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ANÁLISIS DEL ESTADO DE LA VEGETACIÓN
DE UNA MICROCUENCA AMAZÓNICA MEDIANTE
EL NDVI. CASO DE ESTUDIO MICROCUENCA
DEL RÍO SANDALIAS
ANALYSIS OF THE VEGETATION STATUS OF AN
AMAZONIAN BASIN USING NDVI.
CASE STUDY OF THE SANDALIAS RIVER BASIN
Darwin Javier Sucoshañay Villalba
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
Ligia Angélica Mejía Pazmiño
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
Víctor Hugo Del Corral Villarroel
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
María Fernanda Montero Garófalo
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
David Alejandro Yedra Machado
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
Christopher Oswaldo Paredes Ulloa
Universidad Estatal Amazónica, Ecuador
pág. 11003
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.13236
Análisis del Estado de la Vegetación de una Microcuenca Amazónica
Mediante el NDVI. Caso de Estudio Microcuenca del Río Sandalias
Darwin Javier Sucoshañay Villalba
1
javier.dsv6263@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-7724-1190
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
Ligia Angélica Mejía Pazmiño
angelina8714.am97@gmail.com
https://orcid.org/0009-0008-2711-483X
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
Víctor Hugo Del Corral Villarroel
vdelcorral@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-2680-5336
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
María Fernanda Montero Garófalo
mf.monterog@uea.edu.ec
https://orcid.org/0009-0002-3802-1440
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
David Alejandro Yedra Machado
da.yedram@uea.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-4383-2998
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
Christopher Oswaldo Paredes Ulloa
co.paredesu@uea.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-2087-5694
Universidad Estatal Amazónica
Ecuador
RESUMEN
El estudio analiza el estado de la vegetación en la microcuenca del río Sandalias, una unidad
hidrográfica amazónica localizada en Pastaza, Ecuador, utilizando técnicas de teledetección. La
investigación se enfoca en la importancia de las microcuencas para la regulación hídrica, retención de
sedimentos y provisión de hábitats. Se emplearon imágenes del satélite Landsat 9 con alta resolución
espacial para calcular el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). Los resultados
muestran una distribución asimétrica de la vegetación, con valores de NDVI entre -0.2 y 0.5. La mayoría
de la superficie (60.8%) está cubierta por vegetación escasa, seguida por vegetación moderada (32%).
Se observa una ausencia de vegetación densa y saludable, lo cual es preocupante para la salud del
ecosistema y la dinámica del funcionamiento de la microcuenca. Se señala que esta distribución podría
indicar cierto grado de degradación o perturbación del ecosistema. La presencia de vegetación
moderada se considera como una oportunidad para la recuperación del ecosistema. Finalmente, se
sugiere que factores como la expansión agrícola, la tala selectiva y el cambio de uso de la tierra podrían
estar influyendo en estos patrones. En el contexto del cambio climático global, estudiar los índices de
vegetación en microcuencas amazónicas es cada vez más importante.
Palabras clave: índice de vegetación, cuenca hidrográfica, diversidad, expansión agrícola
1
Autor principal.
Correspondencia: javier.dsv6263@gmail.com
pág. 11004
Analysis of the Vegetation status of an Amazonian basin using NDVI.
Case Study of the Sandalias River Basin
ABSTRACT
The study analyzes the vegetation status in the Sandalias river basin, an Amazonian hydrographic unit
located in Pastaza, Ecuador, using remote sensing techniques. The research focuses on the importance
of basin for water regulation, sediment retention, and habitat provision. High spatial resolution images
from the Landsat 9 satellite were used to calculate the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI).
The results show an asymmetric distribution of vegetation, with NDVI values ranging between -0.2 and
0.5. Most of the area (60.8%) is covered by sparse vegetation, followed by moderate vegetation (32%).
There is an absence of dense and healthy vegetation, which is concerning for the ecosystem's health and
the micro-watershed's functional dynamics. This distribution could indicate a certain degree of
ecosystem degradation or disturbance. The presence of moderate vegetation is seen as an opportunity
for ecosystem recovery. Finally, it is suggested that factors such as agricultural expansion, selective
logging, and land-use change could be influencing these patterns. In the context of global climate
change, studying vegetation indices in Amazonian basin is increasingly important..
