MODELAMIENTO DEL RIESGO DE EROSIN HDRICA DE LOS SUELOSSUBCUENCA DEL RO TAPACAL

Madriz, Nicaragua2013

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PRESENTACIN

El Programa de Gestin de Riesgos de Desastres ante el Cambio Climtico forma parte del ProgramaMundial Climate Proof Disaster Risk Reduction que la Alianza Partners for Resilience (PfR) implementaen nueve pases. En Amrica Central ejecuta dicho Programa en Guatemala y Nicaragua.

Los socios de la Alianza por la Resiliencia en Nicaragua son la Cruz Roja Nicaragense (CRN), CARE, laAsociacin de Municipios de Madriz (AMMA), el Instituto de Promocin Humana (INPRHU), el Centro delClima de la Cruz y Media Luna Roja y Wetlands International (WI). El objetivo general del Programa esreducir el impacto de amenazas naturales sobre los medios de vida de comunidades vulnerables, con lassiguientes lneas estratgicas y alcances: Fortalecimiento de la resiliencia comunitaria, Fortalecimiento dela sociedad civil e Incidencia poltica. A nivel nacional el enfoque del Programa es el dilogo poltico y elcabildeo.

El Programa considera que trabajar el Manejo de Cuencas Hidrogrficas es una manera de integrar lostres temas centrales del Programa (Gestin de Riesgos de Desastres, Adaptacin al Cambio Climtico yManejo y Restauracin de Ecosistemas), con mayor nfasis en el Manejo y Restauracin de Ecosistemas,donde adems se puede integrar el Ordenamiento Territorial y la Gestin Integrada de Recursos Hdricos.

En Nicaragua el rea de trabajo del Programa es en el departamento de Madriz y la Alianza PfR trabajaen 28 comunidades vulnerables en cuatro municipios (Somoto, San Lucas, Las Sabanas y San Jos deCusmapa). En la Regin Autnoma del Atlntico Norte (RAAN) especficamente en Puerto Cabezas, laCruz Roja Nicaragense, el Centro del Clima de la Cruz y Media Luna Roja y Wetlands International,implementan actividades especficas de dilogo poltico, cabildeo y fortalecimiento institucional.

La subcuenca del Ro Tapacal se ubica en la parte alta de la cuenca del Ro Coco (Cuenca No. 45), en laRegin Central de Nicaragua y Regin Sur de la Repblica de Honduras. Tiene una superficie de 156.93Km2 (15,693 Ha) y es compartida por la participacin territorial de siete municipios. Cuatro municipios(Somoto, San Lucas, Las Sabanas y San Jos de Cusmapa) pertenecen al departamento de Madriz yocupan el 76.32% (119.65 Km2) del territorio, dos municipios (Pueblo Nuevo y San Juan de Limay)pertenecen al departamento de Estel y ocupan el 0.86% (1.34 Km2) del rea y el municipio de San Marcosde Coln de la Repblica de Honduras ocupa el 22.83% (35.83 Km2) del rea total de la subcuenca.Colinda al norte con la subcuenca del Ro Comal en su punto de confluencia dando origen al cauceprincipal del Ro Coco, al sur con la cuenca del Ro Negro, al este con la subcuenca del Ro Estel y aloeste con parte de la cuenca del Ro Negro en territorio Hondureo y cuenca del Ro Choluteca deHonduras. En su territorio se localizan 19 comunidades rurales, de las cuales siete comunidades estnadscritas a la jurisdiccin poltico administrativa del municipio de San Lucas, seis comunidades pertenecenal municipio de Las Sabanas, cuatro comunidades al municipio de San Jos de Cusmapa y doscomunidades al municipio de San Marcos de Coln. Adems, se localiza el casco urbano del municipiode San Jos de Cusmapa. En el rea correspondiente a los municipios de Somoto, Pueblo Nuevo y SanJuan de Limay; no se inserta ninguna comunidad perteneciente a dichos municipios.

La Cruz Roja Nicaragense, miembro de la Alianza por la Resiliencia y el Comit de la subcuenca del RoTapacal; se complacen en socializar con los Gobiernos Municipales que comparten el territorio de lasubcuenca y las instituciones pblicas y privadas que desarrollan acciones en el territorio; los resultadosdel estudio Modelamiento del Riesgo de Erosin Hdrica de los Suelos de la subcuenca del Ro Tapacal,el cual fue realizado por la Universidad Centroamericana (UCA) bajo la responsabilidad de la Ing. MarthaOrozco Izaguirre PhD y del Ing. Jairo Morales Mendoza MSc en el marco del Convenio General deCooperacin suscrito por ambas instituciones, con una contribucin financiera y tcnica de WetlandsInternational.

En caso de reproduccin parcial o total de la informacin contenida en este estudio se debe citar la fuente,con el proposito de respectar el derecho de autoria.

