Multitemporal analysis using high-resolution images in a Tamaulipan Thornscrub

Authors

DOI:

https://doi.org/10.29298/rmcf.v17i94.1562

Keywords:

Agriculture, land-use change, supervised classification, biodiversity conservation, reforestation, ecological restoration

Abstract

In Northeastern Mexico, a biodiversity conservation area was established within an industrial complex, where a reforestation program with native species was implemented in 2010. The objective of this paper was to quantitatively assess, through multitemporal analysis of high-resolution images, the effectiveness of an ecological restoration project in the Tamaulipan Thornscrub, based on spatial changes in vegetation cover and land use recorded between 1995 and 2024. The results indicated a linear increase (R2=0.92) in vegetation cover over time. In 1995, it occupied 32.22 % of the conservation area, and in 2024, 62.67 %. In contrast, the area used for agriculture decreased from 38.5 % in 1995 to 12.6 % in 2008, and was zero from 2014 onwards. Likewise, the grassland cover decreased from 27.1 % in 1995 to 17.1 % in 2024. The results of the study show a recovery in vegetation cover as a result of the implementation of the ecological restoration program over an area of 83 ha. This included the planting of 69 537 individuals from rescues and 18 500 individuals from local nurseries, with a survival rate of 85 % by 2024 for at least 10 species of ecological interest. The findings confirm the effectiveness of these strategies in restoring vegetation, which can serve as a basis for the design and implementation of larger-scale restoration projects.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Alanís-Rodríguez, E., Martínez-Adriano, C. A., Sánchez-Castillo, L., Rubio-Camacho, E. A., & Valdecantos, A. (2023). Land abandonment as driver of woody vegetation dynamics in Tamaulipan thornscrub at Northeastern Mexico. PeerJ, 11, Article e15438. https://doi.org/10.7717/peerj.15438 DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.15438

Alanís-Rodríguez, E., Molina-Guerra, V. M., Collantes-Chavéz-Costa, A., Buendía-Rodríguez, E., Mora-Olivo, A., Sánchez-Castillo, L., & Alcalá-Rojas, A. G. (2021). Structure, composition and carbon stocks of woody plant community in assisted and unassisted ecological succession in a Tamaulipan thornscrub, Mexico. Revista Chilena de Historia Natural, 94, Article 6. https://doi.org/10.1186/s40693-021-00102-6 DOI: https://doi.org/10.1186/s40693-021-00102-6

Alanís-Rodríguez, E., Molina-Guerra, V. M., Rechy-Palmeros, L., Alcalá-Rojas, A. G., Marín-Solís, J. D., & Pequeño-Ledezma, M. Á. (2016). Composición, diversidad y supervivencia de un área restaurada en el Complejo Siderúrgico de Ternium, Pesquería, Nuevo León. En E. Ceccon & C. Martínez-Garza (Coords.), Experiencias mexicanas en la restauración de los ecosistemas (pp. 255-272). Universidad Nacional Autónoma de México. https://doi.org/10.22201/crim.9786070294778e.2017 DOI: https://doi.org/10.22201/crim.9786070294778e.2017

Alcalá-Rojas, A., Alanís-Rodríguez, E., Aguirre-Calderón, O., Cuellar-Rodríguez, G., Yerena-Yamellel, I., Martínez-Adriano, C. A., & Sandoval-García, R. (2025). Análisis de la regeneración natural en un área restaurada de 11 años en el matorral espinoso tamaulipeco. Revista Forestal Mesoamericana Kurú, 22(50), 80-88. https://doi.org/10.18845/rfmk.v22i50.7756 DOI: https://doi.org/10.18845/rfmk.v22i50.7756

Arneth, A., Leadley, P., Claudet, J., Coll, M., Rondinini, C., Rounsevell, M. D. A., Shin, Y.-J., Alexander, P., & Fuchs, R. (2023). Making protected areas effective for biodiversity, climate and food. Global Change Biology, 29(14), 3883-3894. https://doi.org/10.1111/gcb.16664 DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.16664

Arriaga, L., Castellanos, A. E., Moreno, E., & Alarcón, J. (2004). Potential ecological distribution of alien invasive species and risk assessment: A case study of buffel grass in arid regions of Mexico. Conservation Biology, 18(6), 1504-1514. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2004.00166.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2004.00166.x

