Lurralde :inv. espac. N. 18 (1995) p. 293-300 ISSN 1697-3070

 

MODIFICACIONES EN LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS

DE LA VERTIENTE CANTÁBRICA DEL PAÍS VASCO

PRODUCIDAS POR PRÁCTICAS FORESTALES

Agustín MERINO *,

María José GONZÁLEZ **

José Miguel EDESO ***

Pedro MARAURI**.

 

* Departamento de Edafología y Química Agrícola. Facultad de Biología.

15.706. Santiago de Compostela.

** UNED de Bergara. Plaza San Martín de Agirre, s/n.

20570Bergara. .

*** Departamento de Ingeniería Minera, Metalúrgica y Ciencias de los Materiales.

Universidad del País Vasco. Nieves Cano, 12. 01006. Vitoria-Gasteiz.

RESUMEN

En este trabajo se evalúan los efectos de diferentes labores forestales sobre las características relacionadas con la productividad y erosionabilidad de los suelos desarrollados sobre argilitas y areniscas del País Vasco. El trabajo ha consistido en el estudio de 59 suelos dedicados a la explotación de Pinus Radiata, que se encuentran en diferentes estadios de la explotación (bosque, tala reciente o acondicionamiento del terreno). Con respecto a los suelos bajo bosque, los terrenos donde se han realizado talas y tareas de acondicionamiento -extracción de tocones y subsolado lineal, principalmente-, presentan reducciones importantes en el contenido de materia orgánica, nitrógeno, azufre y calcio. Como consecuencia de la reducción del contenido en materia orgánica, los suelos experimentan un aumento importante de su erosionabilidad.

PALABRAS CLAVE: Suelos, País Vasco, USLE, erosión, materia orgánica, nutrientes, tala forestal, subsolado.

ABSTRACT: MODIFICATIONS OF THE PROPERTIES OF THE SOILS FROM BASQUE COUNTRY PRODUCED BY INTENSIVE FORESTRY

This study has been conducted to evaluate the effects of different forestry practices on the productivity and erodibility of the soils developed from argilite and sandstone in Basque Country (N. Spain). A total of 59 Pinus radiata stands at different explotation levels -mature forest, recent whole-tree harvested, land preparation- were selected. The soils where harvesting and/or ploughing were practiced were subjected to varying degrees of decreases in organic matter, nitrogen, sulfur and calcium pools. As a consequence of the loss of surface organic matter, the soils exhibited a significant increase in their erodibility. This effect was specially high in the land where whole-tree (also the root) removing and ploughing were practiced.

KEY WORDS: Soils, Basque Country, erosion, USLE, organic matter, nutrientes, harvesting, ploughing, Spain.

INTRODUCCIÓN

En comparación con las técnicas convencionales, los nuevos sistemas de manejo forestal, altamente mecanizados, incorporan labores de eliminación o quema de los restos vegetales y acondicionamiento del terreno mediante arado profundo, fragmentando incluso al substrato rocoso subyacente. En muchas zonas esta tecnología ha derivado en alteraciones profundas de las propiedades de los suelos que afectan negativamente a su capacidad productiva y a su conservación (Miller, 1987). De este modo, la bibliografía recoge ejemplos de pérdidas importantes de nutrientes, como el N, P o Ca, que afectan al crecimiento del árbol (Weetman y Webber, 1972; Hopmans et al., 1992) o de aumento de la acidez del suelo (Staaf y Olsson, 1991; Dahlgren y Driscoll, 1994). Las alteraciones no se limitan al sistema edáfico, sino que también pueden afectar a las aguas superficiales, incrementando la temperatura, acidez y niveles de nutrientes (Lawrence y Driscoll, 1988; Neal et al., 1992).

En las últimas décadas, el cambio más importante en el uso del suelo del País Vasco ha sido la ocupación de amplias superficies por repoblaciones de coníferas de turno corto. En algunos terrenos las técnicas forestales incluyen tareas como la eliminación total de restos vegetales de la superficie del suelo, la extracción de tocones y el subsolado profundo. Esta última labor es especialmente agresiva, puesto que consiste en un arado profundo (40 cm. O más) realizado a favor de la pendiente en laderas con inclinaciones generalmente superiores al 40%. Estas técnicas pueden reducir la capacidad productiva de estos suelos, muchos de los cuales, presentan una escasez general de nutrientes (Diputación Foral de Guipúzcoa, 1991). Además, algunas de las características geográficas de esta región, como son la intensa precipitación o las fuertes pendientes, pueden favorecer severos procesos de erosión en terrenos desprovistos de una vegetación protectora (en ocasiones se rebasan las 120 toneladas por hectárea/anuales).

