por V. L. Harper
Jefe Accidental del Servicio Forestal de los Estados Unidos, a cargo del Departamento de Investigaciones
Los problemas de la ordenación de las vertientes en los Estados Unidos pueden comprenderse con más claridad trazando primero un esquema de la situación de los recursos hidrológicos.
La parte oriental del país es relativamente húmeda, con una precipitación anual que varía de 30 a 80 pulgadas (760 a 2000 mm.), que, a veces es mayor, y está bastante bien distribuida a lo largo de todo el año. En la región occidental las condiciones son muy diversas. La zona interior recibe menos de 20 pulgadas (500 mm.) de lluvia por año que, en su mayor parte, cae durante los meses de invierno. Sin embargo, las elevadas montañas que interceptan la humedad de las corrientes de aire prevalentes que se mueven hacia el este, desde el Océano Pacifico, y hacia el norte, desde el Golfo de México modifican esta aridez general. Estas montañas son las «islas húmedas» que constituyen la fuente de la mayoría de las corrientes de caudal perpetuo. La precipitación en las montañas varía desde unas 20 pulgadas (500 mm.) en las laderas más bajas, hasta unas 80 en las grandes altitudes. En su mayor parte cae en forma de nieve.
La región litoral del Norte del Pacífico, al Oeste de la Sierra Cascade, goza de abundantes lluvias, pero la del Sur del Pacífico, al Oeste de Sierra Nevada, disfruta de un clima mediterráneo. En esta zona el cultivo intensivo sólo es factible en regadíos.
Salvo algunas tormentas estivales, la mayor parte de la región occidental del país soporta una larga temporada de sequía. En toda la zona media del continente, el gasto estival de las corrientes representa un 25 por ciento del caudal medio. En la región costera del Norte
Los diecisiete estados del oeste comprenden cerca del 60 por ciento de la superficie del país, pero cuentan con menos de un 25 por ciento del total de los recursos hidrológicos. En conjunto, el rendimiento de estos recursos en el oeste es menor de 4 pulgadas (100 mm.) por año, mientras que en el este es de unas 16 pulgadas (400 mm.). Las tierras forestales y de pastoreo representan aproximadamente los dos tercios de la superficie total de los Estados Unidos. Por estar situados los bosques en las regiones de mayor precipitación, es probable que del 70 al 75 por ciento de los recursos hidrológicos totales de la nación procedan de bosques y pastizales.
Cerca de un 12 por ciento del total de los recursos hidrológicos de la nación se destinan al consumo. De esta cifra, el 40 por ciento se utiliza para riegos, el 40 por ciento para fines industriales, el 8 por ciento para abastecimientos municipales, y el 2 por ciento para otros abastecimientos rurales distintos del riego.
Cincuenta años atrás, el consumo ascendía a unos 500 galones (1.900 litros) por persona y día, cifra que en 1950 había ascendido hasta 1.000 (4.160 litros). La demanda aumenta en tal proporción que es posible llegue a 2.000 galones (7.570 litros) por persona y día hacia 1975. Una gran parte del agua destinada a fines industriales y municipales vuelve a las corrientes, pero en gran proporción va cargada de despojos y otras impurezas. La mayor parte del agua usada para el riego se pierde por evaporación y transpiración.
En el agua de consumo, por supuesto, no se incluye un volumen mucho mayor aprovechado para la generación de energía hidroeléctrica, para la navegación interior, para estanques y parques y para fines recreativos. En muchas localidades, el antagonismo entre los diversos tipos de necesidades constituye un problema de la mayor importancia económica y política, problemas que se agudizarán a medida que vayan destinándose al consumo mayores proporciones de los recursos hidrológicos utilizables.
Las mejoras y los proyectos de varias clases para el aprovechamiento y regulación de las aguas representan una inversión actual de unos 50.000 millones de dólares. Aproximadamente una cuarta parte de esta cifra la ha invertido el Gobierno Federal. Los planes que en este momento se elaboran prevén un gasto federal suplementario de otros 50.000 millones de dólares. Si estos planes se llevan a la práctica, junto con otros financiados por particulares y gobiernos locales, puede esperarse que en los próximos cincuenta años se invertirá una cifra adicional de 75.000 millones a 100.000 millones de dólares.
FOMENTO DEL INTERÉS PUBLICO HACIA LA UTILIDAD DE LAS CUENCAS HIDROLÓGICAS
El interés público por las cuencas hidrológicas comenzó a concretarse en los Estados Unidos hará unos sesenta años. Una ley aprobada por el Congreso en 1891 disponía que el Presidente creara reservas forestales en los montes de patrimonio público que quedaban en los estados del oeste. Aunque esta ley no se refiere directamente a los valores hidrológicos, los debates del Congreso que precedieron a su sanción muestran que quienes la apoyaban incluían la defensa contra las inundaciones y la protección de corrientes y recursos hidrológicos entre los fines más importantes que había que cumplir. Una ley posterior, sancionada en 1897, estipulaba la administración federal permanente de estas tierras y especificaba la «protección de las corrientes hidrológicas favorables» como uno de los fines a que se destinaba.
Durante el período comprendido entre 1891 y 1907, y bajo la autoridad de estas dos leyes, se acotaron unos 138 millones de acres (55,850.000 Ha.) de tierras de patrimonio público como reservas forestales. Entretanto las reservas comenzaron a conocerse con el nombre de «bosques nacionales». Su administración quedó a cargo del Servicio Forestal, una oficina de la Secretaría de Agricultura. Se creó una política de ordenación basada sobre el principio del aprovechamiento múltiple, en que tenían cabida los valores de producción maderera, protección del régimen hidrológico, el pastoreo, el habitat de la vida silvestre y el recreo.
Esta forma de abordar el problema de la ordenación de las cuencas hidrológicas tenía, no obstante, y a pesar de su importancia, una aplicación limitada, ya que en 1891 las únicas grandes zonas arboladas de patrimonio público se hallaban en los estados del oeste. Después, el acontencimiento más importante se produjo en 1911 al sancionarse la llamada «Ley Weeks»1 Esta ley autorizaba al Gobierno Federal a comprar montes, talados o rasos, comprendidos en las cuencas de las corrientes navegables para el fin específico de «regular el caudal de los cursos navegables o producir madera». De acuerdo principalmente con esta autorización, se adquirieron unos 22 millones de acres (8.900.000 Ha.) de tierras forestales, en vertientes situadas en su mayoría en los estados del este, todas las cuales se administran como parte del sistema de bosques nacionales.
