Temporal and spatial evolution of land use change in a semi-arid environment of the Argentine Pampas applying random forest

• Catalina Bozzer ^[1] ; José Manuel Cisneros ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Río Cuarto

     Universidad Nacional de Río Cuarto

     Argentina

     
• Localización: Idesia, ISSN-e 0718-3429, ISSN 0073-4675, Vol. 42, Nº. 3, 2024, págs. 27-42
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evolución temporal y espacial del cambio de uso de suelo en un ambiente semiárido de la región Pampeana Argentina aplicando bosques aleatorios de clasificación
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• Resumen
  • español

    En el frágil entorno de las Pampas Semiáridas Argentinas, específicamente en la región de Pampa Medanosa, la agricultura está ejerciendo cada vez más presión sobre el recurso suelo y la biodiversidad. Esta región, afectada por la erosión eólica y la deforestación, incluye el Corredor Biogeográfico de Caldén. El Caldén (Neltuma caldenia B.), es una especie arbórea endémica y amenazada, que da nombre al corredor. Estudios recientes han mencionado la reactivación de procesos de erosión eólica como respuesta al manejo no sustentable del suelo y al avance de la frontera agrícola. Por lo tanto, el análisis de la cobertura del suelo podría ser una herramienta útil para monitorear el cambio de uso del suelo. El objetivo de esta investigación fue analizar la evolución temporal y espacial del cambio de uso del suelo en la Región Pampa Medanosa, del 2006/07 al 2018/19. Para el análisis, se realizó una clasificación supervisada mediante el algoritmo Random Forest (RF) combinando información espectral y topográfica. Los resultados mostraron un aumento de la superficie agrícola, representada por soja y maíz principalmente, sobre las áreas de pastoreo ganadero. La expansión agrícola en el área de estudio se dio fundamentalmente a partir de la campaña agrícola 2007/08. Random Forest en conjunto con R e imágenes satelitales Landsat han mostrado un gran potencial como herramienta de diagnóstico para monitorear cambios en la cobertura del suelo, modificación de ecosistemas y problemas de degradación y también como herramienta para el seguimiento de políticas públicas y de ordenamiento territorial.

  • English

    Agriculture is increasingly putting pressure on biodiversity resources in the fragile environment of the Semi-Arid Argentine Pampas, specifically in the Pampa Medanosa region. This region, affected by wind erosion and deforestation, includes the Caldén Biogeographic Corridor. The Caldén (Neltuma caldenia B.), an endemic and threatened tree species, gives the corridor its name. Recent studies have mentioned the reactivation of wind erosion processes in response to non-sustainable soil management and the advance of the agricultural frontier. Thus, land cover analysis could help monitor land use change. The aim of this research was to analyze the temporal and spatial evolution of land use change in the Pampa Medanosa Region, from 2006/07 to 2018/19, through observation of land cover. For the analysis a supervised classification by mean of Random Forest (RF) algorithm was conducted. It achieves class predictions through the majority voting of decision tree groups, and it allows the combination of spectral and topographic information. The results showed an increase in agricultural surface area, mainly represented by soybeans and corn, over the cattle grazing areas. The agricultural expansion in the study area occurred fundamentally since the 2007/08 cropping season. Random Forest, in conjunction with R and Landsat satellite images, has shown great potential as a diagnostic tool for monitoring changes in land cover, ecosystem modification, and soil degradation problems and also as a tool for applying public policies and land planning.