El municipio de Agua de Dios pertenece al departamento de Cundinamarca, en Colombia. Está ubicado en la provincia del Alto Magdalena, entre los municipios de Girardot y Melgar, a 114 km de Bogotá [16]. El municipio presenta condiciones climáticas (tabla 1) que están asociadas con este bioma; sin embargo, actualmente, debido a la transformación, solo se encuentran los últimos relictos del Bs-T, que en el presente estudio se denominan área de interés.

Tabla 1

Principalmente, las formaciones boscosas que podrían pertenecer a este bioma se identifican como el bosque Los Chorros (conformado, a su vez, por el cerro de La Cruz y la cuchilla del cerro Negro) y el bosque de Aguas Frías, que se localizan en las “terminaciones de la Serranía de Agua de Dios, en las primeras estribaciones de la cordillera oriental”, además de la reserva ecológica Maná Dulce (figura 1) [9]. Igualmente, los polígonos de Bs-T se confirmaron con los realizados por el Instituto de Investigación Alexander von Humboldt en el mapa de delimitación del Bs-T del 2014.

Figura 1

Para el presente estudio se seleccionaron tres imágenes satelitales de época seca y lluviosa, de acuerdo con los criterios de (1) la disponibilidad de imágenes satelitales, según los periodos seleccionados, y (2) el porcentaje de cobertura de nubes en el municipio de Agua de Dios. Después de revisar las imágenes de satélite disponibles en línea para cada uno de los sensores TM+ (Landsat 5), ETM + (Landsat 7) y OLI -TIRS (Landsat 8) se definieron los años de estudio, que corresponden a 1991, 2015 y 2020.

Una vez se seleccionaron y descargaron las imágenes satelitales, se procesaron definiendo el sistema de referencia geográfica WGS 84 UTM 18N. Cabe mencionar que las imágenes captadas por el sensor Landsat 7 se corrigieron por medio de un procedimiento de triangulación en ENVI 5.3. Posteriormente, se llevaron a cabo las correcciones radiométricas, a fin de convertir los números digitales a radiancia espectral para las imágenes de Landsat. Por último, para disminuir las interferencias de la columna atmosférica, se empleó el método Flaash.

Después de que se corrigieron las imágenes fueron, se calcularon los índices espectrales NDWI y NDVI, que muestran valores dentro de un rango de −1 a 1 para cada uno de los índices. Específicamente, el NDWI se usa para estimar la humedad de la cobertura de estudio y para cuantificar la cantidad de agua que posee la vegetación [17] y se calcula a través de la ecuación 1.

Ecuación 1

Donde: NIR: valores de píxel de la banda de infrarrojo cercano.

SWIR: valores de píxel de la banda de infrarrojo de onda corta.

Asimismo, el índice NDVI se usa para estimar la densidad de la vegetación en una determinada área [18] y se calcula por medio de la ecuación 2.

Ecuación 2

Donde:

NIR: valores de píxel de la banda de infrarrojo cercano.

RED: valores de píxel de la banda rojo visible

Finalmente, por medio de los resultados de los índices NDWI y NDVI, los rangos se clasificaron en proporción a la escena por medio del algoritmo de Jenks Natural Breaks, que es uno de los métodos de agrupación del software ArcGIS. Con estas categorías se ilustró la evolución de la distribución espacial y porcentual de la humedad de la vegetación (tabla 2), así como la calidad y vigor de la cobertura vegetal del bioma Bs-T (tabla 3) en el municipio de Agua de Dios, con el fin de analizar esta transformación multitemporal durante los periodos secos y lluviosos.

Tabla 2

Tabla 3

En la figura 4, en el cuadro correspondiente a 1991, se evidencia que la cobertura vegetal en el área de interés tuvo un valor del 31,12 % de sus pixeles en la categoría de muy alto (tabla 3). Este porcentaje fue mayor en comparación con el obtenido en los años 2015 y 2020 para toda la escena. Con relación a los polígonos de Bs-T, en la figura 2, los valores se encuentran en rangos positivos: 0,61-1 y 0,31-0,6. Sin embargo, en la misma figura se ilustra que los valores están entre los rangos de 0 y 0,3 y entre −0,6 y −0,1 en el cerro Negro y el cerro de La Cruz. Lo anterior se debe a procesos naturales que lo condiciona a la ausencia de vegetación, por encontrarse en zonas de ladera que son propensas a las erosiones [16].

