base sólida para comprender las dinámicas espaciales y
temporales de la fragmentación y es esencial para el diseño de estrategias de
manejo del territorio que favorezcan la restauración de hábitats y la reducción de
la fragmentación.
La integración de datos geoespaciales y herramientas SIG han demostrado ser
fundamentales en la identificación y cuantificación de los niveles de
fragmentación, lo que facilita la toma de decisiones informadas en cuanto a la
conservación y la gestión de los recursos naturales. La capacidad de evaluar la
superficie y los parches de diferentes niveles de fragmentación en una escala
temporal proporciona una perspectiva valiosa sobre cómo las actividades humanas
y los cambios ambientales impactan los ecosistemas.
Este estudio resalta la importancia de los SIG en la investigación y gestión de la
conservación, especialmente en contextos de producción y uso sostenible del
suelo. Los resultados obtenidos sirven como base para futuros estudios que pueden
explorar más a fondo la relación entre la fragmentación, la biodiversidad y las
dinámicas de uso del suelo, además, las herramientas utilizadas en este análisis
son esenciales para la planificación territorial, la restauración ecológica y la
implementación de políticas ambientales efectivas que promuevan la
sostenibilidad en el manejo de los recursos naturales.
La agricultura es una de las principales causas de deterioro en los países, afectando
negativamente el almacenamiento de carbono y la calidad del suelo, además de
influir en diferentes aspectos de los cambios hidrológicos derivados del uso
intensivo del suelo, que reducen la capacidad de los páramos y bosques para actuar
como esponjas hídricas.
La expansión de la agricultura en los países ecuatoriales ha resultado en una
significativa pérdida de carbono almacenado en el suelo, este proceso pone en
riesgo la capacidad de los páramos para actuar como sumideros de carbono y
contribuye al cambio climático global, además, los cambios en el uso del suelo
están transformando estos ecosistemas en áreas con menos biodiversidad y
servicios ecosistémicos limitados, a largo plazo, esto puede tener graves
consecuencias para la salud de los ecosistemas y la calidad de vida de las
comunidades.
La disminución de glaciares también puede tener efectos en la disponibilidad de
agua para las comunidades, ciudades y metrópolis, ya que dependen de ellos para
generar la fuente hídrica, es fundamental estudiar cómo estos cambios afectan a
la biodiversidad y los ecosistemas en general, ya que podrían tener consecuencias
significativas en la cadena alimentaria y la estabilidad de los ecosistemas, por lo
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tanto, es crucial mantener un seguimiento constante de estos cambios y tomar
medidas preventivas para proteger los glaciales y las poblaciones que dependen de
ellos. La disminución de glaciares también puede tener consecuencias en términos
de desastres naturales, como inundaciones o deslizamientos de tierra, por lo que
es importante estar preparados para enfrentar estos escenarios, por lo tanto, es
crucial realizar un seguimiento continuo de estos cambios para proteger tanto el
medio ambiente como las poblaciones locales que se ven afectadas, otro efecto
de la disminución de glaciares también puede tener repercusiones en la
biodiversidad de la región, lo que resalta la importancia de tomar medidas
preventivas y adaptativas.
Es fundamental que se intensifiquen los esfuerzos de monitoreo para comprender
mejor el impacto del cambio climático sobre los recursos naturales andinos y tomar
medidas efectivas para enfrentar esta crisis. La colaboración entre científicos,
gobiernos y comunidades locales es clave para garantizar la sostenibilidad en la
región, ya que mediante la información recopilada a través de estas herramientas
será fundamental para la toma de decisiones informadas en cuanto a la gestión de
los recursos naturales y permitirán implementar medidas de monitoreo urgente
para comprender y abordar los impactos del cambio climático con la utilización de
tecnología avanzada y digital.
El análisis de la fragmentación del paisaje en el área de estudio revela una
distribución desigual de la superficie y los parches según el nivel de fragmentación,
la mayor parte de la superficie se encuentra en áreas poco fragmentadas, lo que
sugiere que estos hábitats aún mantienen una relativa conectividad ecológica, sin
embargo, una proporción significativa de la superficie está medianamente
fragmentada, lo que implica que existen barreras ecológicas que podrían estar
limitando el movimiento de especies y la conectividad entre hábitats.
Por otro lado, el área altamente fragmentada, aunque pequeña en superficie, está
compuesta por un número considerable de parches, lo que refleja una alta
dispersión del hábitat, esta situación puede generar desafíos adicionales para la
conservación de la biodiversidad, ya que la alta fragmentación puede aumentar la
vulnerabilidad de las especies y reducir la eficacia de los esfuerzos de
restauración.
Los trabajos citados sobre fragmentación resaltan la vulnerabilidad de los páramos
andinos frente a la fragmentación, impulsada principalmente por la actividad
humana, las conclusiones coinciden en la urgencia de adoptar medidas de
conservación, como corredores ecológicos y la expansión de áreas protegidas, para
garantizar la conectividad y la sostenibilidad de estos ecosistemas únicos. Además,
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se destaca el papel esencial de las herramientas SIG en el análisis y monitoreo de
los cambios en el paisaje.
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