Multitemporal analysis of changes in NDVI in a region with forest harvesting
DOI:
https://doi.org/10.29298/rmcf.v15i81.1425Keywords:
Aprovechamiento forestal maderable, huracanes, imagenes satelitales, Peninsula de Yucatán, perturbaciones, teledetecciónAbstract
The forests of the Yucatán Peninsula have been periodically subjected to various natural and anthropogenic disturbance factors, among these are the occurrence of hurricanes and logging, the latter with a history of more than 300 years. The use of remote sensing has been widely employed for forest cover management and other land uses. Satellite information allows the calculation of several indexes that are useful for purposes of forest management, one of the most widely used is the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), which is associated with the fraction of solar radiation absorbed by plants. The objective of this study was to analyze the spatial-temporal dynamics of the NDVI changes in a region under forest harvesting in the state of Quintana Roo and determine their possible causes during the 1985-2022 period. A time series of NDVI values was generated from Landsat sensor images for the years 1985, 1993, 2000, 2010 and 2022. Differences in NDVI values were wide and appear to follow the recurrence of hurricanes in the region. Logging did not explain the upward and downward patterns in NVDI values, nor did these patterns coincide with the changes in vegetation, as they do not change the land cover characteristics. These results provide partial evidence that significant changes in vegetation characteristics occur only after major and extensive disturbances such as hurricanes.
Downloads
References
Alcaraz-Segura, D., G. Baldi, P. Durante y M. F. Garbulsky. 2008. Análisis de la dinámica temporal del NDVI en áreas protegidas: tres casos de estudio a distintas escalas espaciales, temporales y de gestión. Ecosistemas 17(3):108-117. https://www.revistaecosistemas.net/index.php/ecosistemas/article/view/82. (20 de mayo de 2023).
Bautista, F., G. Palacio-Aponte, P. Quintana and J. A. Zinck. 2011. Spatial distribution and development of soils in tropical karst areas from the Peninsula of Yucatan, Mexico. Geomorphology 135(3-4):308-321. Doi: 10.1016/j.geomorph.2011.02.014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2011.02.014
Boose, E. R., D. R. Foster, A. B. Plotkin and B. Hall. 2003. Geographical and historical variation in hurricanes across the Yucatán Peninsula. In: Gómez-Pompa, A., M. F. Allen, S. L. Fedick and J. J. Jiménez-Osornio (Edits.). The lowland Maya area: Three millennia at the human-wildland interface. Food Products Press. Binghamton, NY, United States of America. pp. 495-516.
Bray, D. B., E. A. Ellis, N. Armijo-Canto and C. T. Beck. 2004. The institutional drivers of sustainable landscapes: a case study of the “Mayan Zone” in Quintana Roo, Mexico. Land Use Policy 21(4):333-346. Doi: 10.1016/j.landusepol.2003.11.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2003.11.001
Chuvieco S., E. 2010. Teledetección ambiental: la observación de la Tierra desde el espacio. Ariel. Barcelona, CT, España. 590 p.
Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio). 2023. Mapa de uso de suelo y vegetación Serie VII. Portal de Geoinformación 2023. Sistema Nacional de Información sobre Biodiversidad (SNIB). http://www.conabio.gob.mx/informacion/gis/. (7 de enero de 2024).
Dai, Z., R. A. Birdsey, K. D. Johnson, J. M. Dupuy, J. L. Hernandez-Stefanoni and K. Richardson. 2014. Modeling carbon stocks in a secondary tropical dry forest in the Yucatan Peninsula, Mexico. Water, Air, & Soil Pollution 225:1-15. Doi: 10.1007/s11270-014-1925-x. DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-014-1925-x
Daniel, W. W. 1991. Bioestadística. Base para el análisis de las ciencias de la salud. Limusa-Waley. Cuauhtémoc, México D. F., México. 667 p.
Díaz, A., L. Sáenz-Zúñiga y B. Zutta. 2021. Formación de un humedal en la costa norte del Perú: estabilidad biofísica y diversidad biológica. Revista Peruana de Biología 28(3):1-10. Doi: 10.15381/rpb.v28i3.21132. DOI: https://doi.org/10.15381/rpb.v28i3.21132
Dupuy R., J. M., J. L. Hernández S., R. Hernández J., F. Tun D. y F. May P. 2012. Efectos del cambio de uso del suelo en la biomasa y diversidad de plantas leñosas en un paisaje de bosque tropical seco en Yucatán. Investigación Ambiental 4(1):130-140. https://cicy.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1003/1242/1/id26022_Dupuy_Juan.pdf. (30 de octubre de 2023).
