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II CONGRESO DE NATURALEZA DE LA PROVINCIA DE TOLEDO. DIPUTACIÓN DE TOLEDO, 2010
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PÉRDIDA DE LA CUBIERTA VEGETAL Y DEGRADACIÓN DE SUELOS
EN “EL VALLE” (TOLEDO)
Ana Sánchez-Redondo Rodríguez Cristina Ruiz Reyes
María Lorente Verónica Bouso
Santiago Sardinero Federico Fernández González
Instituto de Ciencias Ambientales (ICAM) Universidad de Castilla-La Mancha Avda. Carlos III s/n 45071 Toledo
Santiago.Sardinero@uclm.es Sánchez-Redondo Rodríguez, A., Ruiz Reyes, C., Lorente, M., Bouso, V., Sardinero, S. & Fernández González, F. 2010. II Congreso de Naturaleza de la Provincia de Toledo: 401-409. Diputación Provincial de Toledo. ISBN: 978-84-96211-52-0
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PÉRDIDA DE LA CUBIERTA VEGETAL Y DEGRADACIÓN DE SUELOS EN “EL VALLE” (TOLEDO) Ana Sánchez-Redondo Rodríguez, Cristina Ruiz Reyes, María Lorente, Verónica Bouso, Santiago Sardinero & Federico Fernández-González Área de Botánica, Instituto de Ciencias Ambientales, Facultad de Ciencias del Medio Ambiente, Universidad de Castilla-La Mancha. Avda. Carlos III s/n. 45071 Toledo. Santiago.Sardinero@uclm.es Resumen Las áreas urbanas y periurbanas están sometidas a una elevada presión antrópica. Los estudios de biodiversidad en estos ambientes son necesarios para desarrollar políticas locales de ordenación del territorio que favorezcan su conservación y restauración. Aquí mostramos un ejemplo en una zona seminatural cercana a Toledo, denominada “El Valle”, situada en la Meseta Cristalina, bajo bioclima mesomediterráneo seco inferior, y que ha sido incluida en la provincia Luso-Extremadurense, sector Toledano-Tagano. Se han tomado muestras de suelo procedentes de chaparrales, retamares, espartales, pastizales y caminos, y se han analizado la densidad aparente, la conductividad eléctrica, el pH, el carbono orgánico, el fósforo, y el nitrógeno fácilmente disponible. Con los resultados de los análisis se ha construido una matriz de datos que se ha analizado mediante técnicas multivariables. El aumento de las temperaturas y la irregularidad pluviométrica favorecen los incendios, el aumento de la aridez, el estrés hídrico y la aparición de defoliación y muerte del estrato arbolado. El tránsito incontrolado de vehículos, personas y animales provoca la desaparición progresiva de la cubierta vegetal, fragmentación y formación de islas de vegetación, disminución progresiva de la materia orgánica del suelo y de sus propiedades edáficas asociadas: pérdida de nutrientes, pérdida de la capacidad de retención de agua, pérdida de la capacidad de agregación de partículas edáficas, pérdida del efecto tamponador. Todo ello conduce al aumento de la compactación y al endurecimiento superficial del suelo, haciendo más difícil la germinación de las semillas, la penetración de las raíces y la supervivencia de las plántulas; la porosidad del suelo disminuye y con ella la velocidad de infiltración, aumentando la escorrentía superficial y los procesos de erosión hídrica que transportan las fracciones más finas, provocando pérdida de iones y acidificación del suelo. La herbivoría dificulta aún más la regeneración de la vegetación. Se sugieren medidas mitigadoras y remediadoras como: 1. Control del tránsito de vehículos. 2. Control y medidas disuasorias contra los actos de vandalismo. 3. Restauración de la vegetación natural. 4. Control de la herbivoría. Introducción Las áreas urbanas y periurbanas están sometidas a una elevada presión antrópica que favorece la fragmentación, destrucción de hábitats y de biodiversidad, y la homogeneización del paisaje (Kowarik, 1995; McKinney & Lockwood, 1999; Schwartz, Thorne & Viers, 2006; Ann., 2006; Celesti-Grapow et al., 2006; Kühn, & Klotz, 2006). El conocimiento de la flora y comunidades vegetales existentes en el área de estudio contribuye al diseño de políticas de
