Cartografía semicuantitativa del riesgo de erosión hídrica en la cuenca del Río Hozgarganta (sur de España)

EDAFOLOGÍA, Vol. 12 (2), pp. 153-161, 2005 CARTOGRAFÍA SEMICUANTITATIVA DEL RIESGO DE EROSIÓN HÍ- DRICA EN LA CUENCA DEL RÍO HOZGARGANTA (SUR DE ESPAÑA) L. MARTÍNEZ-ZAVALA, A. JORDÁN, M. ANAYA-ROMERO, N. BELLINFANTE Depa amen o de C is alog a ía, Mine alogía y Química Ag ícola. Facul ad de Química (Uni e sidad de Se illa). C/P o eso Ga cía González, 1.CP: 41012-Se illa. [email p o ec ed] Abs ac . E osion mapping is essen ial o he knowledge o he dis ibu ion and geog aphy o e o- si e p ocesses as well as o i s quan i a i e cha ac e iza ion. The me hodology used in his pape is a basis o iden i ying a eas wi h high e osion isk. I also makes possible o s udy he impac o u u e changes in en i onmen al condi ions.In his pape , he gene al quali a i e scheme p oposed by PAP/RAC (1997) is ap- plied, modi ied by adding he e alua ion o ain all e osi i y. Possible u u e changes in land co e ha e been conside ed, analysing h ee di e en si ua ions. The esul s show ha a g ea pa o he s udied a ea p esen s a high e osion isk due o he elie . Howe e , he p o ec ion by ege a ion is high enough o p o ec soil om ain all e osion. W ong decisions in o es managemen migh lead o inc easing po en ial e osion p oblems in he a ea. Keywo ds: E osion isk mapping; Medi e anean; geog aphical in o ma ion sys em; ain all e osion. Resumen. El es udio del iesgo de la e osión es esencial pa a el conocimien o de la dis ibución geog á ica de los enómenos e osi os y pa a su ca ac e ización cuan i a i a. La me odología usada cons i uye una base pa a iden i ica las á eas en iesgo de e osión. También hace posible es udia el impac o de u u os cambios en las condiciones ambien ales. En es e abajo, se aplica el esquema cuali a i o gene al p opues o po PAP/RAC (1997), modi icado incluyendo la e aluación de la e osi idad de la llu ia, dando po esul ado una e aluación semicuan i a i a del iesgo de e osión. Se han conside ado ambién posibles cambios de co- be u a ege al analizando es si uaciones dis in as. Los esul ados demues an que g an pa e del á ea es- udiada p esen a una al a e osionabilidad, debido al elie e. Sin emba go, la cobe u a ege al pe mi e p o ege el suelo con a la e osión de la llu ia. En es e caso, la oma de decisiones inco ec as en la ges ión del bosque puede a o ece la apa ición de p ocesos e osi os po enciales. Palab as cla e: Ca og a ía del iesgo de e osión; medi e áneo; sis ema de in o mación geog á ica; e osión híd ica. INTRODUCCIÓN En e los ac o es an ópicos que in luyen en la e osión del suelo se hallan la de o es a- ción, los incendios y el manejo de los bosques (Gio annini e al., 2001; Faulkne e al., 2003), el inc emen o de la explo ación de ie as ma - ginales no adecuadas pa a la ag icul u a, la ne- cesidad de mayo p oduc i idad o el abandono de las ie as de cul i o (al menos, as un co o plazo; Ga cía-Ruiz, 1996). Todos es os ac o- es han con ibuido ambién a po encia la de- 154 MARTÍNEZ-ZAVALA e . al. g adación del medio, especialmen e en zonas sensibles. El obje i o de la e aluación del iesgo de e osión del suelo es iden i ica las á eas del e eno donde la máxima p oduc i i- dad sos enible pa a un de e minado uso del suelo es amenazada po excesi as pé didas de suelo (Mo gan 1995). No malmen e se consi- de an cua o ac o es p incipales que con olan la e osión: suelo, elie e, cubie a ege al y clima (Wischmeie y Smi h, 1978; Mo gan, 