Keywords: vegetation index, watershed, diversity, agricultural expansion
Artículo recibido 15 agosto 2024
Aceptado para publicación: 10 setiembre 2024
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INTRODUCCIÓN
La cuenca amazónica, el ecosistema de bosque tropical más extenso del planeta, desempeña un papel
crucial en la regulación del clima global y alberga una biodiversidad sin precedentes (Lovejoy & Nobre,
2018). Sin embargo, de acuerdo con Núñez & Inca (2023), Peña (2021) y Malhi et al., (2008) esta región
enfrenta numerosos desafíos ambientales, incluyendo la deforestación, la fragmentación del hábitat y el
cambio climático. En este contexto, el estudio de las microcuencas amazónicas se ha convertido en una
prioridad para comprender los procesos ecológicos a escala local y su influencia en la dinámica regional
del bosque tropical (McClain & Naiman, 2008).
Desde una perspectiva hidrológica, la vegetación en una cuenca hidrográfica es crucial para mantener
la integridad del ciclo del agua (Montero, 2023); y en concordancia con Moreira et al., (2019) el manejo
integrado de una cuenca hidrográfica contribuye a evaluar los procesos de interceptación de la lluvia,
la evapotranspiración y la infiltración del agua en el suelo. Estos procesos son esenciales para la
regulación de los caudales, la prevención de la erosión y el mantenimiento de la calidad del agua,
aspectos que tienen implicaciones directas tanto para los ecosistemas locales como para las
comunidades humanas que dependen de estos recursos (Davidson et al., 2012).
Las microcuencas, se pueden considerar como unidades hidrológicas a pequeña escala; así como
componentes fundamentales del paisaje y que juegan un papel fundamental en el mantenimiento de los
servicios ecosistémicos, y que permiten estudiarlas mediante acciones participativas (Cruz et al., 2008).
La vegetación asociada a estas unidades hidrológicas es particularmente importante, ya que influye en
la regulación hídrica, la retención de sedimentos, el ciclo de nutrientes y la provisión de hábitats para
la fauna local (Martínez, 2022).
El análisis del estado de la vegetación en una microcuenca proporciona información valiosa sobre la
salud general del ecosistema y la velocidad sobre los cambios que ocurren (Zamora et al., 2020). Este
tipo de investigaciones permiten identificar patrones de distribución de especies, diversidad florística,
estructura y composición de los recursos a escala local (Ter Steege et al., 2013).
En las últimas décadas, la creciente preocupación por la conservación de la Amazonía ha impulsado
numerosas investigaciones sobre la ecología de sus bosques, sistemas hídricos y el rol de la población
(Sánchez & Anguaya, 2024). Sin embargo, gran parte de estos estudios se han centrado en áreas extensas
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o en los principales ríos de la cuenca, dejando un vacío de conocimiento en lo que respecta a las
dinámicas ecológicas de las microcuencas (Junk et al., 2011).
En el contexto del cambio climático global, el estudio de la vegetación en microcuencas amazónicas
adquiere una relevancia aún mayor. Los modelos climáticos predicen cambios significativos en los
patrones de precipitación y temperatura en la región amazónica, lo que podría tener impactos profundos
en la distribución y composición de las comunidades vegetales (Pérez & De la Barrera, 2021). La
estructura del bosque en estas microcuencas amazónicas se caracteriza por su notable complejidad tanto
vertical como horizontal. Verticalmente, se distinguen múltiples estratos bien definidos, desde el suelo
forestal hasta el dosel superior y de ahí depende sus servicios de captura de carbono (Calvas et al.,
2024).
Guzmán et al., (2023) manifiesta que la teledetección se ha convertido en una herramienta fundamental
para el estudio del estado de la vegetación a escala global. Esta técnica permite obtener información
detallada y actualizada sobre la cobertura vegetal de grandes áreas sin necesidad de contacto directo.
Así también Zuluaga et al., (2021) plantea que el análisis de la radiación electromagnética reflejada o
emitida por las plantas, captada por sensores en satélites o aeronaves, es posible evaluar diversos
parámetros de la vegetación. Los índices espectrales, como el NDVI, facilitan la cuantificación del
vigor, la densidad y la salud de la vegetación. Esta metodología ofrece ventajas significativas en
términos de eficiencia, cobertura y frecuencia de monitoreo, siendo crucial para la gestión ambiental,
la agricultura de precisión y los estudios de cambio climático (Denis et al., 2020).