[1 Las leyes, una vez aprobadas por el Congreso, suelen conocerse bajo el nombre del miembro o miembros que las han presentado. Esta a que nos referimos la apoyaba el Senador Weeks, de Massachusetts.]
La Ley Weeks iniciaba también un programa cooperativo federal-estatal para la protección contra incendios de los montes de régimen privado o de otros no federales. Uno de los objetivos especificados en la Ley es la protección de los recursos hidrológicos. Este programa fué notablemente reforzado por la Ley Clarke-McNary de 1924, que autorizó al Gobierno Federal a proveer hasta la mitad de los fondos gastados por los estados en la prevención y extinción de incendios en dichas tierras. Para tener derecho a esta ayuda financiera, un sistema de protección contra incendios de cualquier estado debe cumplir con ciertos requisitos mínimos prescritos por el Secretario de Agricultura. La contribución del estado a esta financiación de ordinario ha excedido de la aportada por el Gobierno Federal, con una diferencia notable. El sistema cooperativo de protección contra incendios cubre ahora unos 400 millones de acres (162.000.000 Ha.) de montes no federales, pero ano existen unos 60 millones de acres (24.300.000 Ha.), de monte que no cuentan con ningún sistema organizado de protección. Sin embargo, la zona sin proteger ha ido disminuyendo rápidamente en los últimos años y puede que, en un futuro próximo, desaparezca prácticamente. Las tierras forestales de propiedad federal han estado bajo una protección organizada contra incendios desde hace mucho tiempo.
(Fotografía reproducida con autorización del Servicio Forestal de los Estados Unidos)
Las epidemias de insectos forestales y enfermedades de los árboles destruyen las existencias en crecimiento y aumentan los riesgos de incendios. Por consiguiente, la lucha contra ambos constituye otro aspecto importante de la protección de los montes. Sin embargo, en este campo se han conseguido pocos progresos debido, sobre todo, a que los daños no son fácilmente visibles hasta que han alcanzado gran extensión y porque las operaciones de lucha son más difíciles. Recientemente, las pérdidas originadas por las plagas forestales han excedido con mucho de las originadas por el fuego. El deseo de aplicar medidas de lucha más eficaces condujo a sancionar la Ley sobre Lucha contra Plagas Forestales de 1947. En ella se traza una política apoyada en una robusta autoridad federal para formular y llevar a la práctica programas de lucha. Uno de los diversos objetivos que se señalan en la nueva ley es «conservar la cubierta forestal en las vertientes».
La Ley McSweeney-McNary de Investigación de 1928, que autoriza entre otras cosas el estudio de los mejores métodos de «mantener condiciones favorables para el caudal de las corrientes y prevenir la erosión», y la Ley de Ordenación Cooperativa de Montes de 1950, por la que se autoriza la ayuda financiera Federal a los estados, para un programa de asistencia técnica a los propietarios privados representan dos nuevos pasos en el progreso del programa forestal que contribuye a la conservación de los valores hidrológicos. Podrían además citarse otras muchas leyes que guardan relación de una u otra forma con la protección o mejoramiento de los recursos hidrológicos en los montes y pastizales.
Si bien el interés público por las tierras de valor hidrológico empezó con los bosques, se ha ido extendiendo gradualmente a las de otro tipo. En el oeste, después de haberse deslindado los bosques nacionales, quedaron unos 235 millones de acres (95.100.000 Ha.) de tierras de patrimonio público sin adjudicar. La mayoría de estas tierras se aprovechaba para el pastoreo por todo aquel que quisiera hacer uso de ellas. El resultado fué una progresiva degeneración del suelo y de la cubierta forrajera, seguida con frecuencia por una grave erosión y por inundaciones. La Ley Taylor de Pastoreo de 1934 autorizaba al Secretario del Interior a crear distritos de pastoreo, con el fin de conseguir un uso más ordenado de tales tierras, con arreglo a un sistema de permisos. La ley reconocía el nexo íntimo que existe entre el agua y la tierra autorizando al Secretario a «proseguir el estudio de la lucha contra la erosión y contra las inundaciones y realizar la labor necesaria para proteger y rehabilitar tales zonas». Por desgracia, los fondos que se han facilitado para esta finalidad no han permitido realizar más que una reducida labor de rehabilitación.
La urgencia de hacer algo contra la erosión del suelo se hizo manifiesta en 1933, al crearse un Servicio contra la Erosión del Suelo en la Secretaría del Interior, como parte de los esfuerzos nacionales para aliviar el paro. Se proporcionaron los fondos necesarios y se acometió un considerable volumen de trabajo. Este ataque inicial se reforzó mucho con la sanción de la Ley de Defensa Nacional contra la Erosión de 1935 que, según la declaración del Congreso serviría para «atender permanentemente a la prevención y lucha contra la erosión del suelo salvaguardando con ello los recursos naturales, y contribuyendo a evitar las inundaciones y el deterioro de los embalses y a mantener la navegabilidad de ríos y puertos, proteger la salud nacional y las tierras públicas y solucionar en lo posible el paro obrero». En virtud de esta ley, se transfiere la responsabilidad de la labor de lucha contra la erosión a la Secretaría de Agricultura, y se autoriza la creación de un Servicio de Conservación de Suelos para efectuar reconocimientos, llevar a la práctica medidas preventivas y prestar la asistencia técnica y financiera a los distritos pertinentes, creados con arreglo a una ley estatal. Todos los estados poseen ahora leyes de este tipo y la red de Distritos de Conservación de Suelos cubre toda la nación y comprende unas tres cuartas partes de la superficie total del país.
Las asignaciones federales para la labor de conservación de suelos han ascendido recientemente a unos 60 millones de dólares por año.
