Bosques y Coberturas de la Tierra: Una apróximación geográfica

0.1 Análisis de deforestación

El presente análisis resume el comportamiento histórico que ha tenido la cobertura boscosa para la región de Tula de Allende, esto a partir del uso de información espacial secundaria proveniente de la Universidad de Maryland, propiamente del artículo “High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change” de Hansen et al (2013). Estre artículo presenta un análisis detallado de los cambios en la cobertura forestal a nivel mundial con una resolución espacial de 30 metros (sensor de Landsat), esto entre los años 2000 a 2023 (aunque continuamente año tras año se está actualizando), los principales hallazgos son:

• Pérdida de bosques, se identifico una pérdida global de 2.3 millones de kilómetros cuadrados de bosques entre 2000 y 2012.
• Ganancia de bosques: se registró una ganancia de 0.8 millones de kilómetros cuadrados de nuevos bosques, atribuida principalmente a la reforestación y expansión natural de los bosques.
• Tendencias regionales: las regiones tropicales mostraron un aumento en la pérdida de bosques de apróximadamente 2101 kilómetros cuadrados por año. Aunque Brasil logro reducir significativamente la deforestación, este avance fue contrarrestado por incrementos en países como Indonesia, Malasia, Paraguay, Bolivia, Zambia y Angola. Aquí se destaca la no presencia del país de México.
• Prácticas forestales intensivas: las zonas subtropicales experimentaron las tasas más altas de cambio forestal, debido a prácticas forestales intensivas.
• Bosques boreales: la périda en estas áreas, causada principalmente por incendios y actividades forestales, fue la segunda más alta en términos absolutos y proporcionales.

Ahora bien, ya conociendo los hallazgos a nivel global nos interesa entonces conocer el comportamiento de los bosques de México, propiamente de la región de Tula de Allende. Este análisis consta de 3 secciones.

1. Cobertura boscosa al año 2000, conocido como línea base, es el primer año del cual se tiene conocimiento dentro de la base de datos analizada.
2. Bosque / No bosque para el año 2000, nos permite identificar cuáles son la cantidad de hectáreas para este tipo de zonas.
3. Comportamiento histórico de ganancia y pérdida de bosque para la región desde el año 2000 hasta el 2023, esto usando la versión de la base de datos: ‘GFC-2023-v1.11’

0.1.1 Cobertura boscosa al año 2000

En la siguiente figura ilustramos la cobertura boscosa al año 2000 para Tula de Allende, esto se logró después de haber realizado los pasos (1) descarga de los tiles [ventanas] donde se ubica Tula de Allende (2) Extracción por máscara para la región de estudio (3) Mapeo de los datos apoyados en el uso de los Sistemas de Información Geográfico, propiamente de R.

El mapa muestra el porcentaje de cobertura de bosque de Tula de Allende; las áreas con mayor cobertura boscosa, representadas en tonos verde y amarillos, se localizan principalmente en las zonas al norte y oeste del municipio; por otro lado, las áreas con menor cobertura boscosa, en tonos morados, predominan en las regiones del este y sur de Tula, como por ejemplo, los alrededores de la cabecera municipal del municipio. Este análisis destaca la variabilidad espacial de la cobertura forestal en el municipio, con zonas de alta densidad contrastadas con áreas más degradadas. Ahora bien, en la siguiente figura se ilustra el comportamiento de las zonas de pérdida boscosa por cada año, mencionar que la resolución espacial es igual de 30 metros (heredada de las imágenes satelitales de Landsat).

El mapa presentado muestra la cobertura boscosa en el municipio de tula de Allende para el año 2000, dentro del mapa las áreas en verde representan zonas con cobertura boscosa, mientras que las áreas grises indican regiones sin bosque. Se observa que las zonas de mayor densidad forestal se concentran principalmente en el norte y noroeste del municipio, cerca de los límites con Tezontepec de Aldama.

En contraste, las áreas del este y sureste, particularmente hacia la región cercana a Atotonil, presentan una disminución notable en la cobertura boscosa. En la región central, donde se encuentra Tula de Allende, se percibe una fragmentación significativa del paisaje forestal, lo que podría estar relacionado con el desarrollo urbano y actividades humanas. Este análisis destaca la importancia de estas áreas boscosas como referencia para evaluar cambios en el uso del suelo y en la cobertura forestal en años posteriores.

La gráfica muestra la evolución histórica de las áreas sin bosque en Tulla de Allende desde el año 2000 hasta el 2017. Los datos son presentados en hectáreas y se observa un incremento progresivo en la superficie de estas áreas a lo largo del tiempo. La gráfica sugiere un aumento en la deforestación o pérdida de bosque en Tula de Allende durante el periodo analizado. Esto podría deberse a actividades humanas como la expansión agrícola, urbanización o actividades industriales; el cambio total en área con no bosque es de 335206,6 ha en el año 2000 a un total de 335306,6 ha en el año 2017, lo que sugiere un pérdida de bosque de un poco más de 200 ha.