Cámara de Diputados. (1988). Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección del Ambiente. Diario Oficial de la Federación. https://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/LGEEPA.pdf

Doi, R. (2021). Assessing the reforestation effects of plantation plots in the Thai savanna based on 45 cm resolution true-color images and machine learning. Environmental Research Letters, 16, Article 014030. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abcfe3 DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abcfe3

Food and Agriculture Organization of the United Nations. (1993). Forest Resources Assessment 1990. Survey of tropical forest cover and study of change processes-Tropical countries. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/4/t0830e/t0830e00.htm

García, E., & Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. (1998). Climas [Catálogo de metadatos geográficos]. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. http://geoportal.conabio.gob.mx/metadatos/doc/html/clima1mgw.html

Gutiérrez-Barrientos, M., Marín-Solís, J. D., Alanís-Rodríguez, E., & Buendía-Rodríguez, E. (2022). Evaluación de una restauración mediante dron en el matorral espinoso tamaulipeco. Polibotánica, (54), 71-85. https://doi.org/10.18387/polibotanica.54.5 DOI: https://doi.org/10.18387/polibotanica.54.5

Hernández-Cavazos, M. C., Sandoval-García, R., Molina-Guerra, V. M., & Alanís-Rodríguez, E. (2023). Análisis multitemporal del cambio de uso de suelo en el municipio de Linares, Nuevo León. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 10(2), Artículo e3743. https://doi.org/10.19136/era.a10n2.3743 DOI: https://doi.org/10.19136/era.a10n2.3743

Instituto Nacional de Estadística y Geografía. (2024). Geografía y Medio Ambiente. Ortoimágenes [Banco de ortoimágenes]. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. https://www.inegi.org.mx/temas/imagenes/ortoimagenes/#Descargas

Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. (2014). Conjunto de datos vectoriales de información topográfica G14C17 Doctor González escala 1:50 000, serie III [Conjunto de datos vectoriales]. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. https://www.inegi.org.mx/app/biblioteca/ficha.html?upc=702825279127

Jumb, V., Sohani, M., & Shrivas, A. (2014). Color image segmentation using K-means clustering and Otsu’s adaptive thresholding. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 3(9), 72-76. http://www.ijitee.org/wp-content/uploads/papers/v3i9/I1495023914.pdf

Landis, J. R., & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33(1), 159-174. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/843571/ DOI: https://doi.org/10.2307/2529310

León, O. A., & Vargas-Ríos, O. (2021). El monitoreo en la restauración ecológica: ¿por qué, para qué y cómo? En M. Aguilar-Garavito & W. Ramírez Hernández (Eds.), Evaluación y seguimiento de la restauración ecológica en el páramo andino (pp. 42-54). Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. https://www.researchgate.net/publication/358088024_El_monitoreo_en_la_restauracion_ecologica_porque_para_que_y_como

Liu, C.-C., Chen, Y.-H., Wu, M.-H. M., Wei, C., & Ko, M.-H. (2019). Assessment of forest restoration with multitemporal remote sensing imagery. Scientific Reports, 9, Article 7279. https://doi.org/10.1038/s41598-019-43544-5 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-43544-5

Mao, L., Li, M., & Shen, W. (2020). Remote sensing applications for monitoring terrestrial protected areas: Progress in the last decade. Sustainability, 12(12), Article 5016. https://doi.org/10.3390/su12125016 DOI: https://doi.org/10.3390/su12125016

Marshall, V. M., Lewis, M. M., & Ostendorf, B. (2012). Buffel grass (Cenchrus ciliaris) as an invader and threat to biodiversity in arid environments: A review. Journal of Arid Environments, 78, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2011.11.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2011.11.005

Molina-Guerra, V. M., Alanís-Rodríguez, E., Collantes-Chávez-Costa, A., Mora-Olivo, A., Buendía-Rodríguez, E., & de la Rosa-Manzano, E. (2023). Restauración de un fragmento de matorral espinoso tamaulipeco: respuesta de ocho especies leñosas. Colombia Forestal, 26(1), 36-47. https://doi.org/10.14483/2256201x.19056 DOI: https://doi.org/10.14483/2256201X.19056

