Assessing soil redistribution and sediment apportionment from different land uses: geospatial analysis and modelling in a mountain agroecosystem

Abstract

Los agroecosistemas Mediterráneos de montaña han experimentado secularmente intervenciones de la actividad humana como la eliminación de bosques y la cubierta vegetal para el desarrollo y la expansión de la agricultura de secano destinada a la subsistencia de las comunidades locales. Su principal impacto ha sido el incremento de las superficies de terreno proclives a la erosión junto con el aumento de la exportación de sedimentos a los cauces acentuada en las últimas décadas con la mecanización agraria. Sin embargo, este proceso se invirtió a mediados del siglo XX debido a diversos cambios socioeconómicos y posteriormente a la política agraria común que provocaron el éxodo rural. El abandono de estos sistemas favoreció la revegetación natural y produjo una variación significativa de la cobertera vegetal. En esta investigación se analiza el efecto de los cambios en los usos del suelo junto con el impacto de las diferentes prácticas agrícolas y la repoblación forestal en la conectividad hidráulica, las propiedades físico-químicas del suelo y su redistribución, así como evaluar la procedencia de los sedimentos exportados a los cursos de agua. El área en la que se centra este estudio es una cuenca de 23 km2 representativa de los agroecosistemas de las montañas mediterráneas situada en uno de los sectores más afectados por el abandono de tierras de la parte central de la cuenca del Ebro (NE España). La cuenca ha sido cultivada casi en su totalidad hasta principios del siglo pasado. Sin embargo, después del abandono acaecido en la década de los 60 sólo el 16.5% de su superficie sigue siendo cultivada mientras que las áreas forestales bien de repoblación o revegetación han pasado a ocupar el 83.5% de la superficie de la cuenca. Las diferentes técnicas implementadas para cuantificar y modelizar el efecto del abandono de tierras, la distribución espacial de usos del suelo y las prácticas asociadas a estos han arrojado resultados similares. Una de las principales conclusiones es que son las tierras de cultivo las que presentan menor contenido en nutrientes, experimentan mayores tasas de redistribución de suelo y producen un mayor suministro de sedimento a los cursos de agua. Además, se ha comprobado que las prácticas agrícolas son unos de los mayores desencadenantes del aumento en las exportaciones de sedimento y contaminantes a los cauces. También se observó que durante las tareas de clareo de los pinares de repoblación las áreas afectadas producen una mayor contribución de sedimentos a los cauces lo cual se pudo monitorizar gracias al uso pionero de los trazadores CSSI en ambientes Mediterráneos. Por otro lado, los resultados de esta investigación han evidenciado el gran impacto de eventos extremos de tormenta en términos de erosión en toda la cuenca, generando altas tasas de sedimentos y siendo uno de los procesos de mayor afectación en los agroecosistemas mediterráneos de montaña. Los resultados obtenidos han permitido comprender el impacto de los cambios del uso de la tierra en las propiedades del suelo y su movilización lo que es esencial para la gestión de la tierra en los frágiles agroecosistemas mediterráneos. La creación de un paquete de software libre junto con un método mejorado de selección de trazadores ha permitido rastrear con éxito la procedencia de los sedimentos exportados, lo cual no podría haberse logrado con métodos convencionales. Además los resultados de la técnica de fingerprinting, resaltan los peligros de las tormentas excepcionales al incrementar en gran medida la exportación de partículas finas y modificar la contribución de las distintas fuentes de sedimento respaldando así la protección de las tierras de cultivo, especialmente en períodos de ausencia de cobertura vegetal y mayor ocurrencia de tormentas convectivas para evitar la pérdida de suelo fértil y la exportación de contaminantes a los cursos y cuerpos de agua aguas abajo.