Revista de Investigación Cañetana
Universidad Nacional de Cañete, Perú
RIC 2(2), 92 - 99 (2023)
ARTÍCULO CIENTÍFICO
DOI: https://doi.org/10.60091/ric.2023.v2n2.05
92
Cambios de Uso del Suelo y Vegetación en los Humedales del Sistema Lagunar de
Catazajá, Chiapas en México 2015-2023
Changes in Land Use and Vegetation of the Wetlands in the Catazaja Lagoon System,
Chiapas in Mexico from 2015 to 2023
Alina Isolda Vázquez Rito
Instituto Politécnico Nacional-CIIDIR Unidad Oaxaca,
México
avazquezr2300@alumno.ipn.mx
https://orcid.org/0009-0007-0301-5792
Juan Regino Maldonado1
Instituto Politécnico Nacional-CIIDIR Unidad Oaxaca,
México
jregino@ipn.mx
https://orcid.org/0000-0003-2341-5703
Manuel Juárez Morales
Instituto Politécnico Nacional-CIIDIR Unidad Oaxaca, México
mjuarezm2300@alumno.ipn.mx
https://orcid.org/0000-0002-0467-4358
Recibido: 21/10/2024
Aceptado; 28/10/2024
Publicado: 16/12/2024
Resumen
Los humedales son ecosistemas significativos para la vida en el planeta. En México varias culturas guardaron una
relación estrecha y se beneficiaron de los servicios ecosistémicos que hasta nuestros días prestan los humedales;
sin embargo, varios se encuentran amenazados por los cambios de uso de suelo, como es el caso de los humedales
de Catazajá en Chiapas. Por lo anterior, se utilizó la técnica de percepción remota para analizar los cambios de uso
del suelo y vegetación de los humedales del sistema lagunar de Catazajá para el período 2015-2023, con imágenes
obtenidas de RapidEye y Sentinel 2A. El procesamiento de las imágenes se llevó a cabo con ArcMap 10.3, se realizó
una clasificación supervisada de máxima verosimilitud para estimar seis áreas correspondientes a usos de suelo y
vegetación del humedal: cuerpos de agua, cobertura vegetal, agricultura, suelo desnudo y pastizal, zona de
inundación y zona urbana. De los resultados obtenidos se observa que, en un periodo de ocho años, principalmente
las superficies de suelo desnudo y pastizal, y urbanas registraron una tasa de cambio anual positiva de 185% y
16.89% respectivamente. Mientras que las superficies de agricultura y cuerpos de agua registraron una tasa de
cambio anual negativa de -3.37% y -3.19% respectivamente. El estudio concluye que, en el período analizado se
observa un incremento significativo en el suelo desnudo y pastizal, y los destinados a la urbanización, y cierta
ganancia en la cobertura vegetal. También se presenta una disminución de las superficies de agricultura, seguido
de los cuerpos de agua mismas que se reflejan en la perdida de humedales.
Palabras clave: servicios ecosistémicos de los humedales, sitios Ramsar, sistemas de información geográfica,
percepción remota, sistemas de monitoreo en humedales
Abstract
Wetlands are significant ecosystems for life on the planet. In Mexico, several cultures have had a close relationship
and benefited from the ecosystem services that wetlands provide to this day. However, several are threatened by
changes in land use, as is the case of the Catazajá wetlands in Chiapas. Therefore, remote sensing techniques were
1
Autor de correspondencia
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used to analyze changes in land use and vegetation of the wetlands of the Catazajá lagoon system for the period
2015-2023, with images obtained from Sentinel 2A and RapidEye. The image processing was carried out with
ArcMap 10.3, and a supervised maximum likelihood classification was performed to calculate the areas
corresponding to the land uses: water bodies, vegetation cover, agriculture, bare soil and grassland, flood zone and
urban zone. From the results obtained, it is observed that, in a period of eight years, mainly the surfaces of bare
soil and grassland; and urban areas had a positive annual rate of change 185% and 16.89% respectively. While the
surfaces of agriculture and water bodies had a negative annual rate of change -3.37% and -3.19% respectively. The
study concludes that, in the period analyzed, there is a significant increase in bare soil and grassland, urban areas
and vegetal cover, and decrease in the areas of agriculture, followed by water bodies, which is reflected in the loss
of wetlands.
