Simulación multiescenario del cambio de uso del suelo y análisis de la vulnerabilidad ecológica del paisaje en la ciudad de Fuzhou basada en el modelado acoplado GA-PLUS

Por qué importa el futuro del suelo de Fuzhou

A medida que las ciudades crecen, transforman bosques, campos, ríos y costas—con frecuencia de maneras que aumentan silenciosamente el riesgo de inundaciones, erosión y pérdida de hábitat. Este estudio examina Fuzhou, una ciudad costera de rápido desarrollo en el sudeste de China, y plantea una pregunta sencilla pero urgente: ¿cómo afectarán las decisiones actuales sobre dónde construir y qué proteger a la salud ecológica de la ciudad en 2030? Utilizando un modelo informático avanzado, los autores exploran distintos futuros para la tierra de Fuzhou y muestran cómo las decisiones de política pueden empeorar o aliviar la vulnerabilidad ambiental.

Una ciudad entre montañas y mar

Fuzhou se extiende entre montañas escarpadas al noroeste y llanuras costeras bajas al sureste, con el río Min que la atraviesa hacia el mar. Esta geografía genera un gradiente natural desde bosques frescos hasta tierras agrícolas fértiles y humedales costeros frágiles. En los últimos 20 años, Fuzhou ha experimentado una urbanización rápida: han aparecido aproximadamente 475 kilómetros cuadrados de nuevo suelo construido, mientras que se han perdido cerca de 506 kilómetros cuadrados de bosque. El paisaje actual se puede resumir como “dominancia agrícola, bosques dispersos y suelo urbano concentrado”, con desarrollo denso a lo largo del río y las principales vías, y ecosistemas más intactos en las montañas.

Tres posibles caminos hacia 2030

Para explorar el futuro de Fuzhou, los investigadores desarrollaron un modelo acoplado GA-PLUS, que combina una cadena de Markov (para proyectar cómo cambia la tierra con el tiempo), un algoritmo genético (para buscar la mejor combinación de transiciones de uso del suelo) y un simulador espacial de uso del suelo. En lugar de preguntar solo “cuánto” debe haber de cada categoría, el modelo se centra en “qué probabilidad” tiene un tipo de suelo de convertirse en otro—por ejemplo, que tierras agrícolas se transformen en urbano o que áreas no utilizadas se restauren a bosque. Luego diseñaron tres escenarios para 2030: desarrollo natural (ND), donde las tendencias continúan con poca intervención política; desarrollo económico (ED), que prioriza el crecimiento; y protección ecológica (EP), que sigue la reciente planificación ecológica de Fuzhou y busca maximizar los beneficios ecológicos.

Cómo cambia el uso del suelo según las distintas opciones

En todos los escenarios, el suelo urbano sigue expandiéndose, pero en grados muy distintos. Bajo ED, las áreas urbanas crecen más rápido, con un aumento del 8,14%, impulsado por fuertes prioridades económicas y la expansión a lo largo del río y la costa. Bajo ND, la construcción sigue extendiéndose desde el núcleo urbano, pero a un ritmo más moderado. El escenario EP adopta un enfoque distinto: reduce drásticamente las tierras cultivadas, especialmente en ubicaciones vulnerables o de bajo rendimiento, para aumentar las áreas de bosque y de agua. Las masas de agua crecen más bajo EP, reflejando inversiones planificadas en humedales, restauración fluvial y protección costera. Las áreas forestales también se expanden aquí, especialmente en laderas montañosas y zonas ecológicas clave, demostrando cómo “aguas claras y montañas verdes” pueden considerarse activos a largo plazo en lugar de obstáculos para el desarrollo.

Midiendo la salud del paisaje y sus puntos débiles

Más allá de los totales de uso del suelo, los autores examinaron cuánto se fragmenta o conecta el paisaje y cuán diversa es su mezcla de tipos de suelo. En todos los futuros, el patrón territorial se vuelve más fragmentado, con más bordes y fragmentos más pequeños de tierras agrícolas y urbanas. Aun así, la cohesión general de los principales parches de suelo se mantiene muy alta, lo que sugiere que grandes áreas continuas de bosque y otros hábitats clave siguen intactas. El escenario de protección ecológica destaca por tener la mayor diversidad del paisaje, lo que significa una mezcla más rica de tipos de suelo que puede sostener más funciones y especies. Cuando el equipo tradujo estos patrones a un índice de vulnerabilidad del paisaje—combinando cuán sensibles son las áreas ante perturbaciones con su capacidad de adaptación y recuperación—surgió una imagen clara: la llanura costera del sureste de Fuzhou sigue siendo la más vulnerable, mientras que las montañas del noroeste son las más estables.

Qué revela el estudio sobre el riesgo

Los tres escenarios conducen a resultados de vulnerabilidad muy distintos. Bajo el desarrollo económico, el nivel global de vulnerabilidad ecológica es el más alto, y las zonas muy vulnerables se expanden hacia el interior a medida que el suelo urbano se extiende sobre tierras agrícolas y cerca de costas sensibles. El desarrollo natural mantiene el patrón general de “alto en el sureste, bajo en el noroeste” pero hace poco por mejorar los puntos débiles. En contraste, la vía de protección ecológica reduce sustancialmente el área de suelo severamente vulnerable hasta alrededor del 5,7% de la ciudad y aumenta la proporción de áreas ecológicamente sanas a más del 40%. Muchos lugares pasan de alta a moderada o baja vulnerabilidad, especialmente donde bosques y humedales restaurados amortiguan los impactos del crecimiento urbano. Para el público general, el mensaje principal es claro: al orientar cuidadosamente dónde crecen las ciudades y dónde se restaura la naturaleza, es posible apoyar el desarrollo económico a la vez que se reduce el riesgo ambiental y se construye una Fuzhou más segura y resiliente.

Cita: Zhou, F., Wang, J., Li, Z. et al. Multi-scenario simulation of land use change and landscape ecological vulnerability analysis in Fuzhou City based on GA-PLUS coupled modeling. Sci Rep 16, 6331 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35642-y

Palabras clave: urbanización, cambio de uso del suelo, vulnerabilidad ecológica, modelado de escenarios, ciudades costeras