Desde 1936 se ha prestado ayuda financiera directa a los propietarios y trabajadores rurales para llevar a cabo labores de conservación del suelo. Esto quedó autorizado por la Ley de Conservación de Suelos y Asignaciones que, entre otros objetivos, tendía a «disminuir la explotación y el mal uso de los suelos nacionales, así como a la protección de ríos y puertos contra los efectos de la erosión del suelo, con vistas a mantener la navegabilidad de las aguas y corrientes y a evitar las inundaciones». Si bien el objetivo principal de esta ley era la restauración de la potencia adquisitiva de los agricultores, los pagos directos a cada uno de ellos venían determinados en función del mejoramiento alcanzado el año anterior en la ordenación de tierras y aguas. Estos pagos constituyen un reembolso parcial de los costes de construcción de terrazas en campos situados en laderas, cultivo a curvas de nivel y en fajas, creación de vías de agua encespedas para desviar el agua superflua, repoblación de tierras muy erosionadas, resiembra y abonado de pastizales, plantación de árboles y otras muchas mejoras de carácter análogo. Las asignaciones para llevar a cabo este programa han oscilado alrededor de los 250 millones de dólares por año.
FIGURA 3. Zanjas de contorno enteramente cubiertas de vegetación. Es el mismo lugar que en la ilustración anterior. Obsérvese la piedra blanca del primer plano en ambas.
(Fotografía reproducida con autorización del Servicio Forestal de los Estados Unidos)
El primer lazo de unión de todos estos diversos programas de aprovechamiento de tierras con el programa de obras de ingeniería para la protección contra las inundaciones se obtuvo en la Ley de Lucha contra las Inundaciones de 1936. Declarando que «la investigación y mejoramiento de los ríos y otros cursos de agua, incluyendo sus vertientes, para la defensa contra las inundaciones, se practican en interés del bienestar general», el Congreso dispuso que la lucha contra las inundaciones mediante obras de ingeniería se ampliara para dar cabida a «las investigaciones de las cuencas y medidas para frenar la velocidad del escurrimiento y movimiento de las aguas y contra la erosión del suelo». Estas investigaciones fueron encomendadas a la Secretaría de Agricultura. Dos años después, el Secretario de Agricultura quedó autorizado a promover «trabajos de mejoramiento para frenar la velocidad del escurrimiento y movimiento de las aguas y contra la erosión del suelo» en vertientes en que la Secretaría del Ejercito hubiese quedado autorizada a emprender obras de ingeniería o mejoras para la defensa contra las inundaciones 1.
[1 La Secretaria del Ejército es el organismo a quien principalmente incumbe la construcción de obras de defensa contra las inundaciones.]
Con arreglo a estas leyes, la Secretaría de Agricultura ha emprendido reconocimientos, algunos terminados ya, en una tercera parte del país. El programa, en la forma en que lo ha desarrollado la Secretaria, exige, en general, la aceleración e intensificación de las medidas de conservación de tierras y de aguas, creadas con el transcurso tiempo. Además, incluye la construcción de pequeñas estructuras para el freno de corrientes y detención de sedimentos en las cabeceras de los tributarios, estabilización de las orillas y dragado de canales. De acuerdo con los planes de reconocimiento, está en marcha un programa de acción en once pequeñas vertientes situadas en diversas partes del país. El Congreso continúa estudiando informes relativos a muchas otras cuencas.
LA ORDENACION DE LAS VERTIENTES
Si bien en los Estados Unidos puede apreciarse un general interés público por el estado de las cuencas hidrológicas, la práctica del arte de ordenarlas se encuentra aún en sus primeros pasos. Esto se debe, en gran parte, a la escasez de conocimientos técnicos sobre la manera en que el estado de la cubierta vegetal y de la superficie del suelo afectan al comportamiento de las aguas antes de que éstas desemboquen en corrientes, lagos o capas acuíferas. Existe una gran diferencia de opiniones en cuanto a la posibilidad práctica de conseguir modificaciones sustanciales en el escurrimiento y marcha de las aguas, especialmente en las grandes represas de drenaje, por medio de la ordenación de las vertientes. Algunas personas mantienen que cualquier clase de cubierta vegetal viene a ser de igual eficacia para frenar el escurrimiento, punto de vista que es más general en la parte oriental del país En el oeste, donde la obtención de agua constituye un problema primordial, otras personas exhortan a que la vegetación de las montañas se reduzca a un mínimo, con el fin de aumentar el escurrimiento que alimenta los embalses. Y por último, otros consideran que el insistir sobre la protección de las cuencas hidrológicas constituye una intromisión abusiva en su particular derecho a usar la tierra exclusivamente con fines comerciales, tales como el pastoreo o la producción maderera. Estos problemas no son fáciles de resolver.
Lo más sensato es llevar a cabo una serie de investigaciones científicas y dejarse guiar por los resultados para formular políticas y programas. En 1909 se emprendieron una serie de investigaciones, experiencias y ensayos en gran escala en cuencas piloto, cuando el Servicio Forestal y la Oficina Meteorológica establecieron en cooperación algunas vertientes experimentales en Wagon Wheel Gap, en las Montañas Rocosas del Colorado. Desde entonces, el Servicio Forestal ha creado dos unidades especializadas de investigación hidrológica: el Laboratorio Hidrológico de San Dimas, en la región de Chaparrales de California del Sur, y el Laboratorio Hidrológico de Coweeta, en la zona de frondosas del oeste de Carolina del Norte 2. Cada una de estas zonas experimentales quedó sujeta primero a una calibración intensa, que comprendía reconocimientos de la topografía y vegetación, medida de la cantidad y carácter de las precipitaciones, volumen y distribución del gasto de las corrientes y su carga sedimentaria, fluctuaciones en los niveles freáticos y otros factores relacionados. Una vez determinadas estas características fué posible introducir cambios en la cubierta forestal, arbustiva y herbácea y evaluar los efectos hidrológicos de tales cambios. Están en marcha otras experiencias análogas, en menor escala o sobre algunos aspectos especiales del problema de la ordenación de las vertientes en casi una docena de otros montes y pastizales experimentales. El Servicio de Conservación de Suelos, a su vez, ha creado un cierto número de unidades de investigación para estudiar los efectos hidrológicos del estado de la cubierta y el suelo sobre las tierras agrícolas y de pastoreo.
[2 Véase: Unasylva, Vol. V, No 1, C. R. Hursh, «Estudios de hidrología forestal».]