Durán-Medina, E., J. F. Mas y A. Velázquez. 2007. Cambios en las coberturas de vegetación y usos del suelo en regiones con manejo forestal comunitario y áreas naturales protegidas de México. In: Bray, D. B., L. Merino P. y D. Barry (Edits.). Los bosques comunitarios de México. Manejo sustentable de paisajes forestales. Instituto Nacional de Ecología (INE-Semarnat) y Consejo Civil Mexicano para la Silvicultura Sostenible (CCMSS). Coyoacán, México D. F., México. pp. 267-299.
Ellis, E. A., A. Navarro M., M. García O., I. U. Hernández G. and D. Chacón C. 2020. Forest cover dynamics in the Selva Maya of Central and Southern Quintana Roo, Mexico: deforestation or degradation? Journal of Land Use Science 15(1):25-51. Doi: 10.1080/1747423X.2020.1732489. DOI: https://doi.org/10.1080/1747423X.2020.1732489
Ellis, E. A., A. Navarro-Martínez and M. García-Ortega. 2021. Drivers of forest cover transitions in the Selva Maya, Mexico: Integrating regional and community scales for landscape assessment. Land Degradation & Development 32(10):3122-3141. Doi: 10.1002/ldr.3972. DOI: https://doi.org/10.1002/ldr.3972
Ellis, E. A., I. U. Hernández-Gómez y J. A. Romero-Montero. 2017. Los procesos y causas del cambio en la cobertura forestal de la Península Yucatán, México. Ecosistemas 26(1):101-111. Doi: 10.7818/ECOS.2017.26-1.16. DOI: https://doi.org/10.7818/ECOS.2017.26-1.16
Environmental System Research Institute (ESRI). 2015. ArcGIS version 10.4. Redlands, CA, United States of America. ESRI.
Estrada-Medina, H., V. Cobos-Gasca, J. L. Acosta-Rodríguez, S. Peña F., ... y R. L. Zapata-Luna. 2016. La sequía de la península de Yucatán. Tecnología y Ciencias del Agua 7(5):151-165. https://www.scielo.org.mx/pdf/tca/v7n5/2007-2422-tca-7-05-00151.pdf. (15 de abril de 2023).
Flachsenberg, H. y H. A. Galletti. 1999. El manejo forestal de la selva en Quintana Roo, México. In: Primack, R. B., D. Bray, H. A. Galletti e I. Ponciano (Edits.). La Selva Maya: conservación y desarrollo. Siglo XXI Editores. Coyoacán, México D. F., México. pp. 74-97.
García, E. 2004. Modificaciones al sistema de clasificación climática de Köppen. Instituto de Geografía de la Universidad Nacional Autónoma de México. Coyoacán, México D. F., México. 90 p.
Gilabert, M. A., J. González-Piqueras y J. García-Haro. 1997. Acerca de los índices de vegetación. Revista de Teledetección 8:1-10. https://www.researchgate.net/publication/39195330_Acerca_de_los_indices_de_vegetacion. (28 de julio de 2023).
Hammond, N. 1982. Ancient Maya civilization. Rutgers University Press. New Piscataway, NJ, United States of America. 348 p.
