UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO … · ... está impregnada de las ideas, trabajo,...
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UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO FACULTAD DE AGRICULTURA Y ZOOTECNIA DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO “VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DE LOS SISTEMAS DE DUNAS EN EL SUROESTE DE COAHUILA, MÉXICO” TESIS DE MAESTRÍA HUGO LÓPEZ CORRUJEDO PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA VENECIA, DURANGO, MÉXICO AGOSTO 2004
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UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO FACULTAD DE AGRICULTURA Y ZOOTECNIA
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO
“VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DE LOS SISTEMAS DE DUNAS EN EL SUROESTE DE COAHUILA, MÉXICO”
TESIS DE MAESTRÍA
HUGO LÓPEZ CORRUJEDO
PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE
MAESTRO EN CIENCIAS EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA
VENECIA, DURANGO, MÉXICO AGOSTO 2004
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UNIVERSIDAD JUÁREZ DEL ESTADO DE DURANGO
FACULTAD DE AGRICULTURA Y ZOOTECNIA
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO
AGOSTO DE 2004
La tesis “VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DE LOS SISTEMAS DE DUNAS EN EL SUROESTE DE COAHUILA, MÉXICO”, presentada por: HUGO LÓPEZ CORRUJEDO como requisito parcial para obtener el grado académico de: MAESTRO EN CIENCIAS EN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA ha sido aprobada por el Comité Particular Revisor de Tesis.
El Comité Particular Revisor de Tesis
Presidente
Ph.D. JUAN JOSÉ MARTÍNEZ RÍOS
Secretario
DR. CELSO MANUEL VALENCIA CASTRO
Vocal
Ph.D EDMUNDO CASTELLANOS PEREZ
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AGRADECIMIENTOS
Si entendemos que la vida no es una linea recta, sino una espiral ascendente en n dimensiones, entonces entenderemos también, que la búsqueda del conocimiento, en tanto parte de la vida, es azaroza, diversa y compleja. Pero muy estimulante. En esta búsqueda personal, el encuentro y acompañamiento de asesores, amigos, colaboradores y personas amadas es indispensable... al menos para mí. Doy testimonio aquí, de mi agradecimiento a todos ellos, pues no creo que alguien pueda llamarse autodidacta. Cualquier adquisición o contribución al conocimiento exige el contacto con las ideas de otros a través de algún medio (escrito, oral, visual, etc.). Por tanto, esta contribución, por pequeña que sea, está impregnada de las ideas, trabajo, palabras y compañía de muchos otros. ¡Gracias a todos!
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DEDICATORIA
Con amor A Erla, Hugo, Daniel Alejandro y Marco Antonio
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INDICE
INDICE DE TABLAS .................................................................................................. v
INDICE DE FIGURAS ................................................................................................. vi
RESUMEN .................................................................................................................... viii
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
OBJETIVOS .................................................................................................................. 2
REVISIÓN DE LITERATURA ...................................................................................... 3
MATERIALES Y MÉTODOS ....................................................................................... 21
RESULTADOS .............................................................................................................. 39
DISCUSIÓN ................................................................................................................... 49
CONCLUSIONES .......................................................................................................... 56
RECOMENDACIONES ................................................................................................ 57
LITERATURA CITADA ................................................................................................ 58
APÉNDICES .................................................................................................................. 63
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INDICE DE TABLAS Tabla Página
1. Cartografía utilizada para la realización del estudio .............................. 32
2. Resultados obtenidos en la estimación de las áreas de dunas mediante la digitalización en pantalla ..................................... 45
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INDICE DE FIGURAS
Figura Página 1. Area de las antiguas Lagunas de Mayrán y Viesca, mostrando las áreas generales de dunas (mosaico compuesto de imágenes tipo Landsat Thematic Mapper : Path/row 30/42 y 29/42 ……………………... 7 2. Ubicación del área de estudio dentro del Estado de Coahuila ........................... 22 3. Ubicación del área de estudio dentro de los Municipios de Viesca, Matamoros y San Pedro, Coahuila ....................................................... 23 4. Dunas en el área de estudio .............................................................................. 24 5. Dunas en el área de estudio .............................................................................. 24 6. Orografía general en la zona adyacente al área de estudio ................................. 26 7. Matorral desértico micrófilo. Vegetación dominante en el área de estudio ........ 28 8. Imagen tipo Thematic Mapper del 7 de junio de 1992 ....................................... 30 9. Imagen Landsat Enhanced Thematic Mapper del 10 de Mayo de 2002 .............. 31 10. Puntos de ubicación de dunas ............................................................................ 34
11. Polígonos de las áreas de dunas en la imagen de 1969 ........................................ 38 12. Resultados de la clasificación no supervisada con 40 clases. En rojo se muestran los píxeles clasificados como suelo arenoso ....................... 39 13. Resultados de la clasificación supervisada. En rojo se muestran los píxeles clasificados como suelo arenoso ........................................................ 41 14. Polígonos digitalizados a partir de la carta de navegación aérea de 1969 ........... 43 15. Polígonos digitalizados a partir de la imagen de 1992 ........................................ 44 16. Polígonos digitalizados a partir de la imagen de 2002 ........................................ 44 17. Área general (considerando sólo el polígono Mayor) ocupada por
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manchones de dunas en 1969 (rojo), en 1992 (azul) y en 2002 (rojo)................. 45 18. Polígono del paleolago y su ubicación geográfica respecto a los límites municipales dentro de la Comarca Lagunera ........................................... 47 19. Ubicación del área de dunas respecto al paleolago, en 1969 ............................... 48 20. Ubicación del área de dunas respecto al paleolago, en 2002 ............................... 48 21. Suelo y vegetación predominantes en la porción Noreste del polígono Mayor ... 53 22. Saladillo (Suaeda nigrescens) en dunas .............................................................. 55
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RESÚMEN En este estudio, se estimó la variación espacio-temporal de los sistemas de dunas que se
encuentran en la porción suroeste del estado de Coahuila, México, durante el período de
1969 a 2002.
Se utilizaron dos imágenes de satélite del tipo Landsat TM y una imagen digitalizada a
partir de una carta de navegación. Se ensayaron diferentes técnicas para determinar las
dimensiones actuales (2002) de las áreas cubiertas por montículos de arena; así como la
variación de la superficie en que se distribuyen durante el período analizado.
Se considera que, de acuerdo a las fuentes de datos y a las condiciones del área de estudio,
la técnica mas adecuada para estimar la superficie de los depósitos de dunas es la
clasificación supervisada. Para estimar la variación de la superficie durante el lapso de
tiempo considerado, la técnica mas adecuada es la digitalización en pantalla y el cálculo de
la superficie de los polígonos de suelo arenoso, realizadas sobre las imágenes disponibles.
Se estima que en el año 2002, la superficie cubierta por montículos de arena era de
aproximadamente 170 Km2. Se concluye también que hay una tendencia a la disminución
en el área general ocupada por dunas en el período comprendido entre 1969 y 2002.
1. Introducción
Los ecosistemas de dunas que se encuentran dispersos en la región suroeste del estado de
Coahuila en México, son el hábitat de numerosas especies vegetales y animales. Dentro de las
especies animales destaca la lagartija de la arena Uma exsul (Apéndice 1). Este reptil es
endémico de esta parte del desierto Chihuahuense (Schmidt y Boger, 1947; Gadsden et al.,
2001). Se considera a esta especie como la mas primitiva del genero Uma (Commins y
Savitzky, 1973; Adest, 1977) y presenta una variabilidad genética muy baja debido a una
elevada endogamia (Trépanier, T. L., comunicación personal). La Norma Oficial Mexicana
(NOM) la tiene catalogada como una especie rara y endémica (Secretaría del Medio Ambiente,
Recursos Naturales y Pesca, 2000).
Aunque se han realizado estudios demográficos que indican que las poblaciones están en
"equilibrio" presentando una tasa de reemplazamiento igual a uno y fluctuaciones de densidad
balanceadas (Gadsden et al., 2001), se ha observado que el principal problema es la destrucción,
fragmentación y compactación de su reducido hábitat.
Las dunas de arena donde habita este reptil, se encuentran en la parte final de las cuencas de los
ríos Nazas y Aguanaval en la Comarca Lagunera, al norte de México. Estos depósitos de arena
tienen una distribución discontinua formando áreas de tamaño variable (Observación personal),
a las que en este escrito se denominarán “manchones”. El impacto a su hábitat se ha visto
acelerado por el crecimiento del cordón agrícola y habitacional de la zona, que ha ido
envolviendo y fragmentando la pequeña zona de dunas. Por otro lado la construcción de presas
(en la parte alta de la cuenca) y canales de riego, trajo consigo un bloqueo y desvío de las vías
naturales de los ríos Nazas y Aguanaval, interrumpiendo, de esta manera, los posibles aportes
naturales de arena a las lagunas de Mayrán y Viesca. Ligado a esto, la escasa diversidad y
cobertura vegetal en estos ecosistemas, determinan que sean muy frágiles a las múltiples
alteraciones a las que está siendo sometido su hábitat (tales como la remoción de arena para
construcción, basureros, uso de vehículos todo-terreno, tala de mezquites, cacería, turismo, etc.).
Con este panorama se considera que Uma exsul debe ser recategorizada como una especie en
peligro de extinción, y debe acompañarse de un programa de protección urgente de los
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ecosistemas de dunas donde habita (Gadsden et al., 2001). Evidentemente, al proteger estos
ecosistemas, se favorece la conservación de la comunidad biótica entera.
A pesar de que ya se cuenta con información sobre la biología poblacional de Uma exsul
(Gadsden et al, 2001), existen pocos datos sobre el comportamiento del ambiente físico (dunas),
en esta parte del desierto. Por esta razón se decidió estudiar la variación espacial y temporal de
estos sistemas de dunas, como un referente fundamental para entender un poco más acerca de
las interacciones ecológicas en estos ambientes.
Los ecosistemas de dunas desérticas, son unidades de organización espacial y temporal que
presentan una estructura y un funcionamiento dinámicos.
En este trabajo se estimó el área que ocupan actualmente estos manchones de dunas, a partir de
imagenes Landsat tipo Thematic Mapper de Junio de 1992 y Mayo de 2002, utilizando para su
procesamiento y análisis digital, los programas ERDAS Imagine versión 8.4 y ArcView GIS
3.2, éste último con sus extensiones Image Analyst y Spatial Analyst.
Se determinó también la variación espacio – temporal del área general donde se distribuyen
estos manchones, a través de su digitalización sobre cartografía analógica e imágenes de 1969,
1992 y 2002. Con esto se pudo determinar la tendencia en la variación durante los últimos 30
años.
Con la información obtenida en la presente investigación, se tienen mas elementos para
sustentar una propuesta de recategorización de Uma exsul en la Norma Oficial Mexicana y la
eventual creación de un área natural protegida en este lugar.
2. Objetivos
2.1 Cuantificar las áreas de dunas en la región de estudio
2.2 Determinar las variaciones espaciales del área general donde se distribuyen las dunas
durante los últimos 30 años
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3. Revisión de literatura
3.1. Desiertos y dunas
Los desiertos cubren mas del 30% del planeta (Grenot, 1983). Se caracterizan por presentar
una precipitación baja (menor a 250 mm anuales), alto potencial de evaporación y una
cobertura vegetal reducida o inexistente. Presentan una distribución geográfica diversa,
encontrándose en áreas de bajas y altas latitudes, en el interior de los continentes, en litorales e
incluso en zonas de elevada altura (Gutiérrez, 1998). Dentro de este espectro están los
desiertos cálidos que se ubican en la región intertropical, formando dos franjas entre los
paralelos 20° y 40° (Grenot, 1983).