Se han ido acumulando algunos datos cuantitativos referentes a la manera en que los diversos tipos y condiciones de cubierta forestal y de pastizales y suelos asociados influyen sobre la conducta hidrológica de las vertientes. Se procederá a un resumen de los datos más sobresalientes al respecto.
EFECTOS DE LA CUBIERTA EN LAS VERTIENTES
Como es natural, las medidas específicas que deban aplicarse a cualquier vertiente de bosque o de pastizal dependerán de los objetivos principales que se persigan. En la parte oriental del país, en que la precipitación suele ser suficiente y estar bien distribuida a lo largo del año, el objetivo principal es reducir la gravedad de las inundaciones causadas por violentas y repentinas tormentas, por lluvias prolongadas o al derretirse rápidamente las nieves. Otro objetivo importante consiste en mejorar la calidad del agua, reduciendo su turbiedad y su carga de sedimentos. La escasez periódica de agua causada en parte por la falta de lluvias tiene también un lugar de interés en la aplicación de la ordenación de las cuencas hidrológicas.
El primero y más apreciable efecto de la cubierta forestal herbácea de las vertientes es la interceptación del agua de lluvia por las hojas y ramas antes de que llegue al suelo. El volumen de agua interceptado varía grandemente, dependiendo de si cae en forma de lluvia o de nieve, si el bosque es de coníferas o frondosas y de la densidad de las copas. Los estudios realizados muestran que la cubierta forestal intercepta de un 10 a un 25 por ciento de la precipitación pluvial por año, según la magnitud y carácter de las tormentas y la naturaleza y densidad de la cubierta; en algunas zonas puede llegar a ser del 35 por ciento. La mayor interceptación se manifiesta en densos rodales de coníferas en regiones de intensas nevadas y en rodales tupidos de frondosas en regiones de frecuentes lluvias estivales. Por supuesto, las especies frondosas interceptan menor precipitación durante los meses en que pierden las hojas. Cuando se derrite rápidamente una profunda masa de nieve o las abundantes tormentas de verano contribuyen a las inundaciones y el total de agua recibida no es de importancia fundamental, es deseable una elevada proporción en la interceptación por la cubierta de la cuenca. Una cubierta herbácea y arbustiva, tal como se suele encontrar en los pastizales, intercepta también la precipitación, pero no tanto como la cubierta forestal.
Los rodales densos de coníferas retardan la fusión de las nieves de una manera apreciable. Evitando que llegue al suelo una gran parte de los rayes solares, los árboles mantienen una capa de aire frío y húmedo sobre la nieve y también reducen la velocidad del viento sobre la superficie nevada. Con frecuencia, la nieve retrasa su fusión de una a dos semanas cuando se halla bajo densos rodales en vez de estar al descubierto. Esto supone, desde luego, un rendimiento más lento y prolongado del agua resultante de la capa de nieve.
Los mismos factores que retrasan el derretimiento de la nieve producen también la evaporación de la humedad del suelo forestal. Pero además de proporcionar sombra y reducir la velocidad del viento, el barrujo (hojas, agujas, ramas y otras materias orgánicas) del piso forestal es un aislador eficaz que retrasa la evaporación de la humedad. Sin embargo, la determinación exacta de la posible reducción en las pérdidas por evaporación es muy difícil, porque las plantas transpiran también agua a la atmósfera. Un olmo de tamaño medio que se halle en un suelo de humedad abundante, puede transpirar por sus hojas unos 1.800 galones de agua (6.800 litros) en un día caliente y seco de verano. Los datos hasta ahora conocidos indican que la transpiración anual de los rodales de bosques de altitud en los Estados Unidos varía desde un mínimo de 5 pulgadas (127 mm.) hasta unas 15 pulgadas (380 mm.), pero puede llegar a ser de 35 pulgadas (890 mm.) en rodales densos, en las partes más húmedas del país.
Está claramente determinado que la transpiración es un factor importante en la disposición del agua, una vez que ésta penetra en el suelo forestal. Si el objetivo de la ordenación hidrológica es aminorar el exceso de precipitación que de otra forma podría causar inundaciones perjudiciales, no hay nada que objetar a un gran porcentaje de transpiración. Si por otra parte se desea un rendimiento máximo del agua de la vertiente, la reducción de la cubierta forestal aumentará en general el volumen de agua que llega a las corrientes. Este punto se discutirá ampliamente más adelante.
Los diversos factores hasta ahora mencionados (interceptación, velocidad del derretimiento de la nieve, evaporación y transpiración) no son, sin embargo, más importantes que la influencia que la cubierta vegetal ejerce sobre la relación entre agua y suelo. Dicho de otra forma; lo que ocurre sobre el suelo de la vertiente no es más vital que lo que sucede bajo la superficie del mismo. La influencia es recíproca.
Los violentos efectos de una total supresión de la cubierta forestal y herbácea de un terreno montañoso quedaron demostrados en el Laboratorio Hidrológico de Coweeta. La Figura 4 representa los gráficos hidrológicos de dos pequeñas vertientes vecinas. Antes de 1939, ambas estaban cubiertas con árboles de 40 años. Las líneas de puntos muestran la gran analogía del gasto de las corrientes procedentes de una y otra vertiente tras una tormenta ocurrida el 11 de agosto de 1934. El gesto máximo de una de ellas fué de 15 pies cúbicos por segundo y por milla cuadrada de vertiente (0,0016 m3 por Ha.); para la otra de 12 pies cúbicos por segundo (0,0013 m3 por Ha.). Esta relación era característica de un cierto número de registros que se habían efectuado a lo largo de varios años. En 1939, se comenzó a desmontar una de estas vertientes experimentales, quedando convertida en una granja de montaña. Se roturó y plantó de maíz aproximadamente una cuarta parte de la finca; la mitad fué utilizada para el pastoreo del ganado bovino y el resto resultaba demasiado escabroso para la agricultura. Durante varios años el cultivo tuvo un éxito relativo, pero las señales de una erosión acelerada, aumentaban a medida que iban disminuyendo el contenido orgánico y la porosidad de la capa superior del suelo. La fertilidad comenzó a declinar. El efecto hidrológico de haberse pasado del aprovechamiento forestal al agrícola fué desastroso. Una tormenta ocurrida el 11 de julio de 1946 dió un escurrimiento máximo de 68 pies cúbicos por segundo y por milla cuadrada (0,0074 m.3 por Ha.) desde la granja, y sólo 16 pies cúbicos (0,0017 m.3 por Ha.) desde la vertiente vecina, que conservaba su cubierta forestal. Este fuerte escurrimiento desde la vertiente cultivada arrastraba una gran cantidad de sedimentos y dejó la tierra tan llena de escurrideros que no fué posible proseguir el cultivo con fines comerciales. Los lamentables resultados del indebido aprovechamiento de la tierra, demostrados en este caso experimentalmente, son ejemplos típicos de lo que ha ocurrido en millones de acres por toda la nación.