El objetivo del presente trabajo es evaluar los efectos que ejercen las técnicas empleadas en explotaciones forestales sobre el nivel de nutrientes y la erosionabilidad en los suelos que articulan la vertiente cantábrica del País Vasco.

MATERIAL Y MÉTODOS

SUELOS EMPLEADOS

Para el presente estudio se han seleccionado 59 suelos desarrollados sobre argilitas o areniscas ubicados en laderas dedicadas a explotaciones forestales de Pinus radiata. La selección recoge los diferentes estados de la explotación forestal, así como las diferentes técnicas de acondicionamiento del terreno. De este modo, los suelos estudiados seleccionados se localizan en laderas con bosques maduros (para sintetizar, se denominan “B”), en superficies donde se ha practicado tala extensiva (“T”), en laderas donde se han efectuado tala y extracción de tocones (“TE”) y en zonas sometidas a tala, extracción de tocones y subsolado lineal (“TES”). Adicionalmente, y debido a la problemática de erosión observada, también se han estudiado los acúmulos de terrenos procedentes de la apertura de pistas forestales (“AC”). En la tabla 1 se recoge la distribución de los suelos por materiales geológicos y labores realizadas.

Tabla 1. Distribución de los suelos empleados en función del material

 geológico y del estado de la explotación forestal.

TIPO DE LABORES *               

LITOLOGÍA B T TE TES AC
Argilitas, lutitas, limolitas 20 12 7 5 4
Areniscas dominantes 3 3 0 5 0
TOTAL 23 15 7 10 4

*B: suelo bajo bosque maduro; T: terreno en el que se ha practicado una tala; TE: tala y extracción de tocones; TES: talado, extracción de tocones y subsolado lineal; AC: acumulación de material sobre la ladera

MÉTODOS ANALÍTICOS

En las muestras de suelo, secadas al aire y tamizadas (luz de malla de 2 mm.), se ha determinado el contenido en carbono orgánico total, mediante el método de Sauerlandt; N y S totales, mediante autoanalizador LECO. La textura, por el método de la pipeta de Robinson, según el método internacional; pH en agua (relación suelo:disolución, 1:2,5); Ca, Mg, Na, K y Al de cambio mediante extracción con NH4Cl al pH del suelo (Peech et al., 1947). La capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICe) ha sido estimada mediante la suma de cationes extraídos con NH4Cl; Al, Ca y Mg se han analizado mediante espectrofotometría de absorción atómica; Na y K, por espectrofotometría de emisión.

RESULTADOS

CARACTERIZACIÓN DE LOS SUELOS NATURALES

Los suelos bajo bosque desarrollados sobre argilitas están constituidos por un epipedón A ócrico sobre un horizonte B cámbico o, en ocasiones, B árgico, que frecuentemente exhibe rasgos de hidromorfía. Como características físicas más relevantes pueden destacarse la elevada densidad aparente y la textura dominada por limo fino y arcilla, de tipo franco arcillo limosa o más fina, que les confiere una lenta conductividad hidráulica. Las propiedades químicas más importantes son el elevado contenido de materia orgánica en el horizonte superficial, el fuerte carácter ácido, la baja capacidad de intercambio catiónico, -generalmente inferior a 10 cmolc kg-1-, y la elevada saturación del complejo de cambio por Al (normalmente superior al 60%). Según el sistema FAO/Unesco (1991), la mayor parte de los perfiles desarrollados sobre estos materiales se clasifican como Cambisoles dístricos; son también frecuentes los Cambisoles gleicos y, ocasionalmente, Alisoles háplicos o gleicos.

Los suelos sobre areniscas presentan un A úmbrico sobre un B cámbico o árgico que, en ocasiones, presenta condiciones de hidromorfía. La textura es algo más gruesa que en el caso de los suelos desarrollados sobre argilitas. Las propiedades químicas son similares, si bien puede destacarse la extraordinaria acidez de los horizontes superficiales (valores de pH en agua en trono a 4.0). Se clasifican mayoritariamente como Cambisoles húmicos o gleicos, pudiendo aparecer Alisoles gleicos y, en localizaciones puntuales, Gleysoles úmbricos.