1995; Bougono iae e al., 1999; Bellin an e e al., 1999). ÁREA DE ESTUDIO La cuenca del ío Hozga gan a se en- cuen a en e las p o incias de Cádiz y Málaga (Figu a 1). FIGURA 1. Á ea de es udio. La mayo ía del sus a o es á o mado po a enisca silícea (Mioceno). El clima es medi e- áneo, con in ie nos escos y húmedos (con una empe a u a media mensual de 13.5ºC y una p ecipi ación media mensual de 155.3 mm en e diciemb e y ma zo) y e anos secos y ca- lu osos (7.8 mm y 23.4ºC en e julio y sep- iemb e). La p ecipi ación anual oscila en e 660 y 1200 mm. La ege ación dominan e es á cons i uida po bosques de alco noque en las 155 RIESGO DE EROSIÓN EN SUELOS FORESTALES lade as o ien adas al su , y bosques mix os de alco noque y quejigo en las lade as o ien adas al no e y el ondo de los alles. MÉTODOS La me odología pa a ealiza la ca og a- ía de es ados e osi os es á basada en las di- ec ices ecomendadas PAP/RAC-FAO pa a el es udio de la e osión en á eas cos e as medi e- áneas (PAP/RAC, 1997). Es o comp ende an o la obse ación di ec a en el campo como la o oin e p e ación, pe o ambién la elabo a- ción de in o mación ca og á ica o el análisis de suelos. Como uen e de in o mación se u ilizó (i) la ca og a ía de suelos ealizada po Paneque e al. (1998), (ii) un modelo digi al de ele a- ciones con una esolución de 20 × 20 m2( ea- lizado a pa i de mapas opog á icos a escala 1:10,000, (iii) imágenes de sa éli e (Landsa TM, con una esolución espacial de 30 × 30 m2), (i ) es adís icas y mapas de uso del suelo y cobe u a de la ege ación y ( ) bases de da os climá icos geo e e enciados. E odibilidad del suelo La e odibilidad del suelo se de e minó e- niendo en cuen a el ipo de sus a o y la pen- dien e del e eno. Las unidades de suelo (Paneque e al., 1998) ue on clasi icadas en unción de su compo amien o en e a la pé - dida de sedimen os. La me odología p opues a po PAP/RAC (1997) pa a la clasi icación del sus a o en di e en es clases según es e c i e io es á a su ez basada en la elabo ada po ICONA (1988). Se han enido en cuen a las modi icaciones in oducidas po Ma ínez-Za- ala (Ma ínez-Za ala, 2001; Ma ínez-Za ala e al., 2002), que con emplan algunas p opie- dades del suelo elacionadas con la e odibili- dad del ho izon e supe icial, como el con enido en ma e ia o gánica o la ped egosi- dad supe icial. La pendien e se analizó a pa - i de un modelo digi al del e eno. Median e un p oceso de in e polación ma emá ica se ob- u o un modelo digi al de ele aciones (MDE) de 20×20 m2de esolución, a pa i del cual se calculó un modelo digi al de pendien es. Final- men e, se de e minó la e odibilidad del suelo, según el c i e io mos ado en la abla 1. TABLA 1. Clasi icación del sus a o según su e odibilidad. 156 MARTÍNEZ-ZAVALA e . al. Uso del suelo y p o ección de la ege- ación El uso del e eno se ca og a ió median e la in e p e ación de o og a ías aé eas en blanco y neg o (E 1:20.000) e imágenes de sa éli e en also colo (Landsa TM), así como la consul a de in o mación ca og á ica publicada. Los ipos de uso obse ados se incluye on en cinco de las clases p opues as po PAP/RAC (1997): bosque (alco nocal y pina ), ma o al (cis áceas y b ezal), pas izal, cul i os de secano y suelo desnudo. Pos e io men e se analizó la cobe - u a de la ege ación en cada ipo de uso, es a- bleciendo cua o angos de cobe u a: 0-25 %, 25-50 %, 50-75 % y 75-100 %. Mapa de la e osi idad de la llu ia El índice del e osi idad de la llu ia más usado ac ualmen e es el índice EI30, pa a cuya