También se han ido acumulando datos precisos sobré lo que sucede cuando la cubierta vegetal se destruye o suprime del suelo. La primera consecuencia es una reducción de la capacidad de infiltración (el régimen continuo a que el agua pasa hacia abajo y a través de una capa superficial de suelo de una o dos pulgadas). Cuando por una o varias causas la posibilidad de una rápida infiltración se dificulta, el agua escapa por la superficie y se origina un rápido escurrimiento, que suele ir acompañado de una acción erosiva. Una profunda capa de barrujo o un tapiz herbáceo superficial absorbe una gran parte de la fuerza mecánica de las gotas de lluvia, que de otra forma golpean el suelo desnudo dando lugar al movimiento de sus partículas. Esto último hace que las partículas más finas ocupen las porosidades, impidiendo así el movimiento descendente del agua. La cubierta de barrujo o hierba conduce la humedad más lentamente a la superficie del suelo y evita la obstrucción de los poros.
Las materias orgánicas en descomposición, debido a sus propiedades esponjosas, facilitan también el paso de agua a través de las capas superiores. La infiltración queda también facilitada por la actividad de la flora y la fauna (en parte microscópica) que se desarrolla bajo la capa de barrujo, especialmente en la que se halla bajo especies frondosas y bajo agrupaciones arbustivas o herbáceas. Estos organismos de continuo forman pasadizos a través del suelo que sirven de entradas para el agua. Las raíces de los árboles, de las hierbas y de otras plantas aligeran también el suelo y cuando mueren y se pudren dejan conductos rellenos de humus que favorecen el descenso de las aguas.
Ciertos factores impiden la infiltración. Uno de los peores es el apelmazamiento de la superficie del suelo ocasionado principalmente por un excesivo pastoreo de las tierras o por el empleo de maquinaria pesarla para las operaciones de explotación. Otro impedimento para la infiltración es la congelación del suelo, que se manifiesta de varias formas: por concreción, formación de celdillas, congelación granular y formación de estalactitas. El tipo de suelo congelado por concreción es el único que es impermeable. Los experimentos realizados demuestran que esta clase de congelación se manifiesta antes y penetra a mayor profundidad en tierras abiertas que en las cubiertas por bosque. En rodales viejos se da menos que en rodales jóvenes, y se ferina con mayor facilidad bajo coníferas que bajo frondosas. La perturbación del suelo forestal por el fuego, el pastoreo o las operaciones de explotación, conduce a este tipo de congelación. En las regiones noroeste, central y sureste del país, este factor de la congelación del suelo asume gran importancia para la ordenación de las vertientes, ya que con frecuencia las inundaciones se deben a la rápida fusión de las nieves o a las abundantes lluvias sobre un suelo congelado. Uno de los mayores obstáculos para la infiltración lo constituyen los incendios graves, que consumen todo el material orgánico de la superficie del suelo, así como el mantillo inmediato. El escurrimiento excesivo y la erosión suelen ser el resultado de quemas demasiado intensas, especialmente en tierras que se rozan varias voces en el espacio de unos cuantos años. Los peores efectos se registran generalmente en las zonas más áridas, donde la cubierta de vegetación es naturalmente clara y el contenido orgánico de la superficie del suelo es reducido. Cuando la regeneración de la vegetación es lenta, los daños que pueda infligir el fuego a la vertiente serán con toda probabilidad de gran consideración. Las vertientes que poseen densos rodales de madera en pie u otras plantas no suelen sufrir graves daños a causa de un solo incendio, siempre que la materia orgánica del suelo no quede totalmente consumida y que la cubierta vegetal se regenere rápidamente.
El suelo removido por los desmontes y terraplenes practicados en la construcción de carreteras tiene de ordinario una baja capacidad de infiltración y frecuentemente constituye una fuente de escurrimiento y erosión. Las carreteras actúan también como cunetas que interceptan el movimiento de las aguas del subsuelo, acelerando con ello la concentración de agua que ha caído sobre la tierra. Un experimento llevado a cabo en el Laboratorio Hidrológico de Coweeta demostró que el sistema de vías de saca y deslizaderos que suele emplearse en las operaciones de explotación maderera ocasionaba un aumento considerable del gasto máximo en una vertiente forestalmente explotada. La proporción de impurezas del agua procedente de esta vertiente arrojó un término medio de 94 partes de partículas sólidas en suspensión por millón. Este porcentaje medio era de 4 partes por millón en el agua procedente de una vertiente vecina intacta. La máxima turbiedad aceptable para el agua potable es de 10 partes por millón. Queda aún mucho por aprender en cuanto se refiere a los métodos de construcción, emplazamiento óptimo de carreteras y que perjudiquen menos a los valores hidrológicos y sobre los métodos de estabilización de desmontes y terraplenes. La adecuada distribución del agua procedente del desagüe de carreteras es también un importante problema al que no se ha concedido la debida atención. En las regiones silvopastorales, las cañadas ganaderas muy frecuentadas constituyen asimismo un problema hidrológico crítico. Estas sendas que el ganado pisotea hasta reducir a una capa compacta de polvo durante la estación seca, se erosionan con gran facilidad durante la temporada de lluvias, proceso que se repite año tras año. Los prados y campos que bordean las corrientes quedan con frecuencia muy dañados por el pastoreo abusivo.
