0448-B3

Captación de Agua de Escorrentía para Reforestaciones

Saquete Ferrándiz, Alberto^[1]*; Lledó Solbes, María José^[2]; Escarré Esteve, Antonio^[3]; Ripoll Morales, María Angeles^[4]; De-Simón Navarrete, Estanislao^[5]

Resumen

En clima semiárido la máxima preocupación es la superación, por los individuos introducidos en el campo, de los momentos de mayor estrés hídrico, aumentando al máximo el crecimiento para generar una cubierta vegetal suficiente para proteger el suelo de la erosión.

Para la consecución de este objetivo, en el presente trabajo, hemos investigado sobre el mayor factor limitante de los climas semiáridos, el agua disponible para las raíces. Esto lo hemos desarrollado mediante el uso de técnicas de preparación del terreno, que concentran el agua de escorrentía en el lugar de plantación, este suplemento de agua genera mayores crecimiento y supervivencias.

De hecho uno de los resultados más interesantes obtenidos ha sido el notable aumento en altura y diámetro basal de los individuos plantados en el campo, como consecuencia de ese mayor acumulo de agua.

Además se muestra la importancia de las lluvias de primavera en el crecimiento, pero que conseguimos independizarnos de este factor con el uso de estructuras que acumulen agua de escorrentía, de esta forma, obtenemos buenos crecimientos para primaveras con sequía.

También se han realizado seguimientos del cambio de la vegetación que generan las alteraciones de la escorrentía superficial, concluyendo que no son significativas y lo que se presenta en el monte son variaciones por la orientación pero no por el tratamiento del suelo.

Por lo tanto, recomendamos la aplicación de este tipo de tratamientos del terreno, puesto que con la compensación edáfica que generan lo que se consigue es una cantidad de agua adicional a la que sería normal en un clima semiárido, es decir, el área se comportará como se situara un clima de lugares más húmedos.

Palabras claves: Microcuenca, preparación del terreno, semiárido, Pinus halepensis, compensación edáfica.

Introducción

La mejora de crecimientos y supervivencias en ombroclima semiárido es una actuación fundamental debido a las extremas condiciones climáticas que actúan sobre las plántulas en el primer año de instalación en el campo en este tipo de clima (Cleveland et al., 1994; Domínguez et al., 2001) y que pueden generar elevadas mortalidades y unos crecimientos mínimos.

El mayor factor limitante con el que nos encontramos en este tipo de ambiente es el elevado déficit de agua, sobretodo durante los meses de verano (Roldan et al., 1996, Bellot et al., 1999; Díaz et al 2000), por lo que la introducción de las plántulas de pino en el campo acompañadas de una preparación del terreno que concentren el agua de escorrentía en la base del plantón, aportando un riego suplementario, puede mejorar una forestación y evitar su fracaso (Anderson et al., 2002).

La concentración de agua en un punto genera una compensación hídrica edáfica (Castillo et al., 2001; Martínez de Azagra, 1996) que suple la falta de agua durante los largos e irregulares periodos de sequía característicos de áreas semiáridas mediterráneas (Querejeta et al., 1998), y justo en ese punto debe ser en el que introduzcamos la plántula para aprovechar plenamente ese nuevo recurso.

La labor del terreno debe, al mismo tiempo que concentra la escorrentía superficial, mejorar la infiltración donde nos interesa, aumentar el volumen de suelo donde se desarrolla la raíz (Grantz et al., 1998; Querejeta et al., 1998; Roldán et al., 1996) y evitar al máximo la alteración de la vegetación de toda una ladera ya que ésta protege de la erosión y mejora el establecimiento de las plántulas en el campo (Castillo et al., 1997), al igual que hace la preparación del terreno por sí misma (South et al., 2001), pero dicha preparación del terreno debe ser puntual, conservando por otra parte la biodiversidad del área.

Zona de estudio

El presente estudio se realizó en el Monte Las Provincias, en el término municipal de Enix perteneciente a la alpujarra almeriense, localizándose a escasamente 10 Km de la costa y a 800 m s.n.m. con un clima semiárido muy térmico, oscilando las pendientes de las laderas entre el 30-55%, presentando bien diferenciadas en el mismo área laderas de umbría y de solana.

Figura 1. Precipitación anual (barra punteada) y primaveral (barra sólida), de cada uno de los años en los que ha estado la repoblación instalada en el campo, expresándose en l/m².

