Propuesta metodológica para la ordenación territorial basada en criterios cuantitativos y ecológicos


Juan Carlos Santander Torres1

Universidad Bolivariana de Venezuela

  
    ÁGORA / Vol. 2, Número 2, mayo 2026 – noviembre 2026
Página 68 a la 85Recibido: 15/03/2026 | Aceptado: 20/04/2026

Methodological proposal for territorial planning based on quantitative and ecological criteria

Abstract. This research presents a methodology that employs quantitative criteria, such as artificial intelligence and geomatics techniques, to identify and delineate territorial ecological units. In our country, there are few approaches to methodologies that allow for the direct, effective, and practical definition of territorial ecological units using quantitative criteria. For this reason, it is necessary to develop and publish methodological frameworks for land use planning derived from ecological theory and the existing socio-environmental realities in the area, with a systemic view of the territory’s components and their underlying relationships (energy and material flows, interrelationships between environmental elements), which are essential for land use planning processes and decision-making. The methodology proposed and applied in this study facilitates territorial analysis and has proven to be a new alternative for ecology-based land-use planning studies.

Keywords: Ecological planning; systems theory; ecology.

Line of research: Eco-socialist planning of land use, energy and urban systems.

Proposta metodológica para o ordenamento territorial baseada em critérios quantitativos e ecológicos

Resumo. Esta pesquisa apresenta uma metodologia utilizando critérios quantitativos, incluindo técnicas de inteligência artificial e geomática, que permitem identificar e delimitar unidades ecológicas territoriais. No contexto nacional, existem poucas abordagens metodológicas que permitam obter de forma direta, efetiva e operacional a definição de unidades ecológicas territoriais com base em critérios quantitativos. Nesse sentido, torna-se necessário desenvolver e publicar esquemas metodológicos de ordenamento territorial derivados da teoria ecológica e das realidades socioambientais existentes na área, com uma visão sistêmica dos componentes do território e de suas relações subjacentes (fluxos de energia e materiais, inter-relações entre elementos ambientais), necessárias nos processos de ordenamento territorial e na tomada de decisões. A metodologia proposta e aplicada neste trabalho facilita a análise do território e demonstrou constituir uma nova alternativa para estudos de ordenamento territorial com base na ecologia.

Palavras-chave: Ordenamento ecológico; teoria dos sistemas; ecologia.

Linha de pesquisa: Planejamento ecossocialista do território, da matriz energética e dos sistemas urbanos.

Resumen. Esta investigación presenta una metodología usando criterios cuantitativos, como las técnicas de inteligencia artificial y geomática, que permiten identificar y delimitar unidades ecológicas territoriales. En nuestro país, existen pocas aproximaciones a metodologías que permita obtener de manera directa, efectiva y operativa la definición de unidades ecológicas territoriales usando criterios cuantitativos. Por esta razón, es necesario elaborar y publicar esquemas metodológicos de ordenamiento territorial derivados de la teoría ecológica y las realidades socioambientales existentes en el área, con una visión sistémica de los componentes del territorio y sus relaciones subyacentes (flujos de energía y materiales, interrelaciones entre elementos, ambientales), necesarias en los procesos de ordenamiento territorial y la toma de decisiones. La metodología propuesta y aplicada en este trabajo facilita el análisis del territorio y ha mostrado ser una nueva alternativa para los estudios de ordenamiento territorial con base en la ecología.

Palabras clave: Ordenamiento ecológico; teoría de sistemas; ecología.

Línea de investigación: Planificación ecosocialista del territorio, la energía y los sistemas urbanos.

  1. Introducción

La ecología puede ser vista como la historia de la ciencia; más aún, la historia de todos los saberes: de los saberes “científicos” y de los saberes “populares” de todos y cada uno de los diferentes pueblos que habitan la tierra desde la más remota antigüedad. Y dentro de ellos, particularmente, los saberes de todos los hombres y mujeres (recolectores, cazadores, agricultores, pescadores, entre otros), que en la historia de la humanidad han vivido en estrecho contacto con la naturaleza (Rodríguez Gómez, 1997). Esta ha ampliado progresivamente su objeto de estudio, incursionando con ello el objeto de muchas disciplinas y en diferentes direcciones, pasando de aspectos estructurales o estáticos, hacia los aspectos ecosistémicos o dinámicos. El estudio de los efectos de los asentamientos humanos sobre los ecosistemas, la valoración de los servicios ecosistémicos, o una mayor aceptación social de los esfuerzos de protección, demandan la incorporación de nuevos criterios en los esquemas de planificación del territorio. Gran parte de esta demanda se asocia a la falta de herramientas que permitan considerar los procesos ecológicos en la toma de decisiones y los estudios de planificación territorial.

En este sentido, la ordenación y planificación territorial no son actividades sencillas y simples, ya que se basan sobre el tratamiento de áreas que presentan características diferentes en términos ecológicos, económicos y sociales con componentes complejos que interactúan y se interrelacionan (Recalde y Zapata, 2007).

Por ello se plantea la necesidad de planificar la utilización de los bienes ambientales en el marco de los objetivos que contempla el desarrollo sustentable satisfaciendo necesidades presentes y teniendo en cuenta las oportunidades ofrecidas hacia futuras generaciones.

Con la ordenación territorial se busca “la rectificación de las estructuras resultantes” de un crecimiento económico más o menos espontáneo y de una explosión demográfica a veces incontrolada; que conllevan a problemas como:

  • Conflictos de uso de la tierra por incompatibilidad.
  • Aprovechamiento no sostenible de los recursos naturales.
  • Ocupación de áreas y amenazas naturales.
  • Necesidad de desarrollo de corredores viales, redes de transporte y de comunicaciones.
  • Expansión urbana desordenada.
  • Elevación de la competitividad territorial.
  • Desequilibrios en el acceso a servicios públicos y sociales en áreas urbanas y rurales.
  • Desequilibrios territoriales de la distribución de actividades y oportunidades de empleo.