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ordenación del territorio racionales que favorecen la conservación y restauración de la biodiversidad (Kim & Byrne, 2006; Chytrý et al., 2005). La degradación de suelos debido a impactos adversos antrópicos y climáticos en territorios áridos, semiáridos, secos y subhúmedos ha sido definida como desertificación (Mainguet 1994, Lal 2001). La degradación del suelo disminuye su productividad a largo plazo, así como su capacidad moderadora ambiental (Lal 2001). Conlleva un declive de la calidad del suelo, o una reducción de sus atributos relacionados con sus funciones específicas valoradas por los seres humanos (Doran & Parkin 1994; Doran & Jones 1996; Lal 1997). Durante el siglo XX, el incremento del uso inapropiado del suelo por parte de los seres humanos ha acentuado el riesgo y extensión de la degradación del suelo (Richards 1991). La degradación del suelo se rige mediante procesos bio-físico-químicos acentuados por factores socio-económicos y políticos. La velocidad con que actúan estos procesos está gobernada por numerosos factores naturales (suelo, clima, vegetación) y antrópicos (uso del territorio, gestión del suelo, sistemas agrícolas, sistemas de propiedad de la tierra y ayudas institucionales). La degradación del suelo suele acentuarse con la pobreza. Algunas propiedades del suelo pueden ser restauradas mediante una gestión apropiada. La capacidad de un suelo para restaurarse por sí mismo se denomina resiliencia. Unos suelos son más resilientes que otros (Lal 1997; 2001). El objetivo de este estudio es describir los procesos de degradación de suelos en una zona seminatural cercana a Toledo, denominada “El Valle”, situada en la Meseta Cristalina, bajo bioclima mesomediterráneo seco inferior-(semiárido), y que ha sido incluida en la provincia Luso-Extremadurense, sector Toledano-Tagano (Rivas-Martínez et al. 2001, 2002a, 2002b). El área de estudio está situada en el término municipal de Toledo, y separada de la ciudad por “El Torno del Tajo”. Se localiza en una zona denominada “El Valle”, que comprende desde la orilla izquierda del río Tajo hacia el sur, en un intervalo altitudinal comprendido entre 460 m y 600 metros. La figura 1 muestra el área de estudio. Los tipos de vegetación más representativos de la serie de vegetación en el área de estudio son: chaparral de Quercus rotundifolia (CH), retamar de Retama sphaerocarpa (R), espartal (Stipa tenacissima) con berceo (Stipa gigantea) (E), pastizal (H=estrato herbáceo) y camino (C, suelo desnudo). Material y métodos De cada tipo de vegetación se eligieron cinco puntos de muestreo a lo largo del área de estudio (Figura 1). En cada punto de muestreo se tomaron cinco muestras de suelo con un cilindro metálico de 6cm de diámetro y 4cm de altura. Las muestras edáficas se llevaron al laboratorio, se sometieron a un proceso de secado al aire estándar y se tamizaron a 2mm para obtener la fracción de tierra fina. Se analizaron los siguientes parámetros edáficos de cada punto de muestreo: densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, fósforo disponible, carbono orgánico y nitrógeno fácilmente disponible (Burt 2004, Ryan, Estefan & Rashid 2001). Con los resultados de los análisis se construyó una matriz de datos que fue analizada mediante técnicas multivariables, concretamente se realizó un análisis de componentes principales estandarizado, y un análisis de clasificación jerárquica utilizando la distancia euclídea para calcular la matriz de semejanzas, y la mínima varianza en el proceso de agrupación jerárquica. Los análisis fueron realizados con el programa informático SYNTAX 2000 (Podani, 2000a, 2000b).
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Resultados La figura 2 muestra el porcentaje de varianza explicada por cada componente del Análisis de Componentes Principales (PCA) estandarizado. El componente principal 1 (CP1) explica el 69% de la varianza, y el componente principal 2 (CP2) explica el 21%, ambos juntos explican el 90% de la varianza total. La figura 3 muestra los resultados del PCA estandarizado para estos dos ejes. El CP1 está altamente correlacionado con el Carbono orgánico (CO) y la Densidad Aparente (DA). Estas dos variables están inversamente correlacionadas entre sí. Por tanto, el CP1 representa el gradiente más importante de degradación del suelo, en el que el CO disminuye y la DA aumenta progresivamente a medida que nos movemos de izquierda a derecha en el eje, y se van sucediendo los diferentes tipos de vegetación estudiados, que representan las etapas de degradación del encinar silicícola toledano. Las concentraciones de fósforo (P) y nitrógeno fácilmente disponible (N) son máximas en los chaparrales (CH) y disminuyen en el resto de tipos de vegetación. Este fenómeno suele asociarse a la pérdida del horizonte de hojarasca acumulada bajo los chaparros. El pH y la CE tienen su máximo en los retamares y espartales. La disminución del pH y la CE en los chaparrales se asocia generalmente al efecto tamponador del horizonte orgánico que además inmoviliza los iones mediante su gran capacidad de intercambio iónico. La disminución progresiva del pH y la CE a lo largo del gradiente retamar – espartal –pastizal – camino se asocia