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RESUMEN EJECUTIVO

Palabras Claves: modelamiento, riesgo, erosin hdrica, ecuacin universal de erosinde suelo, sistema de informacin geogrfico, cambio de uso de la tierra, deforestacin,adopcin, prcticas de conservacin de suelos y agua, erosividad, precipitacin,

El riesgo de erosin hdrica de los suelos de la subcuenca fue modelado integrando laEcuacin Universal de Erosin de Suelo (USLE) con el Sistema de InformacinGeogrfico (SIG). El modelo incluy solamente los factores LS, R, K, C de la USLE. Elfactor de erosividad de la lluvia (R) de la USLE, se determin calculando el ndice deerosividad para los meses de mayo a noviembre (poca de las precipitaciones), para ellose utilizaron datos de registro de precipitacin de cinco Estaciones Meteorolgicaslocalizadas en el territorio de la subcuenca.

El cambio de uso de la tierra, la deforestacin y la poca adopcin de prcticas deconservacin de suelos y agua, han hecho del territorio de la subcuenca un rea muydegradada, donde predomina agricultura de subsistencia y ganadera extensiva; lo cualha incrementado el riesgo de erosin hdrica de los suelos.

Los suelos que presentan riesgo de erosin hdrica normal y bajo segn pendiente y usodel suelos ocupan el 52% del rea; el 5.8% del territorio presenta riesgo de erosinsevera, el 12.3% corresponde a riesgo de erosin muy severa y los suelos con riesgo deerosin catastrfica ocupan 4696.25 hectreas (29.9% del rea total).

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NDICE DE CONTENIDO

Pgina1. Modelamiento del Riesgo de Erosin Hdrica de los suelos de la

subcuenca4

1.1. Factor LS (Longitud y Grado de Pendiente) 51.2. Factor K (Erodabilidad del Suelo) 61.3. Factor C (Cobertura Vegetal) 71.4. Factor R (Erosividad de la Lluvia) 81.5. Factor Prcticas de Manejo de Suelos (P) 92. Niveles del riesgo de erosin hdrica 93. Conclusiones y Recomendaciones 11

Lista de Referencias 12

NDICE DE FIGURA

Pgina1. Mapa del factor LS (longitud y grado de pendiente) de la subcuenca del Ro

Tapacal 52. Mapa del factor K (erodabilidad del suelo) de la subcuenca del Ro Tapacal 63 Mapa del factor C (cobertura vegetal) de la subcuenca del Ro Tapacal 74. Mapa del factor R (erosividad de la lluvia) para la subcuenca del Ro Tapacal 85 Mapa de riesgo de erosin de la subcuenca del Ro Tapacal 10

NDICE DE TABLA

Pgina1. Factor K (erodabilidad del suelo) de la subcuenca del Ro Tapacal 62. Factor C (cobertura vegetal) de la subcuenca del Ro Tapacal 73 Niveles de riesgo de erosin en la subcuenca del Ro Tapacal 9

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1. Modelamiento del Riesgo de Erosin Hdrica de los suelos de la subcuenca

1.1. Factor LS (Longitud y Grado de Pendiente)

El clculo de la longitud de pendiente ha sido el mayor problema en el uso de la USLEcomo modelo para predecir prdidas de suelo en GIS. El dato necesario para este clculoes un Modelo Digital de Elevacin (DEM). Se han creado diferentes procesos paracalcular longitud de pendiente usando soluciones de algoritmos complejos para GIS(Desmet & Govers, 1996).

El mapa de longitud de pendiente (L) y grado de pendiente (S) que se muestra en lafigura 1, es el producto de la multiplicacin de L y S. En este trabajo, el factor S fuecalculado usando el DEM y la ecuacin de Nearing (1997), que se presenta acontinuacin.

Figura 1. Mapa del factor LS (longitud y grado de pendiente) de la subcuenca del Ro Tapacal.

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1.2. Factor K (Erodabilidad del Suelo)

El factor de erodabilidad del suelo es la resistencia del suelo a la erosin hdrica. El mapadigital de los rdenes de suelos predominantes en la subcuenca sirvi de insumo paracalcular la erodabilidad del suelo. Los valores del factor K fueron estimados usando elnomograma de erodabilidad de suelo de Wischmeier & Smith, 1978.

Tabla 1. Factor K (erodabilidad del suelo) de la subcuenca del Ro Tapacal.

Orden Taxonmico deSuelo Factor K Hectreas %

Entisol (Lithic Ustorthents) 0.09 6231.5 39.7Entisol (Tipyc Ustifluvents) 0.52 750.1 4.8Vertisol 0.1 6540.6 41.7Alfisol 0.3 2170.3 13.8Total 15692.5 100

Los rdenes de suelos que ms favorecen por su textura franco arcillosa a la erodabilidadde los suelos son los Tipyc Ustifluvents (Entisol) y los Alfisol, por lo cual presentan valoresaltos del factor K.