Hernández G., I. U. and E. A. Ellis. 2023. Selective logging and shifting agriculture may help maintain forest biomass on the Yucatan peninsula. Land Degradation & Development 34(14):4456-4471. Doi: 10.1002/ldr.4789. DOI: https://doi.org/10.1002/ldr.4789
Hernández-Gómez, I. U., C. R. Cerdán-Cabrera, A. Navarro-Martínez, D. Vázquez-Luna, S. Armenta-Montero and E. A. Ellis. 2019. Assessment of the CLASlite forest monitoring system in detecting disturbance from selective logging in the Selva Maya, Mexico. Silva Fennica 53(1):1-10. Doi: 10.14214/sf.10012. DOI: https://doi.org/10.14214/sf.10012
Hernández-Gómez, I. U., D. Vázquez-Luna, C. R. Cerdán-Cabrera, A. Navarro-Martínez and E. A. Ellis. 2020. Mapping disturbance from selective logging in tropical forest of the Yucatan Peninsula, México. Tropical and Subtropical Agroecosystems 23(1):1-19. Doi: 10.56369/tsaes.2952. DOI: https://doi.org/10.56369/tsaes.2952
Hernández-Ramos, J., X. García-Cuevas, R. Pérez-Miranda, A. González-Hernández y L. Martínez-Ángel. 2020. Inventario y mapeo de variables forestales mediante sensores remotos en el estado de Quintana Roo, México. Madera y Bosques 26(1):1-17. Doi: 10.21829/myb.2020.2611884. DOI: https://doi.org/10.21829/myb.2020.2611884
Hernández-Stefanoni, J. L., G. Reyes-Palomeque, M. Á. Castillo-Santiago, S. P. George-Chacón, … and J. M. Dupuy. 2018. Effects of sample plot size and GPS location errors on aboveground biomass estimates from LiDAR in tropical dry forests. Remote Sensing 10(10):1586. Doi: 10.3390/rs10101586. DOI: https://doi.org/10.3390/rs10101586
Hernández-Stefanoni, J. L., M. Á. Castillo-Santiago, J. Andres-Mauricio, C. A. Portillo-Quintero, F. Tun-Dzul and J. M. Dupuy. 2021. Carbon stocks, species diversity and their spatial relationships in the Yucatán Peninsula, Mexico. Remote Sensing 13(16):3179. Doi: 10.3390/rs13163179. DOI: https://doi.org/10.3390/rs13163179
Hernández-Stefanoni, J. L., M. Á. Castillo-Santiago, J. F. Mas, C. E. Wheeler, … and J. M. Dupuy. 2020. Improving aboveground biomass maps of tropical dry forests by integrating LiDAR, ALOS PALSAR, climate and field data. Carbon Balance and Management 15:1-17. Doi: 10.1186/s13021-020-00151-6. DOI: https://doi.org/10.1186/s13021-020-00151-6
Huchin O., S. A., A. Navarro-Martínez, E. A. Ellis e I. U. Hernández G. 2022. Deforestación en el municipio de Bacalar, Quintana Roo, México durante el período 1993-2017. Madera y Bosques 28(3):1-13. Doi: 10.21829/myb.2022.2832396. DOI: https://doi.org/10.21829/myb.2022.2832396
Huechacona-Ruiz, A. H., J. M. Dupuy, N. B. Schwartz, J. S. Powers, … and J. L. Hernández-Stefanoni. 2020. Mapping tree species deciduousness of tropical dry forests combining reflectance, spectral unmixing, and texture data from high-resolution imagery. Forest 11(11):1234. Doi: 10.3390/f11111234. DOI: https://doi.org/10.3390/f11111234
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi). 2022. Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada NDVI Landsat, 1984-2021. Aguascalientes, Ags., México. 7 p. https://www.inegi.org.mx/contenidos/productos/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/nueva_estruc/889463908272.pdf. (7 de enero de 2024).
Lemma, D. B., K. T. Gebretsadik and S. K. Debela. 2021. Forest cover change detection in relation to climate variability and LULC changes using GIS and RS techniques. A case of the Kafa zone, southwest Ethiopia. Journal of Water and Land Development (51):152-162. Doi: 10.24425/jwld.2021.139025. DOI: https://doi.org/10.24425/jwld.2021.139025
Manrique, E. G. 1999. Índice de vegetación. Aplicación del NDVI. In: Asociación Española de Teledetección (Edit.). Teledetección. Avances y Aplicaciones. VIII Congreso Nacional de Teledetección. Asociación Española de Teledetección. Albacete, AB, España. pp. 217-219.
Márdero, S., E. Nickl, B. Schmook, L. Schneider, … y D. Lawrence. 2012. Sequías en el sur de la península de Yucatán: análisis de la variabilidad anual y estacional de la precipitación. Investigaciones Geográficas (78):19-33. https://www.scielo.org.mx/pdf/igeo/n78/n78a3.pdf. (22 de abril de 2023). DOI: https://doi.org/10.14350/rig.32466
Millano-Tudare, J. L., F. J. Paredes-Trejo, E. Jaimes, N. Pineda, … e I. Pineda. 2017. Patrones fenológicos de cinco tipos de cobertura en bosque seco tropical, sur-cojedes, Venezuela. Revista Agrollania 14:106-112. http://www.postgradovipi.50webs.com/archivos/agrollania/2017/agro16.pdf. (14 de septiembre de 2023).