0.2 Cobertura

Ahora bien, se hizo uso de la base de datos de ESA WorldCover entre los años 2017 y 2021, esto con la finalidad de identificar las zonas que no tienen bosque cuál tipo de cobertura tiene, y cómo han variado a nivel espacio-temporal, luego se presenta la figura con el comportamiento de área en hectáreas para el mismo periodo.

Se tienen diversas coberturas, tales como:

• Áreas construidas, esta se concentra principalmente en el núcleo urbano del municipio, observandose una expansión gradual de esta cobertura hacia los bordes, espaicalmente en los 2 últimos años, lo que podría indicar un crecimiento urbano acelerado.
• Bosque, estas áreas de bosque son limitadas, tal como lo veíamos en la sección anterior, y están dispersas en pequeñas manchas, mayoritariamente en las zonas periféricas del municipio. No parece haber un cambio significativo en la extensión de este durante el periodo analizado.
• Cuerpos de agua, están representados por manchas pequeñas y localizadas, principalmente en el norte y noreste del área de estudio. Estos no muestran cambios notables en su extensión a lo largo de los años.
• Cultivos: ocupan una gran proporción del territorio, distribuyéndose principalmente en las zonas periféricas y al este del municipio. Su extensión se mantiene relativamente constante a lo largo del tiempo, aunque pueden haber pequeñas variaciones en ciertas áreas.
• Pastizales, son la cobertura predominante en Tula de Allende, ocupando la mayor parte del territorio. Se distribuyen ampliamente en todo el municipio, especialmente en las zonas rurales, los cambios a través de los años no es significativo.
• Suelo desnudo: aunque son limitadas, se encuentran en las márgenes de las áreas urbanas y en algunos sectores rurales. Parecen mantenerse estables en su distribución y extensión durante el periodo analizado.

Aunque las coberturas principales como pastizales y cultivos permanecen estables, hay evidencia de la expansión del área construida, lo que podría estar relacionado con el crecimiento urbano e industrial; de otro lado, la estructura del uso del suelo muestra un núcleo urbano bien definido, rodeado de áreas agrícolas y pastizales; mientras que las coberturas naturales (bosques y cuerpos de agua) son limitadas y están dispersas.

El gráfico de barras muestra la distribución en hectáreas por tipo de cobertura en Tula de Allende entre los años 2017 a 2021. Cada tipo de cobertura está representado por barras de diferentes colores y el eje vertical indica la cantidad de hectáreas, con valores que van desde 0 hasta los 17500 hectáreas. Ahora bien, para los pastizales, esta es la cobertura predominante, con barras que alcanzan apróximadamente 17000 hectáreas cada año, ocupando así la mayor parte del territorio de forma constante; para los cultivos muestran valores de entre 8000 a 9000 hectáreas cada año, esto refleja una gran proporción del territorio dedicada a la agricultura, con una estabilidad notable; en relación a las áreas construidas muestran un crecimiento gradual, comenzando en alrededor de 6000 hectáreas en 2017 a casi las 7000 hectáreas en el 2021; lo que sugiere una expansión urbana de apróximadamente el 15%. Los cuerpos de agua presentan valores casi constantes en todos los años de 1000 hectáreas, habiendo casi no cambios en esta cobertura de la tierra. En relación con los bosques las áreas presentan una leve reducción año tras año y toda por debajo de las 1000 hectáreas, este valor puede ser contrastado con los datos de Hansen et al., (2103) de bosque. Por último, el suelo desnudo muestran valores de entre 200 y 400 hectáreas sin mayores variaciones entre los años.

1 Métricas del paisaje

Las métricas del paisaje son herramientas clave en la ecología del paisaje para cuantificar la estructura espacial de los ecosistemas / coberturas. Permiten evaluar la fragmentación y configuración espacial de los elementos del terrtiroio, lo que es esencial para la planificación ambiental, la conservación de la biodiversidad y el manejo de los recursos naturales.

El paquete landscapemetris en R facilita el cálculo de estas métricas, proporcionando un conjunto de funciones para analizar la composición y configuración del paisaje con base en datos raster, en este caso, los datos de cobetura de la tierra de ESA-WORLDCOVER desde el 2017 al 2021. En el caso del municipio de Tula de Allende, Hidalgo, estas métricas pueden ser útiles para evaluar cambios en el uso del suelo, patrones de urbanización, impactos ambientales y conservación de hábitats.

1.1 Métricas a nivel de matriz / nivel de clase o paisaje

Estas métricas evalúan características espaciales de una clase de cobertura o uso del suelo en el paisaje.