La tenencia de la tierra improductiva, que en lo rural se manifiesta a través del latifundio y en lo urbano a través de las parcelas intra urbanas vacías y las tierras periurbanas en espera de ser incorporada a una poligonal urbana; son rémoras de una sociedad rentista contrapuesta a los objetivos de inclusión social y productiva (Colonnellos y Salas-Dueñas, 2004).

La existencia de estos problemas conlleva el desarrollo de metodologías planificadas de abordaje y prevención de situaciones relacionadas con desequilibrios territoriales, la ocupación y uso desordenado del territorio y las externalidades que provoca el desarrollo ligado al crecimiento económico. Como todo sistema, el territorial requiere de elementos de regulación que deben ser cubiertos por el sistema de planificación y gestión, los cuales están insertos en el proceso de ordenación territorial (Recalde y Zapata, 2007).

El enfoque ecológico dentro de la planificación territorial, implica realizar acciones inmediatas que permitan rescatar el equilibrio de la tierra y apuntalar los procesos económicos productivos del ser humano, sobre la base del respeto de los ciclos de la tierra, mediante el establecimiento de una relación distinta de los humanos con la naturaleza (AN, 2013).

En este sentido, el objetivo de este trabajo es presentar una metodología alternativa que permita delimitar de manera cuantitativa unidades de ecosistemas susceptibles a ser degradado por la actividad petrolera, como los son los presentes en la Faja Petrolífera del Orinoco Hugo Chávez (FPOHC), de manera de desarrollar una planificación territorial que estaría en armonía con la preservación de la vida en el planeta y la salvación de la especie humana, en este momento histórico, donde es necesario realizar esfuerzos sensibles y bien dirigidos en función de revertir las causas y efectos de las devastadoras crisis ambiental global que atentan contra la posibilidad de vida en el mundo.

  1. Aspectos metodológicos

2.1 Descripción de la metodología cuantitativa para la delimitación de unidades ecológicas

En el estudio de paisajes ecológicos se aplica la visión de la teoría general de sistema (TGS) promovida por Ludwig von Bertalanffy (1976), donde se consideran los cuerpos de estudio como un todo con sus componentes o subsistemas interactuando en sus funciones como una unidad de respuesta con la propiedad de poder ser mostrada espacialmente. Los métodos descritos incluyen un híbrido entre procedimientos manuales y automatizados, que intentan directamente o indirectamente, imitar los procesos de la lógica y la toma de decisiones aplicada por expertos. La metodología en primer lugar consiste en tres etapas como se muestra a continuación:

Etapa 1. Inventario y diagnóstico

En esta fase se recopila la información cartográfica base (centros poblados, vialidad, hidrografía y curvas de nivel) temática (clima, geología, geomorfología, hidrología, suelo, vegetación y fauna) y base de datos bibliográfica y documental suficiente para la verificación o caracterización.

Se homogeniza la información cartográfica base y temática (datum, proyección y sistema de coordenadas) para delimitación y cartografía de los componentes físico naturales, también se realiza un recorrido de campo preliminar y se define la escala de trabajo. Todo esto con la finalidad de un posible ordenamiento del territorio de acuerdo con sus capacidades y limitaciones (necesidades y carencias) ecológicas, económicas, socioculturales y políticas, Bennett, Uribe y Cano (2006).

Con estas actividades de inventario y diagnóstico de los bienes ambientales y del estudio básico de los sistemas ambientales y sociales de un área determinada, se sientan las bases, para una correcta evaluación, planificación y ordenación de ecosistemas, basada en una metodología fundamentada en las relaciones biológicas que se producen en el espacio, lo que da mayor peso al componente ecológico.

Etapa 2. Análisis y procesamiento de datos e información y mapeo predictivo de ecosistemas

La información base y temática recopilada, en la etapa de inventario y diagnóstico, se procesa y se presenta de manera que permita realizar análisis usando los sistemas de información geográfica y los algoritmos de inteligencia artificial (la lógica difusa y los agrupamientos neuroborrosos).

En muchos países y regiones, los altos costos, el bajo índice de progreso, y los inciertos niveles de exactitud predictiva utilizando métodos convencionales de clasificación y cartografía en la generación de mapas ecológicos, han dado lugar al desarrollo de métodos alternativos cuantitativos y automatizados como el Mapeo Predictivo de los Ecosistemas (MPE).

El MPE es una variante de una tendencia mundial más grande hacia la utilización de modelos de predicción, se aplica a los conjuntos de datos digitales disponibles, para predecir, la distribución espacial más probable de las condiciones de un lugar, las clases ecológicas o suelos, en forma rápida y de manera rentable.

Esta etapa se caracteriza, por la importancia que tienen las variables productos de la geomorfometría como lo son la forma del relieve, la topografía, la inclinación de la pendiente, aspecto, posición, % y de forma pendiente, orientación como criterios clave para diferenciar las unidades de nivel inferior en el sistema que pueden ser extraída mediante el análisis de un modelo de elevación digital y la posición de pendiente.

Cada unidad ecológica delimitada se define como el promedio lineal ponderado de una serie de atributos, donde los valores de atributos se calculan en términos de funciones de pertenencia difusa que relacionan el valor de un parámetro (por ejemplo, grado de pendiente) a la probabilidad de que el valor que coincide con el concepto de la clase utilizada para definir el atributo (por ejemplo, pendientes pronunciadas).