Keywords: Wetland ecosystem services, Ramsar sites, geographic information systems, remote sensing, wetland
monitoring systems
1. Introducción
Importancia de los humedales
Los humedales o también conocidos como manglares
son ecosistemas naturales dominados por agua, por
mencionar algunos, van desde las extensiones de
marismas, pantanos, turberas, ciénegas, estanques
vernales y lagunas. Pueden ser de régimen natural o
artificial, permanentes o temporales, con agua
estancada o corriente, dulce, salobres o saladas
(Ramsar, 2015). Las particularidades de estos
ecosistemas son adquiridas a partir de la combinación
de elementos hídricos en especial con el terrestre, lo
que los hace únicos (Caro-Zaldívar, 2022). La relación
con el agua representa el elemento principal para
determinar el tipo de flora y fauna que en ellos habita
(Gibbens, 2023; Ramsar, 2015).
De acuerdo con la SEMARNAT (2012), los humedales
son áreas que pueden inundarse parcial o totalmente,
funcionando como zonas de transición entre
ecosistemas acuáticos y terrestres. Su principal
característica es que, el nivel freático se encuentra a
unos cuantos centímetros de la superficie o las áreas
están cubiertas por aguas poco profundas. Los
humedales en ecosistemas secos concentran gran
parte de la variabilidad ambiental y conforman una
serie de ejemplares que en términos generales son
similares, la diferencia se encuentra en su nivel de
humedad o inundación. Dichos ecosistemas se
dividen en dos categorías: 1) costeros, son una mezcla
de agua dulce y salada como manglares, marismas
saladas, pantanos costeros etc.; y 2) continentales
que están formados por charcas vernales, pantanos,
ciénagas cerca de ríos y lagos. Entre los países con
mayor número de humedales destacan el Reino
Unido (170 sitios) y México (142 sitios) (Díaz-Carrión
et al., 2018). En nuestro país, los humedales se
encuentran en las zonas costeras, principalmente en
zonas de manglar presentes en Campeche, Nayarit,
Oaxaca y Tabasco; y en zonas no costeras como el
lago de Chapala, lago de Pátzcuaro y las Chinampas
de Xochimilco (National Geographic, s.f.).
En este sentido, a lo largo de la historia de la
humanidad los humedales han tenido un gran valor y
su conservación gana cada vez más relevancia. Por
ejemplo, los valles productivos del Nilo, Éufrates y
Tigris dieron origen a las civilizaciones egipcias y
sumerias. También desempeñaron un papel crucial
en el continente americano, como por ejemplo en los
extensos humedales del Amazonas, donde la
densidad de población superaba diez veces más que
en las tierras altas. En México, los olmecas
prosperaron en las zonas inundables del sur de
Veracruz y Tabasco, ubicadas en el corazón del Golfo
de México, áreas fuertemente irrigadas por los ríos
Papaloapan, Coatzacoalcos y Tonalá (SEMARNAT,
2012).
Servicios ecosistémicos de los humedales
Desde la década de 1970 a la fecha, se ha dado énfasis
en la importancia de la biodiversidad biológica y los
incontables beneficios que los individuos obtenemos
de los ecosistemas en forma de servicios
ecosistémicos (Balvanera & Cotler, 2011). Como se
observa en la Figura 1, los servicios ecosistémicos se
dividen en cuatro categorías principales:
aprovisionamiento, regulación, culturales y de
soporte (MEA, 2005).
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Figura 1. Servicios ecosistémicos
Fuente: UICN (2017).
Los humedales proporcionan una gran variedad y
cantidad de servicios ecosistémicos. La diversidad
biológica existente en estos contribuye a preservar
los procesos propios de los ecosistemas como el
suministro de agua dulce, la generación de alimentos,
la filtración y purificación del agua, la concentración
de sedimentos y el ciclo de nutrientes como el
nitrógeno y fósforo, así también evitan inundaciones
en zonas de vegetación, y capturan CO₂ el cual
pueden ser 12 veces más que lo capturado por la
selva (Caro-Zaldívar, 2022; SEMARNAT, 2012).
El sistema lagunar de Catazajá en Chiapas se distingue
por ser un ecosistema complejo de humedales,
importante por su elevado endemismo y su
diversidad de especies de flora y fauna. Este
proporciona hábitat, alimento, refugio, áreas de
crecimiento y reproducción a una gran diversidad de
especies animales, incluyendo algunas en peligro de
extinción como el manatí (Trichechus manatus)
(CONABIO, 2023). No obstante, la relevancia de estos
ecosistemas no ha sido suficiente para su cuidado y
protección. Algunos estudios han evidenciado los
efectos negativos del cambio de uso de suelo y
vegetación (CUSV) en la estructura y funcionamiento
de los mismos, debido a las actividades
antropogénicas, principalmente a las inadecuadas
prácticas agrícolas, pecuarias y forestales, así como la
doble consecuencia del crecimiento económico,
mismo que va de la mano del desarrollo de
infraestructura urbana ocasionando fragilidad de los
ecosistemas (Ramos-Reyes et al., 2021).
