I SEMINARIO DE COOPERACIÓN Y DESARROLLO EN ESPACIOS RURALES IBEROAMERICANOS. SOSTENIBILIDAD E INDICADORES.

ALMERIA, 16-17 Octubre, 2007

DINAMICA DE LA EROSIÓN DE LOS SUELOS EN ÁREAS RURALES DE LA HABANA CUBA COMO CONTRIBUCIÓN AL DESARROLLO

RURAL SOSTENIBLE

M. B. Vega Carreño(p), J. M. Febles González, A. Tolón Becerra,

Resumen Se presenta una aplicación de los métodos cualitativos CORINE (1992), y el nuevo método EVERC (Vega y Febles 2006), para evaluar la erosión de los suelos en las áreas piloto correspondientes a los Consejos Populares de San José, Jamaica y Tapaste provincia La Habana, Cuba. Se tuvieron en cuenta todos los factores que objetivamente participan en los procesos erosivos, por lo cual se adicionó la intensidad de la carsificación como un factor mas, Se realizó la cartografía temática de los factores en el ambiente de un Sistema de Información Geográfica y se obtuvo como resultado categorías moderada y alta para la erosión potencial, e incrementos de la categoría alta para la erosión actual al considerar la carsificación. Complementariamente se estimó por primera vez, de forma cuantitativa mediante el modelo de erosión MMF (Morgan et al., 1984, Morgan, 2001), las pérdidas de los suelos a través de las formas de absorción cársicas con magnitud promedio entre 13,4 - 17,4 t/ha/año. El conjunto de los resultados obtenidos revelaron el estado de degradación de los suelos, aportando nuevos indicadores tales como: Índice de Riesgo de Erosión Potencial (IREP), Índice de Erodabilidad (IED), Índice de Erosividad (IES), Índice de Protección del Suelo (IP) Índice de Riesgo de Erosión Actual (IREA) e Índice de Carsificación (IC), que contribuyen a realizar un diagnóstico integrado y con enfoque genético, de la sostenibilidad de estos estratégicos espacios rurales al mismo tiempo que aportan información valiosa para programas y proyectos de carácter ambiental que se desarrollen en ellos.

Palabras clave: Erosión de los suelos, zonas cársicas, SIG, desarrollo sostenible

1. Introducción La evaluación de los factores de la erosión, mediante un método de cartografía temática en el ambiente de un Sistema de Información Geográfica aporta criterios objetivos acerca de la dinámica del proceso erosivo en un territorio determinado. De esta forma se obtienen los mapas de cada factor así como los correspondientes a la erosión potencial y actual. El comportamiento cualitativo de cada factor y del proceso erosivo, puede transformarse en indicadores que contribuyan a evaluaciones objetivas de la sostenibilidad de un territorio determinado

Durante los años 2005 – 2007, se desarrolló el proyecto Creación de una Red de Indicadores de Sostenibilidad en Áreas Rurales de La Habana en el marco del cual fue necesario evaluar la dinámica de los procesos erosivos en las tres áreas pilotos (Consejos Populares), del proyecto ubicadas en el Municipio San José de Las Lajas: Jamaica, Nazareno y San José Norte, posteriormente extendida en el año 2006, al Municipio de Güines (Fig. 1).

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Figura 1. Ubicación de las áreas estudiadas.

Toda esta área tiene como característica distintiva la intensidad de los procesos de carsificación con la presencia de formas de absorción cársica (dolinas) en superficie (Fig. 2).

Figura 2. Manifestaciones de los procesos cársicos. Las flechas indican la presencia de dolinas.

Después de una amplia revisión bibliográfica se pudo concluir que en la literatura especializada no está reportado un método que tenga en cuenta la intensidad de la carsificación como un factor de la erosión. Tampoco en Cuba se ha considerado esta factor,.a pesar de la variedad de metodologías aplicadas en las investigaciones de suelos erosionados.

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Para llenar este vacío se consideró necesario incluir la intensidad de la carsificación como un factor más del proceso erosivo, debido a su influencia en la erosión de la cobertura edáfica de estas regiones, y evaluarla a través de un Índice de Carsificación, que se incorporó al método CORINE (1992), modificándolo y proponiéndole nuevo método: EVERC: Evaluación de la Erosión de los suelos en las Regiones Cársicas (Vega y Febles, 2006), el cual permitió caracterizar objetivamente, la dinámica de los procesos cársico – erosivos en cualquier territorio donde existan formas cársicas de absorción, como expresión superficial de la intensidad de la carsificación. Adicionalmente se estimaron cuantitativamente, por primera vez, las pérdidas de suelos mediante el modelo de Morgan (Morgan et al., 1984, Morgan, 2001).

