Nitrógeno total en maíz forrajero (Zea mays L.) estimado mediante índices espectrales con el satélite Sentinel-2

El nitrógeno es el nutriente más importante en cultivos forrajeros, debido a su participación en diversas reacciones bioquímicas en las diferentes etapas fenológicas de la planta. El objetivo del presente estudio fue desarrollar un modelo de regresión lineal múltiple para estimar el nitrógeno total (Nt) en planta de maíz a partir de imágenes satelitales. El porcentaje de Nt se determinó mediante tres muestreos de planta en cuatro parcelas experimentales. El modelo de estimación se obtuvo al procesar las imágenes satelitales Sentinel-2 de acuerdo a las fechas de muestreo, se calcularon 13 índices espectrales y se analizó la asociación entre los valores del contenido de nitrógeno y la reflectancia a través de: análisis de componentes principales (ACP), matriz de correlación y dendrograma. Los índices con mayor relación fueron MCARI/OSAVI, TCARI/OSAVI, MCARI/OSAVI RE y TCARI/OSAVI RE, esto permitió explicar más de 50% de la variabilidad del modelo propuesto y un EMC de 0.12. El presente estudio indicó que el cálculo de índices espectrales derivados de Sentinel-2 tiene gran potencial para conocer el estado nitrogenado del cultivo de maíz, sin embargo, para futuras investigaciones se sugiere obtener modelos de estimación de Nt por etapa fenológica del cultivo

Dinámica del cambio de uso de suelo en el norte de León, Guanajuato

The change of natural vegetation obeys a growing human population and an increasing demand of services and activities to fulfill the needs of human groups. This paper uses two models in order to explore, whether this changes in natural vegetation are due to deforestation or livestock in the period ranging from 1970 to 2007 in area to the north of the municipality of León, Guanajuato. Using geographic information systems, and working with a scale 1,50 000, we found that thirty two percent of changes correspond to the studied time period, namely, that 7 294 hectares out of a total 22 710 that make up the area, have had a different land use in the past. The deforestation model establishes that 62.8% (4 582ha) of these changes were favorable, associated with revegetation processes. In contrast, the model of livestock impact establishes that 62.5% (4 561ha) of the area has been changed to accommodate for this activity. The results also indicate that an increase in livestock activities, for example opening-up natural vegetation areas for grazing (forests, shrublands), augments soil degradation risks due to surface-runoffEl cambio de vegetación natural obedece a una población creciente y demandante de servicios y actividades que satisfagan sus necesidades. En es este estudio se plantea el uso de dos modelos, para conocer si estos cambios obedecen a actividades de deforestación o impacto pecuario en el periodo de 1970 a 2007, en el norte del municipio de León, Guanajuato. Utilizando sistemas de información geográfica y una escala de trabajo de 1,50 000, se encontró que los cambios ocurridos en el periodo de estudio corresponden a 32%, es decir, que de 22 710 ha que conforman el área, 7 294 tuvieron un uso de suelo o vegetación diferente al actual. El modelo de deforestación establece que 62.8% (4 582 ha) de estos cambios fueron favorables, asociados a procesos de re-vegetación, en contraste, el modelo de impacto pecuario establece 62.5% (4 561 ha) del área ha tenido alteración hacia esta actividad. Los resultados indican también, un crecimiento de las actividades pecuarias como apertura de áreas de pastoreo en áreas con vegetación natural (bosques o matorrales), lo cual incrementa el riesgo de degradación de suelos por la acción de escurrimientos superficiale

Diseño de un sistema silvopastoril en zonas degradadas con mezquite en Chihuahua, México