Este artículo se propone abordar un análisis detallado del estado de la vegetación en una microcuenca
amazónica específica, mediante técnicas de teledetección. La investigación se enmarca en la creciente
necesidad de comprender los ecosistemas a escala local para informar su estado y posible manejo
sostenible a escala regional.
METODOLOGÍA
Información espacial
El área de estudio se centró en la microcuenca del río Sandalias, una unidad hidrográfica localizada en
el cantón y provincia de Pastaza, Ecuador. Esta microcuenca, con una superficie de 3674,1 hectáreas,
es tributaria de la subcuenca del río Puyo, destacada por su significativa interacción entre elementos
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antrópicos y naturales. El río Sandalias actúa como el sistema hídrico principal de la zona, que alberga
diversas actividades humanas, principalmente urbanísticas, turísticas y agropecuarias.
Figura 1. – Mapa de localización del área de estudio
Elaborado por: Los autores
La microcuenca se clasifica ecológicamente como "bosque pluvial pre-montano" (b.p.PM). Esta
formación se extiende por las estribaciones de la cordillera Oriental, entre los 600 y 1800 metros sobre
el nivel del mar. El clima se caracteriza por temperaturas medias anuales de 18°C a 24°C y una
precipitación anual que oscila entre 4000 y 5300 milímetros (Gutiérrez et al., 2022). Estas condiciones
climáticas y topográficas contribuyen a la formación de un ecosistema único y megadiverso.
Información Temporal
Datos satelitales
Selección de imágenes satelitales: Se utilizaron imágenes del satélite Landsat 9 de la USGS Earth
Explorer debido a su alta resolución espacial (10m para las bandas utilizadas en el cálculo del NDVI) y
su frecuencia de revisita de 5 días. Las bandas específicas seleccionadas fueron la Banda 4 (Rojo: 665
nm) y la Banda 5 (Infrarrojo Cercano: 842 nm). Se seleccionó una imagen correspondiente al mes de
septiembre 2023.
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Figura 2. – Bandas del satélite Roja e Infrarroja Cercana
Criterios de selección de imágenes
Se seleccionó la imagen con menos del 10% de cobertura de nubes sobre el área de estudio. Se verificó
que las imágenes no presentaran errores de captura o transmisión.
Cálculo del NDVI
Fórmula utilizada: Se empleó la fórmula estándar del NDVI:
NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED) (1)
Donde:
NIR = reflectancia en la banda del infrarrojo cercano
RED = reflectancia en la banda del rojo
Se utilizó QGIS 3.22 para el procesamiento principal de las imágenes y el cálculo del NDVI. Se
cargaron las bandas 4 (RED) y 5 (NIR) de Landsat en QGIS. Se utilizó la "Calculadora Raster" de QGIS
para aplicar la fórmula del NDVI. El resultado se guardó como un nuevo archivo raster en formato
GeoTIFF.
Clasificación del estado de la vegetación
Se establecieron cinco categorías para clasificar el estado de la vegetación basadas en los valores de
NDVI:
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Tabla 1. Clasificación de los valores de NDVI.
Categorías
Valor
Suelo desnudo o agua
-1 a 0.1
Vegetación muy escasa
0.1 a 0.2
Vegetación escasa
0.2 - 0.4
Vegetación moderada
0.4 - 0.6
Vegetación densa y saludable
0.6 - 1
Fuente: Díaz (2015)
RESULTADOS
A partir del procesamierno de la información con
Figura 3. – Histograma de la distribución de pixeles del NDVI
Los valores de píxel van aproximadamente desde -0.2 hasta 0.5, lo que es consistente con un índice de
vegetación normalizado (como el NDVI). La distribución es asimétrica, con la mayor parte de los
valores concentrados entre 0.2 y 0.5. El pico más alto se encuentra alrededor de 0.3-0.4, indicando que
la mayoría de los píxeles tienen valores en este rango. Esto corresponde a vegetación escasa a moderada
según la tabla 2. La frecuencia máxima alcanza casi 800 píxeles para algunos valores en el rango
mencionado.
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Tabla 2. – Resultados del NDVI de la microcuenca del río Sandalias
Categorías
Superficie (ha)
Porcentaje (%)
Suelo desnudo o agua
70,5
1,9
Vegetación muy escasa
190,8
5,2
Vegetación escasa
2235,6
60,8
Vegetación moderada
1177,1
32,0
Vegetación densa y saludable
---
---
Elaborado por: Los autores, 2024
El área correspondiente a suelo desnudo o agua en la microcuenca es de 70.5 hectáreas, lo que representa
el 1.9 % del total. Esto indica que una pequeña fracción de la microcuenca está compuesta por suelos
no vegetados o cuerpos de agua.
