O. Vigiak, O. Ribolzi, A. Pierret, C. Valentin, O. Sengtaheuanghoung y A. Noble
Olga Vigiak estaba en el Instituto Internacional de Ordenación de las Aguas (IWMI), Vientiane (República Democrática Popular Lao) cuando se realizaba la investigación que se presenta en el presente artículo. Actualmente trabaja en el Departamento de Industrias Primarias Victoria, Rutherglen, Victoria (Australia).
Olivier Ribolzi y Alain Pierret trabajan en el Institut de Recherche pour le Développement (IRD), en Vientiane, y en la actualidad están adscritos al IWMI.
Christian Valentin se desempeña en el IRD en Bondy (Francia) y también está adscrito al IWMI.
O. Sengtaheuanghoung se desempeña en el Instituto Nacional de Investigación Agrícola y Forestal, Vientiane.
Andrew Noble se desempeña en la Oficina Regional para Asia sudoriental del IWMI, Bayan Lepas, Penang (Malasia).
Si bien el bambú a veces se planta en zonas ribereñas para conservar los suelos y las aguas, un estudio del Asia sudoriental indica que tal vez éste no sea la mejor cubierta vegetal para tal propósito.
Ubicadas en la interfaz de los hábitats terrestres y acuáticos, las zonas ribereñas cumplen una importante función filtrando y atrapando sedimentos y contaminantes relacionados con sedimentos y disueltos. La efectividad de la vegetación ribereña en el filtrado de los contaminantes depende de varios factores, entre ellos, la estructura, la densidad y la composición del terreno y de la cubierta forestal. En las zonas tropicales húmedas de Asia sudoriental, la utilización de las especies de bambú –que suministran importantes productos forestales no madereros– también ha sido recomendada para la conservación de los suelos y las aguas. Sin embargo, las pruebas sobre la eficacia del bambú a este respecto son limitadas.
El presente artículo examina los conocimientos actuales sobre las funciones relacionadas con el agua de la vegetación en las zonas ribereñas. Luego se centra en los resultados y conclusiones principales de la investigación realizada en una cabecera de la cuenca de captación en el norte de la República Democrática Popular Lao para comparar los flujos de agua y los sedimentos a través de las estaciones de ribera cubiertas con bambú o pasturas nativas (Vigiak et al., 2008). El estudio también comparó las propiedades filtrantes de la vegetación natural ribereña con las del arroz de montaña.
En Asia sudoriental, la creciente presión de la población sobre la tierra está originando rápidos cambios en el uso de la tierra: los cultivos en las laderas se intensifican a la vez que en la mayoría de los países la cubierta forestal disminuye. Los agricultores migratorios deben volver a cultivar la misma tierra con mayor frecuencia, lo cual interrumpe el ciclo de barbecho de su sistema agrícola tradicional. Las consecuencias se manifiestan en las pérdidas de fertilidad del suelo y del rendimiento de los cultivos, la erosión acelerada en las laderas y un mayor depósito de sedimentos en los cursos de agua (Roder, Phengchanh y Maniphone, 1997; Chaplot et al.,2005). En las áreas de captación forestadas, el estado compacto de los suelos en los caminos para el acarreo de trozas y las vías de transporte pueden reducir la infiltración de agua y aumentar la superficie de erosión (Sidle, Tani, y Ziegler, 2006). Como los sedimentos son transportadores de nutrientes y de agentes contaminantes, el aumento de depósito de sedimentos en los cursos de agua tiene un efecto negativo en los medios de subsistencia y en la salud de las poblaciones de los valles.