MODIFICACIONES DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS

Materia orgánica

Independientemente del tipo de suelo y del material geológico de partida, el contenido de materia orgánica de los horizontes superficiales de los suelos bajo bosque es siempre elevado. Con respecto a estos suelos, los horizontes superficiales de aquellos donde se han practicado talas extensivas o labores de acondicionamiento del terreno presentan reducciones más o menos intensas en el contenido de materia orgánica.

De este modo, el análisis de la varianza indica la existencia de tres grupos diferenciados (p < 0,01) por el contenido en materia orgánica (figura 1a). Como puede apreciarse, los mayores niveles corresponden a los suelos de bosque (B) y a los suelos en los que se han realizado talas extensivas sin labores posteriores de acondicionamiento (T) (medias de 6,9 y 6,4%, respectivamente). Los menores niveles de materia orgánica se observan en los suelos que han sufrido labores importantes de acondicionamiento después de la tala, como son la extracción de tocones y el subsolado (TES) (media de 2,4%). Un tercer grupo lo constituyen los suelos en los que se ha realizado tala total, con extracción de tocones (TE) y los originados por acumulación de terreno (AC), que presentan valores intermedios de materia orgánica (media de 3,9 y 3,4%, respectivamente).

Nitrógeno y azufre totales

Al igual que ocurre con la materia orgánica, las labores forestales producen reducciones importantes en el contenido de nitrógeno de los suelos estudiados. Lo que es lógico si se considera que la mayor parte del N se encuentra incorporado a la materia orgánica.

Como puede apreciarse en la figura 1b, los suelos bajo bosque (B) o los que han sido talados (T), presentan importantes contenidos de N total (media de 0,23 y 0,21%, respectivamente). A estos les siguen los suelos en los que se han realizado talas extensivas y posterior extracción de tocones (TE) junto a los de acumulación de terrenos (AC) (medias de 0,16 y 0,13, respectivamente). Por último, los menores niveles de N (media de 0,08%) corresponden a los suelos en los que se han realizado tala y posterior subsolado (TES) (p < 0,01).

El contenido de S total sigue un comportamiento similar (figura 1c). Los mayores niveles se encuentran en los suelos bajo bosque (B) y en los talados sin posterior acondicionamiento (T) (medias entre 0,082 y 0,081%, respectivamente); por el contrario, los menores se observan en los que se realizan las labores de acondicionamiento más intensas (TES) (media de 0,05%). Un grupo intermedio está formado por los suelos en los que las operaciones son de intensidad intermedia (TE) y por los que surgen a partir de la acumulación de material suelto (AC) (medias de 0,07 y 0,06).

Capacidad de intercambio catiónico (CICe), cationes de cambio y pH

El análisis de varianza no revela dependencias significativas entre las labores forestales y el valor de CICe, pH o contenido de Mg, Na, K y Al de cambio.

Las tendencias más claras son las reducciones de Ca de cambio (figura 1d) y de saturación de cationes básicos (figura 1e) que se producen con posterioridad a las labores de tala y preparación del terreno. De este modo, los niveles máximos de Ca y saturación en bases se encuentran en los suelos bajo bosque (B), los mínimos, por el contrario, corresponden a los de mayor actividad humana (TE y TES) (p < 0,01).

Erosionabilidad del suelo. Factor K de la USLE

Con el propósito de evaluar los efectos de las modificaciones en la conservación de los suelos, se ha calculado el factor K en los suelos estudiados, cuyos valores se representan en la figura 1f en función de las labores forestales realizadas.

Los suelos que muestran mayores valores de factor K -y por tanto, mayor vulnerabilidad a la erosión-, son los que presentan labores importantes de acondicionamiento (TE y TES) o los que surgen a partir de la acumulación de materiales (AC) (figura 1f). La mayor susceptibilidad de estos suelos se encuentra relacionada con la reducción en el contenido de materia orgánica que se produce durante las labores de acondicionamiento. Por el contrario, los menores valores corresponden a los suelos con mayores contenidos en materia orgánica, es decir, los que soportan bosque maduro, seguidos por los suelos en los que, aunque se han realizado talas extensivas, sin posteriores tareas de acondicionamiento (T) (p < 0,01).

