Monitoreo remoto de 3 humedales urbanos de Latinoamérica: relación entre indicadores y aumento de la temperatura superficial

Abstract

Los humedales costeros son ecosistemas dinámicos de alto valor natural, cultural y económico. Se caracterizan por albergar gran biodiversidad de flora y fauna, además de proveer servicios ecosistémicos. Sin embargo, se han encontrado históricamente bajo presiones antrópicas y climatológicas, afectando sus componentes principales de agua y vegetación. Este estudio tuvo como fin evaluar si la vegetación representa una mejor alternativa para el monitoreo de estos ecosistemas respecto a la temperatura superficial, por lo que se aplicaron los indicadores NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada) y NDWI (índice de agua de diferencia normalizada) sobre 3 humedales urbanos que forman parte del proyecto “Humedales Urbanos en Latinoamérica: Una solución para ciudades sostenibles HUS-ODS 11” (2020-2021). Los cálculos de indicadores y temperatura se realizaron usando la plataforma Google Earth Engine, y mediante series temporales, se evaluó el comportamiento de los indicadores, condiciones de los componentes y el grado de relación de estos con la temperatura superficial en un contexto urbano. Sobre los humedales, en la ciénaga de Mallorquín se identificó el efecto de la intervención humana sobre las condiciones del humedal, las cuales al ser de gran magnitud, alteraron la correlación entre los indicadores y la temperatura superficial, siendo ambas de carácter negativo y solo la de NDWI significativa (R = -0,28 y p = 0,025). El humedal de la desembocadura del río Aconcagua presentó cambios en su vegetación relacionados al cambio climático y el aumento del nivel del mar, detectándose una relación negativa y significativa de NDVI (R = -0,5 y p < 0,001), siendo ejemplo de la potencial existencia de relación negativa entre NDVI y temperatura superficial sugerida por la literatura, donde el agua es el factor limitante para el desarrollo de la vegetación. Por último, los pantanos de Villa fue un caso distinto, sus condiciones climáticas de alta nubosidad hacen que la radiación solar sea el factor limitante, detectando en este caso una relación positiva y significativa entre las variables (R = 0,67 y p < 0,001). Así, el indicador que presentó mayor grado de correlación con la temperatura superficial, y se postula como la mejor alternativa para el monitoreo remoto de estos ecosistemas, fue el NDVI. Sin embargo, en estos estudios es importante considerar la existencia de intervención humana y las condiciones climáticas de las regiones en donde están ubicados, ya que estos factores son capaces de alterar la naturaleza y magnitud de la relación entre estas variables.

Coastal wetlands are dynamic ecosystems of high natural, cultural and economic importance. Those wetlands are characterized for hosting high biodiversity of both flora and fauna, besides providing ecosystem services. Nevertheless, they are under climatological and anthropic pressure, affecting their main components of water and vegetation. The aim of this study was to evaluate if vegetation represents a better alternative for the remote sensing of this ecosystems regarding to land surface temperature, hence the indicators NDVI (Normalized difference vegetation index) and NDWI (Normalized difference water index) were applied on 3 urban wetlands that part of the project “Urban wetlands of Latin America: a solution for sustainable cities HUS-ODS 11” (2020-2021). Calculations of indicators and temperature were realized using the Google Earth Engine platform, and analyzing 2 time series, the behavior of the indicators, the condition of the components and the degree of relationship of these with the surface temperature in an urban context were evaluated. Regarding the wetlands, in the Mallorquín swamp, the effect of human intervention on the wetland conditions was identified, which, being of great magnitude, altered the correlation of the indicators and land surface temperature, resulting in 2 negative correlations with NDWI’s showing a significant relationship (R = -0,28 and p-value = 0,025). Coastal wetland of the Aconcagua River showed changes in vegetation related to both the climate change and the increase of ocean level; a negative and significant relationship of NDVI was found (R = -0,5 and p-value < 0,001), being an example of the potential existence of a negative relationship between NDVI and land surface temperature found in literature, where water is the limiting factor for vegetation growth. Finally, the Villa swamps were a different case, its climatic condition of high cloudiness presume the solar radiation as the limiting factor, detecting in this case a positive and significant relationship between the variables (R = 0,67 and p-value < 0,001). Considering the evidence, NDVI arise as the best alternative for remote sensing of these ecosystems in terms of land surface temperature. Nevertheless, it is important to consider the existence of human intervention and climatic conditions of the regions where they are located, since these factors are capable of altering the nature and magnitude of the relationship between these variables.