Según MacMillan, Torregrosa, Moon, Coupé y Philips (2009). el MPE debe considerarse como un modelo análogo muy cercano al de cartografía predictiva del suelo, que se basa en aplicar el modelo de suelo-paisaje. La clasificación de unidades ecológica se define como una delimitación cartográfica de distintas áreas ecológicas, identificadas por su geología, la topografía, los suelos, la vegetación, las condiciones climáticas, la fauna, recursos hídricos, así como los factores antrópicos.

En este sentido, y basado en MacMillan et al. (2009), se define la unidad ecológica en función de una interpretación integral y sistémica de la información básica generada en la investigación y la existente de suelo, clima, geología, geomorfología, vegetación, fauna, usos potenciales y actuales, así como lo referente a las amenazas naturales y el riesgo dado por el desarrollo de las actividades desarrolladas en el área.

En la delimitación cuantitativa de unidades ecológicas, las redes neuronales (algoritmos matemáticos que procesan grandes volúmenes de datos ambientales para clasificar automáticamente paisajes complejos mediante el reconocimiento de patrones no lineales) identifican los límites de los ecosistemas, mientras que la lógica borrosa (un sistema lógico que asigna valores de pertenencia continua entre 0 y 1 en lugar de categorías binarias rígidas) permite modelar con precisión las zonas de transición o ecotonos donde las condiciones ambientales se superponen de forma gradual. Esta metodología propone un modelo espacial para la definición de unidades de ordenamiento basado en características ecológicas, con lo cual se propone alcanzar una armonía entre las necesidades humanas y la conservación de los bienes ambientales.

Esta etapa de análisis y procesamiento de la información concluye con la elaboración del mapa de unidades ecológicas en función de atributos claves obtenidos del análisis geomorfometrico y de percepción remota.

Etapa 3. Planificación y gestión ambiental: Propuesta de Ordenamiento Ecológico Territorial (OET)

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son herramientas clave para el ordenamiento ecológico territorial. Su importancia radica en que permiten superponer mapas temáticos con variables ambientales y sociales; mediante operaciones lógicas, identifican áreas aptas para conservación o zonas de conflicto por uso de suelo (Ruiz y Trelles, 2003).

En esta etapa los mapas de unidades ecológicas preliminares, producto del mapeo predictivo ecológico, son revisados con el fin de verificar la extensión espacial y el patrón de clases ecológicas predichos, para evaluar el grado en que la unidad ecológica delimitada de manera predictiva corresponde con las esperadas. Las evaluaciones se hacen en la medida en que las entidades previstas siguen una secuencia lógica y esperada con base a la posición de relieve, la exposición, las condiciones de humedad y el gradiente de pendiente.

Esta evaluación requiere de alguien con amplia experiencia para determinar si cada clase interpretada aparece aproximadamente en las ubicaciones geográficas correctas. Con esto se busca evaluar si porcentaje de clases de unidades delimitadas coincide con el porcentaje de clases de unidades reales observadas en el campo, a lo largo de transectos lineales al azar.

Una vez obtenidas y definidas las unidades ecológicas, la planificación y ordenación del territorio estará fundamentada en una metodología, donde la base de sustentación ecológica influye en la localización de las actividades económicas que se sugieren; el desarrollo municipal y regional que se desea y la integración funcional del territorio a que se aspira.

A partir de la base teórica que sustenta esta metodología con visión sistémica y con base en la teoría ecológica, se evalúa y evidencia el potencial y compatibilidad de las unidades ecológica delimitadas, lo cual permite proponer los diferentes usos, con base en criterios ecológicos con expresión espacial.

Los atributos sistémicos del paisaje, sintetizan los mecanismos y vías mediante las cuales, surge y se sustenta la eficiencia ecológica del sistema. Los paisajes son la base geoecológica espacio – temporal de los sistemas políticos, económicos y sociales, en los que se pretende incorporar la sustentabilidad ambiental (Mateo, 2000). Forman y Godron (1986), agregan que, para alcanzar la sustentabilidad, debemos lograr una estabilidad en lo que llama “variables básicas que caracterizan la integridad ecológica” (como suelo y biodiversidad) y de esa manera, los paisajes serán sostenibles a largo plazo.

En este sentido, es preciso considerar a la sustentabilidad ecológica inherente a los paisajes, como concepto clave en la construcción teórica del proceso de desarrollo sostenible, para así articular la explotación de los recursos de los territorios, con las potencialidades y propiedades de los sistemas ambientales, lo que hace necesario incorporar la planificación ambiental al proceso de toma de decisiones.

El Ordenamiento Ecológico Territorial (OET) es una guía estratégica que orienta las inversiones públicas y privadas para conciliar intereses sectoriales y prevenir conflictos ambientales. Para su desarrollo, es importante usar Sistemas de Información Geográfica, ya que analizan variables territoriales de forma conjunta para crear unidades ecológicas homogéneas.

Según Barredo (1996), normalmente cuando se trata de la inclusión de un set de factores que condicionan directamente la aptitud de un territorio, se utiliza la Evaluación Multicriterio (EMC) para ayudar en procesos de análisis espacial y obtención de resultados acordes al cumplimiento de cada uno de los criterios aplicados y en la validación de los mismos basada en la revisión permanente de las variables consideradas y métodos aplicados para la construcción de áreas potenciales.

Con el fin describir de manera más detallada la metodología propuesta, se han planteado 12 pasos, que como se mencionó incluyen un hibrido entre procedimientos manuales, y automatizados, que se desarrollan y aplican ampliamente, basado en modelos conceptuales y relaciones entre los componente bióticos y abióticos de los ecosistemas (FIG. 1).

