El papel del agua en zonas con clima mediterráneo

Javier Lozano Parra

• Publisher: Ediciones UC
• Year: 2019
• ISBN:
  9789561425200
• Topic: History
• Subtopic: Historical Geography
• Index: History

Los procesos hidrológicos que ocurren en zonas de clima mediterráneo despliegan gran parte de su actividad en la capa superior del suelo, la más sensible a los factores y modificaciones externas. Los cambios climáticos predichos para los próximos años en regiones mediterráneas afectarán a la distribución espacio-temporal de la lluvia y a las variaciones térmicas del aire. Estos cambios podrían aumentar la intensidad y duración de los periodos de déficit hídrico del suelo y de las sequías, así como realzar la demanda evaporativa y permitir una mayor capacidad de interceptación de las cubiertas vegetales durante periodos más prolongados. Estas circunstancias afectarán a la cantidad de agua que alcanza el suelo y, consecuentemente, a los procesos ecohidrológicos. El estudio presentado en este libro pone de manifiesto la situación actual de dichos procesos en los ecosistemas limitados por la disponibilidad hídrica y pretende ser un recurso que fomente el conocimiento y facilite la gestión de estos espacios, considerando el posible impacto de las variaciones climáticas sobre el agua y la dinámica vegetal.

CAPÍTULO 1

ENFOQUE DEL ESTUDIO

La Convención de las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación estimó que alrededor del 41% de la superficie global está compuesta por tierras áridas, semiáridas o subhúmedas secas [Reynolds et al., 2007]. Entre ellas se encuentran varios tipos de ecosistemas con estructura forestal de arbolado disperso, como los sistemas agrosilvopastoriles de dehesa, tradicionalmente considerados como explotaciones ejemplares debido al equilibrio mantenido entre la conservación y el aprovechamiento de sus recursos. Dichos sistemas se constituyen como los más extensos de Europa y están considerados dentro de la directiva Hábitat de la UE como zonas que han de preservarse, ya que soportan altos niveles de biodiversidad dentro de una amplia variedad de ambientes, tales como tierras de cultivo, espacios de pastoreo, zonas de matorral, o áreas de pastizal [Campos-Palacín, 2004; Costa Tenorio et al., 2005; Marañón et al., 2009; Moreno y Pulido, 2009]. Sin embargo, su equilibrio y mantenimiento es delicado debido a que los factores que determinan su configuración, las condiciones físico-ambientales y la gestión humana, ejercen un importante control sobre uno de sus componentes clave: el agua.

Las condiciones físico-ambientales que definen estos sistemas se caracterizan, a grandes rasgos, por la amplia variabilidad de las precipitaciones y las altas temperaturas estivales, lo cual origina una elevada evapotranspiración potencial que a su vez determina un gran déficit hídrico. Los suelos, además de ser pobres en nutrientes, se caracterizan por ser poco profundos y por desarrollarse sobre un sustrato casi impermeable, lo que reduce su capacidad de almacenamiento de agua. Estos factores limitan los recursos hídricos disponibles para la vegetación, por lo que una alteración de los mismos podría suponer una modificación en la dinámica natural de la biomasa [Rodríguez-Iturbe, 2000].

Bajo este enfoque, el efecto de un posible cambio climático, cuyas últimas estimaciones en 2013 [IPCC, 2013] pronostican unos aumentos de las temperaturas y disminución de las precipitaciones más acusados que los predichos en 2007 [IPCC, 2007], tendría consecuencias directas sobre los recursos hídricos y por consiguiente en el ecosistema. Como resultado, una gran variedad de fenómenos podría acentuarse, como ya se vio en 2012, año con uno de los inviernos más secos desde que se tiene constancia y con el peor registro de la década en cuanto a superficie forestal quemada [MAGRAMA, 2013; Trigo et al., 2013]. Consecuentemente los efectos derivados, como los procesos de erosión, degradación y desertificación, podrían intensificarse.