de e minación se equie e in o mación plu io- g á ica no disponible en el á ea de es udio. Va- ios au o es han u ilizado el índice de Fou nie , es imado de da os de la p ecipi ación ales como medida di ec a del e osi idad de la llu- ia o po su co elación con el ac o R (Be gsma, 1980; Rena d & F eimund, 1994; Odu o-A iyie, 1996; Jo dán & Bellin an e, 2000). Pa a el á ea del es udio, se u ilizó la e- lación dada po la ecuación siguien e: donde p es la p ecipi ación media mensual, P es la p ecipi ación media anual, y Z2 y Z4 son ac- o es zonales. La in e polación espacial de los alo es de R calculados a pa i de los da os disponibles pe mi ió gene a un mapa de e osi- idad de la llu ia. Pos e io men e, los alo es ob enidos ue on eclasi icados e inco po ados al modelo. Los da os ue on eclasi icados en cinco clases de iesgo de e osión: 50-100, 100- 125, 125-150, 150-175 y 175 hJ·m-2·cm·h-1. De e minación del iesgo de e osión del suelo Pa a de e mina los es ados e osi os del e eno se desa olló un modelo de á bol de de- cisión, basado en los c i e ios de PAP/RAC (1997). El á bol de decisión incluye los pa á- me os uso del suelo, cobe u a ege al, p o- ección del suelo, y e odibilidad. De es e modo, se ob ienen cinco clases de es ados e osi os (muy bajo, bajo, mode ado, al o y muy al o). Al conside a posibles cambios en el g ado de cobe u a del e eno se pueden es a- blece las zonas de mayo iesgo po encial de e osión. Así, además de elabo a el mapa de p o ección de suelo bajo las condiciones ac ua- les (escena io a), se conside a on dos supues os en los que la cobe u a disminuye un 25% (po ejemplo: del in e alo 50-75% al 25-50%; es- cena io b) o un 50% (escena io c). De es e modo, se puede calcula el mapa de es ados e osi os en los escena ios a (es ado e osi o ac- ual), b y c (po enciales). La in o mación espacial sob e los es ados e osi os se supe puso a la e osi idad climá ica pa a ob ene el iesgo de e osión híd ica u ili- zando el c i e io que se mues a en la abla 2. RESULTADOS La igu a 2 mues a los mapas de li o a- cies, pendien es y e odibilidad del suelo. Ap o- ximadamen e el 11 % de la supe icie o al co esponde a Lep osoles o a lo amien os o- cosos de a enisca silícea, p incipalmen e loca- lizados sob e las zonas esca padas de la sie a y en las cumb es (li o acies A). La cobe u a de pied as es muy ele ada, lo que di icul a el a as e de sedimen os. Casi el 60% de la cuenca co esponde a Lu isoles y Cambisoles desa ollados sob e a eniscas silíceas (li o acies TABLA 2. De e minación del iesgo de e osión 157 RIESGO DE EROSIÓN EN SUELOS FORESTALES B). El ho izon e supe icial es p o undo y con ecuencia posee ca ác e mólico, con un con- enido de ma e ia o gánica ecuen emen e su- pe io al 5 %. Los suelos incluidos en las li o- acies C, D o E ep esen an en e el 15 y el 8 % de la supe icie en cada caso. FIGURA 2. Mapas de li o acies, pendien e y e odibilidad del e eno (1: muy baja; 2: baja; 3: mode ada; 4: al a; 5: muy al a). En el mapa de pendien es (Figu a 2) se ap ecia la i egula idad del e eno. Casi el 40 % del e eno ecibe un alo de e odibilidad igual o supe io a 3. El mapa de e odibilidad del suelo (Figu a 2) se ob u o a pa i de la su- pe posición espacial de los mapas de li o acies y de pendien es. A pa i de es e mapa y de los mapas de p o ección del suelo (escena ios a, b y c; Figu a 3, izda.) se ob u ie on los mapas de es ados e osi os (Figu a 3, dcha.). Se puede ap ecia cómo las clases más al as pe manecen p ác i- camen e