Monitoring Forest Landscape Restoration Success Using Sentinel-2 NDVI and Field Measurements in Timor-Leste

Resumen Técnico: Monitoreo del Éxito de la Restauración del Paisaje Forestal en Timor-Leste

Planteamiento del Problema
La Restauración del Paisaje Forestal (RPF) es una estrategia crítica para revertir la degradación de la tierra en zonas áridas tropicales; sin embargo, las evaluaciones cuantitativas de la efectividad de la restauración siguen siendo escasas en Timor-Leste. El país enfrenta desafíos ecológicos severos, incluyendo un terreno escarpado, un clima monzónico seco y perturbaciones humanas persistentes como la agricultura de roza y tumba y el pastoreo descontrolado. Estos factores han dejado extensas áreas carentes de cobertura vegetal, caracterizadas por una baja fertilidad del suelo y una alta susceptibilidad a la erosión. Si bien las iniciativas apoyadas por donantes internacionales, como el proyecto "Re-greening the Bare Lands" financiado por la AFoCO, han implementado la reforestación a gran escala, existe una falta de evaluaciones rigurosas basadas en resultados que integren el monitoreo satelital con observaciones de campo. Las evaluaciones existentes suelen centrarse en métricas de implementación en lugar de una recuperación de la vegetación medible, lo que dificulta determinar si las áreas restauradas están progresando hacia ecosistemas funcionales, particularmente en entornos hostiles donde la mortalidad de las plántulas es alta.

Metodología
Este estudio empleó un marco de evaluación integrado de "antes y después" para evaluar la recuperación de la vegetación en un sitio de RPF de 148 hectáreas en Balak, Manatuto, Timor-Leste. La investigación combinó teledetección multitemporal con mediciones ecológicas de campo:

• Teledetección: Se utilizó la imaginería Sentinel-2 Nivel-2A de mayo de 2022 (pre-restauración) y mayo de 2026 (post-restauración). Se calculó el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) utilizando las bandas de Infrarrojo Cercano (B8) y Rojo (B4). El cambio en la vegetación se cuantificó mediante la diferenciación de NDVI ($\Delta$NDVI = NDVI$_{2026}$ - NDVI$_{2022}$). Los valores de NDVI se clasificaron en cinco categorías de cobertura vegetal, y los valores de $\Delta$NDVI se categorizaron en cinco clases de recuperación ecológica que van desde "Pérdida Severa de Vegetación" hasta "Recuperación Significativa de la Vegetación".
• Mediciones de Campo: En 2025, se examinaron 29 parcelas de monitoreo sistemáticas (20 m × 20 m). Los datos recolectados incluyeron el número total de plántulas plantadas, plántulas supervivientes, tasas de supervivencia y altura promedio de las plantas.
• Análisis Estadístico: Se realizaron análisis de correlación de Pearson y regresión lineal utilizando R para examinar la relación entre el desarrollo estructural de la vegetación (altura promedio de la planta) y el desempeño de la restauración (tasa de supervivencia de las plántulas).

Resultos Clave
El estudio encontró evidencia sustancial de la recuperación de la vegetación en el sitio de restauración:

• Tendencias de NDVI: El NDVI medio aumentó de 0.288 en 2022 a 0.475 en 2026, lo que representa un incremento del 65% en el verdor de la vegetación. El análisis espacial reveló un cambio de una baja cobertura vegetal (dominante en 2022) a clases de cobertura vegetal moderada y alta para 2026.
• Clasificación de la Recuperación: Basándose en el análisis de $\Delta$NDVI, el 77.6% del sitio experimentó una recuperación de la vegetación de moderada a significativa. Solo el 2.3% del área mostró un declive de la vegetación, y menos del 0.1% experimentó una pérdida severa.
• Desempeño de Campo: De las 29 parcelas de monitoreo, el 62.1% se clasificaron como "Alta Recuperación" (tasa de supervivencia >80%) y el 31.0% como "Recuperación Moderada" (50–80%). Solo el 6.9% se clasificaron como "Baja Recuperación".
• Desempeño de las Especies: Casuarina junghuhniana demostró el mayor éxito de establecimiento, con tasas de supervivencia que a menudo superan el 90% y alturas promedio entre 1.1 y 3.1 metros. En contraste, Anacardium occidentale experimentó un fallo total de establecimiento en las parcelas analizadas.
• Correlación Estadística: Se observó una relación positiva significativa entre la altura promedio de la planta y la tasa de supervivencia de las plántulas ($r = 0.423$, $p = 0.022$). Sin embargo, el modelo de regresión lineal explicó solo el 17.9% de la variación en las tasas de supervivencia ($R^2 = 0.179$), lo que indica que factores más allá de la altura de la planta, como la profundidad del suelo y la microtopografía, influyen significativamente en los resultados.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo sostiene que la integración de los indicadores de NDVI derivados de Sentinel-2 con las mediciones de campo proporciona un marco práctico, rentable y escalable para monitorear los resultados de la RPF en regiones con limitación de datos. Los hallazgos ofrecen evidencia empírica de que el programa de reforestación apoyado por la AFoCO ha acelerado efectivamente el establecimiento de la vegetación y mejorado las condiciones del ecosistema dentro de un paisaje de tierras secas tropicales degradado en un periodo de tiempo relativamente corto (cuatro años).

El estudio afirma que la trayectoria positiva observada en el NDVI refleja una mejora ecológica genuina en lugar de fluctuaciones a corto plazo, alineándose con la evidencia internacional de programas de restauración en tierras secas similares en China, Etiopía y el Sahel. Los autores concluyen que, si bien el NDVI es un indicador robusto del verdor de la vegetación y el desarrollo del dosel, debe interpretarse como una medida de la recuperación de la vegetación y no como una evaluación integral de la biodiversidad o la funcionalidad del ecosistema. La investigación respalda la implementación continua de las estrategias de RPF en Timor-Leste y destaca el valor de combinar la teledetección con la verificación de campo para apoyar la planificación de la restauración y el desarrollo de políticas.

Limitaciones Señaladas por los Autores
Los autores reconocen varias limitaciones:

• El NDVI refleja principalmente el verdor de la vegetación y puede saturarse bajo condiciones densas; no mide directamente la biodiversidad, la composición de especies o las condiciones del suelo.
• Los datos de campo se recolectaron en 2025, un año antes de la observación satelital final en 2026, lo que crea una pequeña brecha temporal.
• El estudio careció de un sitio de control no tratado para aislar completamente los efectos de la restauración de la variabilidad ambiental interanual.
• Las evaluaciones futuras se beneficiarían de periodos de monitoreo más largos, sitios de control y la inclusión de indicadores de biodiversidad y de suelo.