Figura 4

Con relación al 2015, para las zonas de Bs-T que corresponden al bosque Aguas Frías y a la cuchilla del cerro Negro, estas reportan en parte del área valores entre los rangos de 0 a 0,3, de −0,6 a −0,1 y de −1 a −0,61. Dichos rangos están representados en la figura 2 con colores beige claro, rosado y rojo que indican una disminución de cobertura vegetal. De igual manera, la reducción del vigor vegetativo en el municipio se observa en la figura 4, valores en el 2015 eran del 13,03 % y del 8,1 % para el porcentaje de pixeles clasificados en la categoría de muy alto y muy bajo, respectivamente. Este porcentaje para la categoría de muy alto disminuyó para el año 2020 con una cifra del 11,22 % y aumentaron las categorías de medios y bajos.

Asimismo, en el cálculo del índice NDWI (figura 2) para 1991, el bosque Aguas Frías muestra algunas secciones de color naranja entre los rangos −0,6 y −0,1 y se interpretan como disminución de la humedad (tabla 2), y algunos sectores de color beige claro que se encuentran entre los rangos de 0 a 0,3. Dichos valores fueron aumentando para el mismo bosque en el 2015, cuando fue evidente el crecimiento de las secciones con igual categoría. En la actualidad, el bosque Aguas Frías presenta colores naranjas (−0,6 a −0,1) con partes que varían en colores vinotinto (−1 a −0,61).

No obstante, en el bosque Los Chorros se presentaba una mayor humedad en suelo y vegetación para 1991, en comparación con los otros años de estudio. Ello se demuestra con valores del índice NDWI, que varían entre el rango de 0,31 y 1. Además, lo anterior se evidencia con una disminución de la humedad en el transcurso de los años 2015 a 2020, cuando varían de valores positivos a datos que oscilan entre 0 y −0,1, representados con colores beige claro y naranja. Entre tanto, en el cerro de La Cruz y en el cerro Negro se observan colores entre naranja (−0,6 a −0,1) y vinotinto (−1 a −0,61) que se interpretan como áreas de baja humedad a causa de las zonas de ladera.

Por otro lado, en los relictos de Bs-T de la reserva natural Maná Dulce, desde 1991 hasta el 2020 no han presentado cambios en cuanto a la humedad del suelo y vegetación, por lo cual no se identificó una transformación en esta área. Por el contrario, los remanentes que se encuentran a su alrededor han perdido humedad; en consecuencia, a partir del 2015 se muestran colores beige claro y naranja del índice NDWI que han cambiado a colores vinotinto. De igual modo, en el municipio, el porcentaje de pixeles que pertenece a la categoría muy alto disminuyó desde el 20,54 % en 1991 hasta un 9,22 % en el 2020; en contraste, aumentó la categoría de muy bajo comenzando con un 5,98 % en 1991 hasta alcanzar un 16,77 % en el 2020 (figura 5).

Figura 5

En la parte superior de la figura 3 se ilustra el índice NDVI para la época seca. En esta se evidencia que para 1991 los remanentes que corresponden al bosque de Aguas Frías y el bosque Los Chorros muestran vegetación con menor vigor y rangos entre −0,6 y 0,3. Estos se representan con colores beige claros y rosados. En cambio, para la reserva natural Maná Dulce y sus alrededores los relictos del bioma Bs-T conservan un mayor vigor de vegetación (valores positivos).

Por otra parte, en el 2015, el índice NDVI disminuye en las mismas áreas de remanentes de Bs-T mencionadas y las zonas de color beige claro, rosado e incluso rojas aumentan. Esto indica que el vigor de la vegetación se reduce (tabla 3). También, en el 2020 continúa la dinámica de pérdida de vegetación en el bosque Aguas Frías, lo que se representa con valores entre −1 y −0,61 de color rojo (tabla 3).

Además, en el municipio hubo una tendencia de disminución de pixeles de categoría muy alto y un aumento de la clasificación muy bajo con porcentajes del 1,51 %, 13,8 % y 19,03 % para los años 1991, 2015 y 2020, respectivamente (figura 6).