iguales, debido a su g ado de cobe - u a ege al inicialmen e bajo. Una g an p opo ción de á eas con un es ado e osi o bajo pe manecen sin cambios, debido a que las ca- ac e ís icas geomo ológicas no pe mi en la apa ición de enómenos e osi os (baja pen- dien e o baja e odibilidad). FIGURA 3. Mapas de p o ección del suelo (1: muy al a; 2: al a; 3: mode ada; 4: baja; 5: muy baja) y de es- ados e osi os (1: muy bajo; 2: bajo; 3: mode ado; 4: al o; 5: muy al o) pa a los escena ios a, b y c. 158 MARTÍNEZ-ZAVALA e . al. Sin emba go, una g an p opo ción de las unidades con es ado e osi o bajo a mode ado inc emen an su iesgo de e osión. Es as á eas co esponden p incipalmen e al bosque de al- co noque que cub e las lade as de la sie a. En la ac ualidad (escena io a), el 70 % de la su- pe icie posee un es ado e osi o muy bajo. En el escena io b es e po cen aje desciende has a el 44 %, y menos del 10 % en el escena io c. Los es ados e osi os mode ado a muy al o se in- c emen an en un 11 y un 34 % en los escena ios b y c, espec o a la supe icie inicial. El es ado e osi o mode ado es el que ob iene un mayo c ecimien o en los escena ios b y c. El iesgo de e osión ha sido calculado a pa i del mapa de es ados e osi os ac ual y la e osi idad de la llu ia (Figu a 4, izda.). FIGURA 4. Izquie da: mapa de iesgo de e osión híd ica (1: muy bajo; 2: bajo; 3: mode ado; 4: al o; 5: muy al o). De echa: mapa de es abilidad del iesgo de e osión. El es ado e osi o en á eas mode adamen e es ables es un ni el mayo en el escena io c que en el a. El es ado e osi o en á eas ines ables es dos ni e- les mayo en el escena io c que en el a. En las á eas es ables no cambia el es ado e osi o. La mayo ía del e i o io posee un iesgo bajo o muy bajo de e osión. El iesgo más al o co- esponde a aquellas unidades con es ado e o- si o ele ado y al a e osi idad de la llu ia. Es o ocu e en la zona más al a de la cuenca, donde la p ecipi ación es más in ensa. El 71 % del á ea posee un iesgo de e osión muy bajo. El 13 % de la supe icie que posee un iesgo de e osión mode ado a muy al o se encuen a en el ex emo NE del á ea de es udio, donde la e osi idad de la llu ia es mayo . Es o co es- ponde, además con una zona de baja cobe u a ege al y un es ado e osi o mode ado a muy al o. Median e la compa ación de los cambios de es ado e osi o en los escena ios a, b y c, puede es ablece se qué á eas pueden pe mane- ce es ables y en qué á eas puede aumen a el iesgo de e osión. La ines abilidad de es as á eas puede clasi ica se en unción del inc e- men o de es ado e osi o (Figu a 4, dcha.). 159 RIESGO DE EROSIÓN EN SUELOS FORESTALES DISCUSIÓN El modelo de ap oximación p esen ado es simple y e sá il. No equie e el uso de pa á- me os complejos o di ícilmen e disponibles, como, po ejemplo, los necesa ios pa a u iliza el modelo USLE. Es e mé odo pe mi e anali- za an o á eas pequeñas como g andes a di e- en es escalas de ap oximación. Como en o os casos, el uso de modelos cuali a i os no pe - mi e e alua el e o asociado a los esul ados ni es ablece co elaciones p ecisas en e di- e sos pa áme os, pe o es muy ú il a la ho a de delimi a espacialmen e las á eas en iesgo. Es a me odología es á ue emen e elacionada con la expe iencia del in es igado . Aunque los análisis deben se p ecisos y obje i os, es ne- cesa io conside a el juicio del in es igado en una ap oximación sis emá ica y es uc u ada. En la p ác ica, una p edicción muy p ecisa del iesgo de e osión puede alcanza se median e la in eg