La provisión de agua sana es normalmente un objetivo importante de las políticas de ordenación de los recursos naturales. Se puede lograr una buena calidad de agua reduciendo la emisión de contaminantes en la fuente, por ejemplo, mediante la ordenación apropiada de las actividades agrícolas o forestales y/o la ubicación de filtros naturales en el paisaje para evitar que los contaminantes alcancen los cursos de agua. El control de los contaminantes de las aguas es más eficaz cerca de las fuentes de contaminación, es decir, en las cabeceras de cuencas de captación, donde los humedales y las zonas ribereñas pueden ser filtros de contaminantes sumamente eficaces.
| Los bambúes son productos forestales no madereros importantes en Asia sudoriental, utilizados para la alimentación (brotes), para material de construcción y también en las artesanías |
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| En el sistema de agricultura migratoria tradicional de las montañas de la República Democrática Popular Lao, el paisaje se ve como un mosaico de campos cultivados, de vegetación secundaria y de remanentes de bosques; la cultura de cultivos anuales en laderas empinadas se asocia con una alta producción de sedimentos |
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Una zona ribereña, en el sentido estricto, comprende sólo la vegetación en un lecho fluvial y a lo largo de las costas de los ríos; sin embargo, el término se ha utilizado últimamente con mayor amplitud para incluir la parte del paisaje adyacente a un curso de agua que ejerce una influencia directa en las márgenes del curso fluvial y del lago y del agua y los ecosistemas acuáticos asociados con ellos (Karssies y Prosser, 1999). En el paisaje, los hábitats ribereños son corredores localizados en la interfaz de los ecosistemas terrestre y acuático. Actúan como conductos, filtros o barreras controladores de flujos de agua, sedimentos y nutrientes. El garantizar las funciones ecológicas ribereñas, como el filtrado de los flujos terrestres y subterráneos, la estabilización de las márgenes de cursos de agua y el control de sus hábitats internos, es una parte importante de la ordenación apropiada de los recursos naturales (Mander y Hayakawa, 2005).
En las zonas ribereñas se realizan muchas actividades de subsistencia y generadoras de ingresos que integran la economía rural de las unidades familiares. En la República Democrática Popular Lao, los bambúes de crecimiento natural y los bambúes cultivados que se hallan en las zonas ribereñas son una importante fuente de alimento (los brotes) y de materia prima para construcción de viviendas y confección de artesanías (de Beer y McDermott, 1996). Los recursos forestales que aún quedan a lo largo del curso de agua proporcionan hábitat y son sitios populares para la caza y la pesca. La topografía relativamente plana y la disponibilidad de agua para riego hacen que la tierra ribereña sea atractiva para el cultivo. Las bananas se cultivan a menudo en las cabeceras de los cursos de agua. Últimamente, la mayor demanda de productos para los grandes mercados urbanos ha estimulado a los agricultores a convertir las tierras ribereñas en huertos. La horticultura es principalmente una actividad de la estación seca; sin embargo, los tramos superiores de las cabeceras de captación también se cultivan durante la estación lluviosa, ya sea para producir hortalizas o arroz de secano. Los efectos de estos cambios de la utilización de la tierra, en la calidad de las aguas de los arroyos, son en gran parte desconocidos.
| La creciente demanda de mercados urbanos estimula a los agricultores para que establezcan huertos en tierras ribereñas a lo largo del río Mekong (Luang Prabang, República Democrática Popular Lao) |
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La eficacia de la vegetación ribereña en el filtrado de contaminantes depende de la naturaleza del contaminante. La retención de sedimentos es generalmente más alta que la retención de contaminantes vinculados a los sedimentos, debido a que la mayoría de los contaminantes vinculados a los sedimentos a menudo se unen a partículas más finas que son más difíciles de retener; y los contaminantes disueltos son los que menos se reducen (Karssies y Prosser, 1999). La vegetación ribereña filtra principalmente los sedimentos por medio de los siguientes mecanismos (Karssies y Prosser, 1999; Mander y Hayakawa, 2005):
El suelo en las áreas ribereñas también adsorbe contaminantes, y los microbios presentes en el suelo asimilan nutrientes.
La infiltración es con mucho el mecanismo más importante de filtrado de los flujos de entrada en las superficies de las laderas. Sin embargo, cuando los flujos subterráneos son mensurables, los flujos de percolación y saturación pueden obstaculizar la infiltración (McKergow et al., 2004).