Figura 3. – Mapa del NDVI de la microcuenca del río Sandalias
Realizado por: Los autores
El área con vegetación muy escasa cubre 190.8 hectáreas, lo que equivale al 5.2 % de la microcuenca.
Este estado de vegetación sugiere una cobertura vegetal mínima, posiblemente debido a condiciones
adversas para el crecimiento de la vegetación. La mayor parte de la superficie de la microcuenca, 2235.6
hectáreas, está cubierta por vegetación escasa, lo que representa el 60.8 % del total. Esto indica que la
vegetación en esta área es insuficiente para ser considerada moderada o densa, y podría estar en un
estado de degradación.
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El área con vegetación moderada abarca 1177.1 hectáreas, lo que constituye el 32 % de la superficie
total de la microcuenca. Este nivel de vegetación es indicativo de una cobertura vegetal más saludable
y mejor desarrollada en comparación con las categorías anteriores.
DISCUSIÓN
Los resultados del análisis de la cobertura vegetal en la microcuenca amazónica estudiada revelan un
panorama complejo que merece una discusión detallada. La predominancia de vegetación escasa y
moderada, junto con la ausencia de vegetación densa y saludable.
La distribución de la cobertura vegetal, con un 60.8 % de vegetación escasa y un 32 % de vegetación
moderada, sugiere un ecosistema que podría estar experimentando cierto grado de degradación o
perturbación. En relación con lo que expresan Alarcón et al. (2016) las actividades antrópicas ponen en
riesgo la estabilidad de los ecosistemas de las microcuencas amazónicas. La presencia limitada de áreas
con suelo desnudo o agua (1.9%) indica que, a pesar de la escasez de vegetación densa, la microcuenca
mantiene algún nivel de cobertura vegetal en la mayor parte de su extensión.
La ausencia de vegetación densa y saludable (índice NDVI 0.6-1) es particularmente preocupante desde
una perspectiva ecológica. Según Armenteras et al. (2021), la vegetación densa en ecosistemas
amazónicos desempeña un papel crucial en la regulación del ciclo hidrológico, la fijación de carbono y
el mantenimiento de la biodiversidad. La falta de este tipo de cobertura podría indicar una disminución
en la capacidad del ecosistema para proporcionar estos servicios ambientales críticos.
Sin embargo, la presencia significativa de vegetación moderada (32% del área) ofrece un rayo de
esperanza. Como señalan Csillik & Asner (2020), las áreas con vegetación moderada en la Amazonía a
menudo representan etapas intermedias de regeneración forestal y pueden albergar una diversidad
considerable de especies. Estas zonas podrían servir como núcleos para la recuperación del ecosistema
si se implementan medidas de conservación y restauración adecuadas.
La distribución observada de la cobertura vegetal podría ser el resultado de múltiples factores. Ferreira
et al. (2023) identificaron la expansión agrícola, la tala selectiva y el cambio del uso de la tierra como
las principales causas de la degradación forestal en la Amazonía. Un estudio reciente de Silva Junior et
al. (2021) encontró que aproximadamente el 17% de la Amazonía muestra signos de degradación
forestal, con patrones similares a los observados en esta microcuenca.
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CONCLUSIONES
El estudio reveló una predominancia significativa de vegetación escasa y vegetación moderada, esta
distribución indica que la microcuenca está experimentando cierto grado de degradación o perturbación,
lo que podría tener implicaciones importantes para la sostenibilidad del ecosistema y la calidad de los
servicios ecosistémicos que proporciona.
Al ser una microcuenca con una incidencia antrópica importante muestra como las áreas se expanden a
lo largo del tiempo y por ello genera una importancia crucial para monitorear estos espacios para
prevenir una posible expansión que podría afectar negativamente la dinámica hídrica y la biodiversidad
local.
La aplicación de técnicas de teledetección como el NDVI, facilita la cuantificación precisa del estado
de la vegetación; así también, proporciona datos esenciales para implementar estrategias de manejo
sostenible que puedan revertir la degradación actual y promover la conservación de la microcuenca.
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