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TrascolaciónyescorrentíacorticalenlacuencaexperimentaldeSanSalvador,PirineoCentralespañol
ThroughfallandstemflowintheSanSalvadorcatchment,CentralSpanishPyrenees.
Serrano‐MuelaM.P.(1);Regues,D.(1);EstelaNadal‐Romero,E.(2)
(1) InstitutoPirenaicodeEcología(CSIC),CampusdeAulaDei,Apdo.202.50192,Zaragoza,Españ[email protected]
(2)Dep.EarthandEnvironmentalSciences,PhysicalandRegionalGeographyResearchGroup,K.U.Leuven.Celestij‐nenlaan200E,P.O.Box3001,Heverlee,Belgica.
Resumen
SehaestudiadolatrascolaciónylaescorrentíacorticalenunbosquedelPirineocentral.LacuencadeSanSalvador(0,92km2)selocalizaenelValledeAísa,dondelamasaforestalseencuentraenexpansión,de‐bidoalabandonodeactividadesagrícolasdesdemediadosdelsigloXX. Lacuencapresentaunadensacu‐biertavegetal(másdel90%) asociadaatresespeciesarbóreas(Pino,HayayQuejigo)yunadematorral(Buxussempervirens),enlasquesehanestudiadolosprocesosdetrascolaciónyescorrentíacortical.Losresultadosseñalanquelluviaque alcanzaelsuelodependede:eltipodecubiertaarbórea,elporcentajedecoberturadelsueloylascaracterísticasdelalluvia.SehaobservadomayorinterceptaciónbajoFagussylvatica quebajoQuercusgr.faginea o Pinussylvestris,sibienéstasúltimas muestranuncomportamientoestacional menoscontrastado,especialmenteelPinoporserunaespecieperennifolia.
Palabrasclave:trascolación,escorrentíacortical,Pinussylvestris,Fagussylvatica,Quercusgr.faginea, Pi‐rineoCentral.
Abstract
Throughfallandstemflowhavebeenstudiedinaforest‐coveredcatchmentintheCentralSpanishPyrenees.TheSanSalvadorcatchment(0,92km2)islocatedintheAísaValley,inwhichtrendsinplantcoverevolu‐tionshowanincreaseofthepresenceofopenanddenseforests,aftertheabandonmentofagriculturalactivitiessincethemiddleofthe20thCentury.SanSalvadorcatchmentshowsadenseforestinallarea
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CuaternarioyGeomorfologíaISSN:0214‐174
www.rediris.es/CuaternarioyGeomorfologia/
DerechosdereproducciónbajolicenciaCreajveCommons3.0.Sepermitesuinclusiónenrepositoriossinánimodelucro.
(morethan90%).Pinussylvestris,Fagussylvatica andQuercusgr.faginea,forestpatchesalternateinthecatchmentaccordingtoaltitudeandshapeoftheslopes(concave,convex).Threeopenplotshavebeense‐lectedintheSanSalvadorcatchment,correspondingtothethreetypesofforestcover.Theresults(April2006‐April2008)hasdemonstratedthatthepercentagesofthroughfallareassociatedwithtypeofforestcover,duetodifferencesinthemorphologyoftheleavesandthefoliagedensity.Thus,thespeciesthatcausesamajorinterceptionisFagussylvatica,whileQuercusgr.faginea andPinussylvestris hasshownasimilarenoughseasonal behaviour,thelastonemorehomogenousduetotheinvariablecoverage.
Keywords:interception,throughfall,stemflow,Pinussylvestris,Fagussylvatica,Quercusgr.faginea,Cen‐tralPyrenees.
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1.Introducción
DesdequeHorton(1919)publicarasutrabajosobre la interceptaciónde la lluviapor losbosques,hahabidounimportantenúmerodeestudiosquedemuestranquelaintercep‐taciónes unodelosprocesosmásimportan‐tesdelciclohidrológico(Zinke,1967;Calder,1979;BoschyHewlett,1982;WhiteheadyRobinson,1993;WhelanyAnderson,1996).Entodosellos,sehadestacadoelpapeldelacubiertaforestalenelciclohidrológico yaqueinfluyedemaneradecisivaenlacantidaddeaguaquealcanzaelsuelo.
Algunosautores(BellotyEscarré,1991)hanconsideradolacubiertavegetalcomounfiltroporosohechodehojas y ramasque actúacomounembudo,yaquecanalizaelaguadelacubiertayladepositaenelsuelo,bajolosárbolesoalrededordelostroncosdelosár‐boles.Esporelloque,enfuncióndeltipodeespecieydelaestructuradecadauna,habrádiferentesfiltros,oloqueeslomismo,segúneltipodeárbol,lainterceptaciónesdeunamaneraodeotra(Andersonetal.,1976;Los‐haliySingh,1992;Dietzetal.,2006).Comoresultadode la interceptación, se produceunaredistribucióndelaprecipitación(Keimetal.,2005),queafectaadiferentesniveles,comolavariabilidadespacialdelaspropie‐dadesfísicasyquímicasdelossuelosfores‐tales(GesperyHolowaychuck,1970y1971;Durocher,1990),olahumedadylaquímicadelsuelo(Herwitz,1988),oinclusoenlahi‐
drologíaaescalalocalodeunacuenca(Zirle‐wagen y VonWilpert, 2001; Llorens y Do‐mingo,2007)y,sobretodocuandosetratadeuna cuenca forestal (Sopper y Lull, 1967;Bruijnzeel,2001).
