Caracterización y dinámica del uso del suelo post-desmonte en el Chaco semiárido del Noroeste Argentino

Abstract

En la región del Chaco semiárido argentino ocurrieron importantes modificaciones del paisaje natural, principalmente asociadas a la expansión de las actividades agrícolas y ganaderas. La extensión, el tipo de cambio y el tiempo de perturbación de estas transformaciones generan cambios en diferentes atributos de los ecosistemas, modificando su capacidad de proveer servicios ecosistémicos, especialmente aquellos vinculados a productividad primaria neta (PPN), considerado un descriptor clave del funcionamiento y la sostenibilidad de los ecosistemas. A pesar de los importantes avances realizados por estudios previos para entender la dinámica de cambios en la región, todavía existen aspectos relevantes del proceso de transformación y de los cambios de usos posterior a los desmontes que permanecen parcialmente conocidos. En esta tesis se plantearon objetivos para caracterizar espacial y temporalmente la dinámica de estos cambios, a fin de mejorar nuestro conocimiento y comprensión de los mecanismos de transformación de la región, del efecto que los principales agroecosistemas desarrollados, y de los cambios que podrían esperarse si continúan las tendencias actuales o de acuerdo a diferentes escenarios futuros. Para lograr los objetivos propuestos, se utilizó información provista por sensores remotos, información geoespacial a nivel de parcela, estadísticas oficiales y datos recopilados a campo. Además, se emplearon diversas herramientas, como los sistemas de información geográfica, programas de geomática y estadística, plataformas de procesamiento de grandes volúmenes de datos y modelos de simulación.Se obtuvieron evidencias empíricas sobre el mecanismo de transformación del paisaje que revelaron un complejo sinérgico entre la ganadería y la agricultura, donde la primera tiene un rol preponderante como causa próxima al ser el principal uso inmediato postdeforestación, y la agricultura parece jugar un rol de causa subyacente desplazando a la ganadería hacia zonas más secas. Además, la trayectoria de las transiciones de uso del suelo postdesmonte describió un patrón sistemático de cambios espaciales y temporales que sigue una secuencia bosque seco a pasturas, luego a cultivos simples y finalmente sistemas de doble cultivo, en la que se identifican procesos de expansión, sustitución e intensificación. También se evaluó el efecto de las principales actividades agropecuarias sobre el NDVI como una medida de estimación de la productividad primera neta del sistema. Los resultados expusieron que sólo los agroecosistemas con buena rotación de maíz mantuvieron niveles estables a largo plazo, mientras que las pasturas y los sistemas de monocultivo experimentaron disminuciones en los niveles de NDVI, que fueron más pronunciadas para el monocultivo. Por último, se elaboraron escenarios espacialmente explícitos de cambio de uso del suelo al año 2050 basados en la dinámica de cambios pasada, a fin de evaluar posibles cambios de uso y cobertura del suelo futuro según diferentes grados de regulación del Estado. Se espera que la información resultante sea de utilidad para reforzar sistemas de monitoreo, y para orientar la formulación de estrategias de gestión adaptativa y planificación territorial, así como también para el desarrollo de futuras líneas de investigación.

Important modifications of the natural landscape have occurred in the semiarid Chaco region of Argentina, mainly associated with the expansion of agricultural and livestock activities. The extent, type of change, and duration of disturbance caused by these transformations lead to changes in different ecosystem attributes, altering their capacity to provide ecosystem services, especially those linked to net primary productivity (NPP), which is considered a key descriptor of ecosystem functioning and sustainability. Despite significant advances made by previous studies in understanding the dynamics of changes in the region, there are still relevant aspects of the transformation process and post-deforestation land use changes that remain unknown. This thesis aims to characterize the dynamics of these changes spatially and temporally in order to enhance our knowledge and understanding of the mechanisms of transformation in the region, the impact of major agrosystems developed, and the changes that can be expected to occur under current trends or different future scenarios. To achieve the proposed objectives, information from remote sensors, geospatial data at the plot level, official statistics, and field data were utilized. Various tools, such as geographic information systems, geomatics, statistical programs, large-scale data processing platforms, and simulation models, were also used. Empirical evidence was obtained regarding the landscape transformation mechanism, which revealed a complex synergy between livestock and agriculture, where livestock plays a predominant role as the immediate post-deforestation proximate cause, while crops act as an underlying factor, displacing livestock towards drier areas. Furthermore, the trajectory of post-deforestation land use transitions described a systematic pattern of spatial and temporal changes, following the sequence of dry forest to pastures, then to single-crop systems, and finally to double-crop systems, identifying processes of expansion, substitution, and intensification. The effect of major agricultural activities on the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) was also assessed as a measure to estimate the net primary productivity of the system. The results demonstrated that only agroecosystems with proper crop rotation maintained stable long-term NDVI levels, while pastures and monoculture systems experienced decreases in NDVI levels, with monoculture showing more pronounced declines. Finally, spatially explicit scenarios of land use change until 2050 were developed based on past change dynamics to assess possible future land use and land cover changes under different degrees of government regulation. The resulting information is expected to be useful for strengthening monitoring systems, guiding the formulation of adaptive management strategies and territorial planning, as well as providing directions for future lines of research.