Monitoreo de Focos de Calor y Cicatrices de Quemas en el

Transcripción

Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Monitoreo de Focos de Calor y Cicatrices de Quemas
en el Departamento de Pando - Bolivia
Hugo Leonardo Fuentes Nay 1
1
Herencia, Calle Cívica, 047 – Cobija – Pando, Bolivia
[email protected]
Abstract
The fires are on the rise over the last twelve years in the Department of Pando - Bolivia, a department that still
has over 90% of primary forests, Pando department is the only 100% Amazonian Bolivia. Municipalities of
Pando formerly had no problems with forest fires in recent years these are increasing. This draws attention to
public and private institutions, NGOs and civil society as a whole that monitor the environment and between the
problems of forest fires and hot spots in Pando and other government institutions in the rest of the country,
creating interagency actions awareness of good forest management to the people who live and work in these.
Internationally in the region MAP (Madre de Dios, Acre and Pando), south-western region of South America, the
discussions on these important issues are being carried out in order to build mechanisms and remedies for these
territories greater control of burning and decrease the generation of smoke emissions and carbon are becoming a
health problem.
Palabras Claves: Focos de Calor, Incendios Forestales, Cicatrices de Quemas, Bolivia, Pando, Norte
Amazónico de Bolivia, Amazonía
1. Introducción
El fuego constituye una amenaza creciente para los bosques tropicales. En la Amazonía los
incendios forestales han ido aumentando en magnitud y frecuencia en las últimas décadas,
hecho asociado a los cambios en la demografía y en los usos de la tierra, alcanzando
actualmente niveles preocupantes, especialmente en el llamado arco de deforestación. Este
fenómeno, además de afectar a la salud de millones de personas, está causando graves
desequilibrios ecológicos con implicaciones cada vez más evidentes sobre el cambio
climático global y la pérdida de biodiversidad (Cots, 2006).
Según estimaciones de la FAO, la deforestación en la región amazónica en los últimos 40
años implica la pérdida del 15% de la superficie forestal total (PNUD, 2006). Las tasas de
deforestación anual oscilan entre 11,000 y 29,000 km2 (SOUZA 2002).
En Bolivia los incendios forestales se han incrementado diez veces más en los últimos diez
años (Sandoval, 2011). Las actividades de quema de pastizales y chaqueos de bosques se
constituyen en un agente de cambio ambiental con impacto tanto local como global,
destacando su impacto sobre la utilización del suelo, capacidad de carga, biodiversidad y la
alteración de los procesos hidrológicos, biogeoquímicos, y atmosféricos (Roy et al., 2002 &
Roy et al., 2005 citado en Tonatto, 2008).
La época de mayor incidencia de fuego en Bolivia se presenta entre los meses de julio y
octubre, presentándose un periodo crítico entre julio- agosto – septiembre (Martínez et al.,
2003), el cual coincide con la época seca, que se caracteriza por la escasez de lluvia, baja
humedad del aire, déficit hídrico y vientos fuertes; condiciones que aumentan el riesgo
potencial de incendios y quemas indeseadas (Herencia, 2011).
La Teledetección se ha convertido en una herramienta frecuente en el análisis de los incendios
forestales y, en concreto, en la cartografía de áreas quemadas. La facilidad de obtener
3098
imágenes de diferentes resoluciones (temporal, espacial y espectral) la hace adecuada para
este tipo de estudios (Gómez & Martin, 2006).
Los índices espectrales aplicados a la cartografía de áreas quemadas pretenden destacar las
diferencias entre el comportamiento espectral de la superficie quemada y otras cubiertas de
una misma imagen, o bien entre la zona quemada y la vegetación previa (en el caso del
análisis multitemporal) (Bastarrika, 2010). Estos índices tratan, por tanto, de paliar o eliminar
una de las principales limitaciones del uso operativo de la teledetección en la cartografía de
áreas quemadas y que deriva de la similitud espectral entre superficies afectadas por un
incendio y otro tipo de cubiertas como láminas de agua, humedales, asentamientos urbanos o
áreas en sombra (Chuvieco y Congalton, 1988; Koutsias et al., 1999 citados en Gómez &
Martin, 2006).
Este trabajo surge de la necesidad de abordar el problema de las quemas en el Departamento
de Pando, Departamento de la Amazonía boliviana, ante la pérdida del Satélite Landsat 5TM
el año 2011 y el uso del Satélite Resource Sat-1 con el sensor LISS3 con 23.5 metros de
resolución espacial. Como instrumento de monitoreo de las quemas producidas el año 2012 y
también en mostrar los resultados de este estudio para aplicar mecanismos de control
efectivos en el control del fuego y la deforestación de aquí en adelante o hasta que el Satélite
indiano Resource Sat-1 quede inoperativo.
