Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN Curso 2022-2023 Caracterización de rasgos erosivos por tillage erosion en el Cerro de Valserrano. Análisis de sus implicaciones edafológicas y agroambientales Characterization of erosive features by tillage erosion in Cerro de Valserrano. Analysis of its soil and agro-environmental implications LIDIA MADERA CALVO TUTOR/ES DEL TRABAJO: SATURNINO DE ALBA ALONSO Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid MÁSTER UNIVERSITARIO EN GEOLOGÍA AMBIENTAL Curso 2022-2023 Caracterización de rasgos erosivos por tillage erosion en el Cerro de Valserrano. Análisis de sus implicaciones edafológicas y agroambientales Characterization of erosive features by tillage erosion in Cerro de Valserrano. Analysis of its soil and agro-environmental implications LIDIA MADERA CALVO TUTOR/ES DEL TRABAJO: SATURNINO DE ALBA ALONSO Fdo.: Facultad de Ciencias Geológicas Universidad Complutense de Madrid DECLARACIÓN DE NO PLAGIO LIDIA MADERA CALVO con NIF 50778263-J, estudiante de Máster Geología Ambiental en la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid en el curso 2022-2023, como autor/a del trabajo de fin de máster titulado Caracterización de rasgos erosivos por tillage erosion en el Cerro de Valserrano. Análisis de sus implicaciones edafológicas y agroambientales y presentado para la obtención del título correspondiente, cuyo/s tutor/es es/son: SATURNINO DE ALBA ALONSO DECLARO QUE: El trabajo de fin de máster que presento está elaborado por mí y es original. No copio, ni utilizo ideas, formulaciones, citas integrales e ilustraciones de cualquier obra, artículo, memoria, o documento (en versión impresa o electrónica), sin mencionar de forma clara y estricta su origen, tanto en el cuerpo del texto como en la bibliografía. Así mismo declaro que los datos son veraces y que no he hecho uso de información no autorizada de cualquier fuente escrita de otra persona o de cualquier otra fuente. De igual manera, soy plenamente consciente de que el hecho de no respetar estos extremos es objeto de sanciones universitarias y/o de otro orden. En Madrid, a 30 de Julio de 2023 Fdo.: I Índice 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1 1.1. Inicio de los estudios de tillage erosion, la constante k de erosión producida y los métodos empleados para calcular la constante k ..................................................................... 1 1.2. Efectos de lindes y terrazas ........................................................................................... 3 1.3. Evolución de los perfiles de las laderas (catena) .......................................................... 3 1.4. Productividad del suelo y estabilidad a procesos hídricos ............................................ 4 2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO Y CLIMATOLOGÍA ............................................ 5 3. METODOLOGÍA ...................................................................................................................... 8 3.1. Datos originales ............................................................................................................. 8 3.1.1. Usos de suelo, fotografías aéreas y ortofotos ....................................................... 8 3.1.2. Modelo Digital del Terreno (MDT) ........................................................................ 9 3.2. Datos obtenidos ............................................................................................................ 9 3.2.1. Datos generados a partir del MDT ........................................................................ 9 4. RESULTADOS ....................................................................................................................... 11 4.1. Comparación de laderas cultivadas respecto a laderas sin arar ................................. 11 4.2. Comparación de pendientes entre laderas labradas paralelas y perpendicularmente a las pendientes máximas .......................................................................................................... 14 4.3. Problemas derivados de tillage erosion ...................................................................... 16 5. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 19 6. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 20 6.1. Webs consultadas: ...................................................................................................... 21 6.2. Bases de datos para descargar archivos ..................................................................... 21 ANEXOS ....................................................................................................................................... 