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Modelización Espacial y Análisis de Degradación Ecológica por Cenchrus setaceus (Pennisetum setaceum) en el Archipiélago Canario
Este proyecto presenta un flujo de trabajo analítico e integrado para evaluar el impacto ambiental y la expansión de la especie exótica invasora (EEI) Rabo de Gato (Pennisetum setaceum) en las Islas Canarias. Utilizando técnicas de biogeografía comparada, se contrasta su comportamiento espacial frente al endemismo protegido Drago Canario (Dracaena draco).
El flujo de trabajo interconecta tres metodologías clave:
- Bioestadística y análisis de nicho en RStudio.
- Geoprocesamiento e intersección territorial en QGIS.
- Monitoreo dinámico multiespectral (NDVI) mediante teledetección en la nube con Google Earth Engine.
🛠️ Estructura del Proyecto
Bloque 1: Infraestructura de Datos de Biodiversidad y Ciencia Ciudadana
Para el mapeo de las especies se integraron macrodatos globales procedentes de GBIF (Global Biodiversity Information Facility), consolidando registros validados de la plataforma de ciencia ciudadana iNaturalist bajo el estándar de metadatos Darwin Core.
El diseño metodológico contempló la corrección del sesgo del esfuerzo de muestreo (sampling effort bias), ya que un incremento puntual en el volumen de registros históricos suele responder a una mayor actividad de los usuarios (campañas, BioBlitz) y no a una expansión biológica real de la invasora. Las aplicaciones modernas actúan aquí como un “efecto paraguas”, unificando bases de datos que históricamente se encontraban fragmentadas.
Bloque 2: Fase RStudio – Análisis Estadístico de Nicho Ecológico
Utilizando la librería de última generación terra en RStudio, se transformaron las bases de datos crudas en vectores geoespaciales bajo el sistema de referencia WGS84. Se evaluó el comportamiento de ambas especies frente a variables biofísicas críticas:
- Elevación y Pendiente: El análisis de densidad kernel y diagramas de caja demostraron que P. setaceum exhibe un comportamiento oportunista en cotas bajas y pendientes moderadas, mientras que D. draco queda relegado a refugios naturales en escarpes y barrancos inaccesibles.
- Disponibilidad Hídrica: La invasora domina de manera absoluta los nichos hiperáridos por debajo de los 250 mm de precipitación anual, donde el Drago es casi inexistente.
- Orientación Topográfica: Las rosas de orientación constataron una plasticidad ecológica superior en el Rabo de Gato, distribuyéndose de forma radial homogénea sin verse limitado por la radiación solar directa.
Vector de Dispersión Antrópica (Red Viaria)
Se calculó la distancia geométrica euclidiana desde cada registro hasta el eje de carretera más cercano:
- Drago Canario (1250 registros): Distancia mediana de 252.27 metros.
- Rabo de Gato (337 registros): Distancia mediana de 193.88 metros.
Para validar la robustez de estos datos, se aplicó un test no paramétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney:
- Distancia a Carreteras: p = 4.39 x 10^{-5} (Altamente significativo, confirma el asfalto como corredor de dispersión).
- Altitud: p = 4.20 x 10^{-53} (Confirma una segregación matemática de nichos absoluta).
💻 Nota técnica de reproducibilidad: Puedes consultar, descargar y ejecutar el código fuente original de R Markdown con las funciones de limpieza y los tests estadísticos haciendo clic aquí
Bloque 3: Fase QGIS – Geoprocesamiento e Impacto Territorial
Los datasets optimizados se migraron a QGIS, reproyectando las capas al sistema de referencia de coordenadas local WGS 84 / UTM zone 28N (EPSG:32628) para obtener mediciones métricas exactas.
- Modelado de Presión: Se generaron áreas de influencia (Buffers de 2 km) disueltas alrededor de los puntos de la invasora para delimitar su radio de afectación por dispersión de semillas.
- Intersección con la Red de Espacios Naturales Protegidos (ENP): Se aislaron las superficies críticas de intrusión de la planta invasora dentro de los santuarios de biodiversidad.
Superficie afectada por la invasora en los ENP (Datos del Modelo):
- Macizo de Anaga (Tenerife): 27,54 Ha
- Barranco de las Angustias (La Palma): 26,76 Ha
- Tafira (Gran Canaria): 25,37 Ha
- Bandama (Gran Canaria): 23,42 Ha
- Nublo (Gran Canaria): 18,43 Ha
- Tamadaba (Gran Canaria): 12,69 Ha
Bloque 4: Fase Google Earth Engine – Teledetección Multiespectral
Utilizando las zonas críticas de QGIS como máscaras de recorte, se programaron scripts en la nube de Google Earth Engine (GEE) para procesar la serie temporal de imágenes de reflectancia en superficie de la constelación Sentinel-2 (Copernicus), aplicando máscaras de calidad atmosférica (QA60).
Se modeló de forma automatizada la evolución del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI):
- Comportamiento en Diente de Sierra: La serie histórica desveló un patrón estacional extremo. La invasora genera picos de actividad fotosintética en épocas húmedas, pero sufre un desplome vertical en el periodo estival, cayendo a valores mínimos críticos en el entorno de 0.30.
- Diagnóstico Biofísico: Este agostamiento masivo de la planta invasora desploma la resiliencia del suelo, incrementando exponencialmente el riesgo de erosión hídrica superficial y generando un volumen crítico de combustible fino altamente inflamable en zonas de alto valor ecológico.
📈 Conclusiones Estratégicas
- Evidencia Viaria: Las carreteras no solo fragmentan el territorio, sino que actúan como vectores dinámicos que aceleran la colonización de Pennisetum setaceum.
- Priorización de Recursos: Espacios como el Macizo de Anaga requieren intervenciones de choque inmediatas al registrar la mayor tasa de ocupación absoluta (27,54 Ha) en zonas de solapamiento potencial con flora nativa.
- Eficiencia Tecnológica: La integración de análisis estadístico local junto con la computación geoespacial cloud (GEE) ofrece un marco metodológico reproducible y de alta precisión para la auditorías de impacto ambiental.