Como podemos ver en la Figura 1 la evolución de la precipitación es muy variable entre años, por lo que pese a presentar una precipitación media de 378+43,61 l/m², tan solo dos años se acercan a ese valor, el resto son muy variables con un máximo de 741 l/m² y un mínimo de 168 l/m². En oscuro resaltamos la precipitación de primavera que se muestra también muy variable, la media en este caso es de 105,35+17,62 l/m² de nuevo son sólo dos años los que se acercan a este valor, siendo el rango muy amplio con un mínimo de 17,5 l/m² y un máximo de 238 l/m².

Material y métodos

Diseño experimental

Durante el año 1988 la Junta de Andalucía realizó en este monte una serie de forestaciones en sus laderas consistentes en plantaciones de pino en banquetas de 80x40 cm superficiales y 40 cm de profundidad abiertas mediante retroexcavadora, y en banquetas con microcuencas, siendo éstas, banquetas a las que se les añaden dos canales oblicuos a la pendiente y aguas arriba, convergentes en la banqueta, para recoger el agua de escorrentía de una superficie determinada, siendo también abiertos con retroexcavadora.

En enero de 2001 se identificaron cuatro bloques diferentes por la combinación de la exposición de la ladera (solana-umbría), y el tratamiento de plantación utilizado (banqueta-banqueta con microcuenca), realizándose dentro de cada bloque tres parcelas a modo de réplicas una de las otras.

Cada parcela, doce en total para todo el estudio, tiene un tamaño de 20x25 m de lado distribuidas muy cerca las unas de las otras para que no existan diferencias ambientales que influyan en sus crecimientos. Todos los árboles existentes en el interior de estas parcelas se midieron apuntando su altura y diámetro basal del tronco, dado que su actual altura y el punto donde se bifurcan ramas no es suficiente para medir su DBH.

Dentro de cada parcela se extrajeron un par de cores siempre en orientación N-S, uno del árbol de mayor tamaño dentro de la parcela y otro de un árbol de tamaño medio, y a una altura sobre el suelo de 25 cm para poder sacar con el instrumental usado los testigos de los árboles sin dificultad.

Debido a que las microcuencas concentran el agua de escorrentía en puntos muy localizados, alterando la microtopografía y la hidrología superficial de una ladera, podía existir la posibilidad que se beneficiase a los pinos introducidos frente a la vegetación natural, por lo que se compararon las especies de las parcelas de banquetas frente a las de banquetas con microcuencas dentro de cada exposición, para identificar alteraciones generadas por la técnica de plantación.

Análisis de los datos

De las diferentes medidas que se realizaron en este estudio se obtuvieron unos valores medios con sus medidas de dispersión que fueron comparados estadísticamente para observar sus diferencias significativas.

Para ello se usó el paquete informático de Microsoft SPSS 10.0 para Windows, concretamente los análisis utilizados fueron tests no paramétricos puesto que no se cumplían los supuestos de la ANOVA (normalidad y homogeneidad de las varianzas) y mediante las transformaciones habituales tampoco se consiguió este aspecto. Los tests no paramétricos usados fueron Kruscal-Wallis para el conjunto de datos y la U de Mann Whitney para las parejas de datos al nivel de significación del 0.05.

Para las diferencias en composición de la vegetación se realizó un Análisis de Correspondencias por Reescalado para la comparación de las doce parcelas mediante el uso del programa de análisis de correspondencia CANOCO 4.0 mientras la separación de grupos homogéneos y la jerarquización se ha realizado mediante el paquete estadístico Adobe Statistica 6.0 usando como datos los tres primeros factores de las coordenadas de las variables del análisis multivariante, puesto que con ellas se explica la mayor parte de la variación encontrada.

Resultados

Datos de crecimiento

Las dos variables que se midieron en el estudio, la altura y el diámetro basal, se promediaron para cada uno de los cuatro bloques en los que se dividió el estudio y se observó como actúa cada parámetro.

Figura 2. Altura media (A) y diámetro basal medio (B) de las doce parcelas de muestreo, agrupadas en los cuatros ambientes diferenciados con una letra indicativa de igualdad o diferencia estadística al nivel de significación del 0,05. Siendo los cuatro ambientes: banquetas con microcuencas en umbría (cm-u), banquetas con microcuencas en solana (cm-s), banquetas sin microcuencas en umbría (sm-u) y banquetas sin microcuencas en solana (sm-s).

Para la altura (Figura 2A), se observa como los mayores individuos los encontramos en las banquetas con microcuencas de umbría mientras que las de solana tienen individuos significativamente más bajos (Z= -3,55; p<0,001) y equiparables estadísticamente (Z= -1,72; p= 0,085) a las banquetas de umbría, mientras que las menores alturas estadísticas (Z= -7,35; p<0,001) los presentan las banquetas de solana.