Etapa
Pasos
Descripción
Inventario y Diagnostico (1)
Paso1Recopilación de información bibliográficaRecopilación de información de estudios de línea base, informes de proyectos, artículos arbitrados
Paso2Recopilación de información cartográficaRecopilación de mapas bases en formato físico y digital, mapas temáticos en formato digital, bases de datos existentes, información base y temática en formato shape, imágenes de satélite entre otros
Paso 3Generación de cartografía baseSe realiza la digitalización, la georreferenciación de las cartas y la vectorización de la información base, y temática bajo un mismo datum, proyección, y sistema de coordenadas.
Análisis y procesamiento de los datos. Mapeo predictivo de ecosistemas (2)
Paso 4Interpretación de imágenes de satéliteSe utilizan imágenes Satélite, usando las combinaciones de bandas que permitan inferir el tipo y la densidad de la cubierta vegetal, esto ha sido una consideración necesaria para la clasificación de las unidades ecológicas. A partir de su procesamiento se obtiene el mapa de vegetación y el índice de vegetación utilizando los SIG y la teledetección. (Erdas IMAGINE, SAGA GIS).
Paso 5Rasterización de la cartografía base y temática a la escala mayor o igual a la escala de trabajoUna vez digitalizada, georreferenciada y vectorizadas la información base de (centros poblados, vialidad, hidrografía y curvas de nivel) y temática (suelo, uso, y cobertura) esta es rasterizada utilizando los SIG (ARCGIS).
Paso 6Generación del Modelo Digital de Elevaciones (MDE)A partir de las curvas de nivel y la hidrografía se genera el MDE utilizando los SIG. ( ARCGIS)
Paso 7Análisis Geomorfométrico (SAGA GIS)El MDE es la pieza clave del análisis geomorfometrico. Las capas derivadas del MDE resultante, permite generar información auxiliar necesaria para la delimitación de unidades geomorfometricas, estas capas son preparadas para ser utilizadas en el proceso de mapeo ecológico predictivo.
Paso 8Aplicación de técnica de inteligencia artificial, lógica borrosaAnálisis de los atributos geomorfometricos a través del agrupamiento neuroborroso (FKCN) (Viloria, 2007) Se evalúa el agrupamiento de pixeles (centroides de cada grupo) según el número de clases y el exponente de borrosidad, con esto se obtiene el mapa de unidades ecológicas.
Paso 9Zonificación de las unidades ecológicasSe define cada una de las unidades con el promedio lineal ponderado de una serie de atributos, donde los valores de atributos se calculan en términos de funciones de pertenencia difusa que relacionan el valor de un parámetro.
Planificación, ordenamiento territorial y gestión ambiental
Paso 10Validación de las unidadesLas cuadrículas iníciales que representan la extensión espacial y el patrón de predicho de las clases ecológicas son revisados visualmente para evaluar el grado de concordancia entre los patrones predichos y los existentes. La predicción debe ser igual o mayor al 65 % de precisión según MacMillan et al. (2009).
Paso11Descripción de las unidades ecológicas de ordenamientoSe describe la unidad ecológica, según sistema de clasificación de ecosistemas propuesto por Berroterán (2004).
Paso12Propuesta de Ordenamiento Ecológico TerritorialUna vez que se validan y definen los mapas de las unidades ecológicas generados por métodos predictivos, se realiza la propuesta de unidades de ordenamiento en función a las características ecológicas de cada unidad.

FIG. 1.Metodología de delimitación de unidades ecológicas usando criterios cuantitativos
Fuente: Elaboración propia

  1. Resultados y Discusión

3.1 Aplicación de la metodología propuesta: Recorridos de campo

El área de estudio se encuentra dentro del Campo Boyacá de la Faja Petrolífera del Orinoco Hugo Chávez Frías (FPOHC), en el estado Guárico, República Bolivariana de Venezuela, es un área que ha sido definida en función de sus potencialidades como productor de petróleo, y es el mayor reservorio de crudos conocido en el mundo. Esta zona se encuentra en las coordenadas UTM (Datum REGVEN y Elipsoide GRS80 en Huso 19 N) 795000 – 804.119 este y 885000 – 925000 norte, con lo cual abarca aproximadamente unas 128808 ha.

Se realizaron tres actividades de campo, durante los años 2009, 2010 y 2011, la primera de ellas tenía como fin verificar los límites del área de estudio y actualizar algunas toponimias, la segunda actividad de campo el chequeo del mapa base y verificación de algunos perfiles de suelo, mientras que en la tercera se realizó el chequeo del mapa de vegetación preliminar y la validación de las unidades ecológicas delimitadas con base en metodologías tradicionales y la propuesta, en todas las actividades de campo se realizaron avistamiento de fauna.

A partir de las dos imágenes Spot de 2009, se generó una imagen compuesta por medio de una operación llamada mosaico, de dicho mosaico se extrajo el recorte del área de estudio, la clasificación no supervisada de la imagen compuesta se llevó a cabo mediante la aplicación del algoritmo de agrupamiento ISODATA (Interactive Self-Organizing Data Analysis Algorithm) y con el apoyo de la cartografía descrita anteriormente, vale la pena destacar que este proceso es de clasificación es hibrido.

Una vez verificada la información del mapa preliminar de vegetación en campo se realizó la interpretación supervisada de las imágenes, la asignación de los píxeles a las clases seleccionadas se llevó a cabo con el criterio de decisión de la máxima verosimilitud (ERDAS, 1999). La distribución de las diferentes formaciones vegetales está muy relacionada con la geomorfología y los tipos de suelo, así en las mesetas y cerros con suelos líticos y arenosos se dan las sabanas edáficas y las sábanas herbáceos y arbustivas; las vertientes rocosas de los cañones y gargantas casi no tienen vegetación y los fondos de valles y depresiones mantienen una vegetación arbustiva y arbórea que va desde las diversas etapas de la sucesión vegetal hasta el bosque (FIG. 2).