El desierto Chihuahuense es un desierto cálido. Estos desiertos presentan características
geológicas, climáticas y de vegetación muy variables. Los climas de estos ambientes, se
caracterizan generalmente por una escasa precipitación y elevadas temperaturas. La vegetación
es rala y escasa o no existe y el metabolismo de los miembros de la comunidad biótica está
adaptado a las rigurosas condiciones climáticas. Aunque llueve poco, la escorrentía superficial
juega un papel fundamental en la configuración de las formas de relieve de estas áreas. Esto es
debido a la escasa cobertura de vegetación existente y a la carencia bastante generalizada de
suelos, que hace que el sustrato geológico no esté protegido, quedando sometido por
consiguiente al impacto de las gotas de lluvia. Las precipitaciones, aunque escasas, son
frecuentemente violentas y poseen una distribución temporal irregular (Gutiérrez, 1998).
El viento es otro factor importante en el desarrollo de las formas topográficas típicas de los
desiertos. En estos ecosistemas, la acción eólica es muy intensa y es capaz de erosionar,
transportar y depositar partículas (Nelson, 2001).
Las acumulaciones de arcillas, limos y arenas muy finas reciben el nombre de Loess mientras
que las de arenas medianas a gruesas se llaman Médanos o Dunas (Brady y Weil, 1999).
3.2. Formación de dunas
Para que se forme una duna es necesario, en primer lugar, un suministro de arena suficiente, un
viento capaz de moverla y un obstáculo que se interponga a la acción de éste. El obstáculo
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puede ser: un fragmento rocoso, una construcción humana, un montículo de vegetación, etc.
Cuando el viento incide sobre éstos, las líneas de corrientes se separan y continúan así durante
cierta distancia. Esto crea una zona de sombra, en la que la velocidad es mucho menor. En sus
movimientos de saltación, algunas partículas entran en esta zona y caen, formándose una
acumulación, la cual puede llegar a convertirse por sí misma en obstáculo y va creciendo si el
viento y la arena son suficientes (Nelson, 2001).
A medida que la duna va creciendo, realiza un movimiento de traslación en la dirección del
viento: el lado de barlovento (cara sobre la que hace contacto el viento) tiene una pendiente más
suave que la de sotavento; la arena remonta el primero hasta llegar a la parte más alta y cae,
entonces, por el lado más abrupto (sotavento), adquiriendo el ángulo de reposo (Nelson, 2001).
El tamaño de los granos de arena está en un rango de 0.1 a 2.00 mm de diámetro (Foth and
Turk,1972); con diámetros entre 0.15 y 0.27 mm en la parte móvil de la duna ( Lancaster, 1981).
El umbral de la velocidad del viento para mover los granos de arena es de 4.5 m/seg. (Bagnold,
1954; Velazco, 1983).
En una sola duna se forma un mosaico de arena con diferente compactación, debido a la
deflación y deposición diferencial (Seely, 1991).
3.3. Características de las dunas
Las dunas desérticas, están compuestas principalmente de granos de arena de cuarzo (SiO2) y
son muy similares en todo el mundo. Ahí, la arena es abundante, los vientos son fuertes y la
lluvia escasa (Bagnold, 1954).
La ausencia de materia orgánica y sales originan que las propiedades de las dunas estén
determinadas principalmente por características físicas (Robinson y Seely, 1980).
Con lluvia, los sustratos arenosos ofrecen condiciones de humedad mas favorables para el
desarrollo de las plantas que los suelos de granos mas finos (Noy-Meir, 1973). Esto se debe a las
características del suelo arenoso: Escurrimiento escaso o nulo, infiltración rápida y profunda,
pequeñas fuerzas de capilaridad que producen baja evaporación y un efecto de “trampa de agua”
(Seely, 1991; Brady y Weil, 1999).
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Las dunas proveen un clima modificado a los organismos que viven cerca o bajo la superficie. A
profundidades mayores a 10 cm, las temperaturas usualmente son moderadas (Seely, Roberts y
Mitchell, 1988).
En general, los ambientes de dunas están controlados por interacciones del viento, arena móvil y
disponibilidad de humedad en el suelo. La combinación de estos factores determina la mayoría
de los patrones de respuesta de plantas y animales (Seely, 1991).
La ocurrencia de plantas perennes o anuales en las dunas, también parece estar determinada por
la movilidad del sustrato arenoso. Las plantas dominantes en las dunas son usualmente
perennes, aunque las anuales pueden exceder numéricamente a las perennes después de un
evento de lluvia (Seely, 1991).
La riqueza específica de plantas en los sustratos arenosos es por lo general relativamente baja y
decrece al incrementarse la movilidad de la arena. En un área desértica, las dunas móviles
soportan menos especies que las áreas arenosas planas o en depresiones. En una duna individual,
la cresta soporta menos especies vegetales que la base de la duna o la bajada. Las plantas
perennes (en particular los pastos) constituyen una parte importante de la composición vegetal
de las dunas móviles, donde los detritos constituyen una gran porción de la biomasa orgánica
(Seely, 1991).
Según Seely (1991), la vegetación de las dunas puede soportar fauna asociada
permanentemente, o atraer fauna errante (de rango de actividad amplio). Los animales grandes y
con mucha movilidad (como las aves), frecuentemente no están restringidos a un sustrato en
particular (Seely y Griffin, 1986), pero muchos artrópodos epigeos (Crawford y Seely, 1987) y
reptiles que habitan en dunas de arena son incapaces de vivir en sustratos mas compactos. La
fauna de dunas móviles está limitada a pocos taxa (Koch, 1961).
En una duna en particular, el grado de estabilidad y compactación de la arena, afecta la
distribución de las especies (Seely, 1991).
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3.4. Respuesta de las dunas a variaciones climáticas
Según diversos autores, los sistemas de dunas son muy sensibles a algunas variaciones
climáticas, respondiendo con patrones definidos. A continuación se cita textualmente a
Gutiérrez (1998), que al respecto menciona:
“... Las dunas son sensibles a modificaciones en los parámetros atmosféricos, tales como dirección e intensidad del viento y cambios en la precipitación, que afectan a la evapotranspiración, humedad del suelo, porcentaje de vegetación y a la movilidad de las partículas. Las áreas de dunas tienden a acentuar los efectos de las fases secas y húmedas (Rognon, 1982) y responden rápidamente a los cambios climáticos. Si aumenta débilmente la precipitación, la vegetación crece básicamente en las partes bajas de las dunas y en las superiores se moviliza la arena con avalanchas a sotavento. Al incrementarse la precipitación la vegetación coloniza toda la duna excepto en las crestas y comienza a producirse calcificación en las acumulaciones arenosas. Finalmente, cuando los periodos de precipitación son importantes y duraderos, el nivel freático aflora en las partes bajas generándose depósitos palustres en las áreas interdunares; además se instala una vegetación de mayor porte que estabiliza las dunas y, a su vez, se forman suelos. En los casos en los que las precipitaciones sean muy intensas puede producirse la erosión de las dunas (Talbot y Williams, 1978). Por el contrario, en periodos secos los niveles freáticos son bajos y, por consiguiente, la disponibilidad hídrica es prácticamente nula e impide el crecimiento de la vegetación, favoreciendo la actividad eólica durante estos periodos...”
3.5 Sistemas de dunas en el Suroeste de Coahuila
Dentro del Desierto Chihuahuense existen diversas formaciones de dunas. En la llamada
“Región Lagunera”, ubicada al centro-sur del desierto, existen varios sistemas de dunas, siendo
los mas importantes los ubicados en el área de la Reserva de la Biosfera de Mapimí, los del
Valle de Acatita y los de las Lagunas de Mayrán y Viesca. Este estudio tiene por objeto el
análisis de éstos últimos (Figura 1).
Los depósitos de arena en el área de estudio tienen una distribución discontinua formando
“manchones” de tamaño variable. Van desde pequeños cúmulos de menos de 0.5 m de altura
hasta dunas tipo barjana con crestas de 20 m de altura en las llamadas “Dunas de Bilbao”. El
tamaño de los granos de arena es relativamente homogéneo.
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Figura 1. Área de las antiguas Lagunas de Mayrán y Viesca, mostrando las áreas generales de dunas (mosaico compuesto de imágenes tipo Landsat Thematic Mapper : Path/row 30/42 y 29/42)
3.5.1 Fisiografía
El bolsón en que se encuentran las lagunas de Mayrán y Viesca se ubica en la provincia
fisiográfica de la Mesa Central del Norte. Esta provincia Fisiográfica está flanqueada por las
cadenas montañosas de la Sierra madre Oriental y la Sierra madre Occidental que la aíslan del
mar. Está compuesta por muchas cuencas cerradas, llamadas bolsones. El bolsón como unidad
funcional, está compuesto de montañas y colinas, frecuentemente en la periferia, extensas
bajadas con pendiente débil de abanicos aluviales coalescentes y playas planas de tierras bajas
como receptáculos de sales y sedimentos finos transportados (Breimer, 1985).
Alvarez Jr. (1961) denomina a toda la región como subprovincia de la antigua zona lacustre,
la cual fue intensamente plegada durante el Mioceno, destruyéndose en gran parte las líneas de
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drenaje preexistente, formando cuencas cerradas que al ser llenadas por depósitos lacustres,
forman los llamados bolsones en cuyas depresiones quedan como testigos algunos lagos.
3.5.2 Historia geológica
3.5.2.1 Origen de los sistemas de dunas regionales
Después de la Orogenia Laramide del Eoceno temprano y tardío, se formaron en México una
serie de cuencas de drenaje interior debido a fallas o estancamientos por actividad volcánica.
El período de llenado de las cuencas probablemente terminó en el Mioceno o Plioceno.
Durante el Pleistoceno tardío y el Holoceno, se desarrollaron abanicos aluviales alrededor de
las colinas y formaron dunas de arena localizadas en el plano (Bartolino, 1992).
Según Morafka (1977), en los pisos de los bolsones mayores se establecieron grandes lagos de
naturaleza mas permanente como resultado de la desembocadura de los ríos que provenían de
la Sierra Madre Occidental o del Río Grande desde el Norte. Con las condiciones pluviales
durante el Plioceno, Pleistoceno y en las épocas posglaciales, el lago del Bolsón de Parras, y la
Laguna de Mayrán, presentaron radicales expansiones en tamaño. Su fuente principal, el Río
Nazas drenaba al Este desde las Sierras e indudablemente experimentó numerosas alteraciones
en su cuenca hidrográfica. Las fuerzas implicadas en la erosión y agregación de partículas
incluyeron fractura de la roca madre por temperatura, caída por gravedad, lluvia y
movimientos intempestivos de fluidos de material aluvial y arrastre corriente abajo de las
partículas intemperizadas. El viento parece ser importante solo en las secciones central y
noroeste del desierto y está primariamente asociado con la formación de dunas de arena y de
yeso.
Van Devender (1977) considera probable que las dunas de arena del Este (Desierto
Chihuahuense) de Mojavia nunca hayan sido tan extensas como las del Oeste (Desierto
Sonorense). Los sistemas de dunas del Este, durante el Plioceno, estuvieron probablemente
limitados a cursos de agua así como a cuencas de lagos y rodeados por pastizales desérticos.
Durante los episodios glaciofluviales del Pleistoceno y el Holoceno, se llenaron las cuencas de
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los lagos y los canales de los ríos, reduciendo el area de las dunas riparias. Por otro lado,
bosques de pino-junípero invadieron los pastizales.
