A LiDAR-based geopedologic approach to address pre-Hispanic agricultural landscapes in Northern Michoacán, West Mexico

• Published in: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana Vol. 74; no. 3; pp. 1 - 21
• Main Authors: Dorison, Antoine, Siebe Grabach, Christina, Elliott, Michelle, Pereira, Gregory
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Sociedad Geológica Mexicana & Instituto de Geología UNAM 01.01.2022
• Subjects: ARTÍCULOS / ARTICLES
• ISSN: 1405-3322

The methodical exploitation of arable lands in pre-Hispanic Mesoamerica has been recognized since the 16th century, but the Spanish Conquest caused cultivated landscapes to be dramatically modified. Thus, general amazement remains great when remote sensing techniques (RS) like airborne laser scanning (LiDAR) uncover fossilized farmlands. Recent studies demonstrated that agrarian features are widespread among the remains revealed by LiDAR-derived models. Efforts are being made to map these features but few studies have focused directly on the landforms and soils which they modify. Concurrently, while paleopedology has refined the identification of anthropogenic features within soils, spatial approaches correlating soil covers and archaeological sites have received less attention as perspectives often diverge between archaeological mapping, which often focuses on intra-site elements, and soil mapping, which generally encompasses broader areas. Yet, geoscientists have used RS to predict soil parameters and demonstrated that it could increase accuracy in knowledge-based soil maps. Today, while LiDAR-derived data are facilitating archaeological mapping beyond settlement limits, high-resolution RS also offers opportunities for more accurate soil mapping and calls for harmonization of perspectives. We present a method that combines LiDAR-based RS and fieldwork in archaeology and soil science to address pre-Hispanic cultivated landscapes based on a case study in West Mexico. It focuses on the Zacapu area, where long-lasting archaeological and geoecological research offered a solid background. We used LiDAR visualizations, modeling, and satellite images to detect anthropogenic and geopedologic features. The latter was verified through field surveys and test pits. Archaeological material and soil analyses followed. All data were mapped on GIS. As a result, we were able to update and improve significantly both the archaeological and geopedologic maps. The approach further provided an unprecedented reconstruction of landscape appropriation from the 6th to the 15th century AD. It demonstrates that archaeology, geomorphology, and pedology can efficiently complete each other to address more comprehensively pre-Hispanic cultivated landscapes. La construcción de paisajes antrópicos para el cultivo en la Mesoamérica prehispánica ha sido reconocida desde el siglo XVI. Sin embargo, la conquista española provocó profundos cambios en las estrategias agrícolas, lo que supuso el abandono de muchas de las obras agrícolas prehispánicas. Por ello, el descubrimiento de vastas redes de campos de cultivo antiguos mediante técnicas modernas de teledetección, como los escaneos láser aéreos (LiDAR), siempre es un acontecimiento mediático. Estudios recientes han demostrado que los restos agrarios se encuentran entre los más numerosos revelados por los modelos digitales de terreno LiDAR. Se están realizando esfuerzos para cartografiar estos restos, pero pocos estudios se han centrado aún en las formas del terreno y los suelos que explotaban. Al mismo tiempo, mientras que la paleopedología ha contribuido a perfeccionar la identificación del impacto antropogénico en los suelos, los enfoques espaciales que correlacionan la cubierta del suelo y los patrones de asentamiento arqueológicos han sido menos desarrollados, probablemente porque las perspectivas suelen divergir entre la cartografía arqueológica, que generalmente se centra en las características intrasitio, y la cartografía edafológica, que abarca áreas más amplias. Al mismo tiempo, los geocientíficos han hecho un amplio uso de la teledetección para predecir las características del suelo y han demostrado que estas tecnologías pueden mejorar la precisión de los mapas tradicionales de suelos. Hoy en día, mientras los datos LiDAR facilitan la cartografía arqueológica más allá de los límites de los asentamientos humanos, la teledetección de alta resolución permite cartografiar los suelos y las formas del terreno con más precisión que nunca. Estos avances tecnológicos invitan a armonizar las escalas de análisis y las perspectivas de investigación. Este trabajo presenta un método que combina la teledetección LiDAR con trabajos de campo arqueológicos y edafológicos para abordar los paisajes cultivados prehispánicos a partir de un estudio de caso en el Occidente de México. Se centra en la región de Zacapu, donde la investigación arqueológica y geoecológica a largo plazo proporciona un contexto sólido. Además, se utilizan visualizaciones LiDAR, modelización e imágenes de satélite para detectar restos antropogénicos y formas del terreno. Estas observaciones se verificaron en campo mediante prospecciones y sondeos. Luego se analizó el material arqueológico y los suelos. Los datos se compi­laron en un sistema de información geográfica para poner al día y mejorar los mapas arqueológicos y geopedológicos locales. Con estos resultados se ha permitido reconstruir de forma inédita la apropiación del paisaje del siglo VI al siglo XV d.C. Se ha demostrando que la arqueología, la geomorfología y la edafología se complementan eficazmente para proponer una visión más completa de los paisajes de cultivo prehispánicos.