generalmente a los procesos erosivos –lavado de los suelos-, pérdida de iones y acidificación a medida que disminuye el CO y aumenta la DA. La figura 4 muestra los resultados de la clasificación jerárquica. Las dos ramas principales del dendrograma agrupan a chaparrales, retamares y espartales por un lado, y pastizales y caminos por el otro. Estos dos grandes grupos se sitúan sobre los valores negativos y positivos, respectivamente, del CP1 del PCA, el primero de ellos posee un horizonte orgánico de hojarasca, mientras que el segundo grupo lo ha perdido. La segunda diferenciación en el dendrograma separa los chaparrales de los retamares y espartales basándose en los diferentes valores de CE, pH, P y N, que sitúan a estos dos grupos sobre los valores negativos y positivos, respectivamente del CP2 del PCA. El siguiente nivel jerárquico diferencia los pastizales de los caminos, en este paso se ha perdido totalmete la cobertura de vegetación. Por último el dendrograma no es capaz de separar totalmente el grupo de los retamares y el de los espartales. Discusión El aumento de las temperaturas y la irregularidad pluviométrica favorecen los incendios, el aumento de la aridez, el estrés hídrico y la aparición de defoliación y muerte del estrato arbolado, especialmente en fronteras bioclimáticas (Darkoh, 1998; Sardinero et al. 2000). El tránsito incontrolado de vehículos, personas y animales provoca la desaparición progresiva de la cubierta vegetal, fragmentación y formación de islas de vegetación, disminución progresiva de la materia orgánica del suelo y de sus propiedades edáficas asociadas: pérdida de nutrientes, pérdida de la capacidad de retención de agua, pérdida de la capacidad de agregación de partículas edáficas, pérdida del efecto tamponador (Stocking & Murnaghan, 2002). Todo ello conduce al aumento de la compactación y al endurecimiento superficial del suelo (Al-Dousari, Misak & Shahid 2000), haciendo más difícil la germinación de las semillas, la penetración de las raíces y la supervivencia de las plántulas; la porosidad del suelo disminuye y con ella la velocidad de infiltración, aumentando la escorrentía superficial y los procesos de erosión hídrica que transportan las fracciones más finas, provocando pérdida de iones y acidificación del suelo (Puigdefábregas, 1998; Lal, 2001,
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2002). El sobrepastoreo dificulta aún más la regeneración de la vegetación (Alimaed, Miller-Gulland & Robinson, 2003). Se sugieren medidas mitigadoras y remediadoras como: 1. Control del tránsito de vehículos. 2. Control y medidas disuasorias contra los actos de vandalismo. 3. Restauración de la vegetación natural. 4. Control de la herbivoría. Bibliografía Al-Dousari A. M., Misak R. and Shahid S. (2000). Soil compactation and sealing in Al-Sami
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FIGURAS
C1
C2
C4
C3C5
H1
H2
H3
H4
H5
E1
E2
E3
E4E5
R1
R2
R3
R4R5
Ch1
Ch2
Ch3Ch4Ch5
El Valle de Toledo¯ 0 50 100 150 20025Meters
Figura 1. Área de estudio y puntos de muestreo. Círculos: verde oscuro = chaparrales (CH), verde claro = retamares (R), amarillos = espartales (E), naranjas = pastizales (H, estrato herbáceo), rojos = caminos (C).
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654321
80
70
60
50
40
30
20
10
0
69
21
4 3 2 1
Figura 2. Porcentajes de varianza explicada por cada componente del PCA estandarizado.
PCA estandarizado
Componente Principal 1
-6 -4 -2 0 2 4 6
Com
pone
nte
Prin
cipa
l 2
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
1 2
7
NH4+
4 2522
2420
18
171912
156
14
21
16131110 98
3
23
DA
5
P
CE
CO
pH
Figura 3. Resultados del Análisis de Componentes Principales (PCA) estandarizado. Símbolos: círculos = chaparrales, cuadrados = retamares, triángulos = espartales, rombos = pastizales, hexágonos = caminos. Los números que identifican a los suelos corresponden a los
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de la figura 4. DA=densidad aparente, CO=carbono orgánico, pH=pH, CE=conductividad eléctrica, P=fósforo, NH4
+=amonio fácilmente disponible.
Dis
sim
ilarit
y
140130120110100
908070605040302010
0
01CH
05
CH
02CH
03CH
04
CH
06RE
10
RE
07RE
09
RE
08RE
12
ES
15ES
11
ES
13ES
14
ES
16PA
17
PA
19PA
18
PA
20PA
21
CA
22CA
23
CA
24CA
25
CA
Figura 4. Resultados de la clasificación jerárquica en la que se ha utilizado la distancia euclídea para calcular la matriz de distancias y el método de Ward en el proceso de agrupación. Los números de los objetos corresponden al número de referencia del suelo analizado, y CH=chaparral, RE=retamar, ES=espartal, PA=pastizal, CA=camino.