1.1.1 1. Porcentaje del paisaje - PLAND

Indica el porcentaje del paisaje ocupado por una clase específica. Ayuda a entender la dominancia de cada tipo de cobertura en el territorio. El siguiente gráfico muestra este índice de fragmentación.

Según el anterior gráfico: los pastizales son la cobertura más extensa en el paisaje, representando más del 40% del territorio en todos los años. Esto indica que los pastizales han sido la principal cobertura sin grandes cambios en su propoción. Por su parte, los cultivos ocupal alrededor del 20% del paisaje y parecen mantener una tendencia estable, el área construida muestra un ligero aumento, lo que puede indicar expansión urbana. En relación con los cuerpos de agua, bosques y suelo desnudo, ocupan un porcentaje muy bajo del paisaje, estas coberturas no presentan variaciones significativas, lo que sugiere una estabilidad en su extensión.

Como conclusión se tiene que los pastizales dominan el paisaje de 2017 a 2021, seguidos de los cultivos y las áreas construidas, siguiendo, la expansión urbana podría estar ocurriendo lentamente, dado el leve incremento en el área construida, así como también, los cuerpos de agua, bosques y suelos desnudos permanecen con poca representación en el paisaje.

1.1.2 2. Porcentaje de paisaje conectado - CPLAND

Similar a PLAND, pero considerando la conectividad entre los fragmentos de la misma clase, lo que es clave para evaluar la fragmentación del hábitat.

Este gráfico representa el Porcentaje del área núcleo del paisaje para diferentes coberturas de la tierra entre 2017 y 2021, basado en la máetrica lsm_c_cpland, midiendo esta métrica el porcentaje del paisaje ocupado por el áera núcleo de cada clase de cobertura, es decir, aquellas partes de los parches que no están influenciadas por efecto de borde.

Los pastizales mantienen el mayor porcentaje de área núcleo, con más del 40% en todos los años. Esto indica que los pastizales presentan grandes parches continuos con suficiente área interna sin fragmentación. En cuanto los cultivos representan alreddor del 20 del área núcleo del paisaje, lo que indica que hay parches de cultivos relativamente grandes. En cuanto al área construida, tiene una ligera tendencia al aumento, lo que sugiere que la urbanización está generando núcleos más grandes de área construida. En relación con las coberturas mironitarias, los cuerpos de agua, bosques, y suelo desnudo ocupan un porcentaje muy bajo del área núcleo del paisaje.

En comparación con el gráfico de porcentaje del paisaje se tienen que los valores son similares, lo que indica que las coberturas mantienen un buen núcleo de área sin mucha fragmentación. Si hubiera una gran diferencia entre ambos gráficos, podría indicar una alta fragmentación del paisaje, lo que afectaría la conectividad ecológica.

1.1.3 3. Índice de Forma del Parche LSM_P_SHAPE

Esta métrica mide la complejidad de la forma de los parches en un tipo de cobertura del suelo. Se calcula como la relación entre el perímetros del parche y el perímetro de un círculo de igual área. Valores cercanos a 1 indican parches con formas más compactas y regulares como círculos o cuadrados; los valores altos, indican parches más irregulares, con formas alargadas o fragmentadas. A continuación el comportamiento de esta métrica para las coberturas de Tula de Allende.

Como se puede apreciar en la figura las coberturas con mayor irregularidad en la forma de los parches se tienen los pastizales, aquí presentan los valores más altos en todos los años, indicando que los parches de esta cobertura tienen formas muy irregulares, posiblemente debido a procesos de fragmentación o cambios en l uso del suelo; ahora las coberturas con formas más regulares son árae construida y cultivos, mostrando valores más bajos y estables a lo largo del tiempo, lo que indica que los parches en estas coberturas tienen formas más compactas y definidas. Esto es esperable en áreas urbanas y agrícolas, donde la delimitación de los parches tiende a ser más uniforme. Siguiendo, las coberturas con menor índice de forma, los bosques y cuerpos de agua muestran valores relativamente bajos, lo que sugiere que sus parches son más regulares en comparación con los pastizales, y el suelo desnudo presenta valores más bajos, indicando que sus parches son más compactos y menos irregulares.

En ese orden de ideas, valores altos en pastizales sugieren cambios en su estructura, posiblemente por actividades agropecuarias o expansión urbana; valores bajos en el área construida y cultivos reflejan parches más controlados y planificados, lo que es común en paisajes modificados por el ser humano.