Figura 2. Mapa del factor K (erodabilidad del suelo) de la subcuenca del Ro Tapacal.

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1.3. Factor C (Cobertura Vegetal)

Los valores del factor C fueron aplicados a las categoras de cobertura vegetal identificadas enla subcuenca. En la tabla 3 se muestran los valores del factor C, los cuales corresponden a cadacategora de cobertura vegetal y fueron estimados de las tablas guas de la USLE (Morgan. 1995;Wischmeier & Smith, 1978). Estos valores fueron usados para reclasificar el mapa de coberturapara obtener el Mapa del factor C de la subcuenca.

Tabla 2. Factor C (cobertura vegetal) de la subcuenca del Ro Tapacal.

Uso Actual Factor C Hectreas %Bosques 0.001 1319.6 8.4Bosque abierto, Caf bajo sombra, Tacotal 0.01 8443.2 53.8Agropecuario 0.35 5835.2 37.2reas humanizadas y suelo desnudo 1 94.5 0.6Total 15692.5 100

La informacin contenida en tablamuestra que el bosque tiene un valor Cmuy pequeo (0.001), debido a laproteccin que este tipo de vegetacinbrinda a los suelos. De las 15692.5hectreas que tiene de superficie lasubcuenca, un total de 1319.6 hectreas(8.4%) estn cubiertas con este tipo devegetacin. Sin embargo, hay unaimportante rea de cobertura vegetalmuy intervenida que ofrece unapequea proteccin a los suelos, que noes suficiente por las pendientespredominantes, por lo que el factor C esde 0.01 (valor relativamente bajo) ycubre el 53.8%, de la superficie de lasubcuenca.

En cambio la categora de usoagropecuario y reas humanizadasfavorecen los procesos erosivos. El usoagropecuario se desarrolla enpendientes mayores del 25%. Las reashumanizadas son las que favorecen enun 100% los procesos erosivos, por laimpermeabilidad del suelo debido alestablecimiento de asentamientoshumanos, por lo que tiene un valor de C(1) ms alto dentro del rango de riesgoa erosin para los usos establecidos.

Figura 3. Mapa del factor C (cobertura vegetal) de la subcuenca del Ro Tapacal.

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1.4. Factor R (Erosividad de la Lluvia)

El factor R representa la energa cintica de la lluvia capaz de erodar el suelo; el cualfue determinado calculando ndices de erosin usando datos de las EstacionesMeteorolgicas de San Jos de Cusmapa (1970 2011), Las Sabanas (1982 2011),Miquilse (1972 2011), San Lucas (1970 2011) y Somoto (1962 - 2011). El ndice deerosin fue calculado para los meses de mayo a noviembre (poca de lasprecipitaciones) utilizando la siguiente frmula.

R = EI30Donde:

R: Factor de erosividadEI30: ndice de erosin

Figura 4. Mapa del factor R (erosividad de la lluvia) para la subcuenca del Ro Tapacal

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1.5. Factor Prcticas de Manejo de Suelos (P)

Debido a que no existe informacin con respecto al factor P en el rea de estudio, elvalor asignado a este factor en el presente modelo fue de uno, el cual no representaninguna influencia en el uso de la tierra.

2. Niveles del riesgo de erosin hdrica

El modelamiento del riesgo de erosin hdrica de los suelos de la subcuenca medianteinformacin meteorolgica, de pendiente, usos del suelo, rdenes de suelos y coberturasvegetal, indica que las reas que presentan niveles ms altos de erosin coinciden conlas reas que presentan mayores pendientes y menos cobertura vegetal (reas enladeras con cultivos anuales, pastizales y manejo inadecuado), es decir que el uso de latierra y las lluvias fuertes son los factores causante de la prdida de suelos, ya que elagua de lluvia escurre superficialmente ms rpido en las reas con fuerte pendientes ycon pobre cobertura vegetal.

En la tabla 4, se observa que los niveles de erosin normal y baja cubren el 52% delterritorio de la subcuenca, es decir que en estas reas no se presentan mayoresproblemas de erosin, ya que la erosin es considerada casi la natural que modela elpaisaje.

Las reas que presentan riesgo de erosin catastrfica a muy severa, son aquellas quefueron clasificadas por presentar suelo desnudo con textura franco-arcillosa, valores msaltos de erosividad, y longitud y grado de pendiente.

Los niveles de erosin severa, muy severa y catastrfica cubren el 48% del rea de lasubcuenca, que corresponde a las reas de pendientes ms pronunciadas y reas decultivos agrcolas en laderas sin obras de conservacin de suelos, conflictos de uso delsuelo clasificado de alto a muy alto, lo cual ha acelerado los niveles de erosin.