DISCUSIÓN

Los resultados de este trabajo ponen de manifiesto cómo diversas tareas forestales, en especial el subsolado lineal, producen modificaciones en el contenido de materia orgánica y en el nivel de determinados nutrientes, como son el nitrógeno, azufre y calcio. La pérdida de estos nutrientes, posiblemente se encuentra ligada a la materia orgánica, puesto que la mayor parte de éstos se encuentra incorporada a ella. Estos resultados coinciden con las observaciones de otros investigadores, quienes encuentran alteraciones importantes en las propiedades de los suelos, especialmente en el contenido de materia orgánica y nitrógeno (Federer, 1984; Jurgensen et al., 1990; Wallace y Freedman, 1986) o de Ca (Hoppmans et al., 1993), producidas durante las tareas forestales. De este modo, estas labores tienden a reducir la capacidad productiva de los suelos, lo que puede repercutir especialmente en la fase de establecimiento de las plántulas.

La reducción del contenido en materia orgánica se produce, por una parte, a través de un efecto de mezcla entre horizontes superficiales, ricos en materia orgánica, y subsuperficiales, con menor contenido en compuestos orgánicos. No obstante, este descenso puede responder también a un aumento de la tasa de mineralización. Este proceso se favorece por un aumento de la temperatura de la superficie del terreno al quedar expuesto éste a la radiación solar, así como por el efecto de mezcla de horizontes, lo que, según algunos autores (Salonius, 1983; Jurgensen et al., 1990), parece potenciar la actividad microbiana.

La reducción en el contenido de materia orgánica puede considerarse un efecto considerablemente negativo. Por una parte, reduce el contenido de nutrientes disponibles para las plantas debido a que muchos macro y micronutrientes se encuentran incorporados en ella o en sus posiciones de cambio. Por otro, la reducción del contenido en compuestos orgánicos altera también las propiedades mecánicas y físicas de los suelos, empeorando la estructura, conductividad hidráulica y favoreciendo la compactación y, por consiguiente, los procesos erosivos (Soane, 1992). De este modo, numerosos estudios coinciden en señalar a los suelos de cultivo como los de mayor sensibilidad a la erosión, lo que suele ser atribuido igualmente a importantes reducciones en el contenido de materia orgánica que provoca este tipo de uso (Imenson y Vis, 1984; Elliot, 1986).

En el presente trabajo, el incremento del factor de erosionabilidad del suelo de la USLE (factor K) en los suelos en los que se han realizado labores intensas de acondicionamiento parece apoyar esta idea. En relación a esta mayor erosionabilidad del suelo, es necesario considerar también el hecho de que la reducción de nutrientes puede retrasar la ocupación del terreno por especies encespantes y rizomatosas, lo que prolonga el período de erosión del suelo. Ello podría explicar el bajo desarrollo de la cubierta vegetal en algunas de las laderas estudiadas, -especialmente, en terrenos sobre areniscas-, en las que después de un año de la tala la cobertura vegetal es inferior al 20%.

CONCLUSIONES

Algunas técnicas usualmente empleadas en las explotaciones forestales del País Vasco producen modificaciones en las propiedades de los suelos. Las labores de mayor repercusión son la extracción de tocones y el subsolado profundo, realizadas con posterioridad a las de tala extensiva. La modificación más importante que producen estas técnicas es la reducción del contenido de materia orgánica, y el aumento de la erosionabilidad del suelo. El descenso del contenido de materia orgánica produce una reducción de la capacidad productiva del suelo, al derivar en una reducción de nutrientes, fundamentalmente, nitrógeno, azufre y calcio, y una mayor vulnerabilidad del suelo a la erosión, como pone de manifiesto el incremento del factor K de la USLE.

Figura 1. Media, cuartiles superior e inferior y rango de materia orgánica (a), nitrógeno (b), azufre (c), calcio de cambio (d), saturación en cationes básicos (e) y factor K de la USLE (f).

 

AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo se ha realizado en el marco del proyecto “Las Repercusiones de los Cambios de Uso del Suelo en la Pérdida de Recursos Ambientales y la Dinámica del Ecosistema”, financiado por el Departamento de Urbanismo, Vivienda y Medio Ambiente del Gobierno Vasco.

