“Efectos de la cubierta vegetal en las características hidro-ecológicas”

Abstract

RESUMEN: El agua dulce se distribuye en una gran diversidad de ecosistemas acuáticos, como los ríos, lagos, arroyos y humedales. El crecimiento de la población en las últimas décadas a nivel mundial ha supuesto un uso excesivo de los recursos naturales para poder abastecer la demanda de servicios y cubrir las necesidades básicas (Eamus, 2006), provocado una alteración y degradación de los servicios que de forma histórica han ofrecido a la sociedad (Reid et al., 2006). En este contexto de cambio global, el conocimiento del funcionamiento de los ecosistemas acuáticos es esencial para desarrollar un marco de gestión integrada que asegure su disponibilidad y uso sostenible (Biswas 2004). Las soluciones basadas en la naturaleza (SBN por sus siglas en inglés) se utilizan como un marco general que engloba múltiples estrategias de gestión aplicadas a los ecosistemas naturales con el objetivo de mejorar el suministro de servicios ecosistémicos y conservación de la biodiversidad (O’Hogain & McCarton, 2018). Su correcta implementación implica un amplio conocimiento de las relaciones que existen entre los elementos que conforman el ecosistema para poder diseñar e implementar de manera eficiente las actuaciones (Hein et al., 2006; Reid et al., 2006; Cohen-Shacham et al., 2019). Entre otros muchos factores, el conocimiento de las relaciones agua-suelo son esenciales para el correcto diseño de SBNs pues suponen el sustento de muchos procesos ecológicos y el desarrollo de la cobertura vegetal. Existe no obstante una falta de conocimiento de estas relaciones agua-suelo (Creed & van Noordwijk, 2018) que deriva en una escasa compresión de los procesos que se dan en el ecosistema en su conjunto. Son muchos los estudios que demuestran la estrecha relación que existe entre la respuesta hidrológica observada a lo largo de las estaciones del año con los diferentes tipos de cobertura vegetal. Su influencia sobre procesos hidrológicos como la evapotranspiración, escorrentía, almacenamiento de agua o infiltración ha sido demostrada en numerosos estudios (Vildan, S., & Hall, J.M., 1996; Mustard J. & Fisher T., 2012). En el presente trabajo se han estudiado procesos clave del ciclo hidrológico como son la evapotraspiración y la infiltración, además de una serie de variables fisico-químicas, con el objeto de mejorar el conocimiento en las relacionas agua-suelo en sistemas forestales de zonas de montaña. Para ello se diseñó una red de muestreo a en grandes cuencas distribuidas a lo largo de la CCAA de Cantabria, atendiendo al tipo de cobertura vegetal (especie dominante y unidad fisionómica, incluyendo forestal desarbolado) y al estado de madurez de las masas. Se obtuvieron un total de 26 puntos en parches de vegetación o plots, correspondientes a pastizales, matorrales, plantaciones de eucalipto y bosques naturales de roble y haya, seleccionando masas jóvenes y maduras en estas 3 ultimas cubiertas. En cada uno de estos puntos se estimaron las tasas de evaporación mediante imagen de satélite, y la infiltración, temperatura, humedad, conductividad y pH mediante medidas in situ durante un año hidrológico completo. Los datos obtenidos para los diferentes plots y a lo largo el tiempo fueron sometidos a análisis de contraste tipo ANOVA. Los resultados demostraron una clara influencia del tipo de ocupación del suelo y la cobertura vegetal en la evapotranspiración e infiltración, relacionadas a su vez con la temperatura, humedad y materia orgánica de los horizontes superficiales. Los bosques maduros parecen amortiguar mejor las temperaturas extremas, y presentan menores tasas de evapotranspiración y mayores tasas de infiltración que las plantaciones. Por el contrario, los pastos y matorrales resultaron ser menos eficientes en el almacenamiento del agua dentro del ecosistema con altas tasas de evapotranspiración y suelos poco profundos o desarrollados. En este trabajo se evidencia la necesidad de seguir estudiando los efectos de la cubierta vegetal en las características hidro-ecológicas que permitan desarrollar medidas de gestión integradas con una mayor efectividad en la adaptación al cambio global.

ABSTRACT: Freshwater is distributed in a great diversity of aquatic ecosystems, such us rivers, lakes, streams and wetlands. An alteration and degradation of the services that these ecosystems have historically provided to society (Reid et al., 2006) had occur due to the worldwide population growth, in order to meet the demand for services and basic needs (Eamus, 2006). In this global change context, knowledge of aquatic ecosystems is essential to develop an integrated management framework to ensure their availability and sustainable use (Biswas, 2004). Nature-based Solutions (NBS) are used as a global overarching framework that comprehends numerous management strategies applied to natural ecosystems with the goal of improving the provision of ecosystem services, and biodiversity conservation (O’Hogain & McCarton, 2018). Their correct implementation brings a broad knowledge of the relationships between the elements that form the ecosystem in order to efficiently design and accomplish actions (Hein et al., 2006; Reid et al., 2006; Cohen-Shacham et al., 2019). Among many other factors, water-soil relationships knowledge is essential for the proper design of NBSs since they support many ecological processes and the development of vegetation cover. However, there is a lack of knowledge of these water-soil relationships (Creed & van Noordwijk, 2018) that results in a poor understanding of the processes in the ecosystem as a whole. Many studies demonstrate the close relationship between hydrological observed response throughout the seasons of the year and the different types of vegetation cover. Their influence on hydrological processes such as evapotranspiration, runoff, water storage of infiltration has been proved in multiple studies (Vildan, S. & Hall J.M., 1996; Mustard J. & Fisher T., 2012). In the present research, key processes of the hydrological cycle such as evapotranspiration and infiltration, as well as different physical and chemical variables, have been studied in order to improve the water-soil relationships in mountain forest areas. To accomplish this, a sampling network in large basins located throughout Cantabria, according to the type of vegetation cover (dominant species and physiognomic unit, including low density forest) and the state of maturity of the stands, was designed. The result was 26 points obtained in vegetation patches or plots, corresponding to grassland, scrubland, eucalyptus plantations and natural oak and beech forests, telling the difference between young and mature stands in these last 3 covers. For each point, evaporation rates were estimated by satellite image. In a different way, infiltration, temperature, humidity, conductivity and pH were measured in situ during a complete hydrological year period. The data collected for each plot and over time, were subjected to ANOVA analyses. The obtained results from these ANOVA analyses proved the existence of a strong influence of the type of soil occupation and vegetation cover on evapotranspiration and infiltration processes, connected these in turn to temperature, humidity and organic matter in the surface horizons. Mature forests seem to buffer extreme temperature gradients better, and have lower evapotranspiration rates and higher infiltration rates than plantations. On the contrary, grasslands and shurblands were found to be less efficient in terms of water storage being the covers with higher evapotranspiration rates and less developed soils. This research highlights the need of continue studying the effects of vegetation cover on hydro-ecological characteristics for the purpose of develop more efficient management strategies and actions in the global change context.