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la factibilidad de establecer un sistema silvopastoril en áreas degradadas con árboles de mezquite (Prosopis spp.) asociados con zacate buffel (Cenchrus ciliaris) y chamizo (Atriplex canescens). Durante 2010, en el predio Las Ánimas del Municipio de Aldama, Chihuahua, se evaluaron características de la población natural de mezquite, producción de forraje del pasto buffel y sobrevivencia en una plantación de chamizo, establecidos sobre franjas en curvas a nivel. Las densidades de población fueron bajas, con un promedio de 85 árboles por hectárea. Se observaron diferencias altamente significativas (P<0.01). La producción de pasto aguas arriba y aguas abajo del bordo fue de 0.19 kg m-2 y 0.09kgm-2 respectivamente. El chamizo mostró una sobrevivencia de 65.4% en la evaluación realizada 60 días después de la plantación y 63.9% en el conteo efectuado 150 días después de la misma. El establecimiento de sistemas de captación de agua incrementó la productividad del pasto buffel durante el primer año de evaluación del sistema silvopastoril. La factibilidad y productividad de los agostaderos mediante la aplicación de esta tecnología se evaluará durante varios años consecutivos para establecer el rendimiento de forraje en pasto y chamizo; así como los beneficios obtenidos por el mezquite con las obras de conservación de suelo y agua. Abstract The aim of this study was to evaluate the feasibility of establishing a silvopastoral system in degraded areas with mesquite trees (Prosopis spp.) associated with buffel grass (Cenchrus ciliaris) and chamiso (Atriplex canescens). During 2010, on the grounds of the Municipality of Las Animas, Aldama, Chihuahua, were evaluated characteristics of natural population of mesquite, forage production and survival of buffel grass in a plantation chamiso, drawn in contour strips. Population densities were low with an average of 85 trees per hectare. There were highly significant differences (P<0.01). Grass production in upstream and downstream of the board was (0.19 kg m-2) and (0.09 kg m-2) respectively. The chamiso was a survival of 65.4% in the evaluation 60 days after planting and 63.9% in the count made 150 days thereafter. The establishment of water catchment systems increased buffel grass productivity in the first year of evaluation of the silvopastoral system. The feasibility and productivity of rangelands through the application of this technology will be evaluated for several consecutive years to establish the performance of forage yield in grass and chamiso, as well as the profits of the mesquite with works of soil and water conservation. Keywords: Prosopis, silvopastoral system, buffel grass, chamizo

Análisis sobre cambio de uso de suelo en dos escalas de trabajo

Las zonas con vegetación natural son parte de la mega-biodiversidad por la cual México es considerado uno de los principales países con esta diversidad biológica. Sin embargo, la diversidad esta siendo amenazada, en estudios a nivel nacional se evidencia la pérdida de cubierta vegetal como un proceso de cambio de uso de suelo para el desarrollo de actividades que representen mayor satisfacción social. El objetivo de este estudio fue conocer el estado que guarda la vegetación de la cuenca de San Cristóbal de las Casas, Chiapas, en respuesta al cambio de uso predominante hacia actividades agropecuarias, a través de un análisis de cambio de uso de suelo, para dos escalas de trabajo, con el uso de sistemas de información geográfica como herramienta de análisis. Para la escala 1:250 000 de 1976 a 2002, se encontró que la pérdida de cobertura vegetal es evidente ya que se cuantificaron incrementos mayores a 5000 ha para agricultura de temporal, relacionados a disminución de superficies de bosques y pastizales. En esta misma escala, las áreas urbanas se incrementaron en más de 10 veces su superficie en el mismo periodo de tiempo, de 149 ha a 1903 ha. Por otra parte, a escala 1:10 000, de 1996 al 2010, las superficies con vegetación natural disminuyeron 493 ha, mientras que se cuantificó un incremento de áreas agrícolas y urbanas de 3926 y 1791 ha respectivamente