1.1.4 4. Radio de Giro promedio LSM_P_GYRATE

La métrica mide la distancia promedio que un punto dentro de un parche puede moverse antes de salir del parch. Se expresa en metros y proporciona información estructural de cada tipo de cobertura. Esta se puede visualizar en la siguiente figura:

Los pastizales se caracterizar por presentar los valores más altos en todos los años, lo que indica que estos parches son los más grandes y menos fragmentados; un mayor radio de giro sugiere que los pastizales tienen una mayor conectividad interna. Se observa una tendencia creciente entre 2017 y 2019, segida de una ligera disminución en 2020 y 2021; esto podría indicar un proceso de fragmentación reciente. En relación con las coberturas con valores intermedios se tiene el área construida (en color rojo) mantiene valores relativamente altos y estables, lo que sugiere que los parches urbanos son compactos y bien conectados. Por su parte los cultivos presnetan valores moderados y constantes, indicando una distribución estable en el tiempo. Por último, las coberturas con menor radio de giro promedio, como por ejemplos los cuerpos de agua, bosques, y suelo desnudo, estas coberturas tienen paches pequeños y fragmentados; por último, los bosques muestran valores bajos lo que sugiere una pérdida de conectividad, es decir, mayor cantidad de parches distantes de bosques, afectando así la biodiversidad y la estancia de flora y fauna.

1.1.5 5. Índice de contigüidad

La función lsm_p_contig calcula el índice de contigüidad a nivel de parche (de ahí la “p” en el nombre de función). Esta métrica evalúa qué tan conectadas están las celdas dentro de un parche específico, considerando su disposición espacial. En término simples, mide la compacidad interna de cada parche: un valor alto indica que as celdas están bien conectadas y agrupadas, mientras que un valor bajo sugiere que el parche es más alargado, fragmentado o disperso internamente.

El indice se basa en una matriz de pesos que asigna valores dependiendo de cuán cerca estén unas celdas de otras dentro del parche. Su valor oscila entre 0 y 1, donde 1 representa la mayor contigüidad posible (una forma cuadrada o compacta), y valores cercanos a 0 indican formás más irregulares o fragmentadas. Esta métrica es muy útil para estudiar la forma y estructura de los parches en términos de su cohesión espacial interna, algo crucial en estudios de ecología de paisaje, fragmentación del hábitat y conectividad ecológica.

En resumen, permite analizar que tan internamente unido está en un parche, lo cual puede influir en procesos ecológicos como el movimiento de especies, la propagación de incendios o la conservación de hábitats. Su interpretación conjunta con métricas como el área de parche o la forma aporta una visión integral de estado y evolución espacial de ecosistemas o coberturas en estudio.

Ahora bien, en la siguiente figura se presenta el comportmiento de esta métrica para las coberturas de Tula de Allende:

Esta métrica evalúa qué tan internamente están las celdas que forman cada parche. En el caso de Tula de Allende, los valores promedio oscilan entre 0.95 y prácticamente 1.0 para todas las clases de cobertura, lo que refleja parches muy compactos y con pocas descontinuidades internas. Esta alta contigüidad indica que los límites internos de cada parche son suaves y cohesionados, lo cual es característico de formas regulares y mcanchas densas sin huecos o islas dentro del parche.

Dentro ee este panorama generar, las coberturas artificiales (área construida y cultivos) alcanzan los valores más cercanos al máxico, lo que responde al trazo ordeando de los polígonos urbanos y agrícolas. Los parches de bosque y cuerpos de agua, aunque también muy compactos (0.97 / 0.98), muestran un ligero menor grado de contigüidad, seguramente por la irregularidad natural de sus contornos. El sueelo desnudo presenta el índice más bajo del conjunto (0.95), lo que sugiere una morfología más fractal y menos coninua, posiblemente reflrejando procesos erosivos o parches dispersos de terreno descubierto.

A lo largo del periodo 2017-2021, se aprecia un pequeño pero claro aumento en el índice de contigüidad para casi todas las clases. Esto podría interpretarse como un procesos de consolidación interna de aprches: los borden tienden a regenerarse o soldarse, reduciendo huecos y fragmentaciones menores. Dicha tendencia indica que, pese a que la fragmentación externa (número de parches, tamaño medio) puede haber variado, internamente los parches han ganado cohesión.

1.1.6 6. Índice de fractalidad

Esta métrica describe la complejidad geométrica de la forma de un parche individual en relación con su área. Este índice se calcula mediante una f’romula que comapra el perímetro del parche con su área. Sus valores oscilan entre 1 y 2:

• Un valor cercano a a 1 indica qu eel parche tiene una forma más compacta o regular, como un cuadardo o círculo.