El conjunto de índices obtenido mediante la aplicación del método EVERC, así como los parámetros que resultan de la aplicación del modelo de Morgan, caracterizan con enfoque genético la dinámica de los procesos erosivos en el ecosistema donde se ubican los espacios rurales investigados, al mismo tiempo que pueden ser utilizados en una propuesta de indicadores de sostenibilidad para el desarrollo de estas áreas.

2. Materiales y métodos

2.1 Métodos CORINE (1992) Y EVERC Vega y Febles (2006) Entre la variedad de métodos de cartografía temática que existen para evaluar el riesgo de erosión, se seleccionó el método CORINE (1992) por su enfoque genético e integrador de los factores generales de la erosión (Fig. 3), para obtener los mapas de riesgo de erosión de suelos en el ambiente de un Sistema de Información Geográfica (SIG).

Figura 3 Diagrama de flujo del método CORINE (1992)

Como este método no tiene en cuenta las modalidades específicas que asume la erosión de los suelos en las regiones cársicas, se consideró necesario realizarle algunas modificaciones para ajustarlo a las condiciones genéticas en que objetivamente transcurren estos procesos:

• se desestimó el Índice de Aridez dada la abundante pluviometría que caracteriza a la región de los Consejos Populares,

• se incluyó un Índice de Carsificación, y

• se incorporó una nueva categoría de protección del suelo por la vegetación.

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La secuencia de combinación de los índices para obtener los mapas de riesgo de erosión potencial y actual, aplicando el método EVERC en el SIG, se presenta en la Fig. 4.

Figura 4. Diagrama de flujo del método EVERC (Vega y Febles, 2006)

Para la aplicación de esta nueva propuesta de evaluación de la erosión, la cartografía de las formas de absorción (dolinas), constituyó el índice diagnóstico fundamental, para evaluar las manifestaciones e intensidad de la carsificación, lo cual coincide con la propuesta de Angel et al., (2004). Partiendo de esta cartografía, se generaron las isolíneas de carsificación (Fig 5), se delimitaron diferentes sectores de acuerdo a la densidad de rasgos y se clasificaron. En este sentido las áreas que caracterizan a cada sector se clasificaron en conformidad con los nuevos criterios presentados en la Tabla 1, para obtener el mapa del Índice de Carsificación (Fig.6) indispensable para aplicar el método EVERC.

La modelación cartográfica para obtener cada uno de los índices representados en la Fig. 4 se presenta en la Fig. 7.

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Figura 5 Isolíneas del Índice de Carsificación Normalizado.

Figura 6 Mapa del Índice de Carsificación

Figura 7. Modelación cartográfica del Método EVERC (Vega y Febles, 2006) en el SIG.

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Valores Descripción Clases del IC 5 - 10 Bajo 1 >10 - 15 Moderado 2 >15 Alto 3

Tabla 1Clasificación del Índice de Carsificación

2.2 Modelo MMF (Morgan et al., 1984; Morgan, 2001) Morgan et al. (1984) presentaron un modelo empírico simple para predecir la pérdida anual de suelo en pendientes, que fue actualizado por Morgan (2001). Utilizaron los conceptos propuestos por Meyer y Wischmeier (1969), para proporcionar una base física más sólida que la del modelo USLE (Wischmeier y Smith, 1960). De esta forma además de mantener las facilidades de un enfoque empírico, se expresaban mejor las características del proceso erosivo, que dividieron en dos fases: una hídrica y otra de sedimentos que se modelan para obtener la capacidad de transporte del flujo superficial (G) y la cantidad de partículas movilizadas por salpicadura (F). La predicción final de la pérdida de suelo se realiza comparando ambos y el más bajo de ellos se toma como la tasa de pérdida anual de suelo.

3. Resultados

3.1 Evaluación cualitativa de la dináica erosiva La evaluación cualitativa de la erosión potencial y actual con los métodos EVERC y CORINE se realizó en las áreas de los tres Consejos Populares del proyecto. Se obtuvieron todos los índices intermedios para finalmente cartografiar los Índices de Riesgo de Erosión Potencial (IREP) y de Erosión Actual (IREA).