22 ANEXO I. Zonas sin cultivar en los diferentes vuelos con cobertura....................................... 22 ANEXO II. Secciones de los perfiles longitudinales en laderas de pastos arbustivos .............. 24 ANEXO III. Secciones de los perfiles longitudinales en laderas cultivadas .............................. 24 ANEXO IV. Perfiles longitudinales de las laderas de pastos .................................................... 25 ANEXO V. Perfiles longitudinales de laderas aradas (con cultivos) ......................................... 27 ANEXO VI. Mapa de las direcciones de la labranza ................................................................. 32 I RESUMEN Uno de los problemas en la conservación del suelo en laderas de cultivos es la erosión que se produce por los aperos mecánicos, en inglés denominado tillage erosion. Esta erosión presenta unas consecuencias que afectan a las propias características del suelo, a la morfología del área afectada y a la producción que se hace de él, debido a esto ha sido objeto de estudio. La utilización de aperos mecánicos invierte los horizontes superficiales del suelo y generan un movimiento del suelo desde las partes más altas de las laderas hacia las bajas. Generando una pérdida de suelo en las partes altas de las laderas y una acumulación en las bajas, en la que se añade que las pendientes tengas valores más bajos. Además, cambia el perfil de los horizontes que tiene una ladera Esto también implica otras consecuencias ligadas a esta erosión, uno de ellos es el empeoramiento de los problemas que presentan estas zonas ya afectadas por procesos hídricos, y otra consecuencia es la pérdida de producción debido a la presencia de horizontes subterráneos en superficie. En algunos campos de cultivos se añade el hecho de la compartimentación, es decir, que hay un gran número de parcelas separadas por terrazas o por lindes, que actúan de barrera y en las que se va acumulando el suelo perdido. En el área de estudio elegida se analizarán este tipo de afecciones y consecuencias, en la que se tiene constancia que la actividad agraria lleva realizándose durante los últimos 77 años y en la que hay un gran número de parcelas con terrazas separando las distintas parcelas. II 1 1. INTRODUCCIÓN La conservación del suelo ha sido uno de los temas que han preocupado y lo siguen haciendo, debido a la fragilidad e importancia de este recurso. La actividad que más modifica la estructura del suelo y su erosión es la agricultura, debido al laboreo mecánico producido por los aperos mecánicos de vertedera que levantan e invierten los horizontes superficiales del suelo (McKyes, 1985), pero especialmente en topografías complejas con pendientes y con un gran número de parcelas delimitadas por lindes o terrazas (Lindstrom et al., 2001) 1.1. Inicio de los estudios de tillage erosion, la constante k de erosión producida y los métodos empleados para calcular la constante k Esta erosión fue estudiada experimentalmente por primera vez por Mech and Free (1942) con los aperos que se utilizaban en ese momento. Con posterioridad, se desarrollaron estudios de la erosión que se producía durante el arado de los cultivos en terrenos con pendientes, siendo el primero Lindstrom et al. (1992) que utilizó trazadores para ver el desplazamiento que se producía en las pendientes durante el arado de vertedera, mediante una recta de regresión. Unos años después, Govers et al. (1994) demostró que el uso de dos tipos de herramientas de arado (vertedera y cincel o chisel) generaban una erosión intensa en las partes altas de las laderas, que se corresponden con las zonas convexas de las laderas donde las pendientes máximas son las mayores, y se depositaban en las bajas o zonas cóncavas de las laderas, lo que producía una atenuación de las pendientes de las laderas (Figura 1), llegando a haber una pérdida de suelo de 10 t ha−1a−1, además consideró que era una erosión en sí misma y no derivada de la erosión del agua y de la sedimentación que esta podía producir, asignándola un valor constante geomorfológico k. Estos trabajos fueron el inicio de una serie de estudios en los que se relacionaron los tipos de vertederas que se usaban, la profundidad del arado, la dirección del arado con respecto a las pendientes y la velocidad con la que se ara, dando como resultado un valor de k o 𝑘𝑡𝑖𝑙 para las diferentes situaciones. Estos valores que han aportado diferentes autores están recopilados en trabajos como Tillage Erosion: An Overview (Lindstrom et al., 2001) y Tillage erosion: a review of controlling factors and implications for soil quality (Van Oost et al., 2006). 