• Un valor más cercano a 2 refleja una forma más irregular y compleja, con bordes sinuosos o fragmentados

Esta métrica es útil para evaluar cuán influido está un parche por procesos de fragmentación o presión antrópica: parches muy irregulares pueden ser más vulnerables a impactos ecológicos porque presentan más borde en relación al área total, lo que implica mayor exposición a condiciones extremas (efecto de borde). A continuación, la fórmula para la estimación del índice

\[ D = \frac{2 \cdot \ln(0.25 \cdot P)}{\ln(A)} \]

Donde:

• D es el índice de dimensión fractal,

• P es el perímetro del parche (en metros o unidades de celda),

• A es el área del parche (en metros cuadrados o número de píxeles)

En términos ecológicos, los valores más altos pueden asociarse a mayor vulnerabilidad ecológica, ya que los parches con formas más irregulares tienen más borde por unidad de área, lo que incrementa la exposición a influencias externas como cambio de uso del suelo, perturbaciones antrópicas, especies invasoras o pérdida de hábitat interior. Sus aplicación ecológicas más importantes son: (i) evaluar la fragmentación del hábitat: formas irregulares pueden ser resultado de presiones antrópicas (ii) analizar conectividad funcional: formas más compactas factilidad la movilidad de especies (iii) monitoreo de procesos de degradación: aumento en la fractalidad puede indicar deterioro ambiental progresivo.

Cuando este índice analizado se toma a nivel temporal, se podría identificar qué coberturas están sufriendo procesos de fragmentación más agresivos o si ciertas zonas mantienen parches estructuralmente estables. En la siguiente figura se ilustra el comportamiento de esta métrica para Tula de Allende.

En la figura ilustrada, se observa la evolución temporal de la dimensión fractal para diferentes coberturas del paisaje entre los años 2017 y 2021. El área construida (color rojo) presenta consistentemente los valores más altos de dimensión fractal a lo largo del periodo, lo cual sugiere que esta cobertura tiene parches más irregulares, probablemente debido a patrones urbanos poco planificados o a procesos de expansión dispersa. En contraste, con el suelo desnudo (amarillo) y los pastizales (verde claro) tienden a mostrar valores más bajos, indicando formas más simples y menos fragmentadas.

Este comportamiento puede relacionarse con los procesos naturales y antrópicos que afectan cada tipo de cobertura. Por ejemplo, las zonas de cultivos y áreas construidas están sujetas a divisiones y parcelaciones frecuentes, lo que tiende a aumentar la irregualridad de sus bordes y, por ende, su dimensión fractal. En cambio, coberturas más homogéneas y extensas como los pastizales o cuerpos de agua pueden mantenerse con formas más compactas, lo que refleja en valores más bajos del índice.

Este índice es útil no solo como medida geométrica, sino también como un indicador indirecto de los procesos ecológicos y de uso del suelo. Altos valores de este índice pueden reflejar mayores niveles de fragmentación, lo cual tiene implicaciones ecológicas importantes, especialmente para especies sensibles a los bordes o a la pérdida de hábitat. En este sentido, analizar la dimensión fractal permite identificar patrones de transformación del paisaje que pueden requerir atención en términos de planificación territorial o conservación ambiental.

Finalmente, los cambios sutiles observados en los valores a lo largo del tiempo podrían estar relacionados con dinámicas locales de cambio de uso del suelo o con fluctuaciones en las coberturas derivadas de eventos climáticos, actividades agropecuarias o expansión urbana. Así, el seguimiento temporal de esta métrica puede ser una herramienta valiosa para evaluar la evolución estructural del paisaje y sus implicaciones ecológicas y socioambientales.

1.2 Métricas de borde (Edge Metrics)

1.2.1 1. Longitud total de border - TE

Suma la longitud de los bordes de los parches de una clase. Es útil para analizar la fragmentación y la exposición de los hábitats a impactos externos.

Este gráfico representa la métrica lsm_c_te que mide la longitud total del borde de cada clase de cobertura en metros a lo largo del tiempo (2017-2021). Es un indicador clave de fragmentación del paisaje, ya que valores altos sugieren una mayor subdivisión de los parches dentro de cada categoría de uso del suelo. Ahora aquí la descripción del gráfico anterior; los pastizales mantienen la longitud de borde más alta en todos los años, aunque con una ligera tendencia a la reducción en el tiempo; po rsu parte los cultivos y el área construida también presentan valores elevados y relativamente estables; en adicción, se observa una reducción general en la longitud del borde en pastizlaes y cultivos a lo largo del tiempo, lo que sugiere una consolidación de parches o una menor fragemtanción; el área construida mantiene valores relativamente constantes, lo que indica que su patrón de fragmentación no ha cambiado significativamente.s

En relación con las coberturas de menor longitud de borde, se tienen como princiapels, bosques, cuerpos de agua, y suelo desnudo; esto indica que estos parches son más compactos y menos fragmentados. Siguiendo con las premisas, valores altos de TE en cultivos y pastizales pueden indicar una mayor interpretación entre diferentes coberturas, lo que puede tener impactos ecológicos como pérdida de conectividad y aumento de la vulnerabilidad a cambios ambientales.