Se puso en evidencia que La erosión potencial clasificada predominantemente como baja, con la aplicación del método CORINE (Fig. 8), ahora, mediante el empleo del método EVERC (Fig. 9) se incrementa hasta las categorías moderada y localmente alta, preferentemente en aquellos sectores ubicados en la zona central de la región, con valores máximos del Índice de Carsificación (Fig. 5 y 6), revelando claramente el método EVERC, la influencia de la carsificación en el proceso erosivo.

En el examen de las categorías de erosión actual por el método EVERC (Fig. 10) se aprecia como los diferentes usos que históricamente han tenido estos suelos condicionan la erosión actual. En el sector medio - inferior de estos espacios, donde los suelos han estado tradicionalmente destinados para pastos, predominan las categorías de erosión baja – moderada que se incrementa discretamente en la porción noroeste hasta categoría alta de erosión, posiblemente relacionado con un uso más intensivo de la cobertura edáfica para cultivos temporales que le brindan una protección parcial al suelo,

Al comparar el mapa del Índice de Erosión Actual mediante el método EVERC con su homólogo CORINE (Fig. 11) se evidencia en este último, una notable ausencia de las categorías de erosión moderada – alta, especialmente en la zona central donde el Índice de Carsificación Normalizado reveló la mayor densidad de depresiones por km2. De esta forma, la integración de los factores naturales mediante la cartografía temática a través del método EVERC confirma el carácter erodable de los suelos Ferralítico Rojos y subtipos asociados predominantes en este geosistema. Este proceso se desarrolla a través de mecanismos que actúan conjunta y simultáneamente: erosión hídrica y cársico – erosivos, manifestándose éste último básicamente en dirección subsuperficial, a través de las innumerables formas de absorción cársica.

Estos resultados corroboran lo expresado por Angel et al. (2004) acerca del peligro potencial que representa para la erosión de los suelos, el desarrollo de las formas cársicas

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superficiales y por Febles (1988), Gounou y Febles (1997), Febles et al. (2005). Vega y Febles (2006), Vega (2006) y Febles (2007) acerca de la erosión de los suelos en las regiones cársicas de la provincia La Habana.

La utilización del método EVERC destaca la influencia decisiva de la morfogénesis cársica, en el comportamiento de la erosión de estas coberturas, confirmándose la necesidad de reconocer la existencia de una modalidad específica de erosión de los suelos en las regiones cársicas, dinámica que ratifica los trabajos que fueran desarrollados en Cuba por Panos y Stelcl (1965), Llópiz (1982) en España, Angel et al. (2004), en los Estados Unidos y Wang et al. (2004) en geoecosistemas similares.

Figura 8 Mapa del Índice del Riesgo de Erosión Potencial, método CORINE (1992).

Figura 9 Mapa del Índice del Riesgo de Erosión Potencial, método EVERC (Vega y Febles, 2006)

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Figura 10 Mapa del Índice del Riesgo de Erosión Actual, método CORINE (1992).

Figura 11 Mapa del Índice del Riesgo de Erosión Actual, método .EVERC (Vega y Febles, 2006)

3.2 Cuantificación de las pérdidas de suelos Al evaluar las ecuaciones del modelo de Morgan todos los valores obtenidos para G resultaron menores que los de F, por tanto, es el parámetro G quien en este caso permitió evaluar la tasa de pérdida anual de suelo por m2 del perfil longitudinal para cada dolina. La estimación del volumen de suelo removido hacia las depresiones cársicas con una variación promedio entre 13,4 - 17,4 t/ha/año, (Tabla 2) sobrepasa los límites permisibles en términos de erosión (Garduño, 1977), indicando la intensidad que ha alcanzado el proceso erosivo. La

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morfología de la superficie del suelo expresada por las líneas del drenaje que descienden hacia las depresiones, los afloramientos de calizas subangulares fragmentadas, porosas y orientadas en dirección a dichas depresiones, la vegetación hidrófila en el centro de las formas de absorción, la apertura de nuevas dolinas y la existencia de estructuras de hormigón con rajaduras, etc., constituyen entre otros, los rasgos de un proceso degradativo en pleno desarrollo, cuya subvaloración según Tricart (1965), Spiridonov (1975), Tricart y Kilian (1979), Jaimez et al. (2003) y Wang et al. (2004), conducen a la fase paroxismal del proceso cársico - erosivo, dejando secuencialmente improductivos los suelos agrícolas.

