Spatio-temporal analysis of the degradation of salts-affected soils in the lacustre system of Texcoco Valley (Mexico)

Abstract

El Valle de Texcoco, uno de los cinco lagos que conformaban el gran lago de Tenochticlan en el periodo colonial de la ciudad de México (año 1520), es hoy en día una de las regiones del planeta con mayor superficie de suelos afectados por salinidad extrema (>10 000 ha). La salinidad de los suelos es un grave problema en regiones áridas o semiáridas, ya que afecta a la productividad agrícola y la calidad de las aguas, con graves consecuencias socioeconómicas, como la desertificación y migración a las ciudades. Además, las sales se disuelven con facilidad en el suelo, por lo que se requieren herramientas de monitorización precisas que permitan evaluar la alta variabilidad espacio-temporal de los suelos afectados por sales. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el estado de los suelos afectados por salinidad en el valle de Texcoco, así como los cambios de uso de suelo acontecidos en los últimos 30 años. Para ello se emplearán técnicas de GIS, imágenes de satélite Landsat desde la década de los 80 hasta la actualidad (1985-2015), y radiómetros de campo para identificar las firmas espectrales de los suelos en condiciones de laboratorio. Una vez procesadas las imágenes de satélite Landsat (corrección radiométrica y atmosférica, y aplicación de filtros), se identificaron diferentes cubiertas o usos de suelo: agua, vegetación semi-natural, tierras de cultivo, suelos sin vegetación y suelos salinos. Se calcularon diferentes índices radiométricos para distinguir la vegetación de las tierras de cultivo y de los suelos salinos. El sistema de clasificación no supervisada mostró cambios de uso de la tierra en el 80% de la superficie en 30 años. Disminuye el agua potable y las tierras agrícolas e incrementan en más de un 20% los suelos degradados por sales o de uso urbano. Se trata de una región con riesgo extremo por pérdida y degradación de las tierras de cultivo por efecto de la salinidadThe Valley of Texcoco, one of the five lakes that formed the great lake of Tenochticlan in the colonial period of Mexico City (year 1520), is today one of the regions with the largest surface area of soils affected by extreme salinity (>10 000 ha). The salinity of soil is a serious problem in arid or semi-arid regions. It affects to agricultural productivity and water quality, with serious socioeconomic consequences, such as desertification and migration of the rural populations to the cities. So, salts dissolve easily in the soil, so precise monitoring tools are necessary to evaluate the high spatiotemporal variability by salts-affected soils. The aim is to evaluate the state of salts-affected soils in the Texcoco Valley, as well as the land use changes in the last 30 years. GIS, Landsat satellite images from the 1980s to the present (1985-2015), and field radiometers will be used to identify the spectral signatures of salts-affected soils under laboratory conditions. Once processed the multispectral images (radiometric and atmospheric correction, and filters application), different land uses were identified: water, semi-natural vegetation, agricultural lands, soil without vegetation and saline soils. Different radiometric indices were used to differentiate vegetation from agricultural and saline soils. The unsupervised classification system showed changes at 80% of the surface in land use in 30 years. Clear water and agricultural land decreased and increased at 20% the soils degraded by salts or urban use. It is a region with extreme risk due to the salts-affected soil