La eficacia de la vegetación ribereña en la captura de sedimentos depende de muchos factores como los ritmos de los flujos entrantes, el tamaño de la partícula de sedimento, los medios hidrológicos y topográficos del área ribereña y la cubierta y el tipo de vegetación (Karssies y Prosser, 1999).
| Los bambúes tienen importantes funciones ecológicas ribereñas como la sombra, y el control de la temperatura del agua y de los hábitats internos (izquierda); sin embargo, por su escasa cubierta vegetal, no parecen ser eficaces en la captura del agua y sedimentos de escorrentía de laderas (derecha) |
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La densidad, la altura y el tipo son las características más importantes que influencian la capacidad de la vegetación para retener los sedimentos en la tierra ribereña (Karssies y Prosser, 1999).
La densidad de la vegetación es importante, particularmente en la superficie del terreno porque los troncos de la vegetación ofrecen resistencia al flujo terrestre, reduciendo, de tal modo su velocidad y favoreciendo el asentamiento de las partículas. La vegetación debería ser uniformemente densa; los pastos estoloníferos (los diseminados por tallos laterales, llamados estolones, que se extienden por el terreno y dan origen a nuevos brotes en el sentido longitudinal) y los pastos de arrastre son los mejores, mientras que las gramíneas macollantes pueden concentrar el flujo. Se recomienda un mínimo de 45 por ciento de la cubierta vegetal para amortiguadores eficaces. La altura de la vegetación debería tener, por lo menos de 10 a 15 cm; debe ser lo suficientemente alta para evitar la inmersión del flujo de superficie.
El efecto del tipo de vegetación es más controvertido. El pasto puede ser más eficaz que la vegetación leñosa en la disminución de la erosión de las márgenes y la captura de los sedimentos, pero el pasto requiere una ordenación activa porque los procesos de sucesión tienden a favorecer a la vegetación leñosa (Lyons, Trimble y Paine, 2000). Los filtros de pasto forman rápidamente sedimentos nuevos de modo que no son desplazados por la escorrentía siguiente; los filtros de pasto deberían ser perennes, resistentes a la inundación y la sequía, capaces de crecer después de una inundación parcial, y no ser invasores de otros ecosistemas (Karssies y Prosser, 1999).
A menos que el sotobosque sea denso, se considera al bosque como el regulador menos eficaz porque los troncos se hallan distanciados y el flujo a menudo se concentra en surcos, volviéndose, de tal modo, más erosivos. La cubierta vegetal muerta trabaja como una forma de almacenamiento temporáneo: captura los sedimentos, pero éstos son arrastrados por la siguiente escorrentía (Karssies y Prosser, 1999; McKergow et al., 2004). Sin embargo, los árboles y los arbustos pueden proveer otros beneficios a los cursos de agua como la sombra y el control de la temperatura del agua que afecta a la producción primaria y el hábitat interno (Lyons, Trimble y Paine, 2000). Los bosques, por tanto, deberían estar rodeados por una franja de pasto para capturar los sedimentos de los campos contiguos. Para la zona sudoriental de los Estados Unidos, Sheridan, Lowrance y Bosch (1999) recomendaron reguladores forestales ribereños compuestos por tres zonas: una franja de pasto de filtro adyacente a los campos, cuya principal función es diseminar la escorrentía de superficie como un flujo laminar; una primera zona forestal donde existe la infiltración y la sedimentación; y una segunda zona forestal para proteger y estabilizar las márgenes de los cursos de agua.
Las poblaciones de bambú se presentan con frecuencia cerca de los cursos de agua. Su estructura tupida y cubiertas cerradas garantizan buena sombra para el curso de agua pero la vegetación del sotobosque puede ser dispersa. En las zonas sudoriental y centro-occidental de los Estados Unidos se halló que las especies nativas de bambú Arundinaria gigantea eran un filtro eficaz para el sedimento, nitrógeno y fósforo (Blattel et al.,2005; Schoonover et al., 2006). Ahora bien, son pocos los estudios de campo que han tratado el tema de la eficacia del bambú en el filtrado de sedimentos.
