Delimitación de superficies regadas a partir de técnicas geográficas aplicación en la cuenca alta del Guadiana

Resumen

ANTECEDENTES DE LA CUESTIÓN Y OBJETIVOS PROPUESTOS Debido a la situación de insostenibilidad en las extracciones de aguas subterráneas para regadío que se alcanzó en los acuíferos de la llanura Manchega durante la década de los ochenta y al abrigo de la figura jurídica recogida en la recientemente aprobada Ley de Aguas 29/1985, el acuífero de la Mancha Occidental (U.H. 04.04 ¿ antiguo acuífero 23) fue declarado provisionalmente sobreexplotado en 1987 (lo cual fue definitivamente ratificado en diciembre de 1994), mientras que en junio de 1989 fue también declarado como sobreexplotado el acuífero del Campo de Montiel (U.H. 04.06 ¿ antiguo acuífero 24). Estos dos sistemas hídricos, ambos situados dentro de la región conocida como cuenca alta del Guadiana, tienen el dudoso honor de haber sido los dos primeros acuíferos acogidos a esta protección dentro del país, no habiendo sido capaces las medidas tomadas desde entonces de retornar a una situación de calidad y cantidad hídrica aceptable, hasta el punto de que se posibilite la derogación de las declaraciones de sobreexplotación. Para abordar esta cuestión se ha aprobado el Plan Especial del Alto Guadiana, que tiene como objetivo ¿la consecución del buen estado de las masas de aguas subterráneas y superficiales asociadas, corrigiendo el déficit hídrico estructural existente¿ todo ello en el marco de un desarrollo sostenible de los usos agrícolas y económicos en general¿. Dentro del Plan se contempla un subprograma de estimación de consumos por teledetección, lo cual muestra un claro reconocimiento de la utilidad que esta herramienta puede suponer para la obtención de datos de interés, relacionados principalmente con la extensión y distribución de las superficies en regadío. A pesar de esto, en la actualidad no se han desarrollado ni validado suficientemente, metodologías operativas que permitan el uso de técnicas geográficas para la discriminación del riego de los dos tipos de cultivos mayoritarios en la zona (cereales de invierno y viñedo). Las metodologías basadas en el uso de la teledetección, que han sido utilizadas en la zona, se centran en el cálculo de índices de vegetación y en la realización de clasificaciones multiespectrales. Este tipo de acercamientos metodológicos han demostrado una eficacia considerable para la discriminación de cultivos regados durante el verano, si bien éstos resultan en la actualidad, minoritarios en superficie frente al cereal regado durante la primavera y el viñedo en regadío. De hecho, la viña se ha convertido en los últimos años en el cultivo en regadío con mayor extensión dentro de la Llanura Manchega, lo que ha motivado que, a pesar de ser un cultivo con dotaciones bajas, se trate, en la actualidad, del principal consumidor de recursos hídricos. La metodología empleada para la estimación de los cultivos herbáceos en regadío, no es válida para la determinación y localización de parcelas cultivadas de viña en regadío, ya que factores tales como el desarrollo de la vegetación y la humedad presente en las estructuras de la planta no permiten discriminar con la precisión suficiente la existencia de riego en la viña dentro de la zona de estudio. Este hecho deriva de la existencia de una respuesta espectral mezclada de vegetación y suelo en los datos captados por el satélite, de la diversidad de prácticas de cultivo y de las propias características fisonómicas de la vid. Igualmente, la mayor humedad del terreno en primavera y la existencia de diferentes culturas de riego para el cereal, que oscilan entre el riego ligero de apoyo y el riego intensivo, complican la estimación de las superficies regadas en esta época del año mediante el uso de metodologías tradicionales de teledetección El objetivo del trabajo ha sido el desarrollo de una metodología, útil para la delimitación de superficies regadas, en un contexto operativo. Con este fin, se ha llevado a cabo la evaluación de diversas técnicas para el análisis espacial de información geográfica y la obtención de información relacionada con la estimación de las superficies regadas en los acuíferos sobreexplotados de la cuenca alta del Guadiana, integrando la teledetección con otras técnicas geográficas de análisis espacial y evaluación multicriterio. DESARROLLO DEL TRABAJO Y METODOLOGÍA Para efectuar una evaluación de la superficie regada en un ámbito de trabajo tan amplio como el que se propone, se considera que el método más adecuado es la utilización de técnicas de teledetección. La relación entre volumen y calidad de información obtenida y su coste, así como la facilidad de integración de resultados en el marco de un Sistema de Información Geográfica (SIG) suponen los dos motivos clave para el empleo de esta metodología frente a otras más tradicionales, como los inventarios de campo o las estadísticas agrarias. La investigación se ha realizado en varias fases, que engloban un análisis previo, el diseño de la metodología, el desarrollo metodológico, y finalmente la validación y análisis de resultados. La investigación se completa con un análisis del territorio y su problemática hídrica, que ha sido clave para la aplicación de la metodología propuesta, y que se incluye en un apéndice separado. La investigación aborda el diseño, desarrollo y validación de una metodología operativa para la cuantificación de superficies