0002-B2
Raul Alberto Diaz y Maria Graciela Rebori
A partir de 1999 se efectuaron mediciones hidrológicas y dasométricas en una parcela forestada con Eucalyptus dunnii. Con el objetivo de conocer la cantidad de pérdida por intercepción de la lluvia se instalaron pluviómetros dentro y fuera de la parcela. Los datos sirvieron para verificar las estimaciones incluidas en un modelo hidrológico. Las pérdidas por intercepción representaron el 12% del total. La capacidad de retención hídrica del dosel se determinó en 0,9 mm. Las mediciones de lluvia interna pudieron explicarse por la variación de la precipitación total. La ecuación que calcula la lluvia interna en el modelo hidrológico SIMGRO arrojó valores prácticamente iguales a los datos medidos en el monte adulto. Se puso en evidencia la influencia de la calidad de los datos pluviométricos sobre los resultados.
Palabras claves: balance hidrológico, modelo SIMGRO, pérdidas por intercepción, Argentina.
En los últimos años ha ocurrido una expansión del área forestal cultivada en respuesta a una demanda industrial sostenida (Toranzos Torino, 1997). Una de las especies que mejor satisface la demanda mundial de fibra corta es el E. dunnii, cuya explotación comercial se ha difundido gracias a los planes forestales oficiales.
Las plantaciones forestales pueden causar alteraciones en las propiedades físicas de los ambientes. Los resultados de 94 estudios de cuencas comparativas demostraron que los bosques de eucalipto ocasionan en promedio una reducción de 40 mm en el escurrimiento anual por cada 10% de cambio en cobertura respecto de los pastos naturales (Bosch y Hewlett, 1982). Esta reducción es en parte el resultado de la intercepción de los árboles (Calder, 1990). Un monte adulto de Eucalyptus intercepta 11-20% de la lluvia total (Leite y otros, 1997). La mayor parte del flujo atraviesa el canopeo; con una baja proporción escurriendo por el tronco (Almeida y Rierkek, 1990; Jirasuktaveekul y otros, 2001).
La intercepción de la lluvia depende de algunos factores tales como las características de las lluvias, las condiciones meteorológicas determinantes de la velocidad de evaporación y la arquitectura de la vegetación. Estos aspectos han sido incorporados a modelos analíticos como el de Rutter y Gash que simulan el proceso de intercepción de la lluvia (Valente y otros, 1997). Variantes más simples en función de la capacidad de retención hídrica del canopeo se han adoptado para compatibilizar con el esquema general de los balances hidrológicos (Campbell y Díaz, 1988; Querner, 1991).
El propósito de este estudio fue la cuantificación de la cantidad de lluvia interceptada por un monte adulto de E. dunnii, procurando un mejor entendimiento de la influencia de la cobertura forestal sobre el medio ambiente. Una mejora en la sustentabilidad de un medio productivo requiere de un conocimiento del comportamiento de esas coberturas. En este entendimiento, el estudio trata de responder las siguientes preguntas:
1. ¿Qué relación hay entre la lluvia registrada dentro y fuera de un monte de eucalipto?
2. ¿Qué error se comete al estimar la lluvia interceptada con una ecuación del modelo hidrológico SIMGRO?
3. ¿Cuál es el efecto de sustituir los registros del campo abierto por los de pluviométros más alejados?
El experimento fue instalado en un monte adulto de Eucalyptus dunnii, perteneciente a las plantaciones comerciales que la firma Woods S.A. tiene en las cercanías de Oliveros, departamento San Lorenzo, en el sudeste de la provincia de Santa Fe, Argentina (Figura 1).
Figura 1. Ubicación de la plantación forestal y los sitios de medición de las precipitaciones.
La parcela de 14 ha está situada en 32°34´44”Sur y 60°50´12”Oeste. La plantación es un rebrote tras el corte en 1993, con 2 a 4 fustes por tocón. El monte presenta claros debido a fallas en la implantación y muerte de árboles. La densidad es de 1.600 árboles por hectárea.
Los pluviómetros fueron instalados en el lote 28 forestado y en el lote 36, a 1.000 metros del anterior, sin influencia del monte forestal. Las mediciones se iniciaron el 14 de enero de 1999 y finalizaron el 26 de junio de 2001. La red se completó con un tercer pluviómetro cerca del casco del establecimiento, a 6.000 m de los anteriores. El conjunto se ubica en una línea sudoeste-noreste, cubriendo los 3.254 ha del establecimiento. La información pluviométrica fácilmente disponible estuvo representada por los datos pluviométricos de INTA Oliveros (32°33´Sur; 60°51´Oeste; 26 metros). La lectura de las lluvias diarias, a cargo de personal de Woods S.A., es ingresada en planilla electrónica, siendo la adquisición de los datos y supervisión de la operación realizada cada 15 días.