En cuanto a la herpetofauna, Morafka et al., (1986), consideran que la ausencia de reptiles
especializados para “enterrarse” en la dunas en la porción Este de la división continental
(Desierto Chihuahuense), parece reflejar la limitada extensión geográfica de los sistemas de
dunas durante el Plioceno y Pleistoceno en el Altiplano Mexicano. Las dunas riparias que se
formaron durante el Plioceno fueron parcialmente inundadas por lagos en los tiempos
glaciofluviales y una vegetación compuesta de pinos, juniperos y pastizales fue superimpuesta
sobre las especies desertícolas residuales. Los hábitats modernos son un mosaico de matorral
desértico y pastizales con ríos estacionales y bases lacustres intermitentemente inundadas. Los
depósitos sedimentarios estan mezclados con hábitats principalmente arenosos.
La fauna desértica del Este (Desierto Chihuahuense respecto al Desierto Sonorense) quedó
atrapada en valles aislados o bolsones del altiplano Mexicano. Durante los tiempos glaciales,
lagos pluviales llenaron esos valles (Van Devender, 1978) inundando la mayoría de las dunas
expuestas y dejando como hábitats de refugio solamente los afloramientos, taludes y
materiales aluviales que quedaron a la orilla de los lagos. Los mismos eventos climáticos
hicieron mas severos los dos sistemas desérticos, con climas helados “desplazando” hacia
abajo la vegetación introducida a través de la división continental. Asimismo se expandieron
los sistemas de dunas costeras occidentales y simultáneamente se contrajeron los sistemas del
Este (Morafka y Reyes, 1994).
La región de Mapimí actualmente conserva un mosaico de pastizales, matorral esclerófilo y
arboledas rodeando cuencas de lagos que se inundan intermitentemente y corrientes de agua
estacionales. Los pasados 5000 años, probablemente han sido tan áridos como cualquier época
de aridez que la región haya experimentado (Van Devender, 1978).
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3.5.2.2 Distribución del género Uma
El genero Uma, en el desierto Chihuahuense, se encuentra en localidades que están entre 900 y
1250 m.s.n.m. del mar en cuencas cerradas con sustratos eólicos de arena sobre sedimentos
compactos. Los sedimentos derivan de depósitos glaciofluviales y de inundaciones recientes.
Estos reptiles se encuentran tanto en dunas de yeso como de arena, aunque en las dunas de
yeso del valle de Acatita no se ha registrado a ningún individuo de este género (Morafka et al.,
1986).
Al igual que las dunas del Norte (donde se distribuye Uma paraphygas) y las del Sur (donde
se distribuye Uma exsul), las dunas del Valle de Acatita están sobre depósitos que contienen
conchas de bivalvos y gasterópodos de origen fluvial y/o Holocénico (Morafka et al, 1986).
La ausencia de Uma en dunas ecológicamente adecuadas dentro de su rango general de
distribución puede ser explicado como el resultado de la inundación de las dunas por lagos
glaciofluviales y la subsecuente exclusión de Uma por la invasión de pastizales (Morafka et
al., 1986).
Se puede trazar una conexión entre U. exsul y U. paraphygas durante el Plioceno tardío a
través de una serie de lagos y planicies inundadas que corrían hacia el Norte desde las
lagunas de Viesca y Mayrán. El Río Nazas, que ahora termina en la Laguna de Mayrán,
probablemente continuaba hacia el Norte en el Río Conchos y el Río Grande durante los
tiempos glaciofluviales (Morafka et al., 1986).
Una serie de dunas y aluviones pudieron haber provisto de sustratos para las poblaciones de
Uma del Desierto Chihuahuense, en el mismo sentido que se piensa que durante el Pleistoceno
el curso del Río Mojave fue una ruta de dispersión o interconexión para Uma scoparia. Tal
conexión entre U. exsul y U. paraphygas es congruente con la posición de las dunas, que
ocupan estas formas en el presente (Morafka et al., 1986).
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Este modelo puede extenderse tiempo atrás hasta el Plioceno medio para sugerir una conexión
entre las formas de Uma del Este y el Oeste. Un sistema de dunas pudo haber seguido el brazo
que unía el Río Nazas con el Río Grande hacia el Norte hasta las dunas existentes en la parte
alta del Este. Muchos de los lagos secos y cuencas cerradas del Norte de Chihuahua, el
Suroeste de Nuevo México y el Oeste de Texas tienen dunas asociadas y estaban antes
conectadas a la parte alta del Río Grande, igual que estuvo el Río Nazas (Morafka et al.,
1986).
La herpetofauna de la provincia de Mapimí, igual que el mosaico de habitats, es
morfológicamente primitivo y reminiscente de las condiciones del Terciario tardío (Morafka et
al., 1986).
3.5.3 Uso del suelo
A manera de ubicación general se señala que el área de estudio esta ubicada en la parte final
de las cuencas de los Ríos Nazas y Aguanaval, dentro de la denominada Región Hidrológica
36.
Los manchones de dunas se encuentran en la periferia de los lechos secos de las Lagunas de
Viesca y Mayrán y de la zona irrigada, presentando un tipo de vegetación de Matorral Xerófilo
por lo que al igual que otras regiones del país con características similares (Barral, 1988), han
funcionado desde el punto de vista productivo como subsistemas periféricos para la provisión
de productos primarios con escaso valor agregado y con poca o nula planeación para un uso
sostenible. El mismo autor considera que la consecuencia generalizada de ésta dinámica ha
sido la utilización de los ecosistemas áridos en explotaciones de tipo “minero”, es decir, el uso
de los recursos renovables bajo un régimen de extracción exhaustiva hasta producir su
agotamiento, como si fueran no renovables.
A partir de la construcción de las presas en ambos ríos, ha ido desapareciendo la vegetación
ribereña de sus cauces. Según un estudio de la Región Hidrológica 36 (Descroix et al., 1993),
la superficie no irrigada de la parte baja de ésta, tiene como vocación el uso pecuario
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extensivo donde el matorral sirve de pastizal; recomendando una carga de una unidad animal
para 35 a 50 ha. Estos mismos autores consideran que a pesar de la aridez y de la gran escasez
de agua, se pueden realizar obras para el aprovechamiento de los escurrimientos alrededor de
los relieves, sin embargo, el problema siempre será la rentabilidad de estas inversiones debido
a lo aleatorio de las lluvias.
Durante los años de trabajo en el área de estudio se ha observado que la utilización productiva
de las dunas es escasa y marginal. Ocasionalmente se observan hatos de cabras y en algunas
porciones hay huellas de parcelas abandonadas.
Para Rzedowski (1978) la producción ganadera tradicional en las zonas áridas de México se da
en forma extensiva y está dedicada esencialmente a la cría de cabras y ovejas para obtener su
carne, leche y piel, ya sea para la subsistencia directa o para los mercados locales y regionales.
Las cabras están particularmente bien adaptadas a las condiciones de aridez y al escaso
alimento que ofrecen estos ecosistemas; además pueden alimentarse de arbustos y pastos, así
como de cactus (excepto los más espinosos), de los cuáles obtienen toda el agua que requieren.
Según Challenger (1998), la sobreexplotación generalizada de los agostaderos en las zonas
áridas mexicanas, se debe a la producción extensiva de ovejas y cabras; ocasionando un grave
sobre pastoreo de la vegetación natural, lo que a su vez genera erosión del suelo y
desertificación.
Barral (1988), indica que algunas áreas de la Reserva de la Biosfera de Mapimí, no son
utilizadas por el ganado bovino debido a dos motivos principales: la ausencia o casi ausencia
de un estrato herbáceo y la ausencia de aguajes. La ausencia o insuficiencia del estrato
herbáceo se pone de manifiesto en primer lugar en la zona de dunas. En éstas dunas dominan
especies que no son apetecidas por el ganado, como Larrea tridentata y Fouquieria splendens
entre otras.
13
Dado que en el área de dunas objeto de este estudio, las especies vegetales dominantes son las
mismas, se considera que se produce el mismo efecto que en la Reserva de la Biosfera de
Mapimí.
La zona presenta perturbaciones por actividad humana, expresadas a través del
establecimiento de basureros (sobre todo en la periferia de los centros de población); la tala
sistemática de los pocos mezquites que existen, la apertura de algunas áreas para agricultura
que son abandonadas luego, la utilización de los montículos de arena como “pistas” de
motocicletas (actividad que destruye muchas madrigueras de mamíferos, reptiles y artrópodos)
y hasta la extracción de arena para construcción. Estas actividades han ocasionado
destrucción, fragmentación y compactación de las dunas.
Una porción del área (las llamadas “Dunas de Bilbao”), soporta una carga de visitantes
regulares a lo largo de todo el año, intensificándose durante las temporadas vacacionales. Este
“turismo” genera también perturbación al no existir control sobre la conducta de los visitantes.
Según Challenger (1998), el problema del inadecuado manejo de la basura es característico de
las zonas áridas de México. La topografía plana de estos lugares hace que pocas comunidades
dispongan de barrancas como tiraderos de basura, de modo que ésta se tira en sitios planos. En
esos lugares, si la basura no se quema de inmediato, el viento se la lleva de un lado a otro, lo
que no solo la dispersa por doquier, sino que dificulta su quema. Como resultado, muchas
comunidades humanas situadas en el matorral xerófilo cubren extensas áreas de vegetación
natural con toneladas de basura, en buena parte sin quemar, y que debido a la falta de
humedad no se degradan fácilmente, sino que persisten y se acumulan.
Los habitantes de los poblados que se encuentran en el área de estudio, al igual que en la
mayoría del país, sufren condiciones de pobreza y marginación. Al respecto, Rojas (2000) en
un reportaje para un periódico indica:
...“En el campo lagunero, la migración hacia el Norte (Piedras Negras, Acuña, Ciudad Juárez y ‘el otro lado’), se ha llevado en algunos ejidos a mas de la mitad de la población, y en muchos lugares los ejidatarios que aún quedan trabajan de jornaleros con los “pequeños
14
propietarios”, a los que les rentaron o les vendieron su agua o su tierra, suspiran para que en su rancho se instale una maquiladora, aunque pague poco, aunque contamine, para que sus hijos, convertidos en flamantes proletarios no emigren.”...
3.6 Uso de las técnicas de percepción remota y sistemas de información geográfica para el análisis y seguimiento de ecosistemas 3.6.1 Los Sistemas de Información Geográfica
3.6.1.1 Importancia de la información geográfica
El desarrollo de un país depende en gran medida de la información que se tenga sobre los
recursos naturales disponibles en forma veraz, oportuna y actualizada para estar en
condiciones de planear adecuadamente su desarrollo social, económico y cultural (Carrillo,
1994).
El aprovechamiento de los recursos naturales debe realizarse en forma racional, conociendo
las características cuantitativas y las interacciones entre los elementos del medio para
analizarlos como un todo y derivar su uso adecuado sin que se vea comprometida la
productividad futura. El conocimiento del ambiente determina la vocación productiva de las
diferentes zonas del país para ofrecer soluciones de uso adecuado y satisfacer las necesidades
de la población. Contar con la información suficiente, confiable y oportuna sobre estos
aspectos, se convierte en una necesidad imperiosa, y es quizá la información cartográfica,
entendida esta como la representación sobre cartas o mapas, de los datos que se disponga al
respecto de los recursos señalados, la que ofrece mayores ventajas (Maldonado, 1994).
El uso y manejo de la cartografía permite conocer los recursos naturales a diversos grados de
detalle, además permite ubicarlos geográficamente en mapas o cartas para medirlos,
cuantificarlos y analizar su ubicación; permite conocer su origen, magnitud, distribución y su
interrelación para tener mas y mejores opciones para la toma de decisiones que definan
políticas en su manejo y aprovechamiento (Gálvez, 1994).