La gestión humana es otro de los factores que influye en el estado ecológico de los espacios, ya que determina tanto el uso del suelo como la intensidad con que se utiliza. En este sentido, aunque la dehesa tiene una gran variedad de usos ha estado sujeta a grandes cambios desde mediados del siglo pasado, que en su mayoría han ido direccionados hacia una mayor presión sobre los recursos o hacia un abandono de las explotaciones [Campos-Palacín, 1993]. Debido a esto, el funcionamiento de uno de los ciclos más vulnerables, el del agua, puede verse alterado, lo cual incide directamente sobre uno de sus más importantes componentes, la vegetación.

Según lo expuesto, un cambio significativo de cualquiera de los factores incidentes en la dinámica ambiental podría alterar el ecosistema, de modo que evolucionaría hacia estados ecológicos más complejos o, por el contrario, hacia su degradación, modificando en cualquier caso su identidad y su valor económico, ambiental y cultural.

El agua o humedad del suelo es un componente clave del balance hídrico y del sistema climático global, representa una de las variables hidrológicas más importantes, constituye un elemento fundamental para el desarrollo y mantenimiento de la biomasa, interviene directamente en los procesos geomorfológicos, juega un papel crítico en el desarrollo edáfico, posibilita el lavado de contaminantes en los suelos y es un recurso vital para todo tipo de animales, además de ser indispensable para las actividades humanas. Se trata de un elemento que solo se encuentra en la zona vadosa o no saturada del suelo, representa una ínfima proporción con respecto al agua mundial (Figura 1-1), circula de forma natural por todo el planeta y, dada su importancia, su dinámica debería ser uno de los principales objetivos en los estudios hidrológicos [Oki y Kanae, 2006].

Figura 1-1. Proporción de agua del suelo (porción verde) con respecto a la distribución de agua mundial, según estimaciones de Shilomanov [1993].

En el caso de ciertos sistemas agrosilvopastoriles mediterráneos, clasificados según el Índice de Aridez determinado por la UNEP [1992] como subhúmedos secos y semiáridos, la irregularidad climática condiciona la disponibilidad hídrica del suelo, que representa el principal limitante del ecosistema [Valladares et al., 2004]. Conscientes de esta importancia, numerosos autores han realizado durante los últimos años destacados avances en el campo de la hidrología aplicada a dichos sistemas [Ceballos-Barbancho, 1999; Cubera, 2006; Maneta, 2006; van Schaik, 2010], intentando cubrir con ellos la falta de conocimiento existente y que ya subrayó Campos-Palacín [2004].

Pese a esto, los estudios desarrollados en ambientes limitados por el agua que abordan los procesos desde una perspectiva ecohidrológica, además de ser todavía escasos, no cubren ciertas escalas espacio-temporales debido a sus limitaciones metodológicas. El hándicap se encuentra en que no combinan con precisión la resolución temporal junto con la espacial ya que, o bien monitorizan el contenido hídrico del suelo a escalas temporales normalmente superiores a la semanal, o bien eluden medir con precisión la zona más superficial del suelo.

Desde el punto de vista de la resolución temporal, Llorens et al. [2011] o Molina et al. [2014] demostraron que una medida superior a la semanal puede ser poco representativa de la humedad media que se observa durante el mismo periodo temporal. Según estos autores, la frecuencia a la cual se realizan las mediciones es un factor clave para la estimación precisa de la dinámica del agua del suelo, y si dichas mediciones presentan variaciones no estructuradas, el proceso estudiado no estará suficientemente muestreado. Por otro lado, estudios con resoluciones inferiores a la semanal, como el desarrollado por David et al. [2006] o por Gerrits et al. [2013], ya destacaron la ausencia de trabajos a escalas de tiempo cortas y, por consiguiente, la falta de conocimiento sobre los procesos asociados a su temporalidad.