La pérdida por intercepción el día j se calculó bajo el supuesto que el flujo por escurrimiento por el tronco es insignificante:
I = pérdidas por intercepción, en mm
Pj = lluvia total, medida a campo abierto, en mm.
= lluvia interna, medida en el monte adulto de eucalipto, en mm.
Se establecieron relaciones funcionales entre la lluvia total con la lluvia interna y la pérdida por intercepción. Los datos de velocidad de viento se obtuvieron de INTA Oliveros hasta el 13 de octubre de 1999, fecha en que las mediciones se hicieron con una estación automática MiniMETOS, con registros cada 12 minutos, ubicada en las inmediaciones del ensayo. El efecto de la velocidad del viento sobre la cantidad de lluvia interceptada tomó en cuenta el promedio diario. Otros registros de la estación automática fueron la temperatura y la humedad relativa del aire
Algunos modelos matemáticos, que simulan el balance hidrológico a escala de cuenca, con uso de la tierra variable, incluyen un término de intercepción. La formulación del modelo SIMGRO (Simulation of Groundwater flow and surface water levels, Querner, 1991) es simple:
Se compararon los totales diarios medidos y estimados con regresión lineal.
El experimento coincidió con dos años distintos en el total de precipitaciones. La lluvia total de 1999 correspondió al año más seco de los últimos 40 años en los registros de INTA Oliveros. El total de 2000 fue el cuarto año más lluvioso en la serie 1962-2001 de INTA Oliveros.
En el período de medición se registraron 73 eventos en que la lluvia total medida a campo abierto fue mayor a la del monte. De los 1.543 mm de lluvia, la precipitación interna en el monte adulto alcanzó a 1.364 mm. La pérdida total por intercepción fue de 179 mm. Esto significa que el 88,4% de la precipitación total llegó al suelo del monte forestal, mientras el 11,6% restante 11,6% fue interceptado por ramas, hojas y troncos, de donde se evapora a la atmósfera. Estos valores se acercan al límite inferior del rango de 11 a 20% de pérdidas por intercepción medidos en plantaciones comerciales de eucaliptos (Kondo y otros, 1992; Leite y otros, 1997). Las cifras son inferiores a las pérdidas medias por intercepción medidas en una cuenca con eucalipto en Uruguay (Martínez y Durán, 2001). En nuestro estudio, el escurrimiento por los troncos no fue medido.
La contribución de la intercepción por el monte de eucalipto es importante para el ciclo hidrológico de la región. La lluvia media anual de la serie 1962-2001 de INTA Oliveros es 1.001 mm, estimándose en 116 mm el total interceptado. Esta cifra equivale a la evapotranspiración potencial media de febrero en la región (Díaz, 2001).
En el cuadro 1 se representan los valores medios de la distribución de la lluvia en el monte adulto e interceptada de acuerdo a las clases de la lluvia medida a campo abierto. La distribución de las lluvias en una cobertura forestal no debe considerarse una fracción constante de las precipitaciones a lo largo de todo el año. La lluvia interna varió entre 43% y 94% del total. Las pérdidas por intercepción fueron entre 2 y 57% de la lluvia total.
Cuadro 1. Valores absolutos y relativos de precipitación total, precipitación interna y pérdidas por intercepción en función de clases de cantidad de lluvia total.
|
Clases de cantidad de lluvia |
Frecuencia |
Lluvia media total |
Lluvia media interna |
Pérdidas por intercepción |
||
|
mm |
mm |
mm |
% |
mm |
% |
|
|
0-5 |
15 |
3 |
2 |
62 |
1 |
38 |
|
5-10 |
18 |
7 |
6 |
81 |
1 |
19 |
|
10-20 |
20 |
15 |
13 |
85 |
2 |
15 |
|
20-50 |
11 |
30 |
27 |
90 |
3 |
10 |
|
50-200 |
9 |
81 |
74 |
92 |
7 |
8 |
El aumento de la lluvia interna con el incremento de la lluvia total ha sido documentado (Molicová y Hubert, 1994). Con precipitaciones de 20 ó más milímetros, 27% de los eventos, la contribución de las pérdidas por intercepción a la lluvia total disminuyó en términos relativos. En general, a mayor cantidad de lluvia menor es la fracción de intercepción (Leopoldo y Conte, 1985). Las lluvias débiles, 21% de eventos, fueron las de mayores pérdidas por intercepción (Cuadro 1).
El 99% de la variación Pma pudo ser explicada por la variación de la precipitación total P (Figura 2a). Lu y Kai-jung (1995) hallaron una relación estrecha entre ambas variables. Una capacidad de retención hídrica del dosel de 0,9 mm se dedujo de la ecuación de regresión.
Figura 2. Relaciones entre lluvia total P y:
a) lluvia interna Pma
b) pérdida por intercepción.