15
3.6.1.2 La cartografía digital
Los investigadores y practicantes de la geografía, así como de otras disciplinas, han tenido que
enfrentarse por muchos años con problemas relacionados al análisis y manipulación de
entidades que existen e interactúan en un espacio-tiempo definido. El medio mas común para
almacenar y visualizar esa información espacial ha sido el mapa analógico (impreso en papel).
El primer mapa conocido aparentemente fue creado antes del alfabeto (Marble, 1990) de tal
manera que es posible que la humanidad haya estado trabajando con estos dispositivos por un
largo período de tiempo.
En siglos pasados, la producción de mapas que mostraban la superficie de la Tierra estuvo
limitada de fuentes adecuadas de información geográfica. No fue sino hasta después de 1930
que algunos mapas topográficos que cubrían grandes áreas fueron realizados a gran escala con
la ayuda de la recién inventada cámara fotográfica, en donde la fotografía aérea fue una
herramienta importante, ya que permitió que los levantamientos de campo utilizados para la
delimitación de áreas con diferentes usos y propiedades pudieran representarse mediante
mapas (Martínez, 2002).
En la actualidad la producción de mapas ha pasado a ser un proceso casi automático, esto es
debido a que mediante el uso de microcomputadoras es posible la edición y captura de
información levantada en campo mediante un formato digital (DeMers, 1997). Esto se ha
logrado mediante el uso de programas computacionales (software) denominados Sistemas de
Información Geográfica (GIS) por sus siglas en Inglés (Geographic Information Systems).
Johnson (1990) menciona que un sistema de información geográfica (GIS) se puede definir
como una base de datos computarizada que contiene información espacial. Tomlinson (1990)
complementa la definición señalando que el sistema se caracteriza por la capacidad de manejar
y analizar datos geográficos, es decir, espacialmente referenciados, los cuales se pueden
representar gráficamente como imágenes o mapas temáticos.
16
Los Sistemas de Información Geográfica se basan en el concepto de dividir el área de estudio
en capas de información. En la cual una capa de información es el conjunto de datos que
describe una característica específica del mundo. Por ejemplo, vegetación, tipo de suelo,
geología del lugar, etc. (Soria et al., 1997).
A diferencia de los mapas convencionales, que permanecen estáticos una vez publicados, los
mapas digitales dentro de un sistema tipo GIS pueden ser actualizados tan frecuentemente
como sea necesario (Johnson, 1990) y pueden ser aplicados a un sinnúmero de disciplinas
(DeMers, 1997).
Los sistemas de información geográfica se enriquecen de información derivada de varias
fuentes, entre las que destacan los datos o imágenes captadas por los sensores a bordo de los
satélites de información terrestre, denominados sensores remotos o percepción remota (Jensen,
1996). Ésta se define como el proceso de adquirir información sobre un objeto o característica
terrestre sin contacto físico con el mismo (Lillesand y Kiefer, 1994).
Martínez (2002), menciona que para conocer el potencial que estos sistemas de información
geográfica ofrecen, las agencias gubernamentales, las dependencias municipales, así como el
sector comercial y empresarial deben entender cómo operan dichos sistemas, qué hacen y
cómo pueden ser utilizados; dicho de otra manera, como se puede hacer uso de los sistemas de
información para una explotación racional de los recursos terrestres renovables y no
renovables que reditúen en ahorro de tiempo y recursos monetarios.
3.6.2 Percepción remota
3.6.2.1 Procesos El proceso para la recolección de datos por medio de la percepción remota incluye algunos
elementos tales como (A) Una fuente de energía, generalmente el sol; (B) la transmisión de la
energía a través de la atmósfera; (C) la interacción de esta energía con nuestro planeta Tierra;
(D) la re-propagación de la energía nuevamente hacia la atmósfera; (E) la detección de la
energía por los sensores a bordo de los satélites de observación terrestre; (F) los datos o
productos finales derivados de lo anterior en formato analógico y/o digital; (G) el análisis y la
17
interpretación de los datos adquiridos y (G) la creación y el desarrollo de los productos
derivados de éstos datos para los usuarios finales (Martínez, 2002).
3.6.2.2 Firmas espectrales Algunos investigadores (Ben-Dor and Banin, 1994; Coleman and Montgomery, 1987;
Escadafal et al., 1989; Henderson et al., 1989; Huete et al., 1985) han realizado
investigaciones acerca del beneficio de utilizar datos obtenidos mediante el sensor
denominado Mapeador Temático (Thematic Mapper) que permitan la identificación de la
mejor región del espectro para el estudio de suelos. Con el objeto de una mejor identificación
de las características espectrales de los suelos y de terrenos agrícolas, algunos factores tales
como la rugosidad y textura del suelo deben ser tomados en cuenta ya que por una parte se ha
observado que la rugosidad del suelo reduce su reflectancia, y la textura -debido a las
diferentes capacidades de retención de agua- modifican en algún grado el porcentaje de la
energía reflejada por los mismos.
3.6.2.3. Sistemas Sensoriales
En la actualidad, la cantidad de sensores abordo de aviones de alto y bajo vuelo así como a
bordo de satélites que circundan la tierra son numerosos, diferenciándose por su resolución y
tipo de construcción para detectar la radiación electromagnética proveniente de la tierra.
Algunos de los sensores comúnmente utilizados se enlistan a continuación:
• AVIRIS (Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer)
• CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager)
• AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)
• Landsat MSS (Multispectral Scanner)
• Landsat TM (Thematic Mapper)
• Landsat ETM+ (Enhanced Thematic Mapper)
• SPOT HRV (Le Systeme Pour l´Observation de la Terre-High Resolution Visible)
18
• LISS-III (IRS-1C;IRS-1D, Linear Imaging Self Scanning Camera; Indian Remote Sensing)
• WiFS (Wide Field of View Sensor) a bordo del IRS
• OrbView -1,2,3,4 (Satélites de la Compañía Orbimage, Inc.)
• IKONOS (de la Compañía Space Imaging Inc.)
• Quick Bird (de la Compañía Digital Globe)
Siendo los mas comunes los sensores abordo de satélites como Landsat, NOAA y SPOT.
Aunque la exactitud de los productos finales, tales como los mapas, las tablas, ó los análisis
que se obtienen al procesar imágenes, dependen del alcance y tipo de resolución de los
sensores remotos, ésta tecnología ha probado ser una herramienta útil en los inventarios de
recursos naturales y en la identificación de áreas con alto potencial productivo, especialmente
en países en vías de desarrollo donde la información geográfica actualizada no está disponible
o se encuentra a escalas inapropiadas.
El futuro de los sensores remotos aplicados al monitoreo de los recursos terrestres se muestra
promisorio, ya que además de los sistemas multiespectrales existentes, año con año se
adicionan mejores sensores con capacidades hiperespectrales, que vendrán a acrecentar en
gran medida, la confiabilidad de los datos adquiridos mediante ésta técnica.
3.6.2.4 Características de las imágenes Landsat TM y MSS
3.6.2.4.1. Landsat Multispectral Scanner (MSS)
Los datos obtenidos por medio del sensor MSS han sido utilizados generalmente para la
realización de estudios geológicos generales y para el inventario de recursos vegetales (Yin y
Williams, 1997).
Características del sensor MSS:
Ancho total de captura: 185 x 179 km Altitud de orbita: 919 km. (Landsat 1, 2, 3) 705 km. (Landsat 4 y 5)
19
Resolución espacial: 56 x 59 m (IFOV 79 x 79 m) Tasa de transferencia de datos: 15 MB/s Resolución radiométrica: 7 bits (almacenada como 8 bits) Resolución temporal: 18 días (Landsat 1, 2 y 3); 16 días (Landsat 4 y 5)
Los sensores del MSS registran la radiación electromagnética en cuatro bandas. Una típica
escena del Landsat MSS contiene aproximadamente 2340 renglones y 3240 columnas. Su
orbita tiene una inclinación de 99° con respecto al Ecuador. Una de las mayores virtudes del
sistema MSS es su riqueza de archivo ya que se cuentan con imágenes desde 1972 lo cual lo
hace útil en el estudio de detección de cambios a través del tiempo (Verbyla, 1995). Por otro
lado su menor costo lo hace más accesible además de ocupar menos espacio físico al
almacenarse en medio magnéticos.
3.6.2.4.2. Landsat Thematic Mapper (TM)
Este sistema sensorial fue lanzado el 16 de Julio de 1982 (Landsat 4), 1 de marzo de 1984
(Landsat 5) y 15 de abril de 1999 (Landsat 7). El sensor Thematic Mapper es un sensor de
rastreo óptico-mecánico que registra la energía en las regiones visible, infrarrojo reflectivo,
mediano al infrarrojo e infrarrojo térmico del espectro. Este sensor obtiene imágenes multi-
espectrales que tienen mayor resolución espacial, espectral y radiométrica que el MSS.
Este sensor ha mostrado ser útil en la determinación de tipos de vegetación, humedad del
suelo, diferenciación de nieve y nubes así como en discriminación de material geológico
(Jensen, 1996).
Características del sensor TM:
Ancho total de captura: 185 x 179 km. Altitud de orbita: 705 km. Resolución espacial 30 x 30 m (120 x 120 m para la banda 6) Tasa de transferencia de datos: 85 MB/S Resolución radiométrica: 8 bits (rango de valores 0-255) Resolución temporal: 16 días Inclinación de orbita: 98.2° con respecto al Ecuador
20
Los sensores tipo TM registran la radiación electromagnética en 7 bandas, cuya selección y
diseño se llevo a cabo después de años de análisis en busca de una amplia gama de utilidad en
los datos registrados.
3.6.2.4.3 Enhanced Thematic Mapper (ETM+)
El sensor ETM+ fue lanzado al espacio a bordo del satélite Landsat 7 a inicios de 1999, y
entre sus características especiales incluye una banda pancromática (escala de grises) de 15 m
de resolución espacial, así como una banda térmica (banda 6) con menor tamaño de píxel (60
m) ya que las versiones anteriores portaban un tamaño de píxel de 120 m (Martínez, 2002).
21
4. Materiales y métodos
4.1 Entorno Regional
4.1.1 Área de estudio
El área de estudio se ubica en la parte Suroeste de Coahuila entre los paralelos 25° 41’ 14’’ y
25° 24’ 18’’ de Latitud Norte; y los meridianos 102° 49’ 10’’ y 103° 07’ 35’’ de Longitud
Oeste (Figuras 2 y 3). Consiste mayormente de tres áreas o polígonos irregulares donde se
distribuyen los montículos de arena (dunas) de extensión y altura variable (que van desde 0.5
m hasta 20 m de altura) (Figuras 4 y 5). Limita al Oeste con la superficie irrigada del
municipio de Matamoros; Al Norte con la superficie irrigada del municipio de San Pedro; Al
Este con una depresión donde se encuentran las antiguas Lagunas de Mayrán y Viesca y al Sur
con la planicie donde se encuentra la ciudad de Viesca Coah. (INEGI, 1997).
4.1.2 Clima
El Clima, de acuerdo con la clasificación de Köppen, modificado por E. García (García,
1981) es tipo Bwhw(e) el cual es considerado como seco-desértico, con lluvias en verano; con
5 a 10 por ciento de precipitaciones en invierno; presentando un invierno fresco.
La precipitación media anual fluctúa entre 200 y 300 mm, distribuida principalmente entre
Abril y Octubre (INEGI, 1988). Según García-Herrera (1993) el régimen térmico es severo en
cuanto a temperaturas altas, con una temperatura media anual que oscila entre 18.8 y 20.3 °C.