FIG. 2. Mapa de vegetación del área de estudio
Fuente: Elaboración propia

Esta distribución demuestra como la vegetación refleja las diversas condiciones ecológicas del medio, por ello, se convierte, de hecho, en una expresión integradora de todos los factores ambientales (Monasterio y Sarmiento 1975). La distribución de bosques y sabanas parece estar relacionada con un gradiente topográfico de disponibilidad de humedad en los suelos, ya que los bosques y morichales se presentan en las terrazas y vegas de los valles, en forma de franjas continuas y angostas a lo largo de los ríos, mientras que las sábanas arbustivas predominan en las partes más altas del relieve.

En este estudio, se calculó el índice de vegetación normalizado (NDVI) a través del programa SAGA GIS 2.0.8 y utilizando las bandas 4 que es la del infrarrojo cercano y la 3 que es la banda roja visible, de 2 imágenes de satélite SPOT 5 del año 2009 del área de estudio, lo que permitió discriminar las zonas con mayor actividad clorofílica.

3.2 Modelo Digital de Elevación (MDE) y Análisis Geomorfométrico

Un MDE, modelo digital de elevación no solamente contiene información explícita acerca de la altitud en un área muestreada en diversos puntos (MDE o TIN) o celdillas (modelo raster) sino que también aporta información relativa a las relaciones (distancia y vecindad) entre los diferentes valores de altitud. Ello permite el cálculo, a partir de diversos procedimientos de álgebra de mapas, y de nuevas variables topográficas. Las medidas geométricas derivan de la caracterización matemática local del relieve, sobre la cual se aplican conceptos fundamentales de geometría diferencial, basadas en derivadas de primer grado (pendiente, orientación, sombreado) y segundo grado (las diferentes curvaturas, flujos y áreas acumuladas, extracción de redes de drenajes entre otros) (Olaya, 2014). En este sentido, se realizó el Análisis Geomorfométrico usando SAGA GIS el cual generó diferentes atributos derivados del modelo digital de elevación, los cuales se definen en la (FIG. 3).

NoVariable
Descripción
Método / referencia
1AlturaSe conoce también como gradiente topográfico, y está relacionado con el valor representado por cada píxel en un modelo digital de elevación (MDE).SAGA terrain analysis module (ZEVENBERG & THORN 1987)
2Nivel de base de la red de drenaje (CNBL)Representa la red de canales de elevaciones del nivel de base interpoladas.SAGA Terrain analysis module (OLAYA & CONRAD 2008)
3Altitud por encima de la red de canales (ACN)Representa la altitud sobre la red de canales en las mismas unidades que los datos de elevación.SAGA Terrain analysis module (OLAYA & CONRAD 2008)
4PendienteEs la tasa de cambio de la altitud en dirección descendente, y está referida a la inclinación que presenta la superficie del terreno con respecto a un plano imaginario horizontal.Burrough y McDonnell (1998)
5Índice de humedad (Wetness index )Tendencia de una celda para producir escorrentía, considerando que un área con mayor humedad es más propensa a saturarse.SAGA Terrain analysis module (OLAYA & CONRAD 2008)
6Factor LSErosión donde se representa la pérdida de masa de suelo por unidad de áreaSAGA Terrain analysis module (OLAYA & CONRAD 2008)
7Plano de curvaturaCurvatura en dirección transversal a la pendiente o cambio de la pendiente con la distancia en dirección transversal (curvatura horizontal).SAGA terrain analysis module (ZEVENBERG Þ 1987)
8Perfil de curvaturaCurvatura en dirección de la máxima pendiente o tasa de cambio de la pendiente en dirección vertical.SAGA terrain analysis module (ZEVENBERG & THORN 1987)

FIG. 3. Definición de variables geomorfométricas para el área de estudio
Fuente: Elaboración propia

3.3 Delimitación de unidades ecológicas según criterios cuantitativos

La delimitación está basada en el número óptimo de clases geomorfométricas, y las características fundamentales del modelo digital de elevación del área de estudio, así como sensibilidad del modelo al número de variables ambientales.

3.3.1 Número óptimo de clases geomorfométricas

El número de clases geomorfométricas más adecuado se obtuvo con 8 clases, a partir del modelo de 30 metros, se evaluó el agrupamiento de pixeles con un numero de clase igual a 12 y un coeficientes de borrosidad (Ф= 1,3). Se realizaron tres clasificaciones utilizando diferentes variables ambientales de entrada en grupo de cinco variables de entrada (cinco neuronas) y 12 clases como salida y los valores de membrecías correspondientes a cada salida (FIG 4).

Primera clasificaciónSegunda clasificaciónTercera clasificación
FLSFLSIW
Perfil de curvaturaCNBLACN
CNBLAlturaAltura
AlturaNDVINDVI
NDVIPlano de curvaturaPendiente

FIG. 4. Grupo de variables geomorfométricas usadas en las clasificaciones
Fuente: Elaboración propia

La primera y la segunda clasificación fueron muy borrosas, mientras que la tercera permitió una mejor distinción de clases. La aplicación del enfoque neuro-borroso genera límites borrosos entre clases, los cuales posteriormente son discretizados o transformados en límites rígidos. Para la obtención de dichas unidades se ingresaron los datos de cada variable de entrada en formato ASCII para generar una matriz de variables; luego se realizó el entrenamiento de la red neuronal FKCN, especificando los parámetros de aprendizaje (número de clases: 6-12; exponente de borrosidad: 1,9-2.; error de convergencia: 0,0001-0,001; número de iteraciones: 20.