Cambio en el uso de suelo en la cuenca del río Sextín

El deterioro de los recursos naturales, en la mayoría de los casos ha sido producto de una falta de planeación, que afecta la toma de decisiones relacionadas con el cambio de uso de suelo. Existen modelos que además de estimar la superficie de cambio temporal de la vegetación y el tipo de uso de suelo, definen también si dicho cambio es favorable para la vegetación, como apoyo a la planeación sustentable de los recursos naturales. Este estudio mostró que en el periodo de 1976 a 1993 para la cuenca del río Sextín, ubicado en el estado de Durango, México, el cambio de uso de suelo tuvo un impacto negativo sobre las coberturas de bosque de pino y pastizal natural, disminuyendo para la primera de ellas 4,209 ha (247.67 año-1) y en el segundo caso 2,325 ha (136.8 ha año-1). Se presentó un crecimiento en coberturas como chaparral y bosque bajo abierto con 3,085 y 3,038 ha. El modelo sobre deforestación aplicado, diferencia las prácticas favorables dentro de los cambios de uso de suelo, es decir, realiza el cálculo de cambio de superficies con cobertura arbórea hacia cualquier categoría de cubiertura antropogénica, en dicho análisis se determinó una variación de 20,509 ha a favor de la vegetación, expresado como cambios que no provocan alteración en la vegetación como sucesión o regeneración. Abstract Natural resources wear, has been mostly the product of a lack of planning. This affects decision making related to land use change. There are also models that estimate the temporal change of surface vegetation and land use type, also defines if this change is favorable for the vegetation to support the planning of natural resources. This study showed that in the period 1976 to 1994, in the Sextin river area, located in the state of Durango, Mexico, that land use change had a negative impact over pine forest coverage and natural grassland, decreasing 4209 and 2325 ha (rates of 136.8 and 247.67 ha year-1) respectively. On the other hand, presents an increase in chaparral and open forest coverage, with 3085 and 3038 ha. Applied a deforestation model, which difference favorable changes practices in land use change, were identified 20,509 ha of change pro vegetation, as changes that do not cause damage in vegetation as succession or regeneration. Keywords: land use change, deforestation model

Evolución del matorral en el sur del Área Natural Protegida Sierra de Lobos, Guanajuato

El pastoreo, la agricultura y la quema prescrita son actividades de desarrollo económico que propician un impacto negativo en los recursos naturales, que se manifiesta en la deforestación y la contaminación en el ambiente. Esta situación se refleja como incremento o decremento de superficies con vegetación con el paso del tiempo, y una evaluación de estos cambios puede determinar la magnitud del daño. El objetivo de este estudio fue cuantificar el incremento del matorral en el perímetro sur del Área Natural Protegida (ANP) Sierra de Lobos. La evaluación del cambio de la superficie de suelo cubierta por matorral, se realizó comparando imágenes de 1974 y 2007. La elaboración de mapas se hizo a través del software Arc Map 9.2®. Los resultados muestran un incremento de un 24.99% a un 53.84% de la superficie cubierta por este tipo de vegetación en el periodo 1974 a 2007. Por otra parte, la superficie de tierras abiertas para agricultura redujeron superficies en un 15.77 %; asimismo, los pastizales y el bosque de encino también disminuyeron en superficie, con un 6 y un 2.5 % respectivamente. Estas disminuciones tuvieron como consecuencia el establecimiento de vegetación secundaria, principalmente en forma de matorral. El incremento de la superficie cubierta con matorral, ha limitado a poblaciones vegetales como el bosque de encino y pastizales, así como áreas agrícolas. Se entiende que parte de este problema fue causado por la apertura y el posterior abandono de tierras de cultivo. Abstract Grazing, agriculture and prescribed burning are economic development activities that generate an impact on natural resources; this is manifested by deforestation and environment’s pollution. This situation is reflected by a variation on vegetation surfaces over time, and an evaluation of these changes can determinate the total damage. The objective of this study was to quantify the increase of the area covered by bushes on the south perimeter of Natural Protected Area (NPA) Sierra de Lobos (Wolves Woodland). The evaluation of change on the surface covered by bushes was made through a comparison of images of 1974 and 2007. Maps were made with the Arc Map 9.2® software. Results show an increase from 24.99% to 53.84% of land area covered by this type of vegetation in the period 1974 to 2007. It was observed that the surface used for agriculture decreased 15.77 %; the grasslands and oaks forest also decreased 6 and 2.5 % respectively. These decreases have resulted in the bush establishment as secondary vegetation. The increase on the surface covered with bushes, has limited other vegetative populations as oak forest and grasslands, and agricultural areas; we understand that part of this problem was caused by the opening and subsequent abandonment of lands used for agriculture. Keywords: Land use, vegetation on semiarid lands, plant populations, abandoned agricultural land

The Impact of Climate Change on Evapotranspiration and Flow in a Major Basin in Northern Mexico