Estudios con imágenes satelitales Landsat estimó la superficie total deforestada en el
Departamento en 615 km2 (61,500 ha) a mediados de los años 80, y estimó un incremento de
la deforestación en la década subsiguiente de 743 km2 (743,000 ha), sumando
aproximadamente 1,357 km2 deforestados a mediados de los 90 (STEININGER, 2000), que
correspondería al 2.1 % de la superficie total del Departamento. Según otro estudio
(ZONISIG, 1997) la superficie de Pando deforestada para el año 1992 correspondía al 2.7 %
de la superficie del Departamento, y se estimó una tasa de deforestación de 4,789 ha-año para
el periodo 1985-1990. Otra fuente (MDS, 2006) valora la zona afectada por incendios en
Pando entre 1999 y 2002 en 32,142 ha.
Otro estudio fue localizando grandes focos de incendios en el Departamento de Pando durante
el año 2005, donde se utilizaron Imágenes de satélite CBERS-CCD. Los resultados del área
afectada por el fuego al parecer suponían una subestimación de la realidad, sin embargo esta
superficie quemada de más de 200 mil hectáreas llego a ser 6 veces mayor que la cifra oficial
estimada, lo cual indica que existe desconocimiento por parte de las autoridades del verdadero
impacto de los incendios (Cots et al., 2006). En un informe oficial de la Dirección de Medio
Ambiente de la Prefectura de Pando, se estimó la superficie quemada en Pando el año 2005 en
40,000 ha, cuantificando 5,000 ha de bosque primario quemado en el interior de la Reserva de
Vida Silvestre de Manuripi. Figura 1.
3099
Figura 1: Cuantificando la superficie quemada en 2005 con ayuda del sensor
CBERS. Fuente: Herencia con datos del INPE.
2. Metodología de trabajo
Diariamente fueron colectados informaciones sobre clima, focos de calor, riesgo de fuego
del Centro de Previsiones del Tiempo y Estudios Climáticos–CPETEC/Instituto Nacional
de Pesquisas Espaciais (http://sigma.cptec.inpe.br/queimadas/), y del sitio web de la
NASA Rapid Response System (http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov).
Las informaciones de monitoreamiento incluyendo tablas, gráficos y mapas fueron
seleccionados, organizados y citados con comentarios en los boletines, publicados diaria y
semanalmente en el sitio web de Herencia (http://www.herencia.org.bo), y también enviados
diariamente para instituciones públicas, privadas y sociedad civil interesada en la
información en la región Amazónica boliviana.
Para la elaboración de los boletines de Herencia se utilizaron las informaciones en formato
que se encuentra en el sitio web del INPE, seleccionando las informaciones para la región
Amazónica de Bolivia. Se realizó descargas de los focos de calor con la extensión .shp
(Shapefile) de forma diaria estos se lo proyecta a la proyección WGS-84 que es usada en
Bolivia. También fueron utilizados para la elaboración de los boletines, histogramas
mostrando el número de focos de calor por municipios.
Las imágenes del sensor MODIS tienen una baja resolución espacial, pero una alta
resolución temporal, que ha hecho posible descargar una imagen diaria de la página web
http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov, entre los meses de julio a octubre priorizando los meses
de más quemas, estos son de agosto a septiembre, época de mayor incidencia de los
incendios.
3. Resultados y Discusión
Fueron publicados la observación de aumento de focos de calor en la región Amazónica
boliviana. También se dispuso imágenes de sensor MODIS, mostrando dentro de las
informaciones el origen del humo y grandes quemas, y el sensor LISS3 permitió
cartografiar las áreas quemadas dentro del Norte Amazónico de Bolivia.
La Tabla 1. Presenta las fuentes utilizados para el estudio y la realización de los boletines.
3100
Tipo de Información
Fuente
Focos de Calor
Imágenes de Satélite LISS3
Imágenes de Satélite MODIS
Mapa de Red Caminera de Pando
Riesgo de Fuego
Material Particulado
CPTEC - INPE
CDSR - INPE
Areronet - NASA
HERENCIA
CPTEC - INPE
CPTEC - INPE
Año
2012
2012
2012
2010
2012
2012
Tabla1. Fuentes utilizados para el estudio y la realización de los boletines en
Herencia
Dichos boletines fueron colgados en la página web de Herencia (www.herencia.org.bo) y
también publicado vía email como alerta temprana de focos de calor a la sociedad civil,
instituciones públicas, privadas, defensa civil, etc. Figura 2. Ejemplo de boletines
publicados.
Figura 2. Boletín de alerta temprana de focos de calor del Departamento de Pando.
Fuente: Elaboración propia con datos del INPE.
También fueron descargados imágenes satelitales del sensor LISS3 al ser este el único
sensor operativo el 2012 en la página web del INPE (http://www.dgi.inpe.br/CDSR/). A
estas imágenes se reproyectaron al sistema WGS-84 para Bolivia. Fueron descargadas 11
imágenes satelitales (Figura 3) que presentan de 0 a 10 % de cobertura nubosa, faltando
una escena que por mucha cobertura nubosa no se pudo trabajar con esta.