Los autores desean agradecer al Prof. Dr. Eduardo García Rodeja, del Departamento de Edafología de la Universidad de Santiago, la revisión del trabajo, así como a Verónica Piñeiro, por su colaboración en las tareas de campo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

* DAHLGREN, R.A.; DRISCOLL, C.T. (1994). The effects of wholetree clear cutting on soil processes at the Hubbard Brook experimental forest. New Hampshire. USA. Plant and Soil, 158, 239-262.

* DIPUTACIÓN FORAL DE GUIPÚZCOA (1991). Geomorfología y Edafología de Guipúzcoa. Dept. de Urbanismo, Arquitectura y Medio Ambiente. Diputación Foral de Guipúzcoa. San Sebastián.

* EDESO, J.M.; GONZÁLEZ, M.J.; MERINO, A.; MARAURI, P.; LARRION, J.A. (1994). Primeros datos sobre las pérdidas de suelo en explotaciones forestales en la vertiente cantábrica del País Vasco. En: Efectos Geomorfológicos del abandono de tierras. J.M. García Ruiz & T. Lasanta, Eds. Sociedad Española de Geomorfología. Zaragoza., 21-30.

* ELLIOT, E.T. (1986). Aggregate structure and carbon, nitrogen and phophorous in native and cultivated soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 50, 627-632.

* FAO/UNESCO (1991). Mapa Mundial de Suelos. FAO. Roma.

* FEDERER, C.A. (1984). Organic matter and nitrogen content of forest floor in even-aged northern hardwoods. Can. J. For. Res., 14, 763-767.

* HORPPMANS, P.; STEWART, H.T.L.; FLINN, D.W. (1993). Impacts of harvesting on nutrients in an eucalypt ecosystem in southeastern Australia. For. Ecol. Manage., 35, 149-162.

* IMENSON, A.C.; VIS, M. (1984). Seasonal variation in soil erosibility and different land-use types in Luxembourg. J. Soil Sci., 35, 323-331.

* JURGENSEN, M.F.; HARVEY, A.E.; GRAHAM, R.T.; LARSEN, M.T.; TONN, J.T.; PAGE-DUMROESE, D.S. (1990). Soil Organic Matter. Timber Harvesting, and Forest Productivity in the Inland Northwest, en GESSEL, S.; LACATE, D.; POWERS, R. (Eds.). Proceedings 7th North American Forest Soil Conference, Vancouver.

* LAWRENCE, G.B.; DRISCOLL, C.T. (1988). Aluminum chemistry downstream of a whole-tree-harvested watershed. Environ, Sci. Technol., 22, 1293-1299.

* MILLER, H.G. (1987). Effects of Forestry Practices on the Chemical, Biological and Physical Properties of the Soils, en BARTH, H.; L´HERMITE, P. (Eds.). Scientific Basis for Soil Protection in European Community. Elsevier Applied Science. Londres.

* NEAL, C.; REYNOLDS, B.; SMITH, C.J.; HILL, S.; NEAL, M.; CONWAY, T.; RYLAND, G.P.; JEFFREY, H.; ROBSON, A.J.; FISHER, R. (1992). The impact of conifer harvesting on stream water pH, alkalinity and aluminium concentrations for the British uplands: an example for an acidic and acid sensitive catchment in mid-wales. The Sci. Total. Environ, 126, 75-87.

* PEECH, M.; ALEXANDER, L.T.; DEAN, L.A.; REED, J.F. (1947). Methods of Soils Analysis for Soil Fertility Investigation. U.S. Dept. Agric. C.

* SALONIUS, P.O. (1983). Effects of organic-mineral soil mixtures and increasing temperature on the respiration of coniferous raw humus material. Can. J. For. Res., 13, 102-107.

* SOANE, B.D. (1992). The role of organic matter in soil compactability: a review of some practical aspects. Soil and Tillage Research, 26, 179-201.

* STAAF, H.; OLSSON, B.A. (1991). Acidity in four coniferous forest soils after different harvesting regimes of logging slash. Scand. J. For. Res., 6, 19-29.

* WALLACE, E.S.; FREEDMAN, B. (1986). Forest floor dynamics in a chronosequence of hardwood stands in central Nova Scotia. Can. J. For. Res., 16, 293-302.

* WEETMAN, G.F.; WEBBER, B. (1972). The influence of wood harvesting the nutrients status of two spruce stands. Can. J. For. Res., 2, 315-369.