Se presenta una evapotranspiración real (ET) media anual de 200 a 300 mm indicando un
régimen de lluvia escaso.
Descroix et al. (1993), indican que en esta región no existen áreas que logren mantener un mes
al año el suelo a capacidad de campo (-10 a -130 KPa) . El déficit medio anual de agua va de
los 688 mm en la subcuenca de Viesca hasta los 826 mm en Mayrán, confirmándose así como
la porción mas árida de la Región Hidrológica 36 (RH36).
22
Figura 2. Ubicación del área de estudio dentro del Estado de Coahuila
23
Figura 3. Ubicación del área de estudio dentro de los Municipios de Viesca, Matamoros y
San Pedro, Coahuila
24
Figuras 4 y 5. Dunas en el área de estudio
25
4.1.3 Hidrología
El área está incluida en las subcuencas de Mayrán y Viesca, en la parte baja de la Región
Hidrológica 36, constituida por los Ríos Nazas y Aguanaval. Debido a las presas construidas
sobre los cauces de los ríos, las lagunas solo reciben agua en cantidades apreciables durante
los años con precipitaciones extraordinarias. Se destaca también en esta región el grave
problema de la sobreexplotación de los acuíferos, dada la extracción que se realiza para
complementar las aguas superficiales que se encuentran íntegramente utilizadas. De esta
forma, el porvenir del perímetro de riego en la Laguna (150,000 ha) se encuentra amenazado a
mediano plazo, a menos que se tomen las medidas pertinentes en su sistema productivo
(Descroix et al., 1993).
4.1.4 Orografía
Al Noroeste del área se encuentran la Sierra Texas y la Sierra San Lorenzo y al Este la Sierra
Parras y la Sierra Mayrán (INEGI,1997) (Figura 6).
4.1.5 Geomorfología
La composición geológica de la parte baja de la RH36 es predominantemente de rocas
sedimentarias, entre las que destacan la caliza y caliza-yeso. Esta composición, aunado al
fuerte régimen evaporatorio, incrementan la escasez de escurrimiento debido a que las lagunas
son muy llanas (menos de uno porciento de pendiente) y están rellenas de aluviones
cuaternarios, que a excepción de la capa superficial, deben ser en su mayoría muy permeables.
Los materiales sedimentarios detríticos, están compuestos básicamente de conglomerados y de
asociaciones, de las cuales las mas representativas son las de lutita-arenisca y las de caliza-
lutita. Las sierras en esta región están constituidas esencialmente de calizas, lo que contribuye
a la reducción del escurrimiento a pesar de tener fuertes pendientes (20 o 30 %). (Loyer, 1993)
En cuanto a la zona de dunas, Rzedowski (1978) y Brown (1982), establecen que en los
grandes bolsones, los pastizales halófilos suelen circundar una ciénega salina; pero si la
precipitación anual es demasiado baja o irregular el resultado será una playa inundada
26
Figura 6. Orografía general en la zona adyacente al área de estudio
27
intermitentemente, en la cuál se forma una capa de salitre y que está desprovista casi
completamente de vegetación. En otros tiempos, esos lugares fueron el sitio de lagos, lo que
constituye una prueba geológica de que en la prehistoria el clima fue más húmedo. A
barlovento de ellos suelen formarse campos de dunas debido a que el viento ha ido arrastrando
y acumulando los sedimentos más finos del lecho del antiguo lago.
4.1.6 Suelos
De acuerdo con el sistema FAO-UNESCO modificado por INEGI (antes DETENAL) las
unidades de suelo predominantes en la región son los Xerosoles, Yermosoles y Litosoles,
donde los suelos salinos (Solonchaks y Solonetz) ocupan una gran parte de ella, sobre todo en
la Laguna de Mayrán (Rivera, 1993). De acuerdo con el sistema USDA Soil Taxonomy los
órdenes de suelos principales son los Aridisoles y Entisoles, en los que destacan a nivel de
grupo, los Haplargid y los Torriorthent (Martínez-Ríos, 1999).
4.1.7 Vegetación
Rzedowsky (1978) señala que el tipo de vegetación dominante en el área es el matorral
xerófilo (Figura7).
Referente a la vegetación abierta típica de dunas, Powell y Turner (1974) y Brown (1982),
comentan que se deriva sobre todo de la flora del matorral xerófilo circundante, pero que
también incluye muchas plantas especialmente adaptadas a la alta alcalinidad y las elevadas
concentraciones de sal.
En el área que nos ocupa, las especies dominantes en general, son la Gobernadora (Larrea
tridentata) y en menor escala el Saladillo (Suaeda nigrescens). En algunas zonas muy
localizadas se presenta la dominancia de otras especies como Prosopis glandulosa
(mezquitales); Opuntia sp. (Nopaleras). Otras especies presentes que aunque no forman
unidades definidas, si son notorias en el paisaje son el Ocotillo (Fouquieria splendens), el
28
Zacate salino (Hilaria mutica), el Cardenche (Opuntia imbricata), el Tasajillo (Opuntia
leptocaulis) entre otras. Además de esto, se observan algunas otras especies de plantas
anuales, que sobre todo en los años lluviosos, forman una alfombra verde que cubre casi
totalmente el suelo arenoso.
Figura 7. Matorral desértico micrófilo. Vegetación dominante en el área de estudio
4.2 Fuentes de datos
El presente trabajo utilizó una diversa gama de productos geográficos tanto analógicos como
digitales. Los cuales se enlistan a continuación:
4.2.1 Imágenes de satélite
Las imágenes de satélite utilizadas en el presente estudio fueron dos imágenes Landsat;
una del tipo Thematic Mapper (TM-5) con siete bandas de información y una resolución
espacial de 30 metros por píxel (Martínez, 2002) con fecha 7 de Junio de 1992 (Figura 8). La
segunda fue una imagen del tipo Enhanced Thematic Mapper (ETM+) con 7 bandas de
29
información y una resolución espacial de 28.5 m por píxel (Jensen, 1996) con fecha 10 de
Mayo de 2002 (Figura 9).
Las imágenes satélite, de acuerdo con el WRS2 (World Reference System 2),
correspondieron a la ruta (path) 29 y al renglón (row) 42, así como al 30/42 respectivamente;
siendo la primera obtenida del centro denominado PACES (Panamerican Center for Earth and
Environmental Studies), localizado en la Universidad de Texas, El Paso, E.U.A. La segunda
imagen fue obtenida a través del INIFAP-CENID-RASPA, loacalizado en la Comarca
lagunera. Ambas imágenes fueron georreferenciadas de acuerdo con la cuadrícula universal de
Mercator (UTM) utilizando el Datum NAD27 y elipsoide de Clarke de 1866.
Otras imágenes utilizadas en el estudio, fueron el triplicado (1976, 1986, y 1992) del
sensor Multiespectral Scanner (MSS) adquiridas del programa NALC (North American
Landscape Characterization, del programa NASA/Pathfinder Program (Lunetta, et al., 1993).
4.2.2 Mapas analógicos
Se utilizaron mapas analógicos de la región en estudio a diversas escalas (1:50,000; 1:250,000,
y 1:1000 000) en diferentes temas (edafología, uso del suelo y vegetación, topografía, geología
y navegación) para la delimitación del área y la ubicación de los recursos reportados por
INEGI. Asimismo, las áreas de interés presentes en los mapas topográficos fueron convertidos
del formato analógico al digital (digitalizados) para su posterior utilización en el programa
computacional (Sistema de Información Geográfica). La Tabla 1 muestra las claves y los
temas de la cartografía temática del INEGI utilizada en el presente estudio.
30
Figura 8. Imagen tipo Thematic Mapper del 7 de junio de 1992
31
Figura 9. Imagen Landsat Enhanced Thematic Mapper del 10 de Mayo de 2002
32
Tabla 1. Cartografía utilizada para la realización del estudio
4.2.3. Ortofotos digitales
Con el propósito de contar con fuentes de datos alternativas para la ubicación de las áreas con
dunas, se adquirieron las ortofotos digitales ofrecidas al público para su venta en el Centro de
Información y ventas del INEGI, contando las mismas con una extensión de 7.5’ de latitud y
6.6’ de longitud aproximadamente, presentando un tamaño de píxel de 2 m por 2 m. En
algunos casos fue necesario que las ortofotos fueran corregidas al Datum NAD27, ya que
todos los productos digitales ofrecidos por el INEGI, posteriores a Abril de 1998, vienen
referenciados al Datum ITRF92 (Martínez, 2002). Para su transformación se utilizó el
programa computacional denominado TRANINV, el cual fue desarrollado por el propio
INEGI y en el que actualmente es posible tener acceso en línea en la siguiente URL
(http://antares.inegi.gob.mx/traninv; fecha de consulta 07 de Febrero de 2004).
4.3 Metodología
Dado que en el momento no se encontraron referencias de estudios que hayan realizado
análisis espacial de sistemas de dunas con arena de cuarzo, en los que se hayan utilizado
imágenes de satélite u otro tipo de imágenes digitales, se siguió una estrategia general de
Clave de la carta
Escala
Tema
Nombre
G13D26, G13D37, G13D25
1:50,000 Edafología Matamoros, Viesca, Torreón
G13D26, G13D37, G13D25
1:50,000 Uso del suelo y vegetación. Matamoros, Viesca, Torreón
G13D26, G13D37, G13D25
1:50,000 Topografía Matamoros, Viesca, Torreón
G13D26, G13D37, G13D25
1:50,000 Geología Matamoros, Viesca, Torreón
G13-6
1:250,000 Topográfica s/n
s/n
1:1,000,000 Topográfica Chihuahua
s/n
1:1,000,000 Topográfica Monterrey
33
ensayo y error para tratar de encontrar un método que brindara información con cierto grado
de confiabilidad. La primera aproximación fue encontrar si el comportamiento espectral de
dichas dunas era lo suficientemente notable para poderlo diferenciar en las escenas. Se relata a
continuación el proceso de búsqueda seguido, para tratar de encontrar un método adecuado
para la delimitación y cuantificación de las áreas de interés.
4.3.1 Delimitación y cuantificación del área de dunas
Para delimitar y estimar la extensión del área de dunas se procedió de la manera siguiente:
En primer término, se consideró como área de trabajo inicial, un polígono marcado como zona
de “grava y arena”, representado en una carta de navegación aérea escala 1:250,000 editada
por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en 1969 y reimpresa por la Comisión
de Estudios del Territorio Nacional (CETENAL) en 1976. Posteriormente, utilizando una
Tableta digitalizadora Marca CALCOMP® del tipo Drawingboard II, se digitalizó el área de
interés, obteniendo en la misma un error promedio (RMSE) menor a 0.004 unidades, lo cual
de acuerdo con Martínez (2002) garantiza un registro aceptable entre los datos geográficos. El
polígono digitalizado, se ajustó en pantalla sobreponiéndolo sobre una imagen Landsat TM de
1992, utilizando el programa ArcView GIS ver 3.2 y la extensión Image Analyst ver. 1.0 de la
Compañía ESRI (Environmental Research Institute).
Con el propósito de observar si al nivel de resolución espacial ofrecido por las imágenes era
posible identificar diferencias espectrales notables en el área de interés, y con el propósito de
afinar la presente metodología, en julio de 2002 y mayo de 2003, se tomaron las coordenadas
geográficas en campo, de 28 puntos (24 en Área mayor, 2 en Bilbao y 2 en Saucillo), donde se
localizaban de manera notable, montículos de arena, mediante el uso de un Sistema de
Posicionamiento Global (GPS) marca GARMIN modelo GPS45XL sin corrección diferencial
(Figura 10). Posteriormente los puntos colectados fueron capturados en forma tabular en el
programa MS EXCEL, para finalmente ser incluido como tema puntual dentro del programa
ArcView GIS / Image Analyst.