La red entrenada generó cuatro archivos de salida: 1) Topology.txt, el cual guarda la estructura de la red entrenada; 2) Statistics.txt, contiene las estadísticas del modelo generado, tales como el FPI, el error final de convergencia, la media, máximo y mínimo de cada uno de los centroides, entre otros; 3) Convergence.txt, donde se almacena el error de convergencia por cada época de generación del modelo; y 4) Fkcn_map.asc, este archivo contiene el mapa generado en formato ASCII, de acuerdo con la topología generada. El mapa se puede visualizar en el sistema FKCN o en cualquier programa SIG, previa conversión del formato (e.g. ASCII a Raster) (Tovar, Valera, Hernández y Vásquez, 2014).

Las unidades obtenidas generadas a través una clasificación cuantitativa no supervisada, en una red de agrupamiento borroso de Kohonen (FKCN), y el modelo de elevación de 30 mts, fueron interpretadas a partir de la distribución espacial, los centros de clases y las funciones de pertinencia generadas por la clasificación neuroborrosa. La interpretación de las unidades ecológicas, en función de criterios cuantitativos se muestra en la (FIG 5), donde se presenta el valor de los centroides de cada una de las clases geomorfométricas de los modelos generados por el FKCN.

FIG. 5. Valores del concepto central de cada clase digital de superficie de terreno identificada en el área de estudio
Fuente: Elaboración propia

La salida del sistema de clasificación FKCN permitió delimitar las diferentes unidades que difieren de las unidades adyacentes en las características basadas en las variables geomorfometricas y resultado de la percepción remota. Por lo tanto, se requieren diferentes criterios para la definición de cada unidad ecológica.

La aplicación de la clasificación las unidades ecológicas, basadas en los atributos ambientales derivados de modelos digitales de elevación (MDE) e imágenes de satélite, permiten evidenciar la influencia de los factores de formación de los suelos, en la delimitación de unidades ecológicas, principalmente por dominio del relieve y la vegetación, ya que el material parental está influenciado por la formación las diferentes formaciones geológicas presente en el área y el clima es uniforme en toda la zona, manifestándose geomorfológicamente en forma similar a través del tiempo (CVEASIACA, 2014).

3.4 Zonificación de las unidades ecológicas

Una de las tareas básicas más importantes en toda investigación en ecología del paisaje, es distinguir, clasificar y cartografiar las unidades que existen en un territorio (Quintela, 1995; Salinas, 1991). Es por ello que la delimitación de unidades territoriales integradas, está precedida de un inventario de datos sectoriales, estrictamente orientados hacia el estudio de las combinaciones e interacciones sobre los elementos restantes del ambiente.

La diferenciación, clasificación y cartografía de las unidades del paisaje constituye la base para el análisis y la construcción del modelo de ocupación del territorio, el cual responde a las regularidades de formación, desarrollo y diferenciación de los geosistemas. La expresión espacial de acuerdo con la topología generada como parte de la metodología propuesta con criterios cuantitativos para delimitar unidades ecológicas (FIG. 6).

FIG. 6. Mapa de unidades ecológicas delimitadas usando criterios cuantitativos
Fuente: Elaboración propia

Esto ha sido posible debido a que ambas técnicas presentan un denominador común orientado hacia el tratamiento de tareas que involucran el procesamiento de cantidades masivas de información, de tipo redundante, imprecisa, incierta y con ruido. Por lo tanto, ambos enfoques son útiles para modelar procesos complejos no lineales (Martín del Brío y Sanz, 2007) citado por (Tovar et al, 2014).

La red autoorganizada descubre rasgos comunes, regularidades, correlaciones o categorías en los datos de entrada, e incorporados a su estructura interna de conexiones. Se dice, por tanto, que las neuronas deben auto organizarse en función de los estímulos (datos) procedentes del exterior.

En esta investigación, el análisis se basó en las variables geomorfometricas y productos de interpretación de imágenes de satélite, que generalmente en los análisis de delimitación de unidades ambientales tradicionales son utilizadas como datos de referencia, dándole más peso a las variables socioeconómicas.

La delimitación y clasificación de unidades ecológicas propuesta, representa una alternativa, ya que utiliza información existente producto de la recopilación, y emplea criterios cuantitativos que pueden ser aplicados a información proveniente de cualquier área. Lo que coloca a los métodos de delimitación de unidades ecológicas convencionales en desventaja, ya que, sus normas y procedimientos no son siempre consistentes, replicable o están rigurosamente documentado, y además de ser costosos, se necesita tiempo para aplicarlo, y pueden estar propenso a errores.

En este sentido la geomática, a través de los sistemas de información geográfica y la teledetección, brinda criterios cuantitativos para la delimitación de unidades ecológicas territoriales, como la base para realizar una verdadera gestión ambiental, que no solo permiten capturar, almacenar y organización de los datos, sino de análisis espacial y presentación de la información que ayuda en la toma de decisiones sobre la planificación del uso del territorio.

Las características de las unidades ecológicas fueron descritas según la metodología de Berroterán (2004), considerando el sexto nivel de abstracción, el cual está conformado por la Unidad de Ecológica. Este nivel aplica para estudios detallados, se utiliza para definir los elementos que componen los diferentes ecosistemas, y sería la unidad básica de muestreo y estudio (FIG. 7).

Se describieron 12 unidades ecológicas, dentro de las cuales tenemos que las altiplanicies y las colinas bajas están ubicadas en los Llanos Altos Centrales, así como los valles con presencia de morichales, mientras que las planicies aluviales y eólicas están más asociadas a Los Llanos bajos.