Para determinar la eficacia de la captura de sedimento mediante la vegetación ribereña de crecimiento natural o cultivada, se realizó un experimento de campo en una pequeña cabecera de cuenca de captación en el norte de la República Democrática Popular Lao (cuenca de captación de Houay Pano, Provincia de Luang Prabang). Las altas producciones de sedimento (más de 10 toneladas por hectárea al año) se han asociado con los cultivos anuales en esta cuenca de captación (Chaplot et al., 2005).
La cuenca de captación recibe un promedio de aproximadamente 1 300 mm de lluvia por año, cuya mayor parte corresponde a la estación monzónica que transcurre de mediados de mayo a mediados de octubre. La captación es representativa del sistema de corte y quema en Asia sudoriental. Durante los últimos 30 años, el período de barbecho ha disminuido pasando de 10 a 15 años, a 2 a 5 años (Lestrelin y Giordano, 2006). La altitud oscila de 400 a más de 800 m. El tramo principal del curso de agua es una corriente perenne de segundo orden, de topografía empinada e irregular. Las zonas ribereñas son principalmente convexas o convexas-cóncavas, empinadas y estrechas. Las márgenes de los cursos de agua son altas y empinadas.
Más del 43 por ciento de las áreas ribereñas a lo largo del Houay Pano están cubiertas por una vegetación de pasto y de arbustos dominada por la Microstegium ciliatum (mencionada aquí como «pastura nativa»). Los bambúes, especialmente el Dendrocalamus sp. y el Cephalostachium virgatum, cubren 19 por ciento de las áreas ribereñas. Las estaciones de pastura nativa y bambú difieren en la cubierta forestal y vegetal (Cuadro 1); por tanto se debe esperar un rendimiento diferente en el filtrado del sedimento. Las áreas ribereñas restantes en la cuenca de captación están cubiertas por bananos (15 por ciento), bosques (15 por ciento), yuca (6 por ciento) y pasto napier (una especie forrajera cultivada, Pennisetum purpureum) (3 por ciento).
Durante dos estaciones lluviosas, se midieron, mediante canales abiertos, volúmenes de escorrentía de agua de superficie y de escorrentía de concentración de sedimentos de entrada y salida de las estaciones ribereñas de bambú y pastura nativa (Vigiak et al., 2008). Se supervisaron dos estaciones de bambú y dos de pastura en 2005 y una de cada una en 2006. Las estaciones diferían en su contextura topográfica, en las condiciones de laderas arriba y en el ancho de la zona de amortiguación. En 2006, la vegetación adyacente a las estaciones de ribera fue desbrozada y se estableció arroz de montaña para usar como referencia y para evaluar el efecto del desbrozamiento y el cultivo en tierra ribereña (Cuadro 2).
La Figura 1 señala los volúmenes totales de escorrentía y la carga de sedimento que entra y sale en las estaciones de ribera de bambú y pastura nativa durante los períodos de control. Dos estaciones de pasturas nativas redujeron el volumen de agua; estos sitios tuvieron menos escorrentía saliente que entrante. En la tercera, la salida de la escorrentía superó ligeramente la entrada. Las tres estaciones de bambú tuvieron más agua de salida que de entrada, lo cual indicó que la infiltración de la precipitación pluvial y la entrada de escorrentía eran limitadas. Los sedimentos estaban más concentrados en la salida de escorrentía de las estaciones de ribera que en la de entrada, en particular en el caso de vegetación de bambú. Las estaciones de bambú fueron por tanto fuentes de sedimentos para el curso de agua, mientras que la pastura nativa fue por lo general un sumidero de sedimentos.