Por lo anterior, es necesario indagar sobre el uso del
suelo y vegetación en el sistema lagunar de Catazajá,
mediante la interpretación de imágenes satelitales
con la técnica de percepción remota que brinde
información útil para diagnosticar, evaluar y prevenir
el cambio de uso de suelo en el área de estudio.
Percepción remota en el monitoreo de humedales
La percepción remota o teledetección es una
herramienta que facilita la captura de imágenes de la
superficie terrestre a través de sensores aéreos o
espaciales, generando una interacción enérgica ya
sea a través de reflexión de la energía solar o de un
haz de energía artificial, mediante la cual se obtienen
datos acerca del mundo físico (Chuvieco, 1995).
Las técnicas de teledetección utilizan observaciones
en el espectro de luz visible, infrarrojo y microondas,
lo que permite analizar las dinámicas fluctuantes de
inundación de toda el área que comprende el
humedal (Contreras-Silva, 2014). Teniendo en cuenta
que contamos con una amplia variedad de
observaciones satelitales disponibles, se garantiza el
potencial de la teledetección para capturar las
características propias de los humedales, junto con
sus dinámicas espaciales y estacionales.
La convención Ramsar (2007) pone de manifiesto el
aprovechar las bondades temporal y espectral de los
sensores, ya que estos ayudan a diferenciar las firmas
espectrales por zona de los humedales, así como
también sugieren su monitoreo constante. El
monitoreo de humedales a través de métodos de
teledetección brinda información de gran
importancia, como la disminución de superficies, la
proyección de superficies de inundación que debería
ser considerada como un procedimiento frecuente
indispensable para la conservación de humedales.
Monitorear el CUSV del humedal comprende una
vigilancia periódica de sus procesos ecológicos, que
facilite la detección de cambios significativos en el
ecosistema, que permita la generación de estrategias
y acciones de manejo en la gestión del territorio de
Catazajá.
2. Materiales y métodos
La metodología aplicada en el análisis del CUSV en los
humedales del sistema lagunar de Catazajá Chiapas se
dividió en 4 apartados: 1) descripción del área de
estudio; 2) recursos de información; 3)
procesamiento de imágenes satelitales; y 4)
estimación de superficies.
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2.1 Descripción del área de estudio
En la Figura 2, Catazajá se ubica al Noroeste del
estado de Chiapas en la Región Económica VI Selva,
perteneciente a la Región fisiográfica de la llanura
costera del Golfo Sur de México, acotada hacia el
Noroeste con el estado de Yucatán y al Sur con las
Sierras del estado de Chiapas y Guatemala. Catazajá
colinda al Norte con el estado de Tabasco y al Sur con
el municipio de Palenque en el estado de Chiapas, al
Este y Oeste con los municipios de Emiliano Zapata y
Macuspana de Tabasco, respectivamente. Se ubica a
20 msnm, en las coordenadas 17° 44´ 31´´ N y 92° 01´
40´´ O (Secretaría de Medio Ambiente y Vivienda,
2010)
Los humedales forman parte de la Región Terrestre
Prioritaria 143 Emiliano Zapata-Catazajá, así como de
la Región Hidrológica Prioritaria 91 Balancán, cuentan
con una superficie total de aproximadamente 63,000
hectáreas, lo cual representa el 3.13% de la superficie
regional, 0.83% del estado y 0.032% del territorio
nacional (Secretaría de Medio Ambiente y Vivienda,
2010). Por sus características bióticas y problemáticas
que enfrentan son de importancia para la
conservación de ecosistemas en la entidad.
Figura 2. Ubicación geográfica de Catazajá,
Chiapas
Fuente: Elaboración propia con base en (INEGI, 2023)
.
2.2 Recursos de Información
• Imágenes RapidEye del mapa de CUSV del
proyecto MadMex (CONABIO, 2015).
• Dos imágenes Sentinel 2A correspondientes a
octubre de 2023 que cubren el municipio de
Catazajá (Comisión europea, 2023).
• Información de uso de suelo y vegetación de la
serie VII de Catazajá (INEGI, 2023).
• Marco Geoestadístico del Instituto Nacional de
Estadística, Geografía e Informática.
• Carta temática de hidrología superficial y cuerpos
de agua (INEGI,2023).