ID
Unidades Ecológicas
Descripción de las Unidades Ecológicas
Área ha.
Porcentaje (%)
1Unidad Ecológica 1 (UE1)Altiplanicies de Mesa (El Salado, La Melena y Rabanal), con alta pedregosidad, 9,31 % de pendiente, suelos Typic Kandiustuls Aquic Dystrustepts, 80% coraza superficial, y sabana poco arbolada de T. spicatus, C. americana, B crassifolia y B virgiloides con uso orientado a la Horticultura de tierras bajas y fruticultura comercial, Agricultura de subsistencia.3830,182,97
2Unidad Ecológica 2 (UE2)Alplanicie de colina-glacis, con suelos escarpados-pedregosos, con 3,48 % de pendiente, suelos Paleustuls, Colinas, alto % de fragmentos de coraza, Tipic Kandiustuls Tipic Dystrustepts, Oxic Dystrustepts Aeric Epiaquepts, y Sabana Poco Arbolada de T. spicatus, C.americana, B crassifolia y B virgiloides con uso Fruticultura comercial y Agricultura de subsistencia.25751,8719,99
3Unidad Ecológica 3 (UE3)Altiplanicie de ejes_lomas_colinas escarpadas, con 3,39% de pendiente, suelos pedregosos con suelos Plinthic Kandiustuls, Aquic Dystrustepts, 80% coraza ,Tipic Kandiustuls Tipic Dystrustepts y Sabana Medianamente Arbolada de B coccolabaefobia, P carinatum, Ch tajera, C. moschata y V.venezuelana. Horticultura de tierras bajas y fruticultura comercial, Agricultura de subsistencia.4434,223,44
4Unidad Ecológica 4 (UE4)Colinas bajas ligeramente disectadas, con 3,12 % de pendiente, suelos Dystric Haplustepts Typic Dystrustepts Destrice sabana medianamente arbolada de Trachypogon spicatus, C.americana, B crassifolia y B virgiloides Horticultura de tierra baja, Agricultura de subsistencia, plantaciones.2270,591,76
5Unidad Ecológica 5 (UE5)Planicie aluvial de explayamiento, con 2,64 % de pendiente suelos pedregosos en posiciones altas Tipic Kandiustuls Tipic Dystrustepts, Tipic Kandiustuls Tipic Dystrustepts, Sabana de densa a medianamente arbolada de Axonopus purpusii y Chamaecrista tagera con bosquetes de Cassia moschata y Vochysia venezuelana Ganaderia semi intensiva4527,453,51
6Unidad Ecológica 6 (UE6)Planicie aluvial, con 1,93 % de pendiente, suelos Plinthic Kandiustuls, Oxic Dystrustepts, Tipic Usthorthens, Tipic Dystrustepts, Dystric Haplustepts con Sabanas inarboladas de ciperáceas, Horticultura de tierra baja, Agricultura de subsistencia, plantaciones.20754,5416,11
7Unidad Ecológica 7 (UE7)Planicie Aluvial de explayamiento, con bajos inundables, con 1,51 % de pendiente, suelos, Oxic Dystrustepts, Aeric Epiaquepts, Plinthic Kandiustuls Aquic Dystrustepts con S. nitens, P. subciliatum, S. setosum, P. laxum, P. millegrana, Horticultura de tierra baja, Agricultura de subsistencia.15756,312,23
8Unidad Ecológica 8 (UE8)Planicie eólica con 1,40 % de pendiente, suelos Tipic Aquic Quartzipsamments Sabana de alta densidad de C. americana con presencia de dunas Ganadería extensiva, plantaciones forestales.21038,9816,33
9Unidad Ecológica 9 (UE9)Plano inclinado ligeramente disectado con 2,78 % de pendiente, suelos Oxic Dystrustepts – Aeric Epiaquepts Sabana Medianamente Arbolada de Trachypogon spicatus, C.americana, B crassifolia y B virgiloides y uso orientado a Horticultura de tierra baja, Fruticultura comercial, plantaciones.6206,274,82
10Unidad Ecológica 10 (UE10)Valle Aluvial con 1,56 % de pendiente suelos inundables, Aquic Ustipsamments; Tropaquepts, Ustropepts con Bosque siempre verde de alto a medianamente arbolado de E.dubia, L. ollaria Horticultura de tierra baja , Agricultura de subsistencia11952,829,28
11Unidad Ecológica 11 (UE11)Valles Coluvio Aluviales con, 2,68 % de pendiente, suelos Aquic Ustipsamments, Asociación de Palma Moriche medio denso de palma moriche de Maurixia flexuosa, y Bosque Siempre Verde Periódicamente Inundables, de B. surinamensis, S globulifera. Horticultura de tierra baja, Agricultura de subsistencia10375,548,06
12Unidad Ecológica 12 (UE12)Valles coluviales, con 2,26 % de pendiente, suelos Inundables Tipic Usthorthens Oxic Dystrustepts, Aeric Epiaquepts Bosque siempre verde medianamente arbolado de E.dubia, L. ollaria Horticultura de tierra baja , Agricultura de subsistencia.1908,731,48

FIG. 7. Descripción de las unidades ecológicas
Fuente: Elaboración propia

3.5 Propuesta de Unidades Ecológicas de Ordenamiento

La propuesta de unidades ecológicas territoriales, en este estudio, está basada en características ecológicas, vistas como el fundamento de la planificación territorial, la delimitación de unidades no ha de considerarse como un fin en sí misma, sino solo un medio para enfrentar la realidad ecológica y geográfica necesaria para proponer un modelo de ocupación del territorio.

En este sentido basado en la información de las zonas con restricción para la implantación de usos petrolero y urbano, se propone doce unidades ecológicas de ordenamiento con las cuales se busca asegurar la prestación continuada de los servicios ecológicos de estas unidades en vez de permitir la expansión para el uso petrolero y urbana que potencialmente pudiera limitar las mismos.

En la (FIG. 8) se muestran unidades ecológicas de ordenamiento y el uso propuesto según los criterios antes señalados para las doce unidades ecológicas y como estas se agrupan en tres unidades ecológicas de ordenamiento.