Figura 6

Además, en el cálculo del índice NDWI, representado en la parte inferior de la escena de la figura 3, sobre el bosque Aguas Frías para 1991 se ilustran colores beige claros que van en el rango de 0 a 0,3. Así, se evidencia una disminución de humedad con colores naranjas de rangos entre −0,6 y -0,1. También en el 2015 continúa la misma tendencia del relicto, que varía en colores entre naranjas a vinotinto, hasta alcanzar en el 2020 un déficit, representado en rangos de entre −1 y −0,1.

Asimismo, en el bosque Los Chorros se muestra una pérdida de humedad de los suelos y la vegetación representada principalmente por colores naranja y Vinotinto, que van entre −0,6 y – 0,1 y de −1 y −0,61, respectivamente. En el 2015, para el mismo relicto, se distinguió un aumento de la humedad en la vegetación que va en los rangos entre 0,31 y 0,6, aunque en las zonas cercanas a la ladera y pie de la cuchilla del cerro Negro aún se presentan sectores con valores negativos que se ilustran en colores beige claro y naranja (0 a −0,6) y en sus faldas denota valores negativos (colores rosados naranjas en la escena) que se mantenían en el 2020.

Finalmente, la reserva natural Maná Dulce mantiene condiciones de humedad en los años de estudio. No obstante, el Bs-T que se encuentra en sus alrededores tiene sectores con colores que varían de beige claro a naranja para el 2015 y que se mantenían en el 2020. Paralelamente, en la distribución porcentual del índice NDWI en el municipio los pixeles clasificados en la categoría bajos y muy bajos se incrementaron, este último con valores desde el 5,78 %, el 17,57 % y el 21,73 %, en los años 1991, 2015 y 2020, respectivamente (figura 7).

Figura 7

En la época de lluvia, la vegetación del Bs-T mantiene unas dinámicas fisiológicas en las que sus estomas se abren para permitir la fotosíntesis [3]. Esto permite que la vegetación considerada sana tenga un mayor vigor y que se vea representada en el índice NDVI. Lo anterior se debe a que las plantas en condiciones sanas absorben la luz visible proveniente de la banda roja y reflejan la energía proveniente del infrarrojo cercano que es capturada por el sensor según el estudio de [19]. Este fenómeno es mostrado en la figura 2 con valores positivos (colores verdes y verdes claros).

Por el contrario, el Bs-T para el periodo seco se caracteriza por sus transformaciones naturales, debido a las dinámicas caducifolias que identifica el índice NDVI, con valores cercanos a cero y negativos (figura 3), ya que la vegetación considerada enferma refleja menos en la banda del infrarrojo cercano [20].

Por otro lado, la pérdida de vigor vegetal y humedad, junto con intervenciones antrópicas como la expansión agropecuaria del municipio, que se identifica en el mapa de áreas de actividad rural , aceleran los procesos de degradación edáfica y aumentan, de acuerdo con [3], la vulnerabilidad del Bs-T a la erosión de sus suelos y, en el peor de los casos, a no ser capaces de regenerarse por sucesión secundaria. Incluso, autores como [21] y [22] argumentan que las intervenciones antropogénicas en el Bs-T ocasionan cambios en la composición y estructura del bioma, lo que origina su fragmentación y modifica el área del hábitat. Ello aumenta la extinción de las especies endémicas y, por lo tanto, la pérdida de biodiversidad.

Del mismo modo, las transformaciones en vigor y humedad vegetal se observan tanto para los remanentes de Bs-T como para el municipio de Agua de Dios, en valores de los índices cercanos a 0 y negativos para ambas épocas, es decir, los sectores con valores del NDWI negativos (colores naranja y vinotinto) coinciden con áreas cuyos valores del NDVI son bajos y muy bajos, ilustrada en colores rosados y rojos (figuras 2 y 3). Finalmente, en las distribuciones de los pixeles en la categoría de muy bajo en el 2020, en el área de estudio existe un mayor porcentaje de dicha categoría para la época seca, en comparación con la de lluvia, con valores del 5,56 % y del 19,03 %, respectivamente, para el índice NDVI, y con valores del 16,77 % y del 21,63 %, para el NDWI.