Las reas calificadas con niveles de erosin severa presentan valores altos deerosividad. Estas reas corresponden a suelos agrcolas que frecuentemente estnexpuestos al impacto directo de las gotas de lluvia.

Tabla 3. Niveles de riesgo de erosin en la subcuenca del Ro Tapacal.

Nivel de erosin CalificacinT/ha aorea

Hectreas %Normal 0 - 10 7956.83 50.7Baja 10 - 15 209.11 1.3Severa 15 - 50 907.44 5.8Muy severa 50 - 200 1922.87 12.3Catastrfica > 200 4696.25 29.9

Fuente: El autor utilizando el mtodo modificado de la FAO, 1980.

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Figura 5. Mapa de riesgo de erosin de la subcuenca del Ro Tapacal.

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3. Conclusiones y Recomendaciones

Los procesos erosivos generan prdida de la fertilidad de los suelos, azolvamientode los cuerpos de aguas, disminucin del caudal, disminucin de la recarga de losacuferos, incremento de la escorrenta superficial, degradacin de suelos ydesertificacin; entre las externalidades negativas ms relevantes. Adems, estoconlleva a una degradacin ambiental que impacta en el nivel y calidad de vida de lapoblacin, la infraestructura y economa local.

Los cambios de usos de la tierra (reas de bosque a reas agropecuarias) y el malmanejo de los suelos aumentan el riesgo de erosin hdrica de los suelos de lasubcuenca.

Los suelos con riesgo de erosin hdrica normal y bajo segn pendiente y uso delsuelo ocupan el 52% del rea; el riesgo de erosin severa el 5.8%, el 12.3% delterritorio presenta riesgo de erosin muy severa; y los suelos con riesgo de erosincatastrfica ocupan 4696.25 hectreas (29.9% del rea total).

Es importante sensibilizar y capacitar a los productores y productoras para queadopten prcticas conservacionistas de suelos y agua en sus parcelas agrcolas quecontribuyan a disminuir la erosin de los suelos en la subcuenca.

En el territorio de la subcuenca solo quedan reas con remanentes de bosquelatifoliado y bosque de pino; las cuales deben incrementarse debido a que las tierrasestn siendo utilizadas por encima de su capacidad de uso; lo que provoca que elterritorio sea muy susceptible a movimientos de tierra (delizamientos).

Establecer cultivos de cobertura, cultivos en asocio (maz - frijol) y mulch (rastrojos ocobertura muerta), con el fin de aumentar la cobertura del suelo.

Minimizar el pastoreo en zonas donde hay ganado. Para lograr una reduccin en elpastoreo es necesario cercar los potreros y rotarlos, as como producir fuentesalternativas de forrajes con valor nutritivo alto o semi-estabular el ganado.

En pendientes mayores del 10%, realizar siembra directa o siembra en contornosiguiendo las curvas a nivel.

Implementar sistemas de labranza conservacionista; la labranza cero no disturba elsuelo y por lo tanto todos los rastrojos quedan en la superficie; y es una prctica paracontrolar la erosin hdrica.

Establecer barreras vivas en curvas a nivel para frenar la velocidad de la escorrentasuperficial. Se deben utilizar especies de plantas perennes que se adapten a lascondiciones agroclimticas del territorio y que adems brinden beneficios adicionalesa los productores y productoras.

Controlar las quemas agrcolas para mantener una cobertura vegetal que proteja a lossuelos de la erosin.

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En pendientes mayores del 5 al 10% se debe de mantener la cobertura vegetal,realizar siembra en contorno, establecer cultivos en fajas, barreras vivas y barrerasmuertas.

Establecer sistemas agroforestales y silvopastoriles y cercas vivas que permitan laconexin entre los remanentes de reas de bosque que permitan la circulacin defauna silvestre en todo el ecosistema.

Cuando se realice una reforestacin, deben utilizarse especies nativas.

Lista de Referencias

Desmet, P. J. J., and Govers, G. (1996). A GIS procedure for automatically calculatingthe USLE LS factor on topographically complex landscape units. J. Soil and WaterConservation. 51: 427-433.

Morgan, R. P. C. (1995). Soil Erosion and Conservation. Addison-Wesley Longman,Edinburg, 198 pp.

Nearing, M. A. (1997). A single, continuous function for slope steepness influence on soilloss. Soil Science Society of America Journal 61 (3), 917-919.

Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin (FAO). (1980).Metodologa provisional para la evaluacin de la degradacin de los suelos. FAO-PNUMA-UNESCO. 86 p.

Wischmeier, W. H., and Smith, D. D. (1978). Predicting rainfall erosion losses, a Guideto Conservation Planning. Agriculture Handbook, N0. 537, US Department ofAgriculture, Washington D.C.