Una vez que el agua ha penetrado en el suelo queda allí retenida total o parcialmente por la atracción molecular de las partículas del suelo (dependiendo esto de la sequedad del mismo); cualquier cantidad adicional de agua llega por gravitación hasta alguna salida o a la capa freática. El agua retenida en los poros capilares del suelo en contra de la fuerza de la gravedad se dice que está almacenada en suspensión y la cantidad así retenida depende de la profundidad y de otras propiedades físicas de la cubierta del suelo. Los suelos arcillosos a causa de la mayor superficie de sus menores partículas, retienen más agua que los suelos arenosos. Un suelo rico en materia orgánica, retiene más agua que otro cuyo porcentaje orgánico sea menor. Por término medio, un suelo francoarcilloso retiene unas 3 pulgadas de agua por cada pie de profundidad (250 mm. per m.). Una superficie de esta naturaleza cuya profundidad sea de 6 pies (1,8 m.) podrá retener unas 18 pulgadas (460 mm.) de agua. El agua conservada de esta forma no corre y pueden aprovecharla las plantas, siendo, la mayor parte del tiempo, ésta en realidad su principal fuente de aprovisionamiento. El agua almacenada puede también agotarse por evaporación.
En las zonas en que la lucha contra las inundaciones representa el principal problema hidrológico, una densa cubierta de plantas con raíces profundas no sólo previene el escurrimiento y erosión de la superficie y contribuye a la infiltración y percolación, sino que también sirve como bomba para devolver a la atmósfera parte del agua por transpiración. Este proceso se verifica continuamente, pero su velocidad aumenta durante la estación en que las plantas están en hoja y creciendo. Por consiguiente, la reserva de agua del suelo se va constantemente agotando, dejando lugar para recibir más agua de tormentas. Cuando todo el espacio de almacenamiento de retención está ocupado, se dice que la vertiente ha llegado a su capacidad de campo. Después de ocurrir esto queda aún espacio para el agua en movimiento.
Este agua que se traslada como una corriente subterránea es, por supuesto, la fuente de todas las corrientes de flujo perpetuo y de las capas acuíferas. Contrariamente a las corrientes de superficie, que son intermitentes, dependiendo de las tormentas, y suelen ir cargadas de lodo, las corrientes subterráneas son más constantes, más frescas y más claras, y constituyen la parte más valiosa de los recursos totales de agua. El rendimiento de una vertiente en función de sus corrientes subterráneas depende en parte de factores tanto geológicos como de otra naturaleza, que no puede modificar la ordenación hidrológica, pero depende también grandemente de la infiltración y percolación, profundidad de la capa del suelo, contenido de humus del suelo y amplitud en que se ha gastado el agua almacenada en retención. Todos estos factores pueden quedar influenciados de forma significativa por las prácticas de aprovechamiento de tierras
EJEMPLOS DE PROTECCIÓN DE VERTIENTES EN TIERRAS FORESTALES Y DE PASTOREO Y TRABAJOS DE MEJORAMIENTO
Los resultados más importantes conseguidos en los Estados Unidos en cuanto a la protección y mejoramiento de vertientes en tierras forestales y de pastoreo están basados en las medidas siguientes, que sirven también para otros fines: protección de bosques contra incendios y plagas, repoblación de tierras denudadas o poco pobladas, prácticas de corta que permitan una rápida regeneración natural de los rodales, prácticas de apeo y saca que reduzcan a un mínimo la destrucción de los pies residuales y las pérdidas del suelo por erosión. Se han conseguido ya algunos resultados en la adopción de estas prácticas, pero aún queda mucho por hacer antes de que cualquiera de ellas pueda considerarse suficiente para una buena ordenación de las cuencas.
En los pastizales se han aplicado también algunas medidas de mejoramiento que contribuyen a la ordenación de las vertientes, incluso aunque su principal propósito no fuera ése. Se han hecho grandes esfuerzos para conseguir una distribución más regular de los ganados, evitando así el pastoreo abusivo en las tierras adyacentes a las fuentes naturales de agua. Esto se ha conseguido hasta cierto punto estableciendo abrevaderos suplementarios, construyendo cercas o aplicando otras muchas medidas. Se ha logrado algún adelanto mediante la entrada oportuna del ganado en los prados, con el fin de evitar un pisoteo indebido del suelo mojado y permitir la adecuada semillación de las plantas pratenses. Se ha iniciado asimismo la resiembra de pastizales cuyos forrajes naturales habían prácticamente desaparecido. Todas estas medidas contribuyen a la estabilidad del suelo y a crear condicionas más convenientes para el movimiento de las aguas.
Sin embargo, lo que más nos interesa a este respecto es describir algunos de los esfuerzos aplicados para remediar situaciones críticas surgidas en varias partes del país. A continuación describiremos tres proyectos de esta naturaleza:
Región norte del Utah central
El proyecto de resultados más sorprendentes se realizó en la parte norte del Utah central, a unas 16 millas (24 km.) al norte de Salt Lake City. Esta zona fué colonizada hace unos cien años, creándose varias ciudades pequeñas y unas cincuenta granjas sobre suelo aluvial, cerca de la falda de las montañas Wasatch. Las tierras agrícolas y las ciudades estaban situadas en el lagar que en un tiempo fué lecho del lago Bonneville, antigua masa de agua que desapareció en parte hasta quedar convertida en lo que hoy se conoce como Lago Great Salt. La de abastecimiento de agua dulce para estas ciudades y para el riego de las explotaciones agrícolas procedía de diversos riachuelos que desaguan unas 25 millas cuadradas (6.480 Ha.) de montaña escarpada, situada inmediatamente al este de la colonia. Estas corrientes conservaban su caudal a lo largo de todo el año, aumentando algo cuando la nieve de las montañas se derretía en la primavera. Allí son frecuentes las fuertes tormentas estivales, pero sólo producían aumentos de caudal de poca importancia.
A partir, más o menos, de 1910, el régimen hidrológico comenzó a cambiar. En lugar del aumento progresivo del caudal, aportado por dichas tormentas veraniegas, las corrientes comenzaron a llevar un mayor volumen de agua muy cargada de lodo, rocas y otros despojos. Esta tendencia se fué acentuando cada año, produciendo cada vez más daños en las ciudades y tierras agrícolas. En 1923, las corrientes en su desembocadura arrojaron grandes cantidades de cieno y cantos rodados, que produjeron daños a las casas, granjas, carreteras y zanjas de riego. Seis personas resultaron muertas. En otros lugares la capa de despojos resultó tan profunda que no pudo eliminarse. A esta inundación siguieron otras de análoga naturaleza. Hacia 1930 los daños acumulados se calculaban en un millón de dólares. Las gentes abandonaban sus propiedades y se trasladaban a otros lugares. En tal momento crítico, el Gobernador de Utah nombró una comisión para investigar al problema de las inundaciones.
