Detección de área cultivables de arroz, en la cuenca Chancay-Lambayeque, intercuenca 137771: periodo 2001- 2014, utilizando imágenes de satélites y datos conductividad eléctrica del suelo

Abstract

El objetivo del presente trabajo, es detectar áreas de cultivos de arroz en la cuenca Chancay-Lambayeque, intercuenca 137771, en el espacio y tiempo, utilizando datos de conductividad eléctrica (CE) del suelo del área de estudio e imágenes satelitales de alta resolución espacial y temporal. Los datos utilizados son: imágenes del sensor ETM+ abordo del satélite LandSat-7 de 30 m x 30 m de resolución espacial y 16 días de resolución temporal, imágenes producto de NDVI del sensor MODIS abordo del satélite TERRA de 250 m x 250 m de resolución espacial y 16 días de resolución temporal, datos de conductividad eléctrica (CE) del suelo de áreas de cultivo de arroz. Las imágenes LandSat-7 se procesaron usando el software ENVI 5.1 y el lenguaje de programación IDL, las imágenes producto del NDVI del sensor MODIS, fueron procesadas y suavizadas usando los módulos Conversion Toolkit y TimeStats. Para tal fin, se estimó la reflectancia de la superficie del suelo y el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) de imágenes LandSat-7. La detección de las áreas, donde se siembran los cultivos de arroz en la zona de estudio, se determinó mediante el Máximo Valor Compuesto (MVC) de 71 imágenes del NDVI y la desviación estándar de 25 imágenes del NDVI del sensor ETM+ LandSat-7 en el periodo 2001 - 2014. Logrando separar las áreas de cultivo de arroz de áreas arboladas, caminos, canales, ciudades y suelos en descanso. A partir de la desviación estándar del NDVI, se obtuvo un perímetro GIS (aproximadamente de 42 218,82 ha de alta variabilidad) de tierras cultivables, el cual se eligió para realizar un análisis de la variación temporal del NDVI (periodo 2001 – 2014) usando datos del sensor MODIS, con lo cual se determina y comprueba la instalación de cultivos de arroz en el área de estudio, mediante la estacionalidad fenológica de la serie temporal del NDVI. Usando la reflectancia espectral de la superficie del suelo de imágenes del sensor ETM+, se obtuvo modelos de regresión lineal múltiple entre los datos de CE (dS/m) del suelo de fecha 18 de octubre del 2007 y las bandas de reflectancia espectral B1, B2, B3 y B4 del sensor ETM+ del día 20 de noviembre del 2007, obteniéndose un coeficiente de correlación R de 0,81. A través de la ecuación de regresión lineal múltiple, se aplicó a cada una de las bandas de reflectancia (B1, B2, B3 y B4) generando un mapa temático de distribución espacial de la CE del suelo. Se presentó 5 clases de suelos con su respectivo rango de CE. Como resultado se obtuvo, 21 602,25 ha de suelos con una CE entre 0 - 2 dS/m (un aproximado del 14,88 % del área total), representado en color marrón, que pertenecen a suelos de muy buena calidad agrícola para la siembra de cultivo de arroz. 22 426,51 ha de suelos con una CE entre 2 - 4 dS/m (un aproximado del 15,44 % del área total), representado en color amarillo, y pertenecen a suelos de regular calidad agrícola para el cultivo de arroz. 13 436,73 ha de suelos con una CE entre 4 - 8 dS/m (un aproximado del 9,25 % del área total), estos suelos están representados por la clase de color azul, dichos suelos presentan una CE muy alta para la siembra de cultivos de arroz, lo que originaría pérdidas en la producción según la Tabla 4.7. 22 848,12 ha de suelos, con una CE muy alta entre 8 - 16 dS/m, son suelos no aptos para el cultivo de arroz según la tabla 4.7, estas áreas están representadas en color rojo (un aproximado del 15,74 % del área total). 26 207,01 ha de suelos con una CE extremadamente alta (mayor a 16 dS/m), suelos no aptos para cultivo de arroz, representados en color naranja (un aproximado del 18,05 % del área total). Se obtuvo la variación temporal (periodo 2001-2014) del NDVI de cada una de las clases de distribución espacial de la CE del suelo, teniendo como límite inferior el valor de 0,4 NDVI, los valores inferiores a 0,4 NDVI indican que no existió cultivo de arroz. La serie temporal del NDVI muestra dos anomalías significativas en los años 2004 y 2011; la primera corresponde al evento de sequía regional ocurrida en el año 2004, la segunda anomalía ocurrida en el año 2011 corresponde a un evento de sequía de menor intensidad a la ocurrida en el año 2004.