El papel de la dinámica fuente-sumidero en la respuesta hidrológica, a varias escalas, en una zona mediterránea semiárida

Resumen

Este trabajo de tesis atiende principalmente a la necesidad de: (i) contrastar empíricamente el papel de la heterogeneidad espacial de la cubierta vegetal en la respuesta hidrológica, a varias escalas, de los ecosistemas semiáridos y (ii) evaluar el potencial de los indicadores de dicha respuesta, también a distintas escalas. Así mismo, se cuantificaron las relaciones entre la magnitud y frecuencia de la respuesta hidrológica y la escala. Para ello, en una zona semiárida de espartal-matorral en Alicante, se instaló un sistema de seguimiento hidrológico encajado a varias escalas ¿microparcelas de 0.24 m2, parcelas de 16 m2 y cuencas de 3 a 20 ha¿ en el que se midió la produccción de escorrentía y sedimentos durante 4 años (mediante simulación de lluvia en microparcelas y tras lluvias naturales en parcelas y cuencas). Como variables explicativas de la producción de escorrentía y sedimentos se utilizaron diferentes características de la precipitación y propiedades de suelo y de vegetación (incluyendo variables del patrón espacial y de diversidad de la vegetación perenne). Los indicadores del comportamiento hidrológico evaluados fueron los proporcionados por la metodología de análisis funcional LFA (Landscape Functional Analysis). La frecuencia y la magnitud de escorrentía y sedimentos producidos por unidad de superficie disminuyeron potencialmente al aumentar la escala de medición y el tamaño del área de contribución, lo que fue principalmente atribuido al aumento de la oportunidad de infiltración de la escorrentía con la longitud de la ladera y a la aparición a la escala de cuenca de fracturas rocosas que se comportan como zonas de infiltración preferente. La variación a pequeña escala de la escorrentía y la erosión estuvo principalmente determinada por la respuesta diferencial entre suelos desnudos y manchas de vegetación, que se comportaron, respectivamente, como fuentes y sumideros de escorrentía y sedimentos, con independencia de la humedad antecedente del suelo e incluso para lluvias de elevada intensidad. A las escalas de parcela y cuenca, la respuesta hidrológica estuvo principalmente determinada por el tamaño y conectividad de los espacios de suelo desnudo. Además, la producción de escorrentía y sedimentos en las parcelas se relacionó de forma inversa con la diversidad funcional de plantas perennes, lo que parece estar mediado por el patrón espacial de la vegetación. El recubrimiento total de vegetación no estuvo relacionado con la respuesta hidrológica a las escalas de parcela y cuenca dado su escaso rango de variación. La conectividad de las zonas fuente de escorrentía fue correctamente cuantificada por un nuevo índice desarrollado en esta tesis, FL (Longitud de Flujo). Este índice es sensible al recubrimiento de la vegetación y su distribución espacial, a la rugosidad de la superficie y a la pendiente. En general, los indicadores proporcionados por la metodología LFA reflejaron correctamente las diferencias contrastadas en el estado funcional del suelo desnudo y el suelo bajo la vegetación, pero fueron poco sensibles a la variación interna de la funcionalidad para cada tipo de superficie. El índice de infiltración es el que mejor se relaciona con medidas cuantitativas de la correspondiente función del ecosistema. Para este índice, los resultados obtenidos a diversas escalas apoyan su utilidad como indicador de la función hidrológica en zonas mediterráneas semiáridas. Los resultados de esta memoria han puesto de manifiesto la extrema importancia del patrón espacial de la vegetación, y del estado funcional y conectividad de las zonas de suelo desnudo, en la determinación de los flujos de escorrentía y sedimentos a las escalas de ladera y cuenca en zonas semiáridas con cubierta vegetal dispersa. Por este motivo, se recomienda incorporar la cuantificación del patrón de la vegetación o la conectividad del suelo desnudo en el estudio y la modelización del comportamiento hidrológico de las zonas semiáridas.