Una función del tipo exponencial representó mejor la relación entre las pérdidas por intercepción I y la lluvia total Pi que una función lineal (Figura 2b). Lima y Leopoldo (2001) determinaron un tipo de relación funcional semejante para un bosque de San Pablo, Brasil. El análisis de las lluvias individuales demostró que si los eventos tuvieron un mismo valor de lluvia total, el correspondiente valor de la lluvia interna y de la intercepción era variable. Esto indica la influencia de otros factores tales como la intensidad y frecuencia de las lluvias, la velocidad del viento y las características de la vegetación.
La velocidad del viento (Figura 3a) y la frecuencia de las lluvias (Figura 3b) no explicaron la variabilidad de las pérdidas por intercepción. En ambos casos se manifiesta una tendencia a que el valor máximo de intercepción aparenta disminuir con el incremento de la variable independiente.
Figura 3. Pérdidas por intercepción de Eucalyptus dunnii en función de:
a) velocidad del viento
b) frecuencia de la lluvia.
La comparación entre las lluvias medidas y estimadas resultó
en una línea de ajuste con pendiente no diferente de 1 (Figura 4). El
coeficiente de determinación R2 fue de 99%; el error típico
de 1,6 y no se pudo rechazar H: 
y
están
linealmente asociados.
Figura 4. Lluvia interna medida y estimada con ecuación del modelo SIMGRO.
La ecuación de SIMGRO subestima los valores de lluvia en el monte por debajo de 1 mm; la sobrestimación aumenta con la cantidad de lluvia caída. Así para el valor máximo medido de 158 mm, el modelo estima 159 mm, un error apenas mayor al limite de resolución del pluviómetro.
A menos que se trate de una investigación o experimentación, los datos de lluvia generalmente provienen de un sitio de medición alejado del lote de interés. Parecería obvio que cuanto más cercano esté el sitio de registro pluviométrico más precisos serán los resultados locales. Esta idea se desprende de la alta variabilidad del fenómeno. Lo que frecuentemente se ignora es que la calidad de las observaciones no es uniforme. En nuestro estudio se registraron datos pluviométricos en dos sitios fuera del monte: uno vecino al sitio experimental y otro cercano al casco del establecimiento (Figura 1). Se instruyó para que el personal siguiese la misma rutina en ambos casos. La inclusión de los datos de pluviométricas de INTA Oliveros porque representa la mejor calidad de datos, siendo que a menudo es también la única información disponible.
La cantidad de días con lluvia fue mayor cerca del casco que a campo abierto (en 21 días, Cuadro 2). Si los caminos fuesen intransitables, entonces las diferencias debieran coincidir con lluvias abundantes. Por el contrario, se comprobó que las lluvias ligeras o lloviznas tienden a medirse más cerca de la oficina que en el campo experimental. Así, la cantidad de días con lluvia de 5 mm ó menos fueron 34 y 58 mm a campo abierto y cerca del casco, respectivamente (Cuadro 2). Esto empuja la mediana de la serie de datos del campo abierto a 13 mm por encima de la mediana de 10 mm para los registros del casco.
Cuadro 2. Comparación en las características de la lluvia total de tres sitios de medición ubicados a distancia creciente del monte adulto.
|
Propiedades |
Campo abierto |
Casco |
INTA Oliveros |
|
Distancia del monte, km |
1 |
6 |
3 |
|
Días con lluvia |
124 |
155 |
214 |
|
Días con lluvia £ 5 mm |
34 |
58 |
109 |
|
Días con lluvia ³ 32 mm |
24 |
28 |
29 |
|
Mediana ± desvío estandar |
13 ± 23 |
10 ± 20 |
5 ± 16 |
La calidad de los datos en la plantación forestal de Woods S.A. no aparece diferente a la de cualquier puesto pluviométrico, tal como ya fue demostrado por Hoffmann (1970). Cuando la comparación se llevó a cabo con los datos pluviométricos de INTA Oliveros, los errores sistemáticos se magnificaron. Aquí se registraron 214 días con lluvias, de los cuales 109 fueron días con totales iguales o menores de 5 mm.
El monte adulto de Eucalyptus dunnii es importante en el proceso de intercepción de la precipitación. Los mayores valores de precipitación interna fueron observados en los eventos con mayor lluvia, en valores cercanos al 90%. Las mayores pérdidas por intercepción ocurrieron en los eventos con menor cantidad de precipitación total, con valores de 38%. La estimación de la lluvia interna fue adecuada. El resultado sugiere que SIMGRO simularía en forma correcta la dinámica de las pérdidas por intercepción de una masa forestal en una cuenca. Es posible mejorar la calidad de los datos pluviométricos del sitio experimental si la observación se hiciese con un sistema automático.
Almeida, A.P. de, Rierkek, H. 1990. Water balance of Eucalyptus globulus and Quercus suber forest stands in South Portugal. For. Ecol. Manag. 38(1-2):55-64.
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Este estudio fue financiado por el Proyecto de Desarrollo Forestal Préstamo SAGPyA-BIRF N° 3948-AR.