IDUnidades EcológicasÁrea ha.Unidad Ecológica de OrdenamientoUsos potenciales
1Unidad Ecológica 1 (UE1)3830,18Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO1)Agroturismo, Uso Pecuario y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión).
2Unidad Ecológica 2 (UE2)25751,87Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO1)Agroturismo, Uso Pecuario y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión)
3Unidad Ecológica 3 (UE3)4434,22Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO1)Agroturismo, Uso Pecuario y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión)
4Unidad Ecológica 4 (UE4)2270,59Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO1)Agroturismo, Uso Pecuario y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión).
5Unidad Ecológica 5 (UE5)4527,45Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Corredores de conservación Ecoturismo (Manejo y aprovechamiento de Fauna silvestre).
6Unidad Ecológica 6 (UE6)20754,54Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Corredores de conservación Ecoturismo (Manejo y aprovechamiento de Fauna silvestre).
7Unidad Ecológica 7 (UE7)15756,3Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Corredores de conservación Ecoturismo (Manejo y aprovechamiento de Fauna silvestre).
8Unidad Ecológica 8 (UE8)21038,98Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Corredores de conservación Ecoturismo (Manejo y aprovechamiento de Fauna silvestre).
9Unidad Ecológica 9 (UE9)6206,27Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO1)Agroturismo, Uso Pecuario y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión).
10Unidad Ecológica 10 (UE10)11952,82Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Conservación: Área protegida por legislación ambiental.
11Unidad Ecológica 11 (UE11)10375,54Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Conservación: Área protegida por legislación ambiental.
12Unidad Ecológica 12 (UE12)1908,73Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO2)Conservación: Área protegida por legislación ambiental.

FIG. 8. Unidades ecológicas de ordenamiento y uso propuesto
Fuente: Elaboración propia

Unidad Ecológica de Ordenamiento 1 (UEO) 1: Áreas con potencial para el Agroturismo, agricultura ecológica o de bajo insumos y establecimiento de pasto (debido a condiciones de baja fertilidad y erosión) representada por las unidades ecológicas UE1, UE2, UE3, UE4 y UE 9. Vale la pena destacar que agroturismo es las actividades turísticas que más llama la atención en la actualidad, ya que implica un acercamiento estrecho con la naturaleza, una forma de observar el entorno natural, sacar el máximo provecho turístico y ayudar por ende la comercialización de los productos resultantes de esta práctica (Gabatel Ciol, 2008).

La adaptación de este tipo de uso promovería la permanencia de los productores agrícolas, silvicultores, y acuicultores, solos o asociados, en las zonas rurales, valorar los productos típicos locales, con particular resguardo de los productos biológicos. Ofrecer nuevas y diversificadas oportunidades de uso del tiempo libre en el ambiente rural. Permitir el ejercicio en establecimientos agro-silvopastoriles y de acuicultura, de actividades económicas integradas con las actividades agrícolas, tendiendo a las realidades ecológicas de la región.

Unidad Ecológica de Ordenamiento 2 (UEO) 2: Está representada por Corredores ecológicos de Conservación, representado por tierras protegidas, libres de construcción, circundantes de la ciudad, con el fin de conservar ecosistemas estratégicos y frenar el crecimiento urbano. Dentro de estas áreas se encuentran las planicies aluviales presentadas por las unidades ecológicas UE5, UE6 y UE7 y la planicie eólica representada por UE8.

Unidad Ecológica de Ordenamiento 3 (UEO) 3: Serian las áreas protegidas por legislación ambiental venezolana, ley de bosques, ley de agua, decreto de protección de morichales, los morichales son ecosistemas claves ya que en ellos se encuentra especies de flora y fauna representativas de la región, las cuales están representadas por los valles aluviales y coluvio aluviales y coluviales agrupados en las UE 10, UE 11 y UE 12.

Solo después de delimitar las unidades territoriales de acuerdo con las características físico natural, se aborda la problemática socio territorial en cada una de ellas, al visualizar el posible impacto por el emplazamiento de una refinería de petróleo en el área de estudios, y dilucidar las áreas más aptas para usos específicos tales como: industrial, petrolero, urbano, conservación, agrícola.

Si bien el uso del área es conforme para el desarrollo de la actividad industrial petrolera y uso urbano, las cuales igual son impactadas por esta actividad en menor proporción, estas en algunos casos poseen difícil acceso y existen ecosistemas de morichales en sus adyacencias como es el caso de las zonas ubicadas al noreste del área de estudio y en la cercanía del Parque Nacional Aguaro Guariquito.

  1. Conclusiones

• La metodología de delimitación de unidades ecológicas utilizando criterios cuantitativos facilita el análisis del territorio. Tiene como principio el uso de la información ya existente, con el fin de reducir los costos de levantamiento de información en campo.

• El uso de criterios cuantitativos como la geomática y la inteligencia artificial a través de las redes neuronales y la lógica borrosa, representan una herramienta para la delimitación de unidades ecológicas las cuales pueden ser validadas y complementadas por el juicio de expertos, eliminando así el problema de la subjetividad de los grupos de evaluadores, cuya experiencia es muy representativa, pero no deja de ser sesgada y sus normas y procedimientos no son siempre consistentes, replicable o rigurosamente documentado, además se necesita tiempo para aplicarlo, y pueden estar propenso a errores.

Las Unidades Ecológicas resultantes son áreas del territorio con características físico naturales, biológicas y de relieve muy similares, delimitadas mediante tecnología geoespacial e inteligencia artificial. Su mapeo permite planificar un uso del suelo adecuado que equilibra el desarrollo económico con la conservación ambiental.

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1 Biólogo. Doctor en Ciencias Mención Ecología.
Director General de Políticas de Gestión y Conservación de Ecosistemas (E) Ministerio del Poder Popular para Ecosocialismo. Venezuela.