Para el diámetro basal (Figura 2B) se pueden encontrar también unas diferencias significativas de los diferentes bloques del estudio, concretamente en esta variable encontramos que entre las banquetas con microcuencas de solana y las de umbría no hay diferencias (Z= -0,432; p= 0,666), pero sí que las hay con las banquetas que presentan un menor diámetro. Dentro de las banquetas las que generan mayor diámetro basal como era de esperar son las de umbría mientras que en solana los tamaños son los menores de nuevo (Z= -3,91; p<0,001).

Anillos de crecimiento

Figura 3. Incremento medio de los anillos de crecimiento para cada año frente a la precipitación de primavera de ese mismo año para los cuatro ambientes del estudio, (A) banquetas con microcuencas en umbría, (B) banquetas con microcuencas en solana, (C) banquetas sin microcuencas en umbría y (D) banquetas sin microcuencas en solana. Para cada uno de ellos se incluye la ecuación de ajuste y el coeficiente de regresión (R²) indicándose la significación estadística *^, **^, *** para p<0,05; p<0,01 y p<0,001 respectivamente, la no inclusión de asterisco determina la no significación estadística.

Como se puede ver en la Figura 2, se intenta correlacionar la precipitación con el incremento del anillo para ese año en cada uno de los cuatro ambientes de estudio seleccionados, eliminando los tres primeros años, puesto que individuos tan pequeños tienen incrementos de anillos todavía demasiado delgados. La precipitación que se correlaciona mejor es la de primavera y tanto la anual como la del resto de estaciones no presentan ningún tipo de correlación, lo más destacable es que las banquetas sin microcuenca se correlacionan muy bien con la precipitación de primavera, p<0,05 en umbría (Figura 2C) y p<0,001 en solana (Figura 2D), con más volumen de precipitación aumenta exponencialmente el crecimiento, hasta que a partir de una cantidad determinada de precipitación se llega a una saturación y por más que llueva no se aumenta el incremento del anillo.

Observando las figuras 2A y 2B, correspondientes a las banquetas con microcuencas de umbría y solana respectivamente, se comprueba que ninguna de las dos se correlaciona significativamente con la precipitación, ni tan siquiera con la de primavera que se correlacionaba muy bien con las parcelas anteriores. Por tanto, para volúmenes de precipitación pequeños se consiguen los mismos crecimientos que para volúmenes mayores, creándose una nube de puntos para todo el rango de precipitación primaveral, que para sólo trece años de instalación en el campo, tenemos la fortuna de que abarcan un espectro muy amplio de volumenes.

Vegetación

Figura 4. Representación de las doce parcelas de vegetación tras el Análisis de Correspondencias por Reescalado a lo largo de los dos ejes principales de distribución, mostrándose dentro de círculos las parcelas más relacionadas. Los símbolos sólidos son de parcelas de umbría mientras que los vacíos son de parcelas de solana, del mismo modo los ovalados son banquetas con microcuencas y los rectangulares son banquetas sin microcuencas.

A la vista de los gráficos de distribución de las diferentes parcelas a lo largo de uno de los ejes del análisis (Figura 4) y la distribución de los grupos homogéneos dentro de la jerarquización de los grupos (Figura 5), se observa que hay una diferenciación clara de las parcelas de solana frente a las de umbría en cuanto a presencia de especies diferentes se refiere, por tanto, las parcelas de solana se encuentran muy cerca en los estadísticos entre sí pero alejadas de las parcelas de umbría, independientemente del tratamiento de plantación usado en la forestación.

Figura 5. Análisis de jerarquización de las doce parcelas de vegetación estudiadas, mostrándose encerradas dentro de rectángulos aquellas parcelas más relacionadas entre sí. Concretamente las parcelas P1, P2 y P3 son banquetas con microcuencas en umbría; P4, P5 y P6 son banquetas con microcuencas en solana; P7, P8 y P9 son banquetas sin microcuencas en umbría y P10, P11 y P12 son banquetas sin microcuencas en solana.

Al contrario, la diferencia entre la vegetación que presentan las banquetas y la de las microcuencas de un tipo determinado de exposición, no pueden separarse debido a que se encuentran entremezcladas, es decir, al menos una de las parcelas que se inventariaron para caracterizar uno de los diferentes tratamientos de plantación en esa orientación, se encuentra más próxima a las parcelas del otro tratamiento de plantación que a las suyas propias.

Por tanto, en los inventarios de las parcelas hay especies que prefieren una orientación determinada y que no se presentan en la exposición opuesta, mientras que las especies que aparecen en un tipo de tratamiento del terreno aparecen también en el otro. Además no existen especies diferenciadoras de la intersección entre tratamiento y orientación.