Ambos tipos de vegetación, sin embargo, fueron filtros mucho mejores que el arroz de montaña. La Figura 2 muestra diagramas de «cajas y bigotes» de la relación de concentración de sedimento en el flujo de salida medido en parcelas adyacentes entre el arroz de montaña (estaciones R_BB y R_NG) y el bambú o la pastura nativa (BB3 y NG3), respectivamente en 17 casos durante la estación monzónica en 2006. El gráfico muestra que la salida de escorrentía del arroz de montaña siempre tenía una concentración más alta de sedimentos que la de las parcelas adyacentes, en promedio, tres veces más alta que la salida de escorrentía de la estación de bambú adyacente y nueve veces más alta que aquella en la escorrentía desde la estación de la pastura nativa.
| En las cabeceras de cuencas de montaña de la República Democrática Popular Lao septentrional, las áreas ribereñas son empinadas y estrechas, el desbrozamiento de esta tierra para la cultura de arroz u otro cultivo anual puede tener graves repercusiones en la calidad del agua |
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| 2 Diagrama de «cajas y bigotes» de coeficientes de concentración de sedimentos en el caudal de salida, en la cuenca de Houay Pano, 2006 (n = 17) |
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La retención del sedimento medida en las estaciones de ribera en la cuenca de captación de Houay Pano fue baja. La contextura natural de la tierra ribereña en esta cabecera de cuenca de captación –empinada, estrecha y arcillosa– limita seriamente la posibilidad de la captura de sedimentos y contaminantes in situ. Se observó con frecuencia percolación durante el estudio, como es común en las zonas ribereñas de las zonas tropicales húmedas (McKergow et al., 2004; Sidle, Tani y Ziegler, 2006). La percolación inhibe la infiltración y la resistencia del suelo para separar y transportar, a la vez que posiblemente ocasiona deslizamientos de tierra y pérdida de las márgenes de los cursos de agua.
La cultura de los cultivos anuales en este medio conduce a altos rendimientos de sedimento (por ejemplo, Chaplot et al., 2005). Habida cuenta de las conclusiones expuestas en este estudio, no es apropiado depender exclusivamente de la capacidad de filtración de la vegetación ribereña para mejorar la calidad del agua. Las prácticas de ordenación más apropiadas de la tierra ribereña no pueden reemplazar las prácticas de ordenación apropiadas de la tierra en laderas, pero son esenciales donde se intensifican los cultivos en laderas.
En el norte de la República Democrática Popular Lao, la tierra ribereña ofrece importantes posibilidades para la generación de ingresos de la población rural. Las laderas con pendiente relativamente suave y la presencia de agua para riego hacen que la tierra ribereña sea particularmente apropiada para el cultivo de hortalizas que alcanzan altos precios en el mercado. Sin embargo, por la proximidad a los cursos de agua, el uso de la tierra ribereña afecta a la calidad del agua. El presente estudio revela que el cultivo de arroz de montaña en tierra ribereña determina el aumento de la concentración de sedimentos en la escorrentía de superficie que ingresa al curso de agua.
La pastura nativa fue la mejor cubierta de vegetación para filtrar los influjos de agua de superficie y de tal modo reducir el depósito de sedimentos en los cursos de agua. El bambú, aunque es una fuente de valiosos productos para las comunidades locales, no se demostró eficaz en la reducción de la contaminación de los cursos de agua, ya sea de crecimiento natural o cultivado. Como estos resultados contrastan con los de Schoonover et al. (2006), se necesita mayor investigación para confirmar las repercusiones del bambú en la conservación del suelo y el agua y la calidad de ésta.
El estudio abordó sólo un aspecto de la relación entre la vegetación ribereña y la calidad del agua. Los resultados del bambú en la protección contra la erosión de las márgenes y en los hábitats internos de los cursos de agua no se conocen bien. Por ello se recomienda, como se propugnó en los Estados Unidos (Sheridan, Lowrance y Bosch, 1999), que el establecimiento u ordenación de las poblaciones de bambú en zonas ribereñas sea acompañado por el establecimiento o mantenimiento de una franja de pastura tierras arriba, desde el curso de agua, para intensificar la captura de sedimentos.
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