regadas, que ha sido aplicada para la elaboración de mapas de distribución de los principales cultivos existentes en la zona de estudio. Las experiencias previas aconsejan que, para la delimitación y discriminación de cultivos, así como su clasificación en regadío o de secano, se realicen aproximaciones metodológicas diferenciadas en función de la época del año den que se produzca el riego y del tipo de cultivo de que se trate. Así, se ha considerado que, para los acuíferos sobreexplotados, es conveniente realizar por separado la delimitación del regadío de primavera, de los herbáceos de verano y del viñedo. En todos los casos, el desarrollo metodológico trascurre a través de cuatro fases genéricas, aunque con singularidades evidentes para cada grupo de cultivos contemplado: i) En primer lugar, se procede a la segmentación de las parcelas de interés, de forma que el proceso de discriminación de la existencia de riego o de la identificación de tipos de cultivos se limita, en cada caso, a un conjunto diferente de parcelas agrícolas ocupadas por los cultivos de referencia. ii) En segundo lugar, se definen criterios relacionados con la probabilidad de existencia de riego o con la identificación de cultivos. Estos criterios de aptitud se crean en forma de mapas que toman valores para todas las parcelas extraídas en el proceso previo de segmentación iii) Los mapas de aptitud conforman la base para la caracterización de la probabilidad de existencia de riego o de la tipología de cultivos, a través de un enfoque de integración de criterios iv) Por último, la disponibilidad de muestra de campo sirve como apoyo para el proceso de toma de decisión asociado a la identificación de tipos de cultivos o de la existencia de riego En cuanto a la discriminación de cultivos herbáceos regados durante verano u otoño, el ¿estado del arte¿ muestra que el uso de técnicas de teledetección a partir de series temporales de imágenes de alta resolución proporciona resultados ajustados, siendo posible determinar el tipo de cultivo presente con una precisión elevada. En la investigación, se ha profundizado en esta línea, analizando la potencial mejora en los resultados producida por varios factores, como la definición de unidades de cultivo (a partir de la disponibilidad de parcelas catastrales) como unidades de decisión dentro de los proceso de clasificación, y la identificación de prácticas agrícolas y elementos distintivos de cada cultivo, como elemento de apoyo en los procesos de asignación. Este tipo de cultivos a pesar de presentar las dotaciones por hectárea más elevadas de entre todos los existentes en el área de estudio, no resultan los mayores consumidores del recurso en la actualidad, ya que otros cultivos cuyo riego no se realizaba de forma tradicional (cereal de invierno y vid), ocupan hoy en día superficies en regadío mucho más amplias. Para el caso de los cereales y cultivos regados únicamente durante la primavera, se propone una metodología que integra índices de vegetación obtenidos del tratamiento de imágenes de satélite, mapas históricos de distribución del regadío y datos de campo, con objeto de clasificar las parcelas cultivadas de cereal en varios grupos en función de la intensidad de riego existente. La relación entre los distintos tipos de datos sirve para mejorar las prestaciones de las técnicas de teledetección para la discriminación del riego. Para el caso de la viña, se propone una metodología de evaluación multicritrerio, basada en la definición de factores de aptitud y restricciones del territorio a la hora de considerar una parcela de viñedo como regadío o secano. Con este fin, se han recopilado datos de interés como inventarios de captaciones, perimetrales de concesiones de riego o mapas históricos de cambio en los usos del suelo; se han procesado diferentes imágenes multiespectrales; y se han tomado datos específicos en campo repartidos por toda el área de estudio en función de la densidad del cultivo. APORTACIONES DE CARÁCTER GENÉRICO O EXPERIMENTAL El conocimiento de la distribución de superficie regada para cada tipo de cultivo permite estimar los volúmenes de extracción y aproximar la demanda hídrica real producida por los cultivos regados a partir de aguas subterráneas. Este tipo de información debe constituir el marco de partida en cualquier toma de decisión relacionada con la planificación o el control del uso de los recursos. La metodología de trabajo propuesta integra datos derivados del proceso digital de imágenes de satélite, datos tomados en campo de forma sincrónica a la adquisición de datos espaciales y datos auxiliares de diversa índole, y se ha diseñado de forma expresa con objeto de reflejar y adaptarse a la realidad agronómica, evolución reciente y condiciones actuales del territorio. La validación de los resultados obtenidos sobre el total de los acuíferos sobreexplotados de la cuenca alta del Guadiana, permite concluir que la metodología propuesta cubre los objetivos perseguidos, permitiendo una determinación fiable y ajustada de la distribución de los cultivos regados dentro de este ámbito geográfico. Como aportaciones secundarias, hay que citar la demostración de la importancia del conocimiento territorial para el diseño y desarrollo de la metodología propuesta, así como la constatación de que la integración de datos, más allá del uso aislado de metodologías de teledetección, supone la clave para la mejora de los resultados en este tipo de estudios.