2 Figura 1 Modificación de las pendientes de laderas complejas producido por arado (De Alba et at, 2004) Para obtener estos valores se han utilizado diferentes métodos, uno de ellos es el uso de Cs137 como trazador para cuantificar la pérdida de suelo que se produce por el arado en las partes altas de las laderas (Lobb et al., 1995). Además, se desarrollaron modelos para predecir la modificación del terreno de morfologías complejas que se producía por las operaciones del arado, para ello como base se emplearon modelos digitales del terreno (MDT) Se diseñó un modelo que relacionaba los patrones de arado de vertedera (perpendicular o paralelo a la pendiente) con la complejidad de la topografía (a partir de un MDT), concluyendo que el ángulo del arado era clave en la intensidad del suelo que se desplazaba (De Alba, 2001). El modelo para calcular la tasa de erosión y acumulación que se produce durante el arado de vertedera, la variación espacial de las propiedades del suelo y que predice la redistribución del suelo en una operación de arado o tras varias repeticiones es el SORET, De Alba (1999 y 2003) y De Alba and Lindstrom (2000), analizaron los patrones del arado paralelos a la dirección de las pendientes y perpendiculares. Posteriormente, De Alba et al (2004) utilizaron el mismo modelo para estudiar los efectos que tiene el arado de tres tipos diferentes de patrones, en contorno volteando el suelo hacia arriba y debajo de la pendiente, hacia arriba y abajo de la pendiente y solo hacia abajo de la pendiente. El modelo SETi (Soil Erosion by Tillage) se desarrolló para valorar diferentes estrategias que redujeran los efectos de la erosión por labranza (De Alba et al. 2006). Este modelo relaciona los patrones de uso del apero, la profundidad del arado y el gradiente de la pendiente. Con el descubrimiento de LiDAR se pudo realizar un nuevo modelo denominado DirTillEM (Directional Tillage Erosion Model), con el que se observa los cambios producidos en el terreno que se originan por patrones complejos de labranza, incluso en terrenos pocos susceptibles a la erosión de este tipo (Li et al., 2009) 3 1.2. Efectos de lindes y terrazas Los primeros estudios de las formaciones de lindes en los límites de las parcelas fueron realizados por Papendick and Miller (1977) y de las terrazas que se construyen para controlar la erosión en las laderas por Aase and Pikul (1995). Las terrazas son barreras morfológicas que actúan como líneas de flujo nulo, al localizarse en mitad de las laderas hacen de barrera donde se producen erosión en la parte alta de la ladera y se deposita en la baja (Van Oost et al., 2000) 1.3. Evolución de los perfiles de las laderas (catena) De Alba et al. (2004) propuso un nuevo modelo de los perfiles de los horizontes de las laderas afectadas por el arado de vertedera, este perfil se denomina catena. En las partes altas de las laderas, debido a la inversión y mezcla de los horizontes superficiales que produce el arado de vertedera (McKyes, 1985), se expone el horizonte B que presenta contenidos de carbonato cálcico, que debido al flujo del suelo a lo largo de la ladera y tras repetidas operaciones se genera un truncamiento del perfil que incrementa la variabilidad espacial de las propiedades del suelo, apareciendo carbonato cálcico a lo largo de la ladera (De Alba et al., 2004) (Figura 2) Figura 2 Perfil de los horizontes del suelo en una ladera que ha tenido varias operaciones de arado (De Alba et al, 2004) 4 1.4. Productividad del suelo y estabilidad a procesos hídricos La pérdida de horizontes originales y la exposición de horizontes más profundos cambia las propiedades originales que tenía ese suelo (Lindstrom et al. 2001). Las zonas que presentan baja productividad se localizan en la zona alta y media de la ladera, debido a la reducción de la capa superficial del suelo y a la profundidad de enraizamiento, en cambio hay un aumento de productividad en la zona baja de la ladera que se produce por la acumulación de suelo (Schumacher et al. 1999), el problema es que en esas zonas bajas de las laderas hay fragmentos de roca provenientes de las zonas altas, que perjudican a la productividad (Kosmas et al. 2001). Las terrazas que se construyen para reducir la erosión de agua contribuyen a la erosión por labranza debido a la pendiente que hay en los cultivos situados entre ellas, debido a eso las propiedades del suelo disminuyen en las partes altas de las parcelas (Li and Linstrom, 2001). La pérdida de la estructura del suelo por la mezcla de horizontes que conlleva a la alteración del perfil de las capas del suelo de la ladera (catena), favorecen la inestabilidad frente a procesos hídricos (De Alba et al. 2004). Esta inestabilidad que presenta el suelo añadida al grado de pendiente que presenta la ladera puede generar pequeños movimientos en masa (Torri et al. 2002) El objetivo de este estudio consiste en analizar, identificar y definir mediante herramientas de Sistemas de Información Geográficos (GIS), si hay una relación de las pendientes máximas con respecto a las zonas aradas y las que no han tenido abandono y no se han arado durante algún tiempo, y de los diferentes patrones de arado con respecto a esas pendientes máximas. Además, analizar las consecuencias que tiene este tipo de erosión en el terreno afectado. 