1986 1986 1996 1996 2006 2006

Dolına 3G

(t/ha) volumen

m3 3G

(t/ha) volumen

(m3) 3G

(t/ha) volumen

(m3) 1 15.957 58060.8 17.82 71008.245 17.649 74977.35 2 17.631 12705 16.917 13407.45 20.208 17859.011633 21.357 6720 22.128 9356.68125 23.613 11351.8125 4 14.847 45743.775 14.244 47910.20063 14.262 50402.0475 5 10.011 26880 8.355 24004.68 11.91 36238.269386 9.39 123480 9.729 132447.1838 10.425 144986.625 7 10.686 21471.45 17.142 35873.90625 12.042 25739.07 8 12.024 26880 10.029 25930.8 12.381 33773.355 9 9.012 8872.5 10.143 16993.2 10.668 19019.1093810 10.725 23625 11.514 27391.98 12.306 30343.95 11 16.068 7875 20.226 11576.25 19.419 12475.05 12 13.038 15120 13.077 17294.9175 14.319 20584.2 13 16.653 15120 18.12 18162.9 18.816 20322.54 14 10.275 11340 11.628 14126.7 13.038 16406.25 14.073 6378.75 36.897 2625

Tabla Estimación de las pérdidas de suelo en las dolinas por escorrentía aplicando el modelo MMF (Morgan et al., 1984) y volúmenes de suelo removido

La evaluación conjunta de los valores obtenidos por la aplicación del modelo de Morgan et al. (1984), así como los volúmenes calculados se corresponden con las categorías de erosión moderada y alta obtenidas por el método EVERC, y demuestran que los suelos del Agrupamiento Ferralítico Rojo y subtipos asociados, presentes en estas regiones están afectados por una modalidad específica de la erosión dada por los procesos cársico - erosivos que ocasionan una reducción considerable del fondo de tierra en algunos sectores de los Consejos Populares destinado a pastos (ej. Centro de Inseminación Artificial Rosafé Signet). Este resultado corrobora de forma cuantitativa lo que Febles (1988), Gounou y Febles (1997) y Vega y Febles (2006) expusieran en sus respectivas investigaciones.

4. Conclusiones

1. El nuevo método EVERC Evaluación de la Erosión en las Regiones Cársicas, por su concepción integradora incluyendo la intensidad de la carsificación como un índice de diagnóstico y la facilidad para aplicarlo con la utilización de la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica demostró su utilidad para establecer la dinámica de los procesos cársico – erosivos que se desarrollan en las áreas piloto correspondientes a los Consejos Populares de San José, Jamaica y Tapaste provincia La Habana.

2. La aplicación del modelo de erosión empírico – conceptual MMF (Morgan, et al., 1984; Morgan, 2001), permitió evaluar por vez primera, la magnitud de las pérdidas de suelos

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Ferralíticos Rojos y subtipos asociados, y obtener valores que sobrepasan los límites permisibles en términos de erosión durante una secuencia histórica entre 1986 - 2006 realizada en el Centro de Inseminación Artificial “Rosafé Signet”, perteneciente al Consejo Popular San José.

3. El conjunto de los resultados cualitativos y cuantitativos obtenidos revelaron el estado de degradación de los suelos, en los espacios rurales investigados y aportaron valores para los Indices: Riesgo de Erosión Potencial (IREP), Erodabilidad (IED), Erosividad (IES), Protección del Suelo (IP) Riesgo de Erosión Actual (IREA), Índice de Carsificación (IC), y pérdidas de suelos, todos los cuales pueden transformarse para ser utilizados como indicadores para evaluar la sostenibilidad de los suelos.

6. Referencias

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Gounou, E. y Febles, J. M. (1997), “Aplicación del enfoque morfoedafológico al estudio de la variabilidad de algunos suelos en un geosistema cársico (La Habana, Cuba)” [inédito], tesis para optar por el grado de Doctor en Ciencias Agrícolas, Facultad de Agronomia, Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez.

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Correspondencia (Para más información contacte con):

Departamento de Geociencias, Facultad de Ingeniería Civil, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría,Calle 114 No. 11901, Marianao, Ciudad de La Habana, Cuba. Teléfono: +34 07 266 3262 Fax: +34 07 267 2013 E-mail : mvega@civil.cujae.edu.cu

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