Conforme a lo expuesto, podría decirse que en ambientes con arbolado disperso y limitados por el agua, como pueden ser las dehesas, existe una carencia de estudios que aborden la dinámica del agua edáfica con una resolución temporal precisa, analizando tanto los cortos como los extensos periodos temporales. La resolución temporal utilizada en este estudio cubre dichas carencias y posibilita el análisis de los procesos hidrológicos a intervalos de tiempo muy reducidos, permitiendo conocer la hidrodinámica edáfica durante el transcurso de un evento de lluvia, así como los factores influyentes (Figura 1-2). Además, escalas con mayor intervalo temporal también son obtenidas calculando los valores deseados a partir de los registros base.

Desde el punto de vista espacial, los trabajos que versan sobre la hidrodinámica edáfica suelen desarrollarse en perfiles que alcanzan potencias superiores a un metro, los cuales son normalmente menos frecuentes en las áreas estudiadas que los suelos someros, y eluden una monitorización exhaustiva de la zona más superficial del perfil y la más expuesta a los factores externos. Además, como ya observaron Moreno et al. [2005] o Cubera [2006], el sistema radicular de los pastos se concentra en la zona más superficial del perfil disminuyendo exponencialmente con la profundidad, lo que podría dotar a los pastos de una extrema sensibilidad y dependencia ante los cambios producidos en los horizontes superficiales. Asimismo, los trabajos frecuentemente se enfocan en la competición/facilitación entre estratos vegetales, en la producción de pasto frente a diferentes tratamientos, o considerando su posición bajo copa de arbolado o fuera de ella, restando importancia al funcionamiento ecológico e hidrológico de la zona superficial del suelo. Pese a esto, es destacable el consenso general existente, que establece a los pastos como uno de los recursos más importantes de los sistemas agrosilvopastoriles, como elemento imprescindible contra la degradación y erosión del suelo, y como la principal fuente de alimentación para el ganado [Schnabel, 1997].

Figura 1-2. Rango de escalas espaciales y temporales más comúnmente utilizadas en los estudios de los procesos hidrológicos y ecológicos. El área gris indica la escala espacio-temporal de este estudio. Adaptado de Dingman [2008] y Teuling [2007].

En función de lo anteriormente mencionado, podría afirmarse que actualmente existe una escasez de trabajos desarrollados en ambientes condicionados por la disponibilidad hídrica y con una cobertura de arbolado dispersa, como las dehesas, que monitoricen con una alta resolución espacio-temporal las interacciones ecohidrológicas de la zona más superficial del perfil edáfico. Este factor, unido a la poca potencia que generalmente muestran los suelos, fueron los argumentos que motivaron la monitorización exhaustiva de dicha zona.

La principal novedad que aporta esta investigación es el estudio de la hidrodinámica edáfica y su relación con la cubierta vegetal y las variaciones climáticas a distintas escalas temporales y espaciales, lo que conlleva la posibilidad de abarcar varios procesos (Figura 1-2). Las escalas temporales varían desde el minuto al año hidrológico, considerando series climáticas más prolongadas; las escalas espaciales varían desde el pedón a escala de cuenca hidrográfica. Además, los trabajos con escalas temporales superiores a décadas, como el que aquí se incluye, son inexistentes en este tipo de ambientes.

Atendiendo a lo anteriormente mencionado, los principales objetivos de este trabajo son:

a)Determinar las propiedades físicas e hidrológicas de los suelos y los condicionantes meteorológicos que afectan a la hidrodinámica edáfica.

b)Establecer la profundidad del perfil del suelo más representativa para la instalación de sensores de humedad.

c)Determinar las variaciones espacio-temporales del contenido de agua del suelo a escala anual, estacional y diaria, bajo diferentes estratos vegetales, en función de las variaciones climáticas, e identificando los factores que las causan.

d)Analizar la dinámica del agua edáfica en alta resolución temporal (minutos):

•considerando la influencia de las distintas coberturas vegetales, y esta...

Table of contents

• Portada
• Título
• Créditos
• Portadilla
• CONTEÚDO
• Prólogo
• Capítulo 1. Enfoque del estudio
• Capítulo 2. Estado del arte
• Capítulo 3. Ecosistemas estudiados
• Capítulo 4. Metodología y herramientas
• Capítulo 5. Resultados y discusión