34
Figura 10. Puntos de ubicación de dunas
A continuación se utilizó un recorte de la imagen Landsat TM 30/42 de Mayo del 2002 para
estimar y delimitar visualmente la extensión de las áreas de suelo arenoso, buscando aquella
combinación de bandas donde se pudieran detectar, de manera clara y notable las áreas de
interés, basándose para ello en el conocimiento previo del área de estudio por haberla
recorrido físicamente en varias ocasiones. Después de desarrollar esta actividad se encontró
que la combinación de bandas espectrales de la imagen Thematic Mapper que presentó los
resultados visuales mas adecuados para este propósito fue la combinación de bandas 7,5,5
(R,G,B). Luego, con el objeto de visualizar mejor las áreas de interés, se aplicó al recorte un
realce de imagen mediante la función ‘Sharpen’ de la extensión Image Analyst.
Posteriormente, se realizó una clasificación de imagen del tipo ‘no-supervisada’ (cuyo
procedimiento se explica en el apéndice B), buscando para ello el número de clases
conveniente (Jensen, 1996) que mostrase con mayor fidelidad la delimitación del área de
35
interés; determinándose que al utilizar 40 clases se obtenían resultados mas acorde con lo
esperado. Al superponer sobre la imagen clasificada el tema puntual con los datos obtenidos
en campo, fue posible identificar las clases a las que pertenecían los píxeles correspondientes a
los puntos de muestreo de suelo arenoso y se determinó la clase que presentaba mayor
frecuencia. Luego se ubicó el número de píxeles de la clase mas representativa y se multiplicó
por el valor de área de cada píxel (30 m x 30 m = 900 m2) para obtener el área total cubierta
por los mismos en la imagen analizada.
Dado que se consideró que los valores de ‘reflectancia’ espectral de las dunas con cierta
cobertura vegetal (Área mayor) no eran iguales a los de las dunas con vegetación muy abierta
o sin ella (Saucillo y Bilbao), la superficie de éstas últimas, se calculó tomando como
referencia otra clase (la mas representativa de estas áreas). Sumando los valores para obtener
el área total.
Buscando comparar los resultados con los obtenidos mediante la técnica anterior, se procedió
a realizar una clasificación supervisada (Apéndice B) de la misma imagen, utilizando la
función ‘Find Like Areas’ de ArcView / Image Analyst. Se tomaron como áreas de
entrenamiento, polígonos que se trazaron usando la función ‘Draw Polygon’ (dibujar
polígono) y tomando como referencia uno de los puntos de muestreo donde se sabe con
certeza que existen este tipo de dunas. Se contabilizaron los píxeles que correspondían a esa
clase y la cantidad obtenida se multiplicó por el valor de área de cada píxel para obtener el
área total.
Finalmente, considerando la condición de reflejancia planteada anteriormente y basados en el
conocimiento que se tiene de estas áreas (se sabe que son mas homogéneas en cuanto a la
presencia de dunas, además de ser muy notorias en la imagen), se asumió que algunas
porciones de los polígonos denominados ‘Saucillo’ y ‘Bilbao’ no fueron clasificados como
suelo arenoso. Asimismo, se debe considerar que en la imagen analizada no se incluyó la
totalidad del área “Bilbao” por quedar fuera de la ruta o franja (path) cubierta por el IFOV
(Instantaneous Field of View –Campo de visión instantánea) del sensor del satélite. Debido a
estas razones se determinó agregar un valor de área adicional, con el objetivo de estimar el
36
total. Este valor se obtuvo utilizando la función para el cálculo de áreas del mismo programa
o software.
4.3.2 Determinación de la variación espacio-temporal del área de dunas
Para obtener esta información se procedió de la siguiente manera:
Inicialmente se utilizaron tres recortes de imágenes Landsat tipo Multiespectral Scanner
(MSS) del programa NALC (path 30/ row 42) correspondientes a los años 1976, 1986 y 1992.
Estos recortes se realizaron tomando en cuenta la misma extensión territorial presente o
considerada en el recorte de la imagen ETM+ de Mayo de 2002, la cual fue utilizada para
cumplir en el objetivo anteriormente señalado.
Con el objeto de lograr una mejor visualización de las formaciones de dunas sobre el terreno,
se probaron diferentes combinaciones de bandas en los cañones R,G,B (rojo, verde y azul) de
la computadora, tratando de encontrar aquella combinación que mostrara, de manera mas clara
e identificable, las áreas que se conocían de antemano como portadoras de suelo arenoso.
Después de varias combinaciones, se determinó que la mejor combinación era 2,3,2 (R,G,B).
Posteriormente, se realizó una clasificación no supervisada en el área considerando 40 clases,
esto se realizó para cada imagen utilizada, siguiendo para ello el mismo procedimiento
empleado con la imagen Landsat ETM+ de 2002, esto con el propósito de cuantificar o estimar
las áreas de suelo arenoso. (Nota: este procedimiento se describió con detalle en el punto
4.3.1).
Considerando que los puntos de muestreo que se emplearon para determinar la clase mas
representativa fueron levantados en los años 2002 y 2003, y sabiendo que las formaciones de
dunas presentan cierta movilidad debido al viento, se vislumbró que dichos puntos no eran
válidos para las imágenes obtenidas en fechas anteriores a los muestreos señalados. Asimismo,
para este fin, se compararon los valores de reflejancia de una misma clase en las diferentes
imágenes, observando poca o nula correspondencia en los valores espectrales de las escenas.
37
Esto, tal vez se debe a que cada imagen, aunque de fechas muy semejantes (verano) fueron
registradas bajo diferentes condiciones atmosféricas, lo que trajo consigo variaciones en la
energía reflejada y registrada por el sensor. Por ello, fue descartado el uso de imágenes tipo
MSS para el presente estudio.
Debido a los resultados obtenidos con las imágenes MSS, se procedió a utilizar las imágenes
del tipo TM de 1992 y ETM+ de 2002. Para ello, se realizaron recortes de las escenas
considerando las mismas dimensiones (latitud-longitud) que las imágenes utilizadas en los
procedimientos señalados en los puntos anteriores.
Con estas imágenes se realizaron clasificaciones digitales de tipo no-supervisado en las
escenas, siguiendo el mismo procedimiento ya descrito con anterioridad, desechándose los
resultados o las imágenes tipo ‘raster’ obtenidas debido a la poca correspondencia con los
datos considerados como la ‘realidad’ (ground truth). Se concluyó que debido al tipo de
reflejancia de la zona y a la resolución espacial y espectral del sensor utilizado, no era posible
la delimitación con cierto grado de confiabilidad de las áreas de interés, por lo que se optó por
seguir un procedimiento heurístico-visual apoyándose en la experiencia personal al recorrer la
zona de estudio.
La delimitación final de la zona de dunas se basó en un proceso que empleó la misma
extensión (software) utilizada en todo el análisis digital (ESRI’s Image Analyst ver 1.0). Para
ello se visualizaron las imágenes TM (1992) y ETM+ (2002) con una combinación de bandas
7, 5, 5 (R,G,B). Para esta estimación se consideró que las áreas color gris-magenta en la
imagen, representaban, con buena aproximación visual, a aquellas áreas de suelo arenoso.
También se estimó que no era posible separar visualmente las dunas (suelo arenoso) de las
interdunas, por lo cual se optó por considerar el área general donde se presentaban estos
manchones (color gris-magenta), como la superficie a medir en ambas imágenes.
Una vez considerados y evaluados estos criterios, se procedió a digitalizar en pantalla los
polígonos de las áreas de interés. Para cada imagen se obtuvieron tres polígonos, los cuales
fueron denominados: (1) Área mayor, (2) Saucillo y (3) Bilbao (Figura 11).
38
Figura 11. Polígonos de las áreas de dunas en la imagen de 1969
Con el propósito de determinar el cambio o diferencias en la extensión de las áreas de dunas,
se utilizó como área de inicio o referencia para el análisis, el polígono que se digitalizó de la
carta de navegación aérea elaborada en 1969.
Finalmente, se calcularon las superficies de cada polígono con la función correspondiente en
el programa ArcView y se compararon los valores de superficie de los polígonos de 1969,
1992 y 2002 para tratar de establecer alguna tendencia de cambio durante estos años.
39
5. Resultados
5.1. Extensión de los ‘manchones’ de dunas
5.1.1. Resultados de la clasificación no supervisada
Al realizar la clasificación no supervisada con el propósito de estimar o ‘cuantificar’el área o
extensión ocupada por los ‘manchones’ de dunas, se obtuvo una superficie en píxeles
equivalente a 118.4 Km2. (Figura 12).
Figura 12. Resultados de la clasificación no supervisada con 40 clases. En rojo se muestran los píxeles clasificados como suelo arenoso
Un dato importante a considerar, es la cobertura vegetal en las dunas. En el área de estudio, el
polígono Área mayor presenta en general una mayor cobertura vegetal que los polígonos
40
Saucillo y Bilbao; resaltando que en éste último la cubierta de vegetación es casi inexistente
(Observación personal).
Dado que se consideró que los valores de reflectancia de las dunas con cierta cobertura de
vegetación no eran iguales a los de las dunas con vegetación muy abierta o sin ella, como es el
caso de las áreas de los polígonos denominados Bilbao y Saucillo, éstas se calcularon tomando
como referencia otra clase (la mas representativa de estas áreas). La superficie estimada para
estas áreas de montículos de arena con muy escasa cubierta vegetal fue de 72.9 Km2.
Al sumar los valores de ambas superficies se concluye que usando una clasificación no
supervisada, el área total ocupada por dunas es de 191.3 Km2.
Considerando que el recorte utilizado no abarca la totalidad del área de Bilbao, por
encontrarse una porción de ésta en otra imagen ( Landsat TM 29/42) y conociendo el valor
total de la superficie del polígono Bilbao a través de otras imágenes, se determinó agregarlo al
valor total, estimándose que la superficie ocupada por los montículos de arena para la fecha
Mayo de 2002 es de 200 Km2 aproximadamente.
5.1.2. Resultados de la clasificación supervisada
Al realizar la clasificación supervisada para estimar el área o extensión ocupada por los
manchones de dunas, se obtuvo una superficie en píxeles equivalente a una extensión
territorial total de 152.3 Km2 (Figura 13).
Tomando en cuenta la variación de reflejancia comentada anteriormente y el conocimiento que
se tiene del área de estudio, se observó que algunas porciones de los polígonos denominados
Saucillo y Bilbao no fueron clasificados como suelo arenoso por el proceso digital (lo cual
resultó en un error de estimación, ya que se sabe que estas áreas son mas homogéneas en
cuanto a la presencia de dunas, además de ser muy notorias en la imagen). Además, en la
imagen analizada no se incluye la totalidad del área Bilbao por estar fuera de la franja cubierta
por el satélite. Por las razones anteriores se agregó un valor de área adicional para estimar el
41
total. La superficie de los polígonos Bilbao y Saucillo es de 14.2 Km2. Sumada a la superficie
anterior arrojó una área total de 166.5 Km2.
Así, redondeando el valor total, se puede decir que al utilizar la clasificación supervisada, la
superficie ocupada por montículos de arena para Mayo de 2002, en el área de interés es de 170
Km2 aproximadamente.