1.2.2 2. Longitud de borde por únidad de área (lsm_c_ed)

La métrica lsm_c_ed conocida como Densidad de Borde (Edge Density), forma parte del conjunto de métricas a nivel de clase proporiconadas por el paquete en uso. Esta métrica cuantifica la longitud total del borde entre los parches de una clase específica de cobertura (por ejemplo, bosques, cultivos, áreas construidas, etc) estandarizada por únidad de área del paisaje, lo qu epermite comparaciones entre clases o paisajes de diferentes tamaños. Se expresa generalmente en metros por hectárea:

$$ED = \frac{E_i}{A} \times 10^4$$Donde:- \( E_i \): longitud total de borde para la clase \( i \) (en metros) - \( A \): área total del paisaje (en metros cuadrados) - \( 10^4 \): factor de conversión para expresar el resultado en metros por hectárea (m/ha)

En el marco del análisis espacial para Tula de Allende, esta métrica es especialmente útil para evaluar la fragmentación del paisaje y la exposición de hábitats o usos de suelo a los bordes. Altos valores de densidad de borde pueden indicar que una clase está altamente fragmentada en numerosos parches pequeños, o que tiene formas muy irregulares, lo que incrementa su interacción con otras clases. Esto puede tener implicaciones ecológicas importantes o en el uso del suelo.

Aplicado al caso de Tula de Allende, la métrica podrían favorecer la interacción con zonas urbanas o cuerpos de agua. También permite hacer comparaciones temporales para identificar tendencias de aumento o reducción de bordes asociados a la expansión urbanao o cambios en el uso del suelo. En la siguiente figura se ilustra el comportamiento de esta métrica para Tula de Allende.

En la figura se observa qu elos pastizales presentan consistentemente la mayo rdensidad de borde a lo largo de los cinco años analizados (2017-2021) superando los 14 mt/ha e incluso cerca de 17 mt/ha en 2017.Esto indica que esta clase de cobertura está altamente fragmentada en Tula de Allende, probablemente debido a la presencia de parches pequeños y dispersos que incrementan su perímetro relativo en relación al área total.

Por otro lado, las áreas construidas y los cultivos muestran valores intermedios de densidad de borde, con una ligera tendencia a la estabilidad entre años. Estos resultados pueden interpretarse como una configuración más consolidado de estos usos del suelo, con parches menos fragmentados (respecto a los pastizales) pero aún complejos en sus límites. La constancia en el tiempo puede reflejar procesos estables de usos del suelo urbano y agrícola.

En contraste, coberturas como bosque, cuerpos de agua y especialmente suelo desnudo exhiben las menores densidades de borde, con valores por debajo de 5 mt/ha. Esto sugiere que estas clases están presentes en forma más compactas o concentradas en el paisaje, o bien que ocupan una menor proporción del área total, lo que reduce la longitud relativa de sus bordes.

En conjunto, esta figura revela cómo la estructura del paisaje de Tula de Allende presenta una mayor fragmentación en coberturas abiertas como pastizales, mientras que coberturas naturales o permanentes tienen a mantenerse más cohesivas.

A nivel de tiempo, se observa una tendencia general a la disminución de la densidad de borde en todas las clases de cobertura del suelo, este descenso podría estar asociado a procesos de consolidación de ciertos usos del suelo, lo cual puede deberse a la expansión o unión de parches adyacentes (reduciendo su perímetro relativo) o la eliminación de parches más pequeños y dispersos. Por ejemplo, los pastizales que presentaban la densidad de borde más alta en 2017 (alrededor de 17 mt/ha), muestras una disminución constante en el tiempo hasta alcanzar valores a los 14 mt/ha en 2021. Esto podría indicar una pérdida de heterogeneidad en esta cobertura, posiblemente por conversión a otros usos o por procesos de intensificación.

En el caso de los cultivos y áreas construidas , aunqu etambién se detecta una ligera reducción en la densidad de borde, esta es mucho menos marcada, lo que sugiere cierta estabilidad en la configuración espacial de estos usos. Estas coberturas mantienen valores intermedios (entr e12 y 14 mt/ha), reflejando una distribución relativamente fragmentada pero sin grandes cambios estructurales en el periodo analizado. Esto podría asociarse a un patrón de urbanización controalda o a sistemas agrícolas que conservan cierta variedad de formas y tamaños de parchelas.