Moizo M., P. 2004. La percepción remota y la tecnología SIG: una aplicación en Ecología de Paisaje. GeoFocus Revista Internacional de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica (4):1-24. https://www.geofocus.org/index.php/geofocus/article/view/40. (12 de septiembre de 2023).
Navarro M., M. A. 2015. Diagnóstico del estado actual de Swietenia macrophylla King (caoba) en los bosques manejados de Quintana Roo, México: perspectivas para su manejo. Tesis de Doctorado. Centro de Investigaciones Tropicales, Universidad Veracruzana. Xalapa-Enríquez, Ver., México. 132 p.
Navarro M., M. A. y D. Granados S. 1997. Dinámica sucesional en un bosque tropical afectado por disturbios en la zona norte de Quintana Roo. Revista Chapingo Ciencias Forestales 1:5-16. https://es.scribd.com/document/456410413/rchscfaIII2164-pdf. (18 de agosto de 2023).
Navarro M., M. A., B. Schmook y J. Martínez C. 2000. Manejo tradicional de hubches en una comunidad maya de Quintana Roo. Foresta Veracruzana 2(1):19-30. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=49720102. (20 de agosto de 2023).
Navarro-Martínez, A., R. Durán-García y M. Méndez-González. 2012. El impacto del huracán Dean sobre la estructura y composición arbórea de un bosque manejado en Quintana Roo, México. Madera y Bosques 18(1):57-76. Doi: 10.21829/myb.2012.1811138. DOI: https://doi.org/10.21829/myb.2012.1811138
Navarro-Martínez, M. A. 2011. La caoba. Más de un siglo de aprovechamiento. In: Pozo, C., N. Armijo C. y S. Calmé (Edits.). Riqueza biológica de Quintana Roo. Un análisis para su conservación. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio), Colegio de la Frontera Sur (Ecosur) y Gobierno del Estado de Quintana Roo. Tlalpan, México D. F., México. pp. 212-220.
Parenti, M. S. 2015. Hurricane effects on mangrove canopies observed from MODIS and SPOT imagery. Cornell University. Ithaca, NY, United States of America. 48 p.
Pat-Aké, I., L. del C. Cámara-Cabrales, S. Ward, P. Martínez-Zurimendi, … y N. Sorensen. 2018. Efecto del huracán Dean en la dinámica estructural de selvas bajo manejo forestal en Quintana Roo, México. Madera y Bosques 24(2):1-17. Doi: 10.21829/myb.2018.2421585. DOI: https://doi.org/10.21829/myb.2018.2421585
Pettorelli, N., J. O. Vik, A. Mysterud, J. M. Gaillard, C. J. Tucker and N. C. Stenseth. 2005. Using the satellite-derived NDVI to assess ecological responses to environmental change. Trends in Ecology & Evolution 20(9):503-510. Doi: 10.1016/j.tree.2005.05.011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tree.2005.05.011
Rivera-Monroy, V. H., L. M. Farfán, L. Brito-Castillo, J. Cortés-Ramos, … and J. I. Euan-Ávila. 2020. Tropical cyclone landfall frequency and large-scale environmental impacts along Karstic Coastal Regions (Yucatan Peninsula, Mexico). Applied Sciences 10(17):5815. Doi: 10.3390/app10175815. DOI: https://doi.org/10.3390/app10175815
Rodstrom, C., S. Olivieri y L. Tangley. 1999. Un enfoque regional de la conservación en la Selva Maya. In: Primack, R. B., D. Bray, H. A. Galletti e I. Ponciano (Edits.). La Selva Maya: conservación y desarrollo. Siglo XXI Editores. Coyoacán, México D. F., México. pp. 23-42.
Ruiz D., M. E., M. E. Orozco H., R. Granados R. y G. Álvarez A. 2017. Cambio de uso de suelo e índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), subcuenta del Río Salado, México. Geografía y Sistemas de Información Geográfica 9(9):39-50. http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/68525/02%20Cambio%20de%20uso%20de%20suelo.pdf?sequence=1&isAllowed=y. (14 de abril de 2023).