La comisión no pudo encontrar ninguna razón de peso que demostrase que las tormentas veraniegas habían sido peores de lo normal, descubriendo asimismo que no había ocurrido ninguna inundación de esta clase en el largo intervalo que medió entre el agotamiento del lago Bonneville y los últimos años. El examen de la vertiente en lo alto de las montañas dejó ver que las aguas de la inundación procedían sobre todo de zonas en que la cubierta vegetal y la capa de barrujo habían sido destruidas por el fuego y por un pastoreo abusivo. Estas zonas de origen de inundaciones sólo representaban un 10 por ciento de la vertiente total, pero bastaban para descargar grandes volúmenes de agua en los cauces de las corrientes, produciendo así inundaciones (Figura 1).
Una vez descubierta la causa de las inundaciones resultó más fácil dar con el remedio. Fué preciso aplicar algunas medidas enérgicas y la gente empezó a aceptarlas. La primera de ellas prohibía toda clase de pastoreo. y esto pudo conseguirse mediante la compra de la vertiente, en parte con fondos privados y en parte por organismos públicos. La tierra adquirida por estos últimos fué declarada bosque nacional. El paso siguiente fué la intensificación de las actividades de protección contra incendios, para evitar cualquier otra destrucción de la cubierta vegetal. La medida definitiva y, con mucho, la más costosa, fué un tratamiento de las zonas origen de las inundaciones. Esto exigió la construcción de zanjas a curva de nivel a intervalos de unos 25 pies (7,6 m.), todas de anchura suficiente para retener 1½ pulgada de escurrimiento (Figura 2). En pendientes de menos del 30 por ciento se allanaron primero con un «bulldozer», terminándolas a mano, con presas transversales cada 20 ó 40 pies (6 ó 12 m.) En las pendientes más escarpadas el trabajo debió hacerse por medio de caballos, arando y terminando después a mano. Una vez construidas las zanjas de contorno se sembraron con una mezcla de semillas de pastos permanentes, echándolas a voleo sobre el suelo suelto y rastrillando después. Esta nueva vegetación prendió rápidamente y pronto cubrió la tierra cruda removida en la construcción de las zanjas (Figura 3).
La eficacia de esta labor de rehabilitación ha podido comprobarse ahora sobradamente. Las inundaciones con lodo y cantos han cesado a pesar de haberse registrado repetidamente, desde que el trabajo se terminó, tormentas de mayor intensidad que cualquiera de las que originaron inundaciones. No ha ocurrido ningún escurrimiento destructivo de la superficie desde las zonas de origen de las inundaciones que quedaron total mente tratadas.
Si bien este proyecto implicó un gasto total de unos 300.000 dólares, incluido el precio de compra de toda la vertiente, ha hecho cesar daños que en un período de 7 años ascendieron a 1.000.000 de dólares. Mientras se mantengan las mejores condiciones del suelo y de la cubierta protectora, se logrará protección y seguridad permanentes para toda una comunidad, cuyos bienes representan un valor de muchos millones de dólares. La ganancia a que se renunció al excluir el pastoreo de la vertiente es pequeña en comparación con los valores que ahora quedan protegidos.
Noroeste del Misisipí
Otro proyecto, designado especialmente para rehabilitar una vertiente muy deteriorada, abarca la cuenca del río Yazoo, al noroeste del Misisipí, situado en la sección húmeda del país. La precipitación media es de unas 52 pulgadas (1.320 mm.) por año, estando bastante bien distribuida. El río Yazoo recoge el desagüe de unos 6 millones de acres (2,4 millones de Ha.) de tierra, que adoptan la forma de un triángulo cuya base es la frontera entre los estados de Tennessee y Misisipí, apuntando el vértice hacia el suroeste. El cauce principal del río ocupa una llanura producida por antiguas inundaciones del río Misisipí, que se extiende a lo largo del lado occidental de la vertiente que está formada por suelos aluviales y profundos. Hacia el este, en fajas sucesivas que se prolongan a lo largo de toda la vertiente, existen zonas de suelos de loes eólico que cubren arenas, margas pardas o arcillas compactas. La colonización se inició hace unos 125 años en medio de densos rodales de coníferas y frondosas. Las corrientes eran claras y llevaban pocos sedimentos a las tierras del valle.
El desmonte prosiguió rápidamente, primero en las tierras bajas mejor avenadas y tierras llanas altas, y gradualmente en las tierras altas más escarpadas y tierras bajas deficientemente avenadas. El algodón y el maíz fueron los principales cultivos dentro del sistema de arrendamiento y aparcería. Hacia 1900 comenzaron a funcionar algunos aserraderos y alrededor de 1930 se había cortado la mayor parte de la madera virgen en pie. El fuego asoló repetidamente las zonas taladas y dejó los rodales residuales en muy malas condiciones. El pastoreo excesivo, tanto en las tierras agrícolas como no agrícolas, causó una ulterior destrucción de la cubierta vegetal, apisonando el suelo y evitando la infiltración, percolación y capacidad de almacenamiento de agua en suspensión.
Los resultados del insensato uso de las tierras en la cuenca del río Yazoo constituyen una triste historia. Las inundaciones de carácter destructivo, la abundante sedimentación de las tierras bajas y la destrucción de las tierras altas por la erosión en zanjas son muy comunes. Durante el período 1929-1941 ocurrieron en esta cuenca más de 300 inundaciones, varias de las cuales fueron de tan graves proporciones que atrajeron la atención nacional. Los ingresos de las familias agrícolas descendieron a un nivel muy por debajo del promedio nacional.
