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Tesis:

Procesos de optimización y conservación de usos del suelo por procesos espaciales de conurbación entre ciudad metropolitana y localidades rurales, caso de estudio periferia sur de Quito, Aloag y Machachi – Ecuador

  • Autor: ULLOA ESPÍNDOLA, René

  • Título: Procesos de optimización y conservación de usos del suelo por procesos espaciales de conurbación entre ciudad metropolitana y localidades rurales, caso de estudio periferia sur de Quito, Aloag y Machachi – Ecuador

  • Fecha: 2024

  • Materia:

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS

  • Departamentos: INGENIERIA Y GESTION FORESTAL Y AMBIENTAL

  • Acceso electrónico: https://oa.upm.es/80457/

  • Director/a 1º: MARTÍN FERNÁNDEZ, Susana

  • Resumen: The expansive, uncontrolled and accelerated growth of cities is a phenomenon that leads to an increasing incompatibility of land uses in the areas of influence it affects; with more serious effects in areas that are ecologically vulnerable and strategic for the production on which other productive sectors and human consumption depend. This thesis, which focuses on the conservation of forest and paramo use, addresses the effects that occur on surrounding land uses produced by the phenomenon of urban conurbation between the cities of Quito and the towns of Alóag and Machachi in the well-known Machachi Valley, which is called the last ecological corridor of Ecuador and also has a biogeographical and ecological patent. The analysis is performed by three complementary spatial methods: (1) Multitemporal geostatistical modeling of land-use change dynamics by Cellular Automata (CA) to generate future scenarios, taking into account predictor variables driving change (transitions) and past evidence; (2) Evaluation of expert criteria to determine areas suitable for urban use through the Analytic Hierarchy Process (AHP); and (3) assignment of priority forest and wasteland conservation areas based on the costs (efforts) of conservation associated with land use and land cover, their productive activities, and the desired sustainable combination of forest, urban, and productive uses calculated by applying the Simulated Annealing (SA) algorithm. The results are presented as a geographical coverage reflecting the comprehensive panorama of simulations and computed analysis, but also a comparison of the results of the 3 methods applied. Future land use scenarios calculated using AC are calculated for the next 20 years, thus obtaining the possible evolution of land uses. The multi-criteria evaluation (AHP) presents geographical results that validate, clarify and complement the most suitable areas for urban use and forestry uses. The results of the conservation analysis show geographically the prioritization of areas to be conserved that represent the lowest costs (efforts). In a comprehensive analysis phase, all products are contrasted to determine, mainly whether the urban, forest and paramo uses are in accordance with the other uses and the experts' criteria, i.e. to quantify the violation in the cases raised; but also to dimension the areas to be conserved to ensure the sustainability of land use. Comprehensive analyzes are calculated in a multi-temporal way to estimate the impact of short or medium-term measures. From the analyses, it is evident that the region requiring conservation is equivalent to 50% of the study area. Additionally, over the next 20 years, there will be a 17 km2 decrease in the area used for forest and paramo. The results warn of immediate conservation and urban planning actions to maintain a balance with forest and paramo uses in the study area. Thus, the study of the dynamics of land use change is necessary and should be regulated to ensure the ecological and economic sustainability of the area. In addition, it allows us to propose more precise and comprehensive plans for spatial planning, nature conservation and urban planning. Therefore, especially for the study area, it is necessary to focus attention, tools and policies on the accelerated progressive impacts of urban conurbation from which it suffers, as these impacts are equal or greater in magnitude to forest loss or the impacts of land degradation from agriculture and livestock. RESUMEN El crecimiento urbano expansivo, descontrolado y acelerado es el fenómeno que crea más incompatibilidad de usos del suelo en las áreas de influencia en que actúa; con efectos más severos en zonas que son ambientalmente vulnerables y estratégicas para la producción de la cual dependen otros sectores productivos y del consumo humano. Esta tesis, enfocada en la conservación de usos forestales y páramo, aborda los efectos que se producen sobre los usos del suelo circundantes producidos por el fenómeno de conurbación urbana entre las ciudades Quito y las localidades de Alóag y Machachi, en el conocido Valle de Machachi; denominado como el último corredor ecológico del Ecuador y que, además, mantiene una patente biogeográfica y ecológica. El análisis se realiza a través de tres metodologías de enfoque espacial complementarias entre sí: (1) modelamiento geoestadístico multi - temporal de la dinámica del cambio de uso del suelo a través de Autómatas Celulares (AC) para generar escenarios futuros, considerando variables predictoras que guían el cambio (transiciones) y la evidencia en el pasado; (2) evaluación de criterios de expertos para determinar las áreas adecuadas para el uso urbano a través del proceso de jerarquía analítica (AHP) y, (3) asignación de áreas prioritarias de conservación forestal y páramo con base en los costos (esfuerzos) de conservación relacionados al uso del suelo y cobertura de la tierra, sus actividades productivas y la combinación deseada sostenible de usos forestales, urbanos y productivos calculadas a través de la aplicación del algoritmo Simulated Annealing (SA). Los resultados se presentan como coberturas geográficas que reflejan el panorama integral de las simulaciones y los análisis calculados, pero también se realiza un contraste de los resultados de las 3 metodologías aplicadas. Los escenarios futuros del uso del suelo calculados a través de AC se calculan para los próximos 20 años, obteniendo así la posible evolución de los usos del suelo. La evaluación multicriterio (AHP) presenta resultados geográficos que validan, aclaran y complementan las áreas más convenientes para el uso urbano y los usos forestales. Mientras que, los resultados de los análisis de conservación muestran de forma geográfica la priorización de áreas a ser conservadas que significan el menor costo (esfuerzos). En una fase de análisis integrales se contrastan todos los productos para determinar principalmente si los usos urbanos, forestales y páramo están en conformidad con los demás usos y con los criterios de los expertos, es decir, cuantificar la vulneración en los casos planteados; pero también dimensionar las áreas a ser conservadas para precautelar la sostenibilidad del uso del suelo. Los análisis integrales se calculan de forma multi – temporal para apreciar los efectos de tomar acciones a corto o mediano plazo. De estos análisis, las cifras más alarmantes son que el área a ser conservada, representa el 50% del área de estudio y, en 20 años el área de usos forestales y páramo disminuirá en 17 km2. Los resultados advierten acciones inmediatas de conservación y planificación urbana para mantener un balance con los usos forestales y páramo en la zona de estudio. De esta forma, estudiar la dinámica del cambio de uso del suelo es necesario, y debería ser reglamentario, para precautelar la sostenibilidad ambiental y económica del área. Además, permite proponer planes de ordenamiento territorial, planes de conservación y planificación urbana más precisos e integrales. Por lo tanto, para el área de estudio en especial, es necesario direccionar la atención, herramientas y políticas al efecto progresivo acelerado de conurbación urbana que sufre, puesto que, este efecto, en escala de afectación, está a la par o por encima de las pérdidas forestales o efectos de degradación del suelo por la agricultura y ganadería.