Usos de la tierra y fragmentación del paisaje del área protegida Parque Regional Municipal Los Altos de San Miguel Totonicapán, Guatemala - Ixcotoyac-Cabrera, Priscila Isabel (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2024)
El estudio se realizó en el Parque Regional Municipal Los Altos de San Miguel Totonicapán, Guatemala y el presente documento está estructurado en tres capítulos, cada uno de los cuales aborda aspectos específicos sobre el cambio de uso de la tierra, la fragmentación del paisaje y propuesta de acciones de conservación. En el Capítulo I se discute la transformación de los usos de la tierra en la zona de estudio mediante análisis de imágenes satelitales de Landsat 5 y Landsat 9 correspondientes a los años 1997 y 2023. Utilizando técnicas de clasificación supervisada a través del algoritmo Random Forest en Google Earth Engine y QGIS 3.34, el estudio identifica tres categorías principales de uso de la tierra: “territorios artificializados”, “territorios agrícolas” y “bosques y medios seminaturales”. Los resultados destacan un incremento del 22% en áreas urbanas, una reducción del 26% en tierras agrícolas y un aumento del 4% en áreas boscosas y medios seminaturales. Este cambio positivo hacia la cobertura forestal se atribuye principalmente a la conservación realizada por las organizaciones comunitarias maya k'iche', que han promovido la reforestación y prácticas de restauración. Sin embargo, el crecimiento urbano, impulsado por mejores condiciones socioeconómicas, sigue ejerciendo presión sobre el territorio y plantea desafíos adicionales para su conservación. El Capítulo II explora el proceso de fragmentación del paisaje del parque entre los años 1997 y 2023 a través de cinco métricas de paisaje a nivel de clase de cobertura y dos métricas de diversidad. Las métricas se aplicaron a las coberturas de “territorios artificializados”, “territorios agrícolas” y “bosques y medios seminaturales”, utilizando el complemento LecoS en QGIS 3.34. Los resultados muestran que, aunque las acciones de restauración forestal han incrementado la conectividad en ciertas áreas, la expansión de territorios artificializados ha aumentado la fragmentación general del paisaje. La homogeneización del área, evidenciada en la disminución de los índices de Shannon y Simpson, señala una reducción en la diversidad estructural del paisaje. Este proceso implica una concentración de parches de bosque más grandes, con una reducción en la 9 diversidad y conectividad de otros tipos de coberturas, lo que podría afectar la biodiversidad a largo plazo y la resiliencia ecológica del parque. El último capítulo presenta una propuesta de conservación para el Parque Regional Municipal Los Altos de San Miguel Totonicapán, Guatemala basadas en los hallazgos de los capítulos anteriores, conversaciones con actores claves y observaciones realizadas durante el trabajo de campo. Se propone una seria de acciones de conservación basada en el fortalecimiento de las prácticas de conservación mediante la implementación de programas de incentivos económicos y la mejora en la gestión administrativa. Dado al relevante papel de las comunidades locales en la preservación del bosque, se destaca la necesidad de brindar apoyo continuo a las prácticas tradicionales de los habitantes maya k'iche' y de facilitar la colaboración con organizaciones gubernamentales y no gubernamentales. Asimismo, se recomienda desarrollar un plan maestro de gestión para el parque, que incluya un monitoreo periódico de los cambios en el uso de la tierra y en la fragmentación del paisaje, así como la promoción de actividades de educación ambiental que fomenten el respeto y la participación de las comunidades en la conservación de los recursos naturales.

The study was carried out in the Parque Regional Municipal Los Altos de San Miguel Totonicapán, Guatemala, and this document is structured in three chapters, each of which addresses specific aspects of land use change, landscape fragmentation and proposal for conservation actions. Chapter I discusses the transformation of land uses in the study area through analysis of Landsat 5 and Landsat 9 satellite images corresponding to the years 1997 and 2023. Using supervised classification techniques through the Random Forest algorithm in Google Earth Engine and QGIS 3.34, the study identifies three main land use categories: “artificialized territories”, “agricultural territories” and “forests and semi-natural environments”. The results highlight a 22% increase in urban areas, a 25% decrease in agricultural lands and a 4% increase in forested areas and semi-natural environments. This positive change towards forest cover is mainly attributed to the conservation carried out by the Mayan K'iche' community organizations, which have promoted reforestation and restoration practices. However, urban growth, driven by improved socioeconomic conditions, continues to exert pressure on the territory and poses additional conservation challenges. Chapter II explores the process of landscape fragmentation in the park between 1997 and 2023 through five landscape metrics at the cover class level and two diversity metrics. The metrics were applied to the coverages of “artificialized territories”, “agricultural territories” and “forests and semi-natural environments”, using the LecoS plug-in in QGIS 3.34. The results show that, although forest restoration actions have increased connectivity in certain areas, the expansion of artificialized territories has increased the overall fragmentation of the landscape. The homogenization of the area, evidenced by the decrease in the Shannon and Simpson indices, points to a reduction in the structural diversity of the landscape. This process implies a concentration of larger forest patches, with a reduction in the diversity and connectivity of other cover types, which could affect the park's longterm biodiversity and ecological resilience. 11 The last chapter presents a conservation proposal for Parque Regional Municipal Los Altos de San Miguel Totonicapán, Guatemala based on the findings of the previous chapters, conversations with key stakeholders and observations made during field work. A series of conservation actions are proposed based on strengthening conservation practices by implementing economic incentive programs and improving administrative management. Given the important role of local communities in the preservation of the forest, the need to provide continuous support to the traditional practices of the Maya K'iche' inhabitants and to facilitate collaboration with governmental and non-governmental organizations is highlighted. It is also recommended to develop a master management plan for the park that includes periodic monitoring of changes in land use and landscape fragmentation, as well as the promotion of environmental education activities that encourage respect and community participation in the conservation of natural resources.
Proyecto de Graduación (Maestría en Ciencias Forestales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Forestal, 2024.
Esta tesis cumple con el objetivo ODS 12: garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles. Meta 2: lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales.
Keywords: Áreas protegidas; Fragmentación -- Paisaje; Uso de la tierra; Imágenes satelitales; Métrica -- Paisaje; Landscape Ecology Statistics (LecoS); Cobertura forestal; Biodiversidad; Reforestación; Conservación de la vida silvestre; Protected areas; Fragmentation -- Landscape; Land use; Satellite imagery; Metrics -- Landscape; Forest cover; Biodiversity; Reforestation; Wildlife conservation; Research Subject Categories::TECHNOLOGY::Other technology::Environmental engineering