En 1944 el Congreso autorizó un programa de rehabilitación de vertientes que comprendía:
(1) instalación y puesta en práctica de un sistema eficaz de lucha contra incendios, inexistente hasta entonces;(2) repoblación de unos 300.000 acres (120.000 Ha.) de tierras agrícolas agotadas;
(3) un programa de servicios técnicos para ayudar a los propietarios particulares de tierras forestales a mejorar la ordenación de sus rodales;
(4) regulación del pastoreo por medio de cercas y otras medidas;
(5) fertilización de las tierras de pastoreo y resiembra con forrajes mejorados, tales como la grama común, Lespedeza y trébol blanco;
(6) construcción de terrazas y cultivo en fajas en terrenos pendientes explotados agrícolamente;
(7) determinación de un buen sistema de rotación de cultivos que reemplace la práctica ordinaria de cultivar, año tras año, algodón y maíz en el mismo campo;
(8) instalación de vías de agua encespedas para la circulación del agua sobrante de los campos, pastizales y carreteras, y
(9) resiembra del suelo desnudo en las cunetas de las carreteras y peraltes de vías férreas.
Suplementando a estas medidas de tratamiento de tierras, se crearon otros planes para la construcción de presas de contención en los escurrideros y otras diversas construcciones pequeñas que refrenen el escurrimiento y detengan los sedimentos.
En su forma original, este programa había de desarrollarse en quince años. Los fondos asignados no han resultado suficientes para mantener la marcha prevista, pero a pesar de esta dificultad se han podido lograr adelantos sustanciales. La zona quemada anualmente se ha reducido a menos de un 1 por ciento del total de las tierras forestales. En 1952 se plantaron unos 16 millones de árboles y se prevé la plantación de 35 millones más en 1953. La mayor parte de estas plantaciones se ha efectuado en pequeñas parcelas, para contener los puntos de erosión más graves (Figura 5). Estas parcelas plantadas comenzarán pronto a semillar las tierras intermedias. Se han construido pequeñas presas de tierras y otras estructuras en puntos clave de los tributarios, para reforzar las medidas de tratamiento de tierras mientras vayan alcanzando gradualmente máxima eficacia. La estabilización de las cunetas de carretera, la mejora de los pastizales, el cultivo en fajas y la rotación de cultivos han seguido progresando de manera muy alentadora. Puede apreciarse con toda evidencia una sustancial reducción de sedimentos procedentes de las zonas tratadas, y a medida que vaya restaurándose la cubierta vegetal, mejorará el régimen de los cursos de agua.
Colorado
Un proyecto muy distinto es el que se lleva a cabo en una zona de altitud de las Montañas Rocosas, cerca de Fraser, Colorado. Las aguas de esta zona son muy necesarias para el riego en Arizona y California y para el abastecimiento municipal de la zona metropolitana del sur de California. El principal objetivo de la ordenación de las vertientes es conseguir el máximo rendimiento de agua posible, sin que ello implique daños por erosión. Los anteriores experimentos en Wagon Wheel Gap demostraron que el rendimiento de agua podía aumentarse en carea de un 15 por ciento eliminando la vegetación leñosa. Las condiciones del suelo eran tales que la cubierta herbácea era capaz de ofrecer la protección necesaria contra la erosión. El objeto del programa de investigaciones cerca de Fraser era emprender experimentos en parcelas y ensayarlos después sobre una base de vertiente piloto. En una serie de rodales de pino torcido (Pinus contorta) se hicieron clareos de forma que quedaran cinco densidades diferentes. En un extremo se encontraba el monte sin cortar y en el otro un rodal del que se habían eliminado todos los árboles de un diámetro superior a 10 pulgadas (25 cm.) a la altura del pecho. La medición de la cubierta de nieve, velocidad del derretimiento y pérdidas por evaporación-transpiración se continuaron durante seis años después de las operaciones de clareo. Los resultados mostraron un aumento sustancial de apara disponible para las corrientes. La parcela de monte sin clarear produjo 10,3 pulgadas (260 mm.) de agua y la más intensamente clareada 13,5 pulgadas (340 mm.). Esto representaba una ganancia del 30 por ciento en la cantidad de agua que penetraba en el suelo. Ahora el experimento se ha llevado a una vertiente piloto de 710 acres (290 Ha.) para determinar los efectos reales de la explotación maderera sobre la erosión, caudad máximo y rendimiento de agua. Hay muy buenas posibilidades de que esta clase de ordenación pueda aplicarse a una extensa superficie de tierras de vertiente de gran altitud en el oeste. Sin embargo, habrá de ser aplicada con los máximos cuidados, limitándola a aquellas tierras naturalmente estables y que no pueden degradarse con facilidad.
CONCLUSIÓN
La importancia de la ordenación de las vertientes en la economía de los Estados Unidos va reconociéndose cada vez más. Se han efectuado grandes inversiones de capital e iniciado importantes obras de ingeniería para regular y aprovechar el agua, y se proyectan otros trabajos de envergadura aún mayor. No obstante los efectos de la cubierta vegetal y las condiciones del suelo en las vertientes, y, por consiguiente, en el régimen de las corrientes, han sido también admitidos como factores de importancia en una numerosa serie de leyes referentes a bosques, pastizales y tierras abiertas, y ya se han logrado resultados sustanciales en la protección y mejora de tierras de importancia hidrológica por medio de medidas adoptadas en principio con otra finalidad. Sin embargo, tratándose de vastas extensiones, estas medidas no han resultado suficientes para ofrecer la necesaria protección y mejora.
Se han proseguido las investigaciones especiales sobre problemas de ordenación de vertientes particularmente los que se refieren a los efectos y prácticas del aprovechamiento de las tierras sobre el rendimiento de agua, pero, hasta ahora, en escala muy reducida. Se ha logrado un considerable volumen de conocimientos técnicos que irá ampliándose a medida que el público vaya dándose cuenta de su conveniencia. Actualmente tenemos varios ejemplos significativos de una rehabilitación satisfactoria de vertientes muy deterioradas, pero esto no es más que una mera aproximación a la ingente labor que queda por hacer.
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Nombramientos en la FAO Thorsten Streyffert, Rector de la Real Escuela de Silvicultura, Estocolmo, Suecia, ha tomado posesión del cargo de Jefe de la Sección de Economía de la Dirección de Silvicultura de la FAO. La Universidad de Gotinga, en Alemania, le concedió recientemente el título de Doctor Honoris Causa en Ciencias. |
