Estimación de la biomasa aérea utilizando propiedades espectrales Sentinel-2 en del bosque de la reserva natural privada Tapon Creek, Livingston, Izabal, Guatemala

Abstract

El desarrollo de la tecnología de sensores remotos, y especialmente en lo referente a la toma, procesamiento y uso de las imágenes de satélite, permite hacer estudios cada vez más detallados y específicos sobre las características y modificaciones que se producen en los bosques húmedos tropicales y, por lo tanto, permiten el control y medición en el tiempo y el espacio de los procesos de deforestación. Dentro de las ventajas del uso de la teledetección y de los datos vinculados a sensores remotos es que incluyen la recopilación repetida de datos, imágenes multiespectrales y multitemporales, vista sinóptica, procesamiento digital rápido de grandes cantidades de datos y compatibilidad con sistemas de información geográfica (SIG). Diversos autores muestran que existen diversos métodos para estimar y mapear la distribución de la biomasa forestal a partir de datos obtenidos de sensores remotos. El presente trabajo se enfocó en realizar el estudio de la biomasa aérea, mediante el uso de imágenes Sentinel-2, del bosque de la Reserva Natural Privada Tapon Creek, la cual se encuentra ubicada dentro del Área de uso múltiple de la reserva natural del Río Sarstún; en el municipio de Livingston, Izabal, Guatemala. Según el sistema de clasificación de Holdridge se define como bosque muy húmedo sub-tropical cálido. Esta investigación tiene como hipótesis que las características espectrales Sentinel-2 relacionadas con variables dasométricas obtenidas de inventarios forestales permiten estimar el contenido de biomasa aérea. El objetivo principal de esta investigación fue estimar la cantidad de biomasa aérea del macizo boscoso de la reserva natural privada Tapon Creek, mediante el uso de sus propiedades espectrales Sentinel 2; así como evaluar las correlaciones de los índices de vegetación, y demás características espectrales, con los datos de biomasa aérea obtenidas en campo para determinar el modelo matemático que mejor se ajusta a los datos, para su posterior utilización en la clasificación supervisada de esta, mediante el uso del algoritmo clasificador Random Forest, y así generar un mapa de la clasificación de la cobertura terrestre, y distribución espacial de los contenidos de biomasa aérea. Los resultados de este trabajo mostraron que las bandas más correlacionados con la biomasa aérea del macizo boscoso de la reserva natural privada Tapon Creek fueron las bandas B7, B8 y B8A, con coeficientes r de 0.417, 0.463 y 0.337 respectivamente. Así mismo, se demostró que los índices de vegetación con más correlación con la biomasa aérea del lugar fueron el NDI45, SR, NDVI y GNDVI, con coeficientes r de 0.772, 0.748, 0.711 y 0.658 respectivamente. Así mismo, al usar dichas variables algoritmo de clasificación Random Forest, se logró predecir la distribución espacial de la biomasa aérea de dicho bosque con una precisión del 91.405% y un valor kappa de 0.879. Lo cual a su vez permitió, mediante un mapa, establecer una primera aproximación del patrón de distribución de la biomasa aérea de la zona a una resolución espacial de 10 metros. Derivado de esta clasificación, se determinó que las 4 clases de bosque evaluadas en este trabajo, definidas por los rangos de biomasa aérea 50-150 ton/ha, 150-250 ton/ha, 250-300 ton/a y >300 ton/ha; abarcan el 85.262% del área total de estudio. Por último, al realizar el cálculo de la biomasa aérea contenida en el bosque, se obtuvo un valor promedio de 177.478 ton/a y 111.435 tonC/ha, los cuales son mucho mayores que el promedio nacional para los bosques latifoliados, dando como resultado un total de 514,506 toneladas de biomasa aérea y 257,253 toneladas de carbono almacenado dentro de este macizo boscoso.