Figura 13. Resultados de la clasificación supervisada. En rojo se muestran los píxeles clasificados como suelo arenoso
5.2. Estimación de la variación espacial de las dunas durante los últimos 30 años
Con el propósito de comparar las variaciones en la extensión del área general donde se
distribuyen los manchones de dunas, inicialmente se emplearon tres recortes de las imágenes
42
obtenidas del programa NALC del tipo Landsat MSS (path 30/ row 42) correspondientes a los
años 1976, 1986 y 1992 respectivamente. Los recortes utilizados se realizaron de tal manera
que contaron con la misma extensión que la escena ETM+ del año 2002, la cual fue utilizada
en los procedimientos citados anteriormente. Con el objeto de poder identificar la extensión de
las dunas y su comparación a través del tiempo, se realizaron clasificaciones digitales del tipo
no supervisadas en éstas escenas, considerando para ello 40 clases espectrales en cada imagen.
Debido a que los resultados de las clasificaciones espectrales estuvieron por debajo de la
precisión esperada, y considerando que la técnica no logró separar espectralmente los diversos
elementos sobre el terreno, se tomó la decisión de descartar el empleo y los resultados
obtenidos a partir de estas escenas.
De la misma forma, dos recortes de imágenes TM de 1992 y ETM+ del 2002 fueron utilizadas
en el análisis, tratando de encontrar si una mayor resolución espacial y espectral en las escenas
podría aportar mayor información que las escenas del tipo MSS, encontrando nuevamente que
este tipo de estimación con esta clase de imágenes para las condiciones desérticas de la región
no ofrecen los resultados esperados, ya que la separación espectral entre las clases no es
posible de manera clara y contundente.
Finalmente, se planteó la búsqueda de una tendencia de cambio de las áreas generales
ocupadas por los manchones de dunas (montículos de arena) e interdunas (espacios de suelo
compacto entre los montículos de arena) en las imágenes analizadas; en lugar de una
cuantificación exclusivamente de los montículos de arena. Se tomó la decisión de realizar la
delimitación de las áreas utilizando la digitalización en pantalla de las áreas de interés, esto fue
realizado basándose en el conocimiento previo del área y en el realce que las escenas
ofrecieron al utilizar la combinación de bandas 7,5,5 (R,G,B). Para ello se emplearon las
imágenes TM de 1992 y ETM+ del 2002. Se digitalizaron en pantalla los polígonos que se
consideró que representaban las áreas de suelo arenoso (ver las consideraciones acotadas en la
metodología, Pág.37). Para cada imagen se dibujaron los tres polígonos (Área mayor, Saucillo
y Bilbao) y posteriormente se calculó la superficie correspondiente en el programa
computacional denominado ArcView Ver. 3.2.
43
Para el análisis de la variación espacial de las dunas, se utilizaron como áreas iniciales o de
referencia, los polígonos digitalizados a partir de la carta de navegación aérea de 1969 (Figura
14) y se compararon con los polígonos obtenidos a partir de la escena de 1992 (Figura 15) y la
de 2002 (Figura 16), Esto con el fin de establecer alguna tendencia de cambio durante estos
años (Figura 17). La tabla 2 muestra los valores de superficie obtenidos para cada polígono en
el año correspondiente.
Figura 14. Polígonos digitalizados a partir de la carta de navegación aérea de 1969
44
Figura 15. Polígonos digitalizados a partir de la imagen de 1992
Figura 16. Polígonos digitalizados a partir de la imagen de 2002
45
Tabla 2. Resultados obtenidos en las estimación de las áreas de dunas mediante la digitalización en pantalla
Figura 17. Área general (considerando sólo el polígono Mayor) ocupada por manchones de dunas en 1969 (rojo), en 1992 (azul) y en 2002 (rojo).
Polígono Superficie en 1969
(Km2)
Superficie en 1992
(Km2)
Superficie en 2002
(Km2)
Área Mayor
356.30
262 .00
248.00
Saucillo
2 .00
3.10
2.60
Bilbao
12.20 * Polígono incompleto
2 .00 * Polígono incompleto
9.30
46
En los datos de la tabla 2 y en la figura 17, podemos observar que existe una tendencia a la
disminución del área general de dunas de 1969 a 2002. Dado que el polígono Bilbao no pudo
ser digitalizado completamente; se utilizó sólo el polígono Mayor para estimar esta tendencia.
Asimismo, se puede notar que el cambio de 1969 a 1992 es muy marcado (94 Km2 menos); no
así de 1992 a 2002 (14 Km2 menos).
5.3. Depósitos de arena y paleolago
En los resultados obtenidos al tratar de encontrar mas elementos que apoyaran a los datos
encontrados sobre la ubicación y extensión de las áreas de dunas, y al analizar las cartas
topográficas de INEGI correspondientes al área (G13-6 y G13-9 a escala 1: 250,000), se
observó que el depósito mayor de dunas (polígono Mayor) correspondió al margen occidental
de una gran depresión, lugar donde se localizan los lechos de las antiguas lagunas de Mayrán y
de Viesca. Debido a ello se presume que ésta depresión pudiese ser el indicio de un gran lago
glaciofluvial (Morafka, 1977) que en épocas remotas originó en sus costas los depósitos de
dunas actuales.
Para calcular la superficie de este paleolago, y precisar su ubicación respecto a los depósitos
de arena actuales, se digitalizó el polígono de la depresión a partir de las cartas topográficas
del INEGI. Esta depresión se observó en la carta como una isolínea de cota inferior a la
dominante en el terreno, encontrando que la superficie ocupada por este presunto paleolago es
de 6,209.5 Kms2.
La Figura 18 muestra el polígono del supuesto paleolago y su ubicación respecto a los límites
municipales dentro de la Comarca Lagunera. La Figura 19 muestra la ubicación del área de
dunas en 1969 respecto al paleolago; la Figura 20 muestra el área de dunas para el año 2002
respecto al mismo.
47
Figura 18. Polígono del paleolago y su ubicación geográfica respecto a los límites municipales dentro de la Comarca Lagunera
48
Figura 19. Ubicación del área de dunas respecto al paleolago, en 1969
Figura 20. Ubicación del área de dunas respecto al paleolago, en 2002
49
6. Discusión
6.1. Extensión de los manchones de dunas
Además de los manchones de dunas que se analizan en este estudio, existen otras áreas
cercanas donde se pueden encontrar montículos de arena habitados por Uma exsul,
principalmente al Norte de la Ciudad de San Pedro de las Colonias, Coahuila (Observación
personal). Sin embargo, dada la distancia existente con el resto de los manchones, además de
su pequeña extensión, y al hecho de que no aparecen en la imagen de 1969, que sirvió como
punto de referencia para trazar los polígonos de distribución, no se consideraron para los
cálculos realizados en este estudio.
El empleo de la función de clasificación de imágenes para detectar y cuantificar áreas de suelo
arenoso, resultó ser un procedimiento útil, aunque se detectaron algunas limitantes, las cuales
se enlistan a continuación:
1. No se observan curvas de reflejancia espectral para este tipo de ecosistema que
señalen, separen y distingan de manera precisa, el suelo arenoso; notándose que el
suelo desnudo (arenoso o no) muestra valores espectrales muy similares, lo que
dificulta el proceso de clasificación.
2. Debido a que los montículos de arena presentan diferentes ángulos de exposición a la
luz solar en áreas muy pequeñas, en cada duna se presenta un mosaico de valores de
reflejancia de los píxeles.
3. Las diferencias en la cobertura vegetal existente para los diferentes montículos de
arena, hacen que exista también variación en los valores de reflejancia.
6.2. Variación espacial durante los últimos 30 años
Asimismo después del proceso de análisis realizado se considera que no se recomienda, ni se
deben de utilizar, las mismas áreas de entrenamiento empleadas para clasificar la imagen tipo
ETM+ del año 2002, ya que debido a la movilidad de las dunas, es poco probable que una
escena tomada 10 años atrás de estas mismas áreas correspondan exactamente a las áreas de
50
suelo arenoso. Lo que traería consigo un error en el proceso clasificatorio. (Se debe observar
que los puntos de muestreo en los que se basó el trazado de las áreas de entrenamiento fueron
realizados y levantados en 2002 y 2003).
De acuerdo a la experiencia en campo, se consideró que las áreas que mostraban una
coloración o tonalidad gris-magenta en las imágenes, representaban áreas muy probablemente
de suelo arenoso. También se estableció que no era posible separar visualmente las dunas
(suelo arenoso) de las interdunas; por lo cual se optó por considerar el área general donde se
presentaban estos manchones (color gris-magenta), como la superficie a medir en ambas
imágenes.
De acuerdo a los resultados obtenidos, durante el período de tiempo analizado, hay una
tendencia a la disminución en el área general ocupada por manchones de dunas. Este cambio
es muy marcado durante el período de 1969 a 1992, no así en el período de 1992 a 2002.
6.2.1 Área Bilbao
Si se analiza cada polígono por separado, se puede notar que en el caso de Bilbao, no es
posible establecer alguna comparación debido a la falta de una porción del polígono en las
imágenes de 1992 y 2002. En base a observaciones personales durante los últimos 15 años, se
puede considerar que éste es un macizo de dunas de un gran volumen que a través de éstos
años se ha desplazado sin mostrar una dirección definida (alejándose y regresando a un mismo
lugar), pero conservando aparentemente sus dimensiones. Una explicación a este movimiento
está dado por ser éstas dunas activas sin cubierta vegetal, donde no se ha podido desarrollar un
proceso sucesional que conduzca a la colonización y posterior estabilización de la duna. Esto
se debe en parte al constante “pisoteo” por personas que acuden al lugar con fines de
recreación y al uso de vehículos “todo terreno” y motocicletas que frecuentemente recorren los
montículos.
51
6.2.2 Área Saucillo
El polígono Saucillo es un área pequeña que de acuerdo al análisis, muestra una tendencia de
cambio errática, pues de acuerdo al análisis, en 1969 era un área de 2 Km2, en 1992 de 3.1
Km2 y en 2002 de 2.6 Km2. Se considera que estas variaciones se deben a imprecisiones de la
técnica empleada, pues en áreas muy pequeñas, la determinación visual en base a la coloración
de las imágenes no es muy precisa. Debido a lo anterior y a las experiencias obtenidas al
momento de realizar este análisis digital, se estima que la superficie ocupada por montículos
de arena en este polígono ha permanecido constante
El área también presenta evidencias de uso por parte de los habitantes del poblado Saucillo y
de visitantes que al igual que en Bilbao usan vehículos en el área. Esta presión por el uso del
suelo ha provocado que la cobertura vegetal sea muy abierta y existan pocos puntos de
retención de la arena.