Palacio-Prieto, J. L., Sánchez-Salazar, M. T., Casado-Izquierdo, J. M., Propin-Frejomil, E., Delgado-Campos, J., Velázquez-Montes, A., Chias-Becerril, L., Ortiz-Álvarez, M. I., González-Sánchez, J., Negrete-Fernández, G., Gabriel-Morales, J., & Márquez-Huitzil, R. (2004). Indicadores para la caracterización y Ordenamiento del Territorio. Universidad Nacional Autónoma de México, Secretaría de Desarrollo Social, Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales e Instituto Nacional de Ecología. https://unidadesdepaisaje.unam.mx/sites/default/files/2022-06/Palacio%20et%20al%2C%202004_0.pdf

Patiño-Flores, A. M., Alanís-Rodríguez, E., Molina-Guerra, V. M., González-Rodríguez, H., Jurado, E., & Aguirre-Calderón, O. A. (2019). Almacenamiento de carbono en la reserva ecológica de Ternium en Pesquería, Nuevo León. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 10(54), 39-57. https://doi.org/10.29298/rmcf.v10i54.498 DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v10i54.498

Pequeño-Ledezma, M., Alanís-Rodríguez, E., Jiménez-Pérez, J., Aguirre-Calderón, O., González-Tagle, M., & Molina-Guerra, V. (2016). Criterios a considerar para desarrollar proyectos de restauración ecológica. Revista Iberoamericana de Ciencias, 3(2), 94-105. http://reibci.org/publicados/2016/jun/1600108.pdf

Pix4D. (2023). Pix4Dmapper (Versión 4.8.4) [Photogrammetry computer software]. Pix4D SA. https://www.pix4d.com/es/producto/pix4dmapper-fotogrametria-software/

Puyravaud, J.-P. (2003). Standardizing the calculation of the annual rate of deforestation. Forest Ecology and Management, 177(1-3), 593-596. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(02)00335-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-1127(02)00335-3

QGIS Development Team. (2024). QGIS Geographic Information System (version 3.36.0 “Maidenhead”) [Software]. Open Source Geospatial Foundation Project. https://qgis.org

Quezada, A. S., Sevilla-Tapia, J. D., & Avilés-Sacoto, E. C. (2022). Estimación de la tasa de deforestación en Pastaza y Orellana-Ecuador mediante el análisis multitemporal de imágenes satelitales durante el período 2000-2020. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y Veterinarias, 6(17), 282-299. https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i17.168 DOI: https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i17.168

Rashmi, C., Chaluvaiah, S., & Kumar, G. H. (2016). An efficient parallel block processing approach for K-means algorithm for high resolution orthoimagery satellite images. Procedia Computer Science, 89, 623-631. https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.06.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.06.025

Reyna-Rojas, M. A., Saldaña-Fernández, M. C., García-Flores, A., Monroy-Ortiz, C., Valenzuela-Aguilera, A., & Valenzuela-Galván, D. (2021). El panorama actual de las Áreas Naturales Protegidas (ANP) de México. Ecosistemas, 30(1), Artículo 2068. https://doi.org/10.7818/ECOS.2068 DOI: https://doi.org/10.7818/ECOS.2068

Sandoval-García, R., González-Cubas, R., & Jiménez-Pérez, J. (2021). Multitemporal analysis of the change in land cover in the Mixteca Alta Oaxaqueña. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 12(66), 96-121. https://doi.org/10.29298/rmcf.v12i66.816 DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v12i66.816

SASPlanet Development Team. (2024). SASPlanet (Stable) (version 200606.10075) [Software]. https://sasplanet.geojamal.com/

Published

2026-03-26

How to Cite

Alcalá-Rojas, Alejandro, Eduardo Alanís-Rodríguez, Rufino Sandoval-García, Oscar Alberto Aguirre-Calderón, Gerardo Cuéllar-Rodríguez, and José Israel Yerena-Yamallel. 2026. “Multitemporal Analysis Using High-Resolution Images in a Tamaulipan Thornscrub”. Revista Mexicana De Ciencias Forestales 17 (94). México, ME:4-27. https://doi.org/10.29298/rmcf.v17i94.1562.

Issue

Section

Scientific article