Numerosos trabajoshanpuestoderelievelagraninfluenciaqueejercelacubiertavegetalsobrelarespuestahidrológica,atravésdees‐tudiosenambientesafectadosporincendios,repoblacionesotalasmasivas(Hibbert,1967;LullyReinhart, 1967;BoschyHewlett,1982;Trimble etal.,1987;SahinyHall,1996;Sted‐nick,1996;Andréassian,2004;Brown etal.,2005).Entodosloscasossehapuestodema‐nifiestoquelareduccióndesuperficiefores‐tal, enfavordepastos, aumentalafrecuenciaylamagnituddelascrecidas,mientrasqueelaumentodelasuperficiedelbosquereducelaescorrentía (García‐Ruizetal.,2008).
Elabandonoylasubutilizacióndelasladeras,enextensaszonasdelamontañamediadelPirineocentral,hanimplicadocambiosmuyintensosenlacubiertavegetalyenelpaisajecomoconsecuenciadelprocesoderevegeta‐ción(Molinilloetal.,1997;Vicente‐Serranoetal.,2006).Lasanta(1988)señalóquetrescuartas partes de los campos cultivados aprincipiodelsigloXXdejarondetrabajarseapartirdelosaños40delmismosiglo,dismi‐nuyendo de forma drástica la presión hu‐manaytambiénlaganadera(García‐RuizyBalcells,1978).Comoresultadosehantrans‐formadoampliasáreasdecamposdecultivo
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ypastizalesquesehanconvertidoenundo‐miniogeneralizadodebosquesymatorralesdesucesión(GallartyLlorens,2003;Poyatosetal.,2003;Vicente‐Serranoetal.,2004).
Loscambiosde lacubiertavegetalpuedendesencadenarimportantescambioshidroló‐gicos(Gallartetal.,1997).Enestesentido,al‐gunos estudios han demostrado fuertesvariacionesdelarespuestahidrológicaaso‐ciadosalascaracterísticasydistribucióndelavegetación(perennifoliaycaducifolia),ein‐clusoalapresenciaoausenciadelfollajeenbosquescaducifolios(ReynoldyHenderson,1967;Capeetal.,1991; JonesyPost, 2004).Ensegundolugar,porqueprecisamenteenlosespaciosmediterráneoselaguahasidosiempreunlimitantefundamentalmenteporlamarcadaestacionalidaddesurégimencli‐mático(BellotyEscarré,1991;GallartyLlo‐rens,2003).
Sinembargo,lamayorpartedelostrabajossobreestatemáticahansidodesarrolladosenbosquesdeáreastempladasmásseptentrio‐nales,conlaparticulardiferenciadequelastasasdeevaporaciónsonmuchomásbajasqueenlosespaciosmediterráneos.Deestaforma,hansidovarioslostrabajosquesehandesarrolladoenlosúltimosañosenlaPenín‐sulaIbéricaendiversosambientesytiposdecubiertavegetal.Sirvancomoejemploloses‐tudios realizados en espacios adehesadosbajoencina–Quercusrotundifolia‐(MateosySchnabel,2001;Mateos,2003),enloscualesademásdeestudiarlainterceptaciónsetuvoencuentasuvariabilidadespacial;enbos‐quesdelSistemaCentral,conlaespecieQuer‐cuspyrenaica,dondesetuvieronencuentadistintos estadosdemadurezdelbosqueydensidad del mismo (Morán‐Tejeda et al.,2008); en la Sierra del Moncayo (Ibarra yEcheverría,2004),dondesecompararonsi‐multáneamente tres especies arbóreas(QuercusPyrenaica,Pinussylvestris yFagusSylvatica) alolargodeungradienteclimático,obajocondicionesdemontañamediacomoeláreadeestudiodeestetrabajo,enelPiri‐neoOriental,bajocubiertadePinussylvestris(Llorensetal.1997).
Porotrolado,existenimportantesimplica‐cionesgeomorfologíasasociadasalainter‐ceptación y están relacionados con eldestacadopapeldelacubiertaforestalenlaregulacióndelacapacidaderosivadelallu‐via. En este sentido, Wischmeier y Smith(1958)demostraronquelaenergíacinéticaeselfactormásimportantedeunatormenta,deahíquecuandolaprecipitaciónllegaalsuelo,yaseaenformadetrascolaciónodeesco‐rrentíacortical,granpartedesuenergíaci‐néticasehadisipado.Estotambiénproducealgunosefectosdecarácterhidrológico,aun‐quenohansidoobjetodeestudioenestetra‐bajo,puesserelacionanprincipalmenteconsuelosmásdesprotegidos.
El Instituto Pirenaico de Ecología investigadesdehacemásdeunadécada,atravésdeunