AGUA Y BOSQUES PLANTADOS

Concepcin, MAYO 2015

ROLANDO RODRGUEZ LEIVAM.Sc. Recursos Naturales Dr. Ciencias Forestales

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALESUNIVERSIDAD DE CONCEPCIN

Introduccin. Los conceptos a presentar son:

a) Efecto de bosques plantados en la escorrenta superficial.

b) Consumo de agua por bosques plantados.

c) Impacto de los bosques plantados en los caudales de estiaje.

d) Manejo de cauces.

LIMITACIONES EN ESTUDIOS DE LA HIDROLOGA DE BOSQUES PLANTADOS:

El comportamiento hidrolgico de la cuenca y como se afecta el balance

hdrico depende de las caractersticas de los suelos, topografa clima y uso

de la tierra .

Ha sido aceptado razonablemente que el efecto de las masas boscosas en

el rgimen hdrico vara con los diferentes ambientes, clima y tipos de

vegetacin.

El efecto de las plantaciones en el rgimen hidrolgico son especficas del

sitio. No se pueden extrapolar los resultados a otras cuencas.

Variable Tamao de la cuenca

(ha)

0,1 1 10 100 1.000 10.000 100.000

Caudal medio

anual

x x x x o o o

Caudal

mximo

x x x x o o o

Flujo base x x x x o o o

Recarga agua

subterrnea

x x x x o o o

Carga de

sedimentos

x x x x o o o

Salinidad x x x x x x x

Rgimen

trmico

x x o o o o o

Impacto del uso de la tierra sobre variables hidrolgicas, segn tamao de la cuenca.

X es impacto observado

0 no se han observado

impactos.

Hamilton, L. S. (2008). Forests and water. Rome, Italy. Serie FAO Forestry.

LIMITACIONES EN LA ESCALA DE ANLISIS:

Efecto de las plantaciones en la escorrenta superficial

a. La figura muestra que lasreducciones en laescorrenta media anualson mayores en la medidaque aumentan los nivelesde precipitacin.

b. Los bosques lantadoscon Pinus presentan unmayor impacto en laescorrenta que Eucalyptus.

Robert Vertessy. 2000. Impacts of Plantations Forestry on Cachment Runnof. Plantations. In: Farm Forestry and Water. RIRDC Publication 01/20.

c) La reduccin de laescorrenta que se presentadespus de establecido elbosque plantado, esgeneralmente proporcional alporcentaje de coberturaarbrea.

En pequeas cuencas esdificultoso detectar cambiosen la produccin de aguacuando se ha forestadomenos del 20% de la cuenca!.

Efecto de las plantaciones en el consumo de agua Los aspectos ecofisiolgicos que explican el consumo de agua por bosques plantadosson bsicamente: El rea foliar, la transpiracin del follaje y tipo de enraizamientos.

El rea foliar: El consumo de agua depende del rea foliar y la tasa de vapor de agua transferida desde las hojas a la atmsfera (transpiracin).

T1

T2

T3

T4

Figure 4 d) Transpiration/Leaf area index ratio

Transpiration (mm)

Le

af

are

a i

nd

ex

(m

2 m

-2)

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

150 200 250 300 350 400 450 500

Rodrguez, R., et al. 2002. Analysis of productivity of radiata pineplantations under different silvicultural regimes using the 3-PG process-

based model. Australian Forestry. 65: 165-172.

El ndice de rea foliarincrement con la fertilizacinsistemtica, pero duplic la tasade transpiracin.

Existen diferencias significativas entre lospatrones de consumo de agua y especiesarbreas! La figura ilustra que

con altos contenidosde humedad en elsuelo algunos rodalestranspirarn a lamxima tasa posiblecomo es el caso deEucalyptus.

Sin embargo, Pinusradiata transpira entreel 55 y 80% de lamxima tasa posible.

OLoughlin and Nambiar. 2001. Effects of afforestation on Water. Water and Salinity Issues. Agroforestry 8

La transpiracin del follaje:

Efecto de las plantaciones en el consumo de agua

Feikema, P.M. et al. 2006. Predicting the Impacts of Plantations on Catchment Water Balances Using the 3PG Forest Growth Model.

La tendencia al uso del agua es mayoren las praderas que en bosquesplantados de Eucalyptus globulus yPinus radiata ,en los primeros 4 aos.

En los primeros aos de establecido elbosque plantado E. globulus consumeuna mayor cantidad de agua que elbosque plantado de P. radiata,principalmente porque el rea foliar yla transpiracin del follaje es mayor .

En general las magnitudes deconsumo de agua en bosquesplantados de E. globulus estn en elorden de los 800 mm, en tanto queen P. radiata alrededor de los 900mm (Holmes y Sinclair, 1986;Battaglia y Sands, 1997; Zhang etal., 1999; Feikema et al., 2006).

Efecto de las plantaciones en los caudales de estiaje

Dos Consideraciones:

a) El flujo base dependefundamentalmente de lafuncin reguladora delsuelo.

b) La figura muestra que lacuenca totalmenteplantada (Pinus radiata), elagua est presente solo el60% del tiempo, en cambioen la pradera el agua estpresente todo el ao.

Robert Vertessy. 2000. Impacts of Plantations Forestry on Cachment Runnof. Plantations. In: Farm Forestry and Water. RIRDC Publication 01/20.

La forestacin tiene los mayores impactos sobre la escorrenta absoluta enreas de altos niveles de precipitaciones. Sin embargo, la mayor reduccinproporcional se presenta en las reas de bajos niveles de precipitacin.

Efectos en los caudales de estiaje

El nmero de das con caudales de estiaje, probablemente disminuye despusde la forestacin. La forestacin completa de las cabeceras de pequeas cuencas(< 100 has), con una media anual de precipitacin de hasta 900 mm:

El caudal de estiaje puede disminuir desde un rango a 163-225 das por ao

considerado normal, a 0-50 das de flujo por ao como es el caso en Nueva

Zelanda!.

Una advertencia. El caudal base es fuertemente dependiente de las propiedades delsuelo. Si los bosques plantados se han establecido en suelos degradados(decapitados), podra atribuirse errneamente al bosque plantado un efecto de ladegradacin del suelo.

Habra que investigar la posibilidad que haya una interaccin de la superficieplantada de la cuenca y el suelo degradado!.

Principios y orientaciones que minimizan el impacto de las plantaciones en el rgimen hidrolgico

Es relevante la proporcin del rea de la cuenca en que se deben establecerlos bosques plantados. Se debe promover el establecimiento de plantacionesslo de proporcin de la superficie de la cuenca (Parsons, et al., 2007).

Efecto de la distribucin de las clases de edades de los bosques plantados en lacuenca. Una cuenca que presente un rango de clases de edad de bosquesplantados, implicar que el impacto hidrolgico puede disminuirsignificativamente (Scott et al., 1998; Vertessy et al., 2002).

Es lo que sucede en la prctica en la Regin del Biobo!.

Localizacin altitudinal de bosques plantados en la cuenca. En general, laposicin topogrfica en que se ubica el bosque plantado puede influir en lareduccin de la escorrenta. Es recomendable establecer los bosques plantadosen los sectores altos de las cuencas y distribuirlos en rodales pequeos(Parsons, et al., 2007).

Efecto de la densidad del rodal en el rgimen hidrolgico. Puesto que se haobservado que a mayor densidad, mayor ser el consumo de agua, resultaaconsejable que a nivel de cuenca los rodales sean intervenidos sistemticamentemediante raleos, para incrementar el rendimiento hdrico de la cuenca (Keenan et al.,2006; Parsons et al., 2007).

Efecto de la productividad de bosques plantados en el ciclo hidrolgico. Lavariabilidad en la productividad de los sitios tambin puede afectar la magnitud ycambios del rgimen hidrolgico. Con un manejo adecuado del suelo y la nutricines posible incrementar la madera del fuste ms que el follaje, reduciendo el efecto dela fertilizacin en la evapotranspiracin (Nambiar, 1990).

i) Proteger los cauces de las alteraciones ambientales asociadas a las operaciones forestales.ii) Evitar la infiltracin de cualquier elemento contaminante provenientes del agua de

escorrenta.iii) La proteccin de los cauces por el exceso de escorrenta superficial ricos en nitrgeno o

fsforo, que aunque no est relacionado con las operaciones silvcolas, lo est conactividades agrcolas.

iv) Proteccin de los cauces de la energa proveniente de la radiacin directa que puede calentarel agua, reducir el oxgeno o prdida del ambiente bitico del cauce.

v) Proteccin de los cauces de la luz directa y si el cauce es lo suficientemente ancho de la luzdifusa.

vi) Brindar potencialmente refugio a la fauna producida por las alteraciones ambientales de lacosecha de bosques.

Una herramienta bsica de manejo de cauces lo constituye la exclusin de lavegetacin alrededor de los cauces o zonas buffer, ya que, evita la alteracinambiental como consecuencia de diversos usos de la tierra (Bren, 2005)

Una Reflexin Sobre la Proteccin de Cauces

EL CRITERIO DE PROTECCIN DE CAUCES TRADICIONAL, HA SIDO FIJAR UN ANCHO DE PROTECCIN

Pas Rango (m) Fuente

Argentina 50m - o 1.5 veces el ancho

del cauce

Comunicacin Personal

Australia-Tasmania 10-60 For. Comm. Of Tasmania

Australia-Victoria 10-40 Dept Nat. Resour. Environ

Brasil 30 Kellison, 1995

Canad-British Columbia 20-100 Ministry of Forests, BC

Nueva Zelanda 30-300 Kellison, 1995

Sudfrica 20/100 Kellison, 1995

USA 8/91 Blinn and Kilgore, 2001

Los objetivos diversos: Rango de anchos de proteccin de caucesrecomendados o requeridos por distintos pases por ejemplo, el uso deherbicidas y pesticidas.

Aunque inicialmente la proteccin de cauces slo estaba relacionada con laproteccin de la calidad de las aguas, actualmente se reconoce su importancia parala conservacin de la biodiversidad y la proteccin de las zonas riparias.

I) Criterio Hidrolgico. Se utiliza para fijar el ancho de una franja protectora: Modelos de erosin (USLE) o Prediccin de produccin de sedimentos (WEPP)

a) Considera la erosin para condiciones de flujo laminar. Omite el rgimen de flujoturbulento. Esto es relevante porque la produccin de sedimentos es determinadapor la red de caminos utilizados durante la cosecha.

b) Las variables estimadas en terreno o en parcelas y particularmente del suelo, nonecesariamente pueden ser aplicadas a la superficie total de la cuenca o replicables enlaboratorio.

Ramrez de Arellano, P. 2010. Determinacin de distancias ptimas para proteccin de cauces con bosque nativo utilizando modelos de prediccin desedimentos en SIG. Fondo de Investigacin de la Ley de Bosque Nativo.http://www.conaf.cl/wpcontent/files_mf/1370531676Proyecto0412010_PRamirezdeArellano_Bioforest.pdf

Limitantes:

c) Omite la dinmica de tendencia al equilibrio del cauce.

II) Criterio Ecolgico: Es necesario observar la calidad de la vegetacin de cauces: sucesin ecolgica, composicin y estructura.

Se basa en el registro in situ del grado de cobertura vegetal, estructura de lavegetacin, calidad de la cubierta vegetal y grado de naturalidad del canal fluvial y locompara con el ambiente prstino de la vegetacin riberea.

a) Considera como referencia solo el grado de conservacin in situ y en estado prstino de lavegetacin. En muchos casos, usos pasados de la tierra pudieran haber deteriorado lavegetacin riberea.

b) Considera el caudal solo en rgimen subcrtico, lo que muy rara vez se da en la naturaleza denuestro pas. En perodos de alta intensidad de lluvia, el rgimen pasa a supercrtico. Esta dinmicaes fundamental para muchos procesos biolgicos (en perodos de crecidas para regeneracinnatural o la provisin de sedimentos para la fauna ictiocola)

c) Omite la dinmica de tendencia al equilibrio del cauce.

Un ejemplo: El Modelo Espaol del ndice QBR

Limitantes:

d) Como evaluamos la restauracin de la vegetacin riberea para que cumpla con los objetivos deconectividad, reduccin y mitigacin de amenazas (DGA, 2004).

III) Criterio Hidrulico: El Concepto de Dinmica de Equilibrio de Cauces. Balance de Lane (1955)

El equilibrio se basa en las tasas de erosin,transporte y sedimentacin. Este equilibrio,puede ser alterado por distintas causas:naturales o antrpicas.

De la nocin de equilibrio se basa el conceptode estabilidad del cauce: el ro o estero gastala menor cantidad de energa para losprocesos de transporte y sedimentacin:Nmero de Froude y Estabilidad.

Relacin entre el N de Froude y al Estabilidad en ros Naturales y Regulados en Europa.

Vaikasas et al., 2014. Riverbed stability assesment under european conditions. Environmental engeneering. http://enviro.ugtu.It

Es necesario dar una nueva mirada a laproteccin de cauces:a) Concordar objetivosb) Concordar criterios ms all del ancho

Limitantes:a) Informacin en cuencas pequeas.b) Impacto del uso de la tierra en ladinmica de equilibrio del cauce.

MUCHAS GRACIAS!

6.RolandoRodriguezRolando Rodriguez - Perspectiva Ambiental - Agua (Universidad de Concepcion)