2.3 Procesamiento de imágenes
Se realizó la búsqueda, selección y descarga de
imágenes satelitales del proyecto MadMex de
RapidEye, se continuo con la clasificación de
referencia del área de estudio 2015; enseguida se
procedió a la búsqueda y descarga de imágenes
satelitales de Sentinel 2A 2023.
Posteriormente, de acuerdo con Niño-Martínez
(2020) se procesaron las imágenes con el fin de
analizar los CUSV de Catazajá, debido a que el
municipio se encuentra justo en donde termina una
imagen y empieza otra, se tuvo la necesidad de
utilizar dos imágenes Sentinel 2A 2023, como se
observa en la Figura 3, cuyas imágenes se procesaron
por separado dada la diferencia de reflectancias y se
unieron una vez realizada la clasificación.
Figura 3. Catazajá Chiapas imágenes de Sentinel 2A
2023.
Fuente: Elaboración propia con base en Comisión
europea (2023).
Con respecto, al procesamiento de la información se
utilizó el software ArcMap 10.8 para la delimitación y
recorte del área de estudio.
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En la clasificación supervisada con Sentinel 2A se
establecieron puntos de control de usos de suelo y
vegetación localizados en el área de estudio, mismos
que se observan en la Figuras 4A y 4b. La clasificación
utiliza el algoritmo de máxima verosimilitud que
estima la probabilidad de que un píxel pertenezca a
una determinada clase de acuerdo con la media y los
datos de varianza, y covarianza determinada por la
ubicación de los puntos de control. Considera seis
tipos de uso del suelo y vegetación: Cuerpos de agua,
cobertura vegetal, pastizal y agricultura, suelo
desnudo, zona de inundación y zona urbana.
a
b
Figura 4. Puntos de control y clasificación de
Catazajá Chiapas 2023.
Fuente: Elaboración propia con base en Comisión europea (2023).
2.4 Estimación de superficies
Se descargó la clasificación de Chiapas, de RapidEye
2015 y se realizó el corte del municipio de Catazajá
con la finalidad de obtener las superficies de uso del
suelo y vegetación. Esta última clasificación es más
detallada en la categoría de cobertura vegetal ya que
ordena por tipo de vegetación como: a) manglar y
peten; b) pastizales y otra vegetación herbácea; c)
selvas húmedas y d) vegetación acuática menor; a
diferencia de la clasificación supervisada realizada en
este estudio con imágenes de Sentinel 2A, donde se
integran los cuatro tipos de vegetación mencionados
arriba en cobertura vegetal.
1. Resultados y discusiones
Como se observa en la Tabla 1, Figuras 5 y 6 de 2015
y 2023 respectivamente, principalmente las
superficies de suelos desnudos (incluidos los
pastizales), urbanas (incluidas vías de comunicación)
y cobertura vegetal registraron una tasa de cambio
anual positiva de 185%, 16.89% y 9.68%
respectivamente. En cambio, las superficies de
agricultura, cuerpos de agua y de inundación
registraron una tasa de cambio anual negativa de -
3.37%, -3.19% y -2.59% respectivamente. Diversos
estudios han demostrado los efectos negativos de los
CUSV sobre los servicios ecosistémicos y
componentes del bienestar humano, afectando la
disponibilidad de materias primas esenciales para el
buen vivir, la salud, así como las relaciones sociales y
culturales (SEMARNAT, 2010).
Tabla 1. Cambios de los usos del suelo y vegetación
de Catazajá, Chiapas 2015-2023
ID
Clasificación de uso
del suelo
Superficie (ha)
Tasa de
cambio anual
(%)
2015
2023
1
Cuerpos de agua
12178.22
9398.15
-3.19
2
Cobertura vegetal
4077.19
8539..48
9.68
3
Agricultura
42075.19
31987.35
-3.37
4
Suelo desnudo y
pastizal
1.82
7927.00
185.02
5
Zona de inundación
4078.58
3305.44
-2.59
6
Zona Urbana
504.64
1758.19
16.89
Superficie total
62915.62
62915.62
Fuente: Elaboración propia con base en CONABIO (2015)
y Comisión europea (2023).
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Figura 4. Uso del suelo y vegetación de Catazajá,
Chiapas 2015.
Fuente: Elaboración propia con base en CONABIO
(2015)
Figura 5 Usos del suelo y vegetación de Catazajá, Chiapas
2023.
Fuente: Elaboración propia con base en Comisión europea (2023).
En 2010 se estima que, el área de pastizal ocupaba
27% del área total del estado (Náfate, 2019). Este
estudio encuentra que suelos desnudos y pastizales
en Catazajá registraron un incremento significativo,
por lo tanto, dicho porcentaje se incrementó en el
periodo 2015-2023.