Por su parte, el bosque y los cuerpos de agua muestran valors bajos y estables en el tiempo (alrededor de 3 mt/ha), lo cual sugiere un configuración esapcial más continua o menos intervenida. Sin embargo, en el caso del bosque, la ligera disminución en la densidad de borde podría indicar una érdida de bordes por reducción enla cobertura forestal. El suelo desnudo ## Métricas de Matriz / Nivel de clase o paisaje

1.2.3 1. Área promedio de parches

Calcula el tamaño promedio de los parches de una clase. Un menor tamaño medio puede indicar mayor fragmentación.

Esta métrica represnta el promedio del tamaño de los parches dentro de cada clase de cobetura, se expresa en hectáreas (ha) y es un indicador de fragmentación del paisaje. En cuanto al gráfico se tiene que las coberturas con mayor área media del parche son: los pastizales, presentan el mayor tamaño promedio de parche en todos los años con una tendencia creciente a partir del 2019, esto sugiere que los pastizales han consolidado sus parches, reduciendo su fragemtanción; área construida, mantiene valores relativamente altos y estables, indicando que las zonas urbanizadas no han sufrido grandes cambios en su estructura espacial. En realción con las coberturas con área media intermedia se encuentran los cultivos, los cuales muestran un ligero aumento en su área media, lo que podría estar asociadoc on la consolidación de parcelas agrícolas más grande; y por último, las coberturas con menor área media de parche, son los bosques, cuerpos de agua y suelo desnuod, esto indica que estas coberturas están fragmentadas en parches pequeños y dispersos, aquí el bosque es una cobertura clave, los parches de esta cobertura han perdido conectividad con el paso del tiempo.

1.2.4 2. Índice de Relación Perímetro - Área

La métrica índice de relación petrímetro - área mide la relación entre el perímetro y el área de un parche dentro de un paisaje. Su importancia radica en que refleja la forma y el grado de irregularidad de los parches. En la siguiente figura se ilustra el comportamiento de esta métrica.

Esta métrica se define como el perímetro del parche dividido por el área del parche, valores bajos indican parches más compactos y regulares; valores altos indican parches con formas más irregulares y fragmentadas. Como se visualiza en la figura, la mayoría de las coberturas presentan valores similares de la realción perímetro-área a lo largo de los años; se observa una ligera variabilidad en cuerpos de agua (azul), especialmente en 2019 y 2021, donde lso valroes son más bajos en comparación con otros años. Las coberturas con mayor relación perímetro-área, se tiene el suelo desnudo, área construida y cultivos muestran valores relativamente altos y constantes. Esto indica que los parches de estas coberturas pueden tener formas más irregulares o fragmentadas. Ahora, las coberturas con menor relación peímetro-área son los cuerpos de agua y bosques presentando valores más bajos en algunos años, sugiriendo que sus parches tienden a ser más compactos y menos fragmentados.

En ese orden de ideas, un aumento en la métrica puede indicar un proceso de fragmentación, ya que los parches se vuelven más irregulares y menos compactos; valores estables en la mayoría de las coberturas sugieren que la estructura del paisaje no ha cambiado drásticamente, aunque las fluctuaciones en cuerpos de agua pueden estar relacionadas con variaciones hidrológicas o cambios en el uso del suelo. Las coberturas con mayor relación perímetro-área pueden estar expuestas a una mayor influencia de factores externos, como la expansión urbana en el caso del área construida y cultivos.

1.2.5 3. Número de parches

La métrica número de parches calcula el número total de parches individuales presentes en todo el paisaje, sin importar la clase d ecobertura a la que pertenecen. En ecología del paisaje un parceh se entiende como un área contigua con características homogéneas, por ejemplo, una mancha de bosque, un cultivo o una zona urabana. Esta métrica es una medida fundamental de la fragmentación del paisaje, ya que da una idea directa de cuántas unidades discretas componen la matriz espacial.

El número de parches es una métrica simple pero muy informativa, la cual se puede interpretar, un mayor número de parches generalmente indica una mayor fragmentación del paisaje, lo que puede tener implicaciones ecológicas tanto positivas como negativas -, esto según sea la cobertura. Por ejemplo, un aumento en el número de parches puede reflejar la pérdida de hábitat o aumento de la heterogeneidad espacial, lo que puede beneficiar a algunas especies pero perjudicar a otras, especialmente a aquellas que requieren hábitats grandes y continuos. Por el contrario, un número bajo de parches podría indicar un paisaje más homogéneo o menos perturbado, dependiendo del contexto.

En la práctica esta métrica se usa frecuentemente para monitorear cambios espaciales a lo largo del tiempo o para comparar difernetes regiones. En estudios de cambio de uso del suelo, por ejemplo, esta métrica puede detectar procesos como urbanización, expansión agrícola o deforestación. Es importante considerar que está métrica, al ser sensible a la resolución espacial del mapa y a la definición de lo que constituye un parche, debe ser interpretada junto con otras métricas del paisaje para obtener una comprensión más completa de la estructura espacial y sus implicaciones ecológicas. En la siguiente figura se ilustra el comportamiento de esta métrica.