ación de mé odos cuan i a i os (como la es imación de la e osi idad de la llu ia) y cua- li a i os (Jo dán, 2000; Sahin y Ku um, 2002). Habi ualmen e, exis e una es echa ela- ción en e la e osión y los asgos ísicos del paisaje. En el caso del á ea de es udio, el iesgo de e osión pa ece es a más elacionado con as- pec os cul u ales, como el manejo de la cu- bie a boscosa. El man enimien o de la cobe u a ege- al, man eniendo ap o echamien os o es ales de bajo impac o como la ex acción de co cho, pa ece esencial a la ho a de ges iona el alco - nocal. Las ca ac e ís icas del suelo o la incli- nación de las lade as pa ecen ene un ca ác e secunda io cuando la cobe u a ege al es ele- ada. De hecho, algunos de los suelos más p o- undos, desa ollados y es uc u ados del á ea de es udio se encuen an sob e e enos de pen- dien e muy ele ada, pe o con una g an cobe - u a a bó ea (Paneque e al., 1998; Jo dán, 2000). La simulación de cambios en la cobe u a es un aspec o cuyo análisis ha sido ecomen- dado en es udios simila es (Le Bissonnais e al., 2002). En es e abajo se ha discu ido el e ec o de la pé dida de cobe u a ege al sob e el iesgo de e osión, poniendo de mani ies o la debilidad del equilib io del sis ema. El mé odo de e aluación de la e osión p opues o po PAP/RAC (1997) es especial- men e ú il en zonas donde la in o mación sob e el suelo es escasa. En es os casos, el diseño de un ma co adecuado a los da os disponibles es necesa io. Sin emba go, la e aluación del iesgo de e osión p opues a po PAP/RAC debe inclui pa áme os ela i os a la e osi idad cli- má ica. Es o pe mi e una in e p e ación de los esul ados más ce cana a la ealidad. La azón es muy simple: aunque el es ado e osi o sea al o, una baja e osi idad plu ial no pe mi i á la apa ición de p ocesos e osi os ap eciables. Es o ha sido comp obado po Jo dán (2000), Jo dán y Bellin an e (2000) y Ma ínez-Za ala (2001) en sis emas medi e áneos del su de Es- paña. CONCLUSIONES •El modelo u ilizado no equie e el uso de pa áme os complejos o di ícilmen e calcu- lables, como los usados en el modelo de la USLE u o os simila es. •El mé odo de e aluación del iesgo de e osión p opues o es pa icula men e ú il en zonas donde exis en pocos da os de suelo dis- ponibles. En ales casos, el diseño del abajo debe se adecuado a los da os exis en es. •El uso de modelos cuali a i os no pe - mi e e alua el e o asociado a los esul ados, pe o es ú il a la ho a de delimi a espacialmen e las á eas de iesgo. Con la expe iencia, se puede log a una p edicción muy p ecisa del iego de e osión median e la in eg ación de mé- odos cuan i a i os (como la es imación de la e osi idad plu ial) y cuali a i os. •El man enimien o de la cobe u a ege- al y de un uso o es al de bajo impac o como es la ex acción de co cho pa ecen se esenciales 160 MARTÍNEZ-ZAVALA e . al. en el manejo del alco nocal. Las ca ac e ís i- cas del suelo o la pendien e pa ecen se secun- da ias cuando la cobe u a ege al es ele ada. De hecho, algunos de los suelos más p o undos y desa ollados en el á ea de es udio se en- cuen an sob e lade as con pendien e muy ele- ada y densa cobe u a ege al. AGRADECIMIENTOS Los au o es deseamos ag adece a J.C. G iesbach (FAO) y S. Husnjiak (Uni e sidad de Zag eb) las ecomendaciones y apo aciones a la me odología u ilizada. Así mismo, ag ade- cemos los comen a ios y suge encias de A. Ce dá (Uni e sidad de Valencia), que con i- buye on a mejo a es e abajo. 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