5 Figura 3 Localización de la zona de estudio en la Comunidad de Madrid, Algete; A) Imagen del mapa de España (Fototeca Digital, CNIG); B) Imagen de la zona de estudio (Centro de Descarga, CNIG) 2. CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA DE ESTUDIO Y CLIMATOLOGÍA La zona de estudio se localiza en la Comunidad de Madrid, concretamente en el Cerro de Valserrano al sur de Algete, con una superficie de 72,98 ha. Al presentar una forma irregular las coordenadas que se van son una aproximación de la forma que presenta la zona de estudio y que están contenidas en ella (Tabla 1) (Figura 3). PUNTOS COORDENADAS UTM X Y 1 457125,336 4493600,774 2 457823,791 4493679,845 3 457907,433 4493498,549 4 457942,016 4492858,962 5 457081,414 4492564,779 6 457032,598 4493115,643 Tabla 1 Coordenadas UTM de la zona de estudio La actividad agraria que se lleva realizando en el cerro consta desde el año 1946, no pudiendo conocer actividad anterior debido a la falta de datos públicos. Los cultivos que A) ) B) 1 2 3 4 5 6 6 presenta la zona son de cereal de secano, con alguna plantación de olivar y de fruto seco. En la zona norte se concentra una extensión de terreno de pastos, pero también hay en zonas aisladas en el cerro. Según datos consultados en SIGPAC, que es el registro oficial para las gestiones administrativas (Real Decreto 1077/2014, de 19 de diciembre), el cerro tiene un total de 69 parcelas agrarias, en las que 58 son de cultivos de secano denominadas como tierras arables (TA), una de olivar, una de fruto seco, dos parcelas sin actividad agraria, aunque se consideran dentro de tierras arables, y 8 pastos arbustivos (Figura 4). Figura 4 Mapa con las distintas zonas de uso agrícola (datos obtenidos en el SIGPAC) (PNOA de máxima actualidad) Además de la clasificación de SIGPAC, está el Sistema de Información de Ocupación del Suelo en España de Alta Resolución (SIOSE AR) de 2017 en el que se recoge la información de cobertura y usos de las zonas del territorio español. Para esta zona se 7 ha elegido los datos de la cobertura que se muestran en la Figura 5, en la que se observa la gran extensión de zonas de cultivos (color ocre) frente a las zonas Figura 5 Mapa de zonas de cobertura de SIOSE AR 2012 Las pendientes que presenta el área de estudio están comprendidas entre 0´007º y 56´95º. La altura más baja es 680,43 m y la más alta 747,82 m, habiendo un desnivel de 67,39 m. El clima característico es el Mediterráneo continentalizado, con temperaturas altas en verano llegando por encima de 40º C y bajas en los periodos de invierno por debajo de los 0º C, con una media anual de 16,38ºC. Las precipitaciones son escasas, mayoritariamente se producen en los meses de otoño y primavera, siendo los años secos más críticos con una precipitación anual de 387,8 mm, como en el año 2022 (Datos obtenidos en la Agencia Estatal de Meteorología, AEMET) 8 3. METODOLOGÍA Para la realización de este trabajo se han consultado, analizado y procesado una serie de datos obtenidos en bases de datos públicas. Estos datos analizados y procesados en el software ArcMap de (Esri), han dado como resultado otros datos que han servido para extraer conclusiones. 3.1. Datos originales Los datos de partida se han descargado del centro de descargas del Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG). Estos datos son los siguientes. 3.1.1. Usos de suelo, fotografías aéreas y ortofotos En los usos de suelos se han consultado la base de datos de usos del suelo SIOSE AR 2017, en la que se han identificado zonas que siguen en producción agraria respecto a las que ya no lo están debido al abandono de estas. Otra de las bases administrativas empleadas ha sido el SIGPAC. Las ortofotos que se han utilizado en el análisis de los cambios que se han producido en la zona de estudio se muestran en la Tabla 2. ORTOIMÁGENES ÓRGANO COMPETENTE ESCALA RESOLUCIÓN FECHA OBSERVACIONES Vuelo Americano Serie A (1945 – 46) Centro Cartográfico y Fotográfico del Ejército del Aire (CECAF) 1:43.000 23/05/1946 Vuelo con cobertura más antigua. La resolución no es buena Vuelo Americano Serie B (1956 – 57) Centro Cartográfico y Fotográfico del Ejército del Aire (CECAF) 1:32.000 18/05/1957 Vuelo Americano Serie C (1967 – 68) Centro Cartográfico y Fotográfico del Ejército del Aire (CECAF) 1:45.000 12/07/1968 Vuelo Referencias Centro Nacional de Información Geográfica 1:18.000 15 m x píxel 07/1968 Interministerial (1973 – 86) Centro Nacional de Información Geográfica 1:18.000 15 m x píxel 09/1979 Vuelo Nacional (1980 – 86) Centro Nacional de Información Geográfica 1:30.000 25 m x píxel 09/1983 Vuelo OLISTAT Oleícola (1997 – 1998) Centro Nacional de Información Geográfica 1:40.000 1 m x píxel 10/1997, 01/1998 9 Vuelo Quinquenal (1998 – 2003) Centro Nacional de Información Geográfica 1:40.000 15 m x píxel 12/09/2002 PNOA 2006 Centro Nacional de Información Geográfica 1:30.000 45 m x píxel 30/04/2006 PNOA 2009 Centro Nacional de Información Geográfica 1:30.000 0,35 m x píxel 19/05/2009 PNOA 2011 Centro Nacional de Información Geográfica 1:15.000 0,22 m x píxel 20/06/2011 PNOA 2014 Centro Nacional de Información Geográfica 1:15.000 0,22 m x píxel 11/07/2014 PNOA 2017 Centro Nacional de Información Geográfica 1:15.000 0,23 m x píxel 13/08/2017 PNOA MA 2020 Centro Nacional de Información Geográfica 1:15.000 0,22 m x píxel 29/07/2020 Tabla 2 Ortofotos que presentan cobertura en la zona de estudio 3.1.2. Modelo Digital del Terreno (MDT) El Modelo Digital del Terreno es una capa de tipo raster, obtenida en el centro de descargas del CNIG, con la siguiente descripción: - Modelo Digital del Terreno (MDT02): De 2ª Cobertura (2015 – Actualidad) con paso de malla de 2 metros. La fecha de la realización de este modelo para la zona de estudio es de 2019. 3.2. Datos obtenidos Con estos datos una vez procesados, se han obtenido nueva información para el análisis del terreno. 3.2.1. Datos generados a partir del MDT A partir de los datos que contiene el MDT se han obtenido las siguientes capas: - Mapa de curvas de nivel con equidistancia 0,5 metros. - Mapa de pendientes con una resolución de 2 x 2 metros por píxel. Con el mapa de curvas se elaboró un MDT con mayor resolución, con el tamaño de píxeles 0,5 x 0,5 metros. Y, con este mapa se obtuvo un modelo de triángulos (TIN) que representa la superficie del terreno, con el que se volvió a elaborar otro MDT con mayor resolución, con tamaños de píxeles de 0,5 metros. 10 Una vez que se consiguió este MDT se trazó los perfiles longitudinales de las pendientes máximas del terreno para analizar tres tipos de relaciones que se describirán en el siguiente apartado. Los diferentes perfiles se han clasificado en: 1) Perfiles de las zonas de los pastos arbustivo. 2) Perfiles de las zonas de las laderas cultivadas. 3) Perfiles de las parcelas de cultivos labradas paralelas a las pendientes máximas. 4) Perfiles de las parcelas de cultivos labradas perpendiculares a las pendientes máximas. A partir de estos perfiles se han extraídos datos estadísticos con las máximas pendientes y con las alturas de las terrazas. 11 4. RESULTADOS La zona de estudio presenta una actividad agraria intensa en la que la agricultura de secano es predominante. Se han analizado diferentes aspectos del cerro con respecto a la dirección del arado con respecto a las pendientes máximas, el abandono de ciertas zonas de cultivo y su comparación con las que siguen en producción agrícola, los problemas derivados de esa actividad intensa en los movimientos de tierra en masa y la actividad agraria 4.1. Comparación de laderas cultivadas respecto a laderas sin arar Una de las características de la erosión que se genera por labranza en laderas es la pérdida de suelos en las partes altas o los escarpes donde las pendientes son más pronunciadas y una acumulación de este suelo en la parte baja, de manera que las pendientes se van suavizando (Lindstrom et al., 1992; Govers et al., 1994 Van Oost et al., 2006). Al producirse esta erosión las laderas que tienen una actividad agraria deben presentar menor pendientes que aquellas que no han tenido labranza en un tiempo. En el área de estudio se han identificado zonas de antiguos cultivos que han sido abandonadas y se han comparado con aquellas que la actividad agraria ha sido continuada. En los últimos 77 años en el área de estudio ha habido una serie de cambios en el uso agrario. Estos cambios en el uso del suelo han sido abandonos en ciertas zonas del cerro y algún que otro cambio de cultivo. Para esta identificación se han utilizado bases de datos administrativas tanto el SIGPAC como los usos de suelo SIOSE y los distintos vuelos que han cubierto la zona. Las primeras fotografías aéreas son del Vuelo Americano serie A de 1945-1946, aunque debido a la calidad de estas no se han utilizado para la identificación de zonas cultivadas y no cultivadas. La zona que se ha identificado como no cultivada está calificada en SIGPAC como pastos arbustivos y en usos de suelo SIOSE como pastizal-matorral (Figuras 4 y 5) La clasificación SIGPAC de pasto arbustivo se define como “Tierras utilizadas para la producción de hierbas y otros forrajes herbáceos naturales (espontáneos) o cultivados (sembrados)que no hayan sido incluidos en la rotación de cultivos de la explotación ni hayan sido roturadas durante cinco años o más, en las que existen otras especies arbustivas que pueden servir de pastos, siempre que las hierbas y los otros forrajes herbáceos sigan siendo predominantes” (Reglamento (UE) nº 1307/2013). Y según la cobertura de usos de suelo de SIOSE pastizal-matorral como “(MFE) Superficie poblada 12 con matorral bajo (tomillos o similares) en mezcla con herbáceas y aprovechamiento extensivo de ganado. Las zonas de erial quedarán aquí asignadas.” (Manual de fotointerpretación de las coberturas y usos SIOSE alta resolución) Estas definiciones hacen referencia a que esa zona no tiene ninguna actividad agraria durante un tiempo. En la identificación del tiempo que llevan sin arar estas zonas se han utilizado los vuelos históricos. Las zonas identificadas se muestran en el Anexo I, se observa que entre 1957 y 1998-1999 han ido cambiando los usos, a veces se han abandonado ciertas parcelas y otros años han tenido producción. Sin embargo, desde 1998-1999 (aunque hay un vacío de datos entre estos años y 1983, por lo que el cambio podría haber antes) hasta la actualidad, las zonas sin producción y que empezaron a denominarse pastos arbustivos (debido a la entrada de España en la Unión Europea en 1986 y con ello al sistema de explotaciones agrarias que se denomina Política Agraria Común, PAC), han permanecido fijos y no ha habido cambios en ese aspecto. Además, hay una zona de esos pastos que ha permanecido sin producción en todo el tiempo en el que se han tomado las fotografías aéreas, esto se muestra en la Figura 6, se señalan estos recintos ya que se han utilizado para compararlos con las zonas aradas Figura 6 Mapa en el que se marcan las distintas zonas que no se han arado, indicando el periodo de tiempo en el que hay constancia de ello. Observando que esta zona no ha tenido actividad agraria entre los últimos 66 – 44 años dependiendo de la zona, se han utilizado para trazar los perfiles longitudinales de máximas pendientes y compararlos con los perfiles longitudinales de las máximas pendientes de las laderas aradas (Anexos II y III). En los perfiles de las laderas de 13 cultivos se observan escarpes que corresponden a las terrazas que separan las parcelas de cultivos, en el caso de las zonas de los pastos la terraza que se observa es la que separaba las parcelas antes de 1979. Se ha comparada la morfología que presentan dos laderas, una sin cultivar durante al menos los últimos 55 años (Figura 7), se observa que las pendientes son diferentes y que la ladera cultivada presenta interrupciones en la ladera debido a las terrazas que separan las distintas parcelas. El resto de los perfiles se muestran en los Anexos IV y V. Figura 7 Comparación de los perfiles topográficos de una ladera sin cultivar en al menos los últimos 55 años (P – P 1) y una ladera cultivada (P – Ld Cult 7) A partir de las pendientes de estos perfiles se ha comparado las pendientes máximas de las laderas cultivadas con las de pastos o zonas sin cultivar (Figura 8). En las laderas cultivadas las máximas pendientes están concentradas entre los 4 y 10º siendo 4º la pendiente que más hay en estas zonas, mientras que en las laderas no cultivadas las pendientes máximas presentan dos picos uno en los 7º y otro en los 15º y teniendo unas pendientes más acuciantes que en las laderas cultivadas. 14 Figura 8 Diagrama de porcentajes en los que se enfrentan las pendientes máximas de las zonas sin cultivar con las zonas cultivadas. 4.2. Comparación de pendientes entre laderas labradas paralelas y perpendicularmente a las pendientes máximas En los distintos modelos de simulación que se han utilizado para conocer la pérdida de suelo (De Alba, 2001; De Alba 2004; De Alba et al. 2006; Li et al., 2009) uno de factores principales para conocer esa pérdida era el patrón de la labranza con respecto a la pendiente máxima. Para esta zona se han analizado dos tipos de patrones que se muestran en la zona, uno paralelo a la máxima pendiente y otro perpendicular a esta, se indica que la trayectoria del arado en la dirección paralela se ha tomado como una doble dirección, es decir, hacia arriba y abajo de la ladera (Anexo VI), las direcciones oblicuas se han descartado. De la zona de estudio 17 parcelas se labran paralelas a las máximas pendientes y 12 que se labran perpendiculares, a partir de esas parcelas se han obtenido secciones de las máximas pendientes (Figura 9) 15 Figura 9 Mapa de secciones de las parcelas que se labran paralelas a las máximas pendientes (P - Labr Par) y perpendicularmente (P - Labr Perp) Como en el caso de las máximas pendientes de zonas cultivadas y sin cultivar, se han comparado las pendientes máximas de parcelas labradas paralelas a la dirección de estas pendientes y parcelas labradas perpendicularmente (Figura 10). En el gráfico se muestra que las pendientes máximas de las parcelas labradas perpendicularmente presentan mayores pendientes que las labradas paralelamente. En las labradas paralelas a la dirección de las máximas pendientes se observa que tienen pendientes más tendidas, los valores más altos están entre los 5º y 6º. 16 Figura 10 Diagrama de porcentajes con los valores de las máximas pendientes en grados que presentan las parcelas cultivadas paralelamente a la dirección de estas pendientes y las parcelas cultivadas perpendicularmente a estas direcciones. 