De acuerdo con Caro-Zaldivar (2022) los humedales
costeros presentan varias amenazas, una de las
principales es la expansión urbana. En México en los
últimos 40 años el desarrollo periurbano ha
ocasionado la pérdida de 289 hectáreas de
humedales en la cuenca del río Grijalba (González-
Angarita et al., 2022).
El crecimiento desmedido y desordenado de las zonas
urbanas ha sobrepasado los sitios originales de las
ciudades abarcando espacios más extensos,
ejerciendo una influencia significativa en la estructura
y función de los humedales, los múltiples efectos
combinados de la urbanización han llevado a la
reducción, alteración y fragmentación de los
ecosistemas (Iturraspe et al., 2021).
La disminución de la superficie de agricultura tiene
sentido cuando pensamos que diversas zonas en
Catazajá se han utilizado para el establecimiento de
plantaciones forestales comerciales y plantaciones de
palma para la extracción de aceite (Náfate, 2019).
La disminución de los cuerpos de agua en los
humedales son un indicador de la disminución de las
lagunas que conforman el complejo lagunar, mismo
que tiene un impacto negativo en la flora y fauna de
la zona de estudio, ya que estos ecosistemas
mantienen una gran diversidad de especies que
dependen de la humedad y el agua presente, aunado
a ello cabe destacar que los humedales son
ecosistemas que de acuerdo con Gibbens (2023)
luchan contra el cambio climático, ya que absorben
millones de toneladas de carbono cada año y que, de
destruirlos pasarían de ser sumideros de carbono a
ser fuentes importantes de emisiones de gases de
efecto invernadero.
A pesar de los cambios que se observan en el período
analizado, los humedales de Catazajá siguen y
seguirán siendo parte importante y fundamental de
la comunidad, y del ecosistema, ya que este es el
principal proveedor de servicios ecosistémicos y la
principal fuente de ingresos por las diversas
actividades económicas que realizan los pobladores
de la comunidad (González-Angarita et al., 2022).
El análisis de CUSV en este estudio, fue útil para
determinar las categorías de cobertura con sus
pérdidas o ganancias; no obstante, es importante
considerar la existencia de variables que inciden en la
dinámica de cada categoría, por mencionar algunas:
pendiente, relieve, orientación, densidad de
población, distancia a carreteras, vías de
comunicación, áreas naturales protegidas, etc.
(Ramos-Reyes et al., 2021).
En este sentido, los sistemas de monitoreo de
ecosistemas se vuelven relevanten, ya que brindan
información útil para diagnosticar, evaluar, prevenir y
gestionar los servicios ecosistémicos o ambientales
que proporcionan los humedales (Contreras-Silva,
2014). Como el complejo lagunar de Catazajá que es
una zona sujeta a conservación ecológica dada la
riqueza de la biodiversidad biológica que alberga.
5. Conclusiones
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Con este trabajo podemos concluir que la técnica de
teledetección contribuye significativamente a
detectar cambios en las diferentes coberturas de un
área específica. En este caso se observó un cambio
significativo en el incremento de los suelos desnudos
y pastizales, mismos que están asociados a las
actividades humanas que generan impactos como el
alejamiento de especies, la reducción y el cambio de
la cubierta vegetal, asimismo, la disminución de
cuerpos de agua afectándose principalmente la zona
de humedales. El incremento de las zonas urbanas
está asociado al crecimiento demográfico y al
desarrollo de zonas urbanas de manera desordenada,
así mismo, destaca la disminución de las zonas de
agricultura, y una ganancia en la cobertura vegetal
siendo este último punto muy favorable para la
conservación y mantenimiento de los servicios
ecosistémicos. El CUSV desafortunadamente es una
actividad que se realiza de manera desmedida, que
afecta directamente en este caso a los humedales, y
en consecuencia a los servicios ecosistémicos que
estos proveen a los seres vivos (Iturraspe et al., 2021).
De igual forma este tipo de análisis sirven como
herramientas para la elaboración de instrumentos de
gestión y planeación como sistemas de monitoreo,
ordenamientos territoriales, evaluaciones rurales
participativas, planes de desarrollo municipal, etc.,
dado que se pueden generar estrategias y acciones
que fomenten la sostenibilidad y protección de estos
valiosos ecosistemas.
Declaración de consentimiento informado
Se obtuvo el consentimiento informado de todos los
sujetos involucrados en el estudio.
Conflictos de interés
No existe ninguna declaración de conflicto de
intereses.
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