6.2.3 Área Mayor
En cuanto al polígono denominado Área Mayor, los resultados indican una disminución muy
marcada en la superficie ocupada por dunas e interdunas entre 1969 y 1992 ( 94 Km2 menos),
principalmente en la porción Noreste; no así entre 1992 y 2002 donde se observa una
disminución de 14 Km2 (Tabla 2). Aunque este estudio no tiene por objeto explicar las causas
de esta variación se proponen y discuten, dos hipótesis acerca de esta disminución tan marcada
entre 1969 y 1992.
a) La disminución se debe a causas naturales. El análisis visual del área hoy
desprovista de dunas, no muestra huellas que indiquen alguna actividad humana de uso
del suelo. Tal vez durante estos años (1969-1992), la dirección de los vientos se
mantuvo en términos generales de Este a Oeste, originando el movimiento de grandes
volúmenes de arena y concentrándola encima de los montículos ya existentes. Sin
embargo se debe anotar que el límite Occidental del polígono permaneció
prácticamente constante durante el período de tiempo referido, restringiéndose la
52
disminución a la porción nororiental (Figura 17). Este dato sugiere que el viento no fue
el factor causal de la disminución, pues se esperaría también un desplazamiento del
límite occidental de los montículos de arena. Además se observa que los polígonos
Saucillo y Bilbao permanecieron prácticamente en el mismo lugar desde 1969 hasta la
fecha. Por otro lado, en el área presuntamente desocupada por las dunas no se observa
un proceso de sucesión vegetal que nos indicara que se estableció el mecanismo típico
de estabilización de las dunas por colonización vegetal. El terreno presenta una
vegetación muy abierta (Figura 21) con una composición florística casi monoespecífica
de Gobernadora (Larrea tridentata). Ante esto, se plantea la necesidad de hacer
estudios mas amplios para encontrar causas naturales de la drástica disminución de los
montículos de arena en la porción Noreste de este polígono.
b) Se presume que existe un error en la carta de navegación del Departamento de
Defensa de los EU (la cual sirvió de base para trazar el polígono de dunas de
1969). Esta hipótesis se basa en la siguiente observación: Analizando la carta
topográfica G 13-9 de INEGI (1997), se observa que existe una depresión que coincide
aproximadamente, con los límites del área de dunas encontrado en las imágenes
Landsat TM de 1992 y 2002, lo que sugiere que el área ilustrada en la carta de
Navegación aérea de CETENAL (1969), está equivocada al incluir la porción Noreste
como parte de la zona de dunas. El suelo de ésta zona es muy compacto, con muy poca
vegetación y afloramiento de sales en muchas áreas, lo que también sugiere que es una
zona de inundación y evaporación intermitente. El análisis de la curva de nivel que
delimita la gran depresión donde se incluyen los lechos secos de las lagunas de Viesca
y Mayrán; y de las altitudes de la zona, sugiere que las dunas representan la playa
occidental de un gran lago glaciofluvial. Las dunas de Bilbao y Saucillo quedarían
incluidas en la depresión y probablemente formaban un solo cuerpo. Rzedowski (1978)
y Brown (1982), establecen que en otros tiempos, los grandes bolsones fueron el sitio
de lagos y que a barlovento de ellos suelen formarse campos de dunas debido a que el
viento ha ido arrastrando y acumulando los sedimentos más finos del lecho del antiguo
lago. Si esto fuese cierto, tal vez el análisis y trazado del área de “arena y grava” con
53
que se describe este polígono en la carta de navegación referida, haya sobreestimado la
superficie y en realidad era casi la misma que observamos hoy día en las imágenes de
satélite. Para probar esta hipótesis se sugiere realizar estudios geomorfológicos del área
que aporten mas datos sobre el origen y la evolución de estos depósitos de arena.
Se considera mas probable la segunda hipótesis, aunque también se considera necesario tener
mas datos de tipo geológico que apoyen esta suposición.
Figura 21. Suelo y vegetación predominantes en la porción Noreste del polígono Mayor
6.2.4 Tendencia general de cambio
De acuerdo a los resultados, se puede establecer que existe una tendencia a la disminución de
la superficie general donde se distribuyen los manchones de dunas en el área de estudio.
54
Esta tendencia a la disminución (exceptuando la porción Nororiental) a través del tiempo de
análisis, parece obedecer a un origen multicausal, y aunque la determinación de las causas de
este fenómeno, no forma parte de los objetivos de este trabajo, se proponen algunas
explicaciones derivadas de observaciones en campo durante los últimos años y datos
provenientes de la literatura revisada.
a) Factores naturales. El proceso de estabilización y posterior compactación de las
dunas es originado por el desarrollo de la vegetación. Aunque en el área de estudio la
precipitación es escasa (200 – 300 mm anuales), se pueden notar estos procesos de
estabilización, principalmente donde la presencia de plantas de Saladillo (Suaeda
nigrescens) es mas importante (Figura 22).
Otro factor natural que influye en el área, es la ocurrencia de inundaciones
intermitentes, originadas por avenidas extraordinarias de los ríos Nazas y Aguanaval,
luego de períodos también extraordinarios de lluvia. Cuando esto sucede, los
montículos de arena mas pequeños o las bases de los montículos mas grandes son
cubiertos por el agua, originando dispersión de los granos de arena; luego al secarse el
terreno se produce compactación.
b) Factores antropogénicos. Durante los años de trabajo en el área se ha observado
que la utilización productiva de las dunas es escasa y marginal. Ocasionalmente se
observan hatos de cabras y en algunas porciones hay huellas de parcelas abandonadas.
La explotación de algunos recursos (principalmente mezquites) es bajo un régimen de
extracción exhaustiva (Barral, 1988), lo que provoca fragmentación de los sistemas de
dunas.
En términos generales, el desarrollo de actividades agrícolas formales en el área se
presenta principalmente en los márgenes Norte, Sur y Oeste del polígono Mayor y se
considera que sí han contribuido a la reducción de su superficie al haber ido “ganando
terreno” a las dunas.
Por otro lado, principalmente en la porción Norte del polígono, cercana a la ciudad de
San Pedro de las Colonias, Coah. la presencia de tiraderos de basura es muy notable.
55
Las actividades “recreativas” constituyen otra forma de destrucción y fragmentación de
las dunas. Es común, sobretodo en períodos vacacionales o en fines de semana,
observar motocicletas o vehículos “todo terreno” recorrer las dunas. Estas prácticas
ocasionan la destrucción de numerosas plantas, animales y madrigueras; además de
compactar y fragmentar los montículos de arena.
La presión antropogénica ha acelerado los procesos naturales de estabilización,
compactación y reducción de los sistemas de dunas en esta porción del Desierto
Chihuahuense.
Figura 22. Saladillo (Suaeda nigrescens) en dunas
56
7. Conclusiones
• Se estima que la superficie cubierta por montículos de arena en el área de estudio es en
la actualidad de aproximadamente 170 km2.
• Hay una tendencia a la disminución en el área general ocupada por manchones de
dunas, en el período comprendido entre 1969 y 2002.
• La función de clasificación supervisada de imágenes es útil para detectar y cuantificar
áreas de suelo arenoso, aunque con algunas limitaciones.
• Dadas las condiciones de este estudio, la forma mas conveniente para estimar la
tendencia de cambio a través del tiempo fue la digitalización en pantalla de los
polígonos.
• Las evidencias encontradas respecto a la reducción del área general de dunas, son un
argumento mas para la promoción de un programa de protección de éstos ecosistemas
y la recategorización de Uma exsul en la Norma Oficial Mexicana.
57
8. Recomendaciones
Considerando los resultados en las estimaciones obtenidas al realizar las clasificaciones en las
imágenes de satélite, se puede decir que este tipo de procesos clasificatorios pueden tener
mayor grado de exactitud o precisión al realizar un análisis comparativo de firmas espectrales,
esto es, tratar de comparar las firmas obtenidas de los campos de entrenamiento mediante
algunas técnicas que ‘miden’ o estiman la distancia de una firma espectral con respecto a otra
(Martínez-Ríos, 1999). Esto significa que entre mayor sea la distancia entre una y otra firma
espectral mayor será la probabilidad de que la clasificación pueda distinguir entre las
diferentes características o puntos de interés sobre el terreno, disminuyendo la confusión en el
proceso de asignación de píxeles a las clases y teniendo por ende, mayor precisión. Entre las
técnicas que utilizan este procedimiento y en el cual el tipo de trabajo como el presente
pudieran verse beneficiados se encuentran la Divergencia, la Divergencia transformada (TD),
la Jeffreys-Matusita y la Bhattacharyya (Martínez-Rios, 1999; Jensen, 1996; ERDAS, 1999).
Para trabajos de este tipo es recomendable la utilización de imágenes de satélite
multiespectrales con alta resolución espacial, como lo son las tipo IKONOS de la compañía
Space Imaging, Inc (www.spaceiamging.com; fecha de consulta Julio de 2004) y las del tipo
QuickBird de la Cía. Digitalglobe (www.digitalglobe.com; fecha de consulta Julio de 2004) ya
que permiten la selección de sitios de interés o campos de entrenamiento con una mayor
exactitud en el proceso, ya que su tamaño de píxel (4 m y 2 m respectivamente) permite
señalar los límites de los sitios requeridos sin mezclarse digitalmente con las características de
otro objeto, lo que trae como consecuencia una mayor precisión en el proceso clasificatorio,
aunque es necesario señalar que el alto costo de estas imágenes (US $ 2000 aproximadamente
por 121 km2) es una desventaja para estudios de esta magnitud.
Finalmente, el uso de imágenes pancromáticas (en escala de grises) con alta resolución
espacial (menores a 1 m), podría ser beneficioso a estos trabajos, al fusionarse (pansharpened)
con la información multiespectral y obtener un producto ‘compuesto’ de mayor resolución
espacial pero portando información en diversos rangos del espectro. Aunque haría falta la
validación de los datos obtenidos y su pertinencia para estos trabajos.
58
9. Literatura citada
Adest, G. A. 1977. Genetic relationships in the genus Uma (Iguanidae). Copeia 1977: 47-52. Alvarez, M. Jr. 1961. Provincias fisiográficas de la República Mexicana. Bol. Soc. Geol.
Mex. XXIV (2): 20. Bagnold, R. A. 1954. The physics of blown sand and desert dunes. London: Methuen. Barral, H. 1988. El hombre y su impacto en los ecosistemas a través del ganado. En Estudio
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63
Apéndice A
Lagartija de la arena de Coahuila Uma exsul
64
Apéndice B Clasificación de imágenes en percepción remota
La clasificación de imágenes digitales en percepción remota, se puede definir como el proceso
de asignar píxeles individuales en una imagen a diferentes clases o categorías (Campbell,
1996). El resultado es una escena temática que muestra los datos originales como información
categórica. La clasificación de imágenes se puede dividir en supervisada y no supervisada
(Jensen, 1996).
La clasificación supervisada es una técnica controlada por el analista, en la cual los píxeles se
evalúan y se asignan a la clase previamente identificada mediante datos colaterales, como son
los mapas impresos del área, así como fotografías aéreas (Jensen, 1996; Mausel et al., 1990;
Smith et al., 1990).
La clasificación no-supervisada es una técnica casi automatizada en la que el analista solo
especifica algunos parámetros inherentes a la escena de satélite, mismos que la computadora
utiliza para determinar patrones estadísticos en la misma, obteniendo zonas o agrupaciones de
igual característica espectral, compuestos de píxeles; las cuales deberán posteriormente ser
categorizadas o asignadas por el mismo analista a la clase que mas represente. Este método es
mayormente utilizado cuando existe poca o nula información sobre el área a ser clasificada.
La clasificación no supervisada recibe también el nombre de ‘agrupamiento’ o
‘conglomerados’ porque se basa en la agrupación natural de píxeles de datos en la imagen
cuando estos son graficados en un sistema n-dimensional (ERDAS, 1999).
Entre las técnicas mas importantes que este método utiliza se encuentra el de ISODATA
(Iterative Self-Organizing Data Análisis Technique), el cual es un proceso iterativo que se
ejecuta repetidamente hasta lograr la clasificación o agrupamiento de píxeles mediante el
cálculo y recálculo de sus parámetros estadísticos. Este método utiliza la distancia mínima
espectral para asignar a un grupo cada píxel ‘candidato’. El proceso inicia con un número
65
especificado de promedios o medias de grupo de manera arbitraria, o de las medias de firmas
espectrales existentes. Se realiza el proceso repetidamente hasta que las medias de los píxeles
coinciden con las medias estadísticas de los grupos o conglomerados (ERDAS, 1999).