Sánchez-Rivera, G. and L. Gómez-Mendoza. 2022. Tropical cyclone effects on vegetation resilience in the Yucatan Peninsula, México, between 2000-2012. Investigaciones Geográficas (77):203-220. Doi: 10.14198/INGEO.18499. DOI: https://doi.org/10.14198/INGEO.18499
Secretaría de Seguridad y Protección Ciudadana (SSPC) y Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred). 2021. Guía básica para la elaboración de Atlas Estatales y Municipales de peligros y riesgos. Evaluación de la vulnerabilidad física y social. SSPC y Cenapred. Coyoacán, Cd. Mx., México. 166 p. https://www.cenapred.unam.mx/es/Publicaciones/archivos/57.pdf. (20 de agosto de 2023).
Snook, L. K. 1993. Stand dynamics of mahogany (Swietenia macrophylla King) and associated species after fire and hurricane in the tropical forest of the Yucatan Peninsula, Mexico. Dissertation, Doctor of Forestry. Faculty of the School of Forestry and Environmental Studies, Yale University. 254 p.
Snook, L. K. 2005. Aprovechamiento sostenido de caoba en la Selva Maya de México. De la conservación fortuita al manejo sostenible. Recursos Naturales y Ambiente (44):9-18. https://www.cifor.org/publications/pdf_files/articles/ASnook0505.pdf. (12 de abril de 2023).
Suárez, E., A. M. Sánchez, E. F. Cabrera y T. Pulido. 1994. Estudio integral de la frontera México-Belice, Recursos Naturales. Centro de Investigaciones de Quintana Roo A. C. Chetumal, Q. Roo, México. 211 p.
Tecuapetla-Gómez, I., A. Carbajal-Domínguez y V. Montesinos-Chica. 2022. Clasificación de tendencias de NDVI en la Península de Yucatán, México, de 2014 a 2020. Investigaciones Geográficas (109):1-19. Doi: 10.14350/rig.60629. DOI: https://doi.org/10.14350/rig.60629
Tobasura M., D. 2017. Mitigación del cambio climático en Felipe Carrillo Puerto, México: Expectativas y divisiones por el territorio. Ecología Política (53):80-83. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6063837. (15 de mayo de 2023).
Torres-Rojas, G., M. E. Romero-Sánchez, E. Velasco-Bautista y A. González-Hernández. 2016. Estimación de parámetros forestales en bosques de coníferas con técnicas de percepción remota. Revista Mexicana de Ciencias Forestales 7(36):7-24. Doi: 10.29298/rmcf.v7i36.56. DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v7i36.56
Vázquez, P., E. Adema y B. Fernández. 2013. Dinámica de la fenología de la vegetación a partir de series temporales de NDVI de largo plazo en la provincia de La Pampa. Ecología Austral 23:77-86. http://www.scielo.org.ar/pdf/ecoaus/v23n2/v23n2a01.pdf. (13 de junio de 2023). DOI: https://doi.org/10.25260/EA.13.23.2.0.1163
Vega G., Á., J. López-García y L. de L. Manzo D. 2008. Análisis espectral y visual de vegetación y uso del suelo con imágenes Landsat ETM+ con apoyo de fotografías aéreas digitales en el Corredor Biológico Chichinautzin, Morelos, México. Investigaciones Geográficas Boletín del Instituto de Geografía (67):59-75. Doi: 10.14350/rig.17990.
Vester, H. F. M. y M. A. Navarro M. 2007. Árboles maderables de Quintana Roo: fichas ecológicas. El Colegio de la Frontera Sur (Ecosur), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Gobierno del Estado de Quintana Roo y Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio). Chetumal, QR, México. 139 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Revista Mexicana de Ciencias Forestales
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The authors who publish in Revista Mexicana de Ciencias Forestales accept the following conditions:
In accordance with copyright laws, Revista Mexicana de Ciencias Forestales recognizes and respects the authors’ moral right and ownership of property rights which will be transferred to the journal for dissemination in open access.
All the texts published by Revista Mexicana de Ciencias Forestales –with no exception– are distributed under a Creative Commons License Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0), which allows third parties to use the publication as long as the work’s authorship and its first publication in this journal are mentioned
The author(s) can enter into independent and additional contractual agreements for the nonexclusive distribution of the version of the article published in Revista Mexicana de Ciencias Forestales (for example, include it into an institutional repository or publish it in a book) as long as it is clearly and explicitly indicated that the work was published for the first time in Revista Mexicana de Ciencias Forestales.
For all the above, the authors shall send the form of Letter-transfer of Property Rights for the first publication duly filled in and signed by the author(s). This form must be sent as a PDF file to: ciencia.forestal2@inifap.gob.mx
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial 4.0 International license.