La figura muestra el número de parches registrados por tipo de cobertura de suelo a lo largo de 5 años, las clases de cobertura incluidas son: cultivos, pastizales, área construida, bosque, suelo desnudo y cuerpos de agua. Se observa, grosso modo, que los pastizales y los cultivos presentan consistentemente los valores más altos de número de parches en todos los años, lo que indica que estas coberturas están altamente fragemtandas en el paisaje de Tula de Allende. En particular, los pastizales alcanzan su punto ma’s alto en 2018 con más de 450 parches, mientras que los cultivos muestran una tendencia decreciente entre 2017 y 2021.

La cobertura de área construida y bosque mantienen un número de parches relativamente estable durante el período, con valores entre 170 y 210 apróximadamente. Esto podría sugerir una consoldación del desarrollo urbano y forestal, sin cambios abrutos en la configuración espacial de estos usos del suelo. Por otro lado, las coberturas de suelo desnudo y cuerpos de agua tienen el número de parches más bajo en todos lso años, lo cual es esperado dado que estas coberturas suelen ser más estables o estar restringidas a ciertas zonas geográficas (por ejemplo, lechos de ríos o zonas sin vegetación).

1.2.6 4. Área promedio de parches

Esta métrica representa el área promedio de todos los parches que pertenecen a una misma clase de cobertura dentro del paisaje analizado. Es decir, toma el área de cada parche de una clase espeçifica (por ejemplo, bosque o pastizal), suma todas estas áreas y luego divide entre el número total de parches de esa clase. De esta forma, proporciona una medida resumen que inica el tamaño típico de un parche para cada tipo de cobertura.

La interpretación de lsm_c_area_mn es muy útil para entender la estructura espacial del paisaje, especialmente en términos de fragmentación y dominancia de las clases de cobertura. Un valor bajo de área promedio pued eindicar una alta fragmentación de esa clase (muchos parches pequeños), mientras que un valor alto sugiere menos fragmentación o presencia de grandes extensiones continuas de la misma cobertura. Por lo tanto, esta métrica permite detectar cambios en el tamaño típico de los parches a lo largo del tiempo o entre diferentes paisajes, lo que es escencial en estudios de cambios de uso de suelo, conservación de hábitats, o planitifación territorial.

Adema’s, lsm_c_area_mn es complementaria a otras métricas como el número de parches (lsm_c_np); mientras que lsm_c_np indica cuántos fragmentos existen, lsm_c_ara_mn nos dice qué tan grandes son en promedio esos fragmentos. Jutnas, estas métricas permiten tener una visión mucho más completa sobre cómo estásn distribuidas las coberturas en el territorio y cómo estas dinámicas pueden afectar procesos ecológicos como la conectividad, la biodiversidad o la estabilidad de los ecosistemas.

Esta métrica descrita se ilustra en la siguiente figura.

La figura representa el área promedio de los parches (expresda en hectáreas) para diferentes tipos de cobertura de suelo en Tula de Allende entre 2017 y 2021. Se observa que los pastizales mantienen consistetemente el área promedio más grande a lo largo de todo el periodo, destacando un leve incremento a partir de 2019, donde superan las 60 hectáreas por parche. Esto sugere que los parches de pastizales no solo son numerosos (como se vió en el análisis anterior), sino también extensos, posiblemente por procesos de expansión o consolidación de áreas abiertas.

El área construida muestra un comportamiento estable, con un área promedio de parche entre 30 y 35 hectáreas, pero un ligero crecimiento en 2021. Esto podría indicar procesos de expansión urbana, donde algunos parches urbanos se han vuelto más grandes a lo largo del tiempo. En cuanto a los cultivos y cuerpos de agua, sus áreas promedio presentan una tendencia más variable. En 2017 y 2018, los cultivos y cuerpos de agua tenían áreas promedio similares (alrededor de 20 hectáreas), pero a partir de 2019, el área promedio de los cultivos aumenta notablemente, mientras que la de cuerpos de agua disminuye, posiblemente reflejando cambios en el uso del suelo o fluctuaciones hídricas.

Finalmente, las coberturas de suelo desnudo y bosque mantienen las áreas promedio de parches más pequeñas a lo largo de todo el periodo, con valores inferiores a 10 hectáreas. Especialmente en el caso del bsoque, el área promedio de los parches permanece muy baja, lo que podría reflejar un grado importante de fragmentación y disminución de áreas forestales continuas en Tula de Allende. En conjunto, esta métrica ayuda a entender no solo cuántos parches existen, sino también su tamaño relativo, proporcionando una visión más completa de la estrucutra espacial de paisaje.