La observación del diagrama de jerarquización nos confirma que la diferencia radica en la solana y la umbría, separándose las seis parcelas de solana (parcelas 4,5,6,10,11 y 12) de las seis de umbría (parcelas 1,2,3,7,8 y 9) en la primera división del análisis.

Discusión y conclusiones

El mayor acumulo de agua en la zona de plantación nos proporciona una mejor respuesta en los crecimientos de los pinos plantados en esta forestación (Fernández et al., 2000; Ruiz et al., 2001), con la importancia de que éste es un estudio a largo plazo, puesto que es muy común el que se sigan tan sólo los primeros años después de la plantación (Rey, 1998) y después se olvide su seguimiento, pero en este caso se presentan 13 años de crecimiento, por lo que la identificación de las diferencias es más evidente.

Las observaciones anteriores nos indican que comparando dos a dos los crecimientos, observamos que las banquetas con microcuencas han mejorado netamente los crecimientos con respecto a los individuos de la misma orientación pero de las banquetas, es decir, que la presencia de una microcuenca lo que genera es que aumente la compensación edáfica (Domínguez et al., 2001; Martínez de Azagra, 1996) de la zona de plantación y el estrés hídrico no les afecte tanto. En los resultados se muestra como hay una igualdad entre las banquetas de umbría y las banquetas con microcuencas de solana, lo que muestra la mayor disponibilidad de recursos hídricos de estos últimos debido a la presencia de un tratamiento del terreno que recolecta mayor cantidad de agua de escorrentía (Stone et al., 1999).

La causa fundamental para la mejora de los crecimientos en las microcuencas es sin duda la mayor disponibilidad de agua en el suelo aprovechable por las plantas, ya que aunque disponen de suelo removido que mejora también los crecimientos (Roldan et al., 1996; Castillo et al., 2001), el volumen de este suelo alterado es igual en ambos tratamientos.

Como vemos en las anteriores reflexiones, el tratamiento del suelo aumenta los crecimientos de la reforestación (Cleveland et al., 1994; Ruiz et al., 2001), este aumento es importante para la protección de la erosión, y la reducción y laminación de escorrentías (Querejeta et al., 1998; Olarieta et al., 2000) puesto que se produce un incremento en la cobertura vegetal por la plantación de los pinos (Bellot et al., 1999) mientras que las especies originales tampoco se han eliminado.

También existe una relación muy significativa entre la precipitación de primavera y el crecimiento, representado en este caso en el aumento medio de espesor de los anillos, que no se ha encontrado para ninguna otra estación, ni para la precipitación anual, por lo que una buena primavera es fundamental para el crecimiento de la repoblación (Liphschitz et al. 1986). Pero con la realización de microcuencas, que aportan una cantidad de agua suplementaria, se obtienen crecimientos muy semejantes tanto con primaveras húmedas como con aquellas más secas, por lo que el beneficio es claro y muy aconsejable su realización en climas semiáridos como el presentado en este estudio.

Otro aspecto importante al que podemos responder con este estudio, es que alterando la microtopografía para concentrar la escorrentía superficial en las zonas de plantación no se han encontrado diferencias en las especies presentes en los diferentes tratamientos estudiados y la única diferencia que se presenta es la debida a la macrotopografía del lugar, es decir, hemos encontrado diferencias entre la solana y las umbrías pero no entre las banquetas y las microcuencas, manteniéndose la riqueza pese a la mayor alteración del terreno y la hidrología (Navarro et al., 2001).

Al tratarse de un estudio a largo plazo podemos concluir que es muy difícil que si todavía no hay diferencias es probable que estas ya no se produzcan. Por lo que parece que esta técnica de la microcuenca esté aprovechando un exceso de agua generado por un aguacero determinado, que puede ser muy abundante en lluvias torrenciales (Albaladejo et al., 1998; Bellot et al., 1999) y que de otro modo se perdería.

De este estudio se desprende la importancia de seguir profundizando en este tema, puesto que se ha mostrado como fundamental para el clima semiárido, donde un largo periodo sin lluvias puede dar al traste con las expectativas de revegetar un área, mientras que el sistema de microcuencas al aumentar la compensación edáfica permite que la vegetación introducida sobreviva y crezca más en periodos de sequía más prolongados por riegos adicionales que para las plántulas son fundamentales (Rey, 1998).

Agradecimientos

Agradecemos el apoyo material y humano del Centro de Información y Formación Agraria (CIFA) de Granada, a la guardería forestal de la Junta de Andalucía y a la financiación de fondos FEDER 1FD97-1117-C05-01 que ha hecho posible este estudio.

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