4.3. Problemas derivados de tillage erosion No solo los cambios morfológicos de las laderas son uno de los problemas que genera la erosión por labranza (tillage erosion). También generan una inestabilidad en las laderas al alterar la estructura original del suelo (De Alba, 2004 y Torri et al, 2006). En la zona de estudio mediante las ortoimágenes de los vuelos del PNOA se ha observado un pequeño movimiento en masa en la zona baja de una ladera que se generó entre 2014 y 2017, debido a la construcción del camino que hay en el sur del área de estudio (Figura 12) se ha incrementado la inestabilidad y hay que añadir que la nula presencia de vegetación desprotege ese suelo. El movimiento en masa ocupa una extensión de 834,15 m² que ocupa el camino. 17 C Figura 11 Movimiento en masa en el área de estudio. A) Límite de la parcela en 2011 (Ortoimagen del PNOA); B) Límite de la parcela en 2014 y construcción del camino (Ortoimagen del PNOA); C) Límite de la parcela en 2017 con la comparación del área afectada (Ortoimagen del PNOA de 2017) Otro de los problemas es la productividad de los cultivos. La presencia de carbonato cálcico en el suelo presenta tonos blancos en el suelo y una pérdida de la productividad (Lindstrom et al. 2001), para la zona de estudio se ha elegido la ortofoto del vuelo del PNOA de 2006, que se hizo en el mes de abril cuando los cultivos están en pleno crecimiento y aún no se han cosechado (Figura 13). En ella la se aprecian las zonas en las que no crecen los cultivos en las partes altas de las parcelas, también se observa que en algunas parcelas no hay crecimiento en las zonas bajas, se debe a que hay fragmentos de rocas provenientes de zonas altas (Kosmas et al. 2001). Estas zonas en las que no hay crecimiento de cultivos, el suelo presenta tonos blanquecinos. A) B) C) 18 Figura 13 Ortofoto en la que se perciben los cultivos que se desarrollan en el mes de abril, con la evidencia de parches en los que no hay crecimiento de esos cultivos 19 5. CONCLUSIONES La erosión que se produce por labranza (tillage erosion) ha sido estudiada en muchos ámbitos, como los cambios morfológicos de las zonas afectadas, la pérdida de suelo que tienen esas zonas, el incremento que tiene cuando se combina con la erosión hídrica y la productividad de los campos de cultivos. La atenuación de las pendientes que se genera en zonas afectadas por esta erosión indica la pérdida de suelo que se va produciendo en las partes altas de las laderas. La zona estudiada presenta pendientes máximas atenuadas en las zonas cultivadas que aquellas que han sido abandonadas o que no se han cultivado, y aparecen en mitad de las laderas terrazas que interrumpen la morfología natural de la ladera. También el grado de la pendiente máxima está afectado por el patrón del arado con respecto a la dirección de estas pendientes, el arado paralelo tiene pendientes más tenues que el perpendicular que presenta unas pendientes más elevadas. Estos problemas de pérdida de pendientes que refleja el flujo de suelo a zonas más bajas de laderas conllevan a una inestabilidad, que con la erosión hídrica y el suelo sin vegetación se intensifica, generando pequeños movimientos en masa que contribuyen a una mayor pérdida de suelo. Además, se añade la reducción de la producción en los campos de cultivos, debido a la presencia en superficie de horizontes subterráneos y carentes de materia orgánica, que implican la posible utilización de fertilizantes y el problema que también estos ocasionan. 20 6. BIBLIOGRAFÍA Aase, J.K. and Pikul, J.L. (1995). Terrace formation in cropping strips protected by tall wheatgrass barriers. Journal of Soil and Water Conservation 50 (1), 110–12. De Alba, S. (1999). A computer model for simulating soil redistribution and erosion by tillage operations using digital terrain models of arable fields. Abstracts of t2nd International Symposium on Tillage Erosion and Tillage Translocation. Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, pp. 20–21. De Alba, S. (2001). Modeling the effects of complex topography and patterns of tillage on soil translocation by tillage with mouldboard plough. Journal of Soil abd Water Conservation 56 (4), 335 – 345. De Alba, S. (2003). Simulating long-term soil redistribution generated by different patterns of mouldboard ploughing in landscapes of complex topography. Soil and Tillage Research 71, 71– 86. De Alba, S., Borselli, L., Torri D., Pellegrini, S. and Bazzoffi, P. (2006). Assessment of tillage erosion by mouldboard plough in Tuscany (Italy). Soil and Tillage Research 85, 123 – 142. De Alba, S., Lindstrom, M. (2000). Tillage erosion due to mouldboard ploughing: a computer model of simulation at field scale using DTMs. Abstracts of the Annual Meeting of the American Society of Agronomy, Soil Science Society of America and Crop Science Society of America. MN, USA De Alba, S., Lindstrom, M., Schumacher, T.E. and Malo, D.D. (2004). Soil landscape evolution due to soil redistribution by tillage: a new conceptual model of soil catena evolution in agricultural landscapes. Catena 58, 77 - 100. Govers, G., Vandaele, K., Desmet, P.J.J., Poesen, J., Bunte, K. (1994). The role of tillage in soil redistribution on hillslopes. European Journal of Soil Science 45, 469 - 478. Kosmas, C., Gerontidis, S., Marathianou, M., Detsis, B., Zafiriou, T., Muysen, W.N., Govers, G., Quine, T. and Vanoost, K. (2001). The effects of tillage displaced soil on soil properties and wheat bio- mass. Soil and Tillage Research 58, 31 - 44. Li, Y. and Lindstrom, M.J. (2001). Evaluating soil quality-soil redistribution relationship on terraces and steep hillslope. Soil Science Society of America Journal 65, 1500 – 1508. Li, S., Lobb, D.A. and Tiessen, K.H.D. (2009). Modeling tillage-induced morphological features in cultivated landscapes. Soil and Tillage Research 103, 33 – 45. Lindstrom, M.J., Nelson, W.W., Schumacher, T.E. (1992). Quantifying tillage erosion rates due to moldboard plowing. Soil and Tillage Research 24, 243 - 255. Lindstrom, M.J., Lobb, D.A. and Schumacher, T.E. (2001). Tillage erosion: an overview. Annals of Arid Zone 40 (3), 337 - 49. 21 Lobb, D.A., Kachanoski, R.G. and Miller, M.H. (1995). Tillage translocation and tillage erosion on shoulder slope landscape positions measured using Cs-137 as a tracer. Canadian Journal of Soil Science 75, 211 – 218. Ministerio de Agricultura, Pesca, y Alimentación (2021): Manual de fotointerpretación de las coberturas y usos SIOSE alta resolución. Dirección Gral. del Instituto Geográfico Nacional. Subdirección Gral. de Geodesia y Cartografía. Unidad de Observación del Territorio. Servicio de Ocupación del Suelo. Versión 3.4, 57 pp Mech, S.J., Free, G.F. (1942). Movement of soil during tillage operations. Agric. Eng. 23, 379 - 382. McKyes, E. (1985). Soil Cutting and Tillage. Elsevier, Amsterdam. 217 pp. Papendick, R.I. and Miller, D.E. (1977). Conservation tillage in the Pacific Northwest. Journal of Soil and Water Conservation 32, 49–56. Schumacher, T.E., Lindstrom, M.J., Schumacher, J.A and Lemme, G.D. (1999). Modeling spatial variation in productivity due to tillage and water erosion. Soil and Tillage Research 51, 331–339 Torri, D., Borselli, L., Calzolari, C., Yañez, M., Salvador-Sanchis, M.P. (2002). Soil erosion, land use, soil quality and soil functions: effects of erosion. In: Rubio, J.L., Morgan, R.P.C., Asins, S., Andreu, V. (Eds.), Man an soil at the third millennium. Geoforma Ediciones—CIDE, Logroño, Spain, pp. 131–148. Van Oost, K., Govers, G. and Desmet, P. (2000). Evaluating the effects of changes in landscape structure on soil erosion by water and tillage. Landscape Ecology 15, 577– 89. Van Oost, K., Govers, G., De Alba, S. and Quine, T.A. (2006). Tillage erosion: a review of controlling factors and implications for soil quality. Prog. Phys. Geography 30, 443 - 466. 6.1. Webs consultadas: Agencia Estatal de Meteorología. https://opendata.aemet.es/centrodedescargas/productosAEMET? Visor SIGPAC del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. https://sigpac.mapama.gob.es/fega/visor/ 6.2. Bases de datos para descargar archivos Centro de Descargas del Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG). https://fototeca.cnig.es/fototeca/ https://opendata.aemet.es/centrodedescargas/productosAEMET https://sigpac.mapama.gob.es/fega/visor/ https://fototeca.cnig.es/fototeca/ 22 ANEXOS ANEXO I. Zonas sin cultivar en los diferentes vuelos con cobertura dsf 23 24 ANEXO II. Secciones de los perfiles longitudinales en laderas de pastos arbustivos ANEXO III. Secciones de los perfiles longitudinales en laderas cultivadas 25 ANEXO IV. Perfiles longitudinales de las laderas de pastos 26 27 ANEXO V. Perfiles longitudinales de laderas aradas (con cultivos) 28 29 30 31 32 ANEXO VI. Mapa de las direcciones de la labranza 2023-07-30T22:15:22+0200 DE ALBA ALONSO SATURNINO - 07467457R