3101
Figura 3. Distribución de imágenes satelitales del sensor LISS3 para el Norte
Amazónico de Bolivia. Fuente: Elaboración propia, con datos del INPE
A las imágenes georreferenciadas libres de cobertura nubosa se realizó una clasificación
no supervisada con el método isodata. El método “isodata clustering” usa la fórmula de la
distancia espectral mínima para formar cúmulos (cluster). El método empieza con un
cúmulo promedio arbitrario o con el promedio de un conjunto de firmas espectrales
existentes. Cada vez que se repite el proceso de formación de “cúmulos”, el promedio de
estos cúmulos se modifica. El nuevo promedio de los cúmulos se usa para la siguiente
iteración. La utilidad isodata repite el agrupamiento de la imagen hasta que se ejecute el
número máximo de iteraciones o se alcance el máximo porcentaje de asignación de
píxeles no cambiados entre dos iteraciones. La ejecución de una clasificación no
supervisada es más simple que una clasificación supervisada pues las firmas son
automáticamente generadas por el algoritmo ISODATA. Las ares quemadas donde el
método de clasificación no pudo clasificar se procedió al ajunte visual/manual para
completar el proceso de generar los polígonos de cicatrices de quemas. Figura 4. Ejemplo
de clasificación “isodata” y ajuste visual/manual para el sensor LISS3 para cicatrices de
quemas.
Figura 4. Interpretación hibrida de imágenes LISS3 (método “isodata” ajustada con
la interpretación visual/manual).
1.- Imagen identificando cicatrices de quemas; 2.- clasificación automática método “isodata”; 3.- Ajuste
cartográfico visual, 4.- Clasificación “isodata” y el ajuste cartográfico visual/manual; 5.- Clasificación hibrida
final de imágenes con registro de polígonos de cicatrices de quemas.
Hecho la clasificación de cicatrices de quemas se procedió a realizar boletines
cuantificando las superficies afectados por quemas en el Departamento de Pando el 2012.
3102
Figura 5. Boletines con información de cicatrices de quemas. Fuente: Elaboración
propia con datos del INPE
Las incidencias de focos de calor en el Departamento de Pando se pueden apreciar en el
siguiente grafico de barras y de tendencia, este sirve para explicar el comportamiento
histórico, se observa la variabilidad de incidencias por cada año, y se observa el aumento
de focos de calor, se observa la línea de tendencia sin hacer ninguna prueba significativa
de estadística una pendiente positiva, o sea que la tendencia de focos de calor es a
aumentar año con año. Entre los años 1998 al 2001 el número de focos de calor fue
relativamente bajo, con una media 136 focos de calor anuales, cifra superada en los años
2002 al 2006, donde el número de focos de calor fue más de 3,400. En el período 2007 al
2009 existe alguna variación en especial a la disminución, pero el año 2010 los focos de
calor se incrementaron en más de 280% más que el año 2009 y han sido en el orden de lo
ocurrido al 2005 año considerado como extremo en términos de altas temperaturas y baja
precipitación, para el 2012 los focos de calor han disminuido pero no como el 2008 y
2009. Esto se deba tal vez a la llegada del fenómeno El Niño a la región del Norte
Amazónico de Bolivia.
4,500
4,500
4,154
4,000
4,000
3,500
3,145
3,000
3,000
2,340
2,500
2,000
1,500
2,500
1,781
1,5611,471
1,704
1,429
1,088
1,000
500
156 89 126 173
813
2,000
1,500
1,000
413
500
N° de focos de calor
N° de focos de calor
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
-
1999
-
1998
Nro. Focos de Calor
3,500
Línea de tendencia (Focos de Calor)
Figura 6. Número y Tendencia de focos de calor en Pando (1998-2012)
Fuente: Elaboración propia con datos del CPTEC/INPE.
3103
En el 2012 las superficies quemadas en el Departamento de Pando hasta el mes de
septiembre fueron de 10,174 hectáreas y hasta el mes de octubre los focos de calor se
cuantificaron en un numero de más de 1,700.
4. Conclusiones
El 2012 los focos de calor en el Departamento de Pando fue un 85 % menos al del 2010 y
un 16 % respecto al 2011. La evolución de focos de calor en el Departamento de Pando
muestra el 2005 y 2010 con mayor número. Municipios que antes no presentaban
problemas de quemas, en los últimos años se registran como los más quemadores del
Departamento. Los niveles alcanzados en 2012 hasta el mes de octubre van en aumento.
La incidencia de fuegos está directamente correlacionada con incrementos de gas
carbónico en la atmósfera. Además de la pérdida de biodiversidad y servicios ambientales
del bosque, el humo afecta la salud humana. A nivel nacional la Autoridad de Bosques y
Tierras realizan campañas para concientizar a la gente de bosques a que no quemen de
forma indiscriminada y que en época de quemas lo realicen con el control adecuado. Por
otro lado, iniciativas dentro del MAP han puesto en relevancia la necesidad de establecer
protocolos y acciones legales para penalizar a los países generadores de humo debido a los
incendios forestales y la externalidad causada en los países circundantes.
5. Referencias Bibliográficas
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3105

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