Climate defines the hydrological cycle of each region and climate change will undoubtedly affect the recharge processes of the world’s water tables and the water resources currently available at the basin and microbasin scale. The objective of the present paper is to evaluate future changes in evapotranspiration and flows from the Sardinas River basin in North Durango, Mexico. The Rural Genius Model (GR2M) is an aggregated monthly hydrological model, which is used to reconstruct flows from precipitation and evapotranspiration by applying two functions: a production function and a transfer function. A transfer function has been used under four shared socioeconomic pathway scenarios (126, 245, 370, and 585). Pettitt and Mann–Kendall statistical tests were used to determine trends, which were identified by the breakpoint in the evapotranspiration and flow time series. Results showed that under climate change scenarios, evapotranspiration shows an increase over time. Under the climate scenario, SSP 126, and the application of the statistical test in the flow series show an increasing trend with a break in May for 2090, with a mean of 1658 mm before and 2238 mm after the break, with an excess of 34.98%. The flow under the SSP 245 climate scenario predicts a mean flow of 1703.11 mm and a break in May of the 2090 horizon, with a mean before and after the break of 1624 mm and 2168 mm, respectively, with an excess of 33.49%. Under the SSP 370 scenario, the mean is expected to be 1710.81 mm, with a break in May 2090, before and after means of 1633 mm and 2166 mm, respectively, with an excess of 32.63%. Under climate change scenario SSP 585, the mean expected will be 1701.43 mm and the break in the flow series will occur in May of the 2090 horizon, with a mean of 1628 mm before the break and 2132 mm after, with a flow excess of 30.95%. The results of this study can be a basis for decision-makers for better management and protection of water resources in northern Durango, Mexico

Two Centuries of Drought History in the Center of Chihuahua, Mexico

Droughts are a climatic phenomenon with local, regional, and large-scale repercussions. Historical knowledge of droughts generated by modeled data allows the development of more accurate climate reconstructions to propose better approaches for the management of hydric resources. The objective of this research was to evaluate the association of precipitation and temperature with data from the NLDAS-002 to develop a reconstruction of droughts in the center of Chihuahua, Mexico using the SPEI from tree rings. We also identified the influence of ocean&ndash;atmospheric phenomena on the reconstructed drought index. The best association among chronologies was obtained with the earlywood band and accumulated seasonal precipitation from November of the previous year to June of the current year (r = 0.82, p &lt; 0.05) and for temperature from January to July (r = &minus;0.81, p &lt; 0.05). The reconstructed drought index extended from 1775 to 2017 (243 years), where seven extreme drought events were identified. We found significant correlations between the reconstructed Standardized Precipitation Evapotranspiration Index and the Pacific Decadal Oscillation (r = 0.46, p &lt; 0.05), Atlantic Multidecadal Oscillation (r = &minus;0.34, p &lt; 0.05), Multivariate El Ni&ntilde;o Southern Oscillation Index (r = 0.29, p &lt; 0.05), and Southern Oscillation Index (r = &minus;0.22, p &lt; 0.05). The historical reconstruction of hydroclimatology in the center of Chihuahua is important for planning a long-term assessment and for the management of water resources shared by Mexico and the United States

Forest Canopy Fuel Loads Mapping Using Unmanned Aerial Vehicle High-Resolution Red, Green, Blue and Multispectral Imagery

Canopy fuels determine the characteristics of the entire complex of forest fuels due to their constant changes triggered by the environment; therefore, the development of appropriate strategies for fire management and fire risk reduction requires an accurate description of canopy forest fuels. This paper presents a method for mapping the spatial distribution of canopy fuel loads (CFLs) in alignment with their natural variability and three-dimensional spatial distribution. The approach leverages an object-based machine learning framework with UAV multispectral data and photogrammetric point clouds. The proposed method was developed in the mixed forest of the natural protected area of “Sierra de Quila”, Jalisco, Mexico. Structural variables derived from photogrammetric point clouds, along with spectral information, were used in an object-based Random Forest model to accurately estimate CFLs, yielding R2 = 0.75, RMSE = 1.78 Mg, and an average Biasrel = 18.62%. Canopy volume was the most significant explanatory variable, achieving a mean decrease in impurity values greater than 80%, while the combination of texture and vegetation indices presented importance values close to 20%. Our modelling approach enables the accurate estimation of CFLs, accounting for the ecological context that governs their dynamics and spatial variability. The high precision achieved, at a relatively low cost, encourages constant updating of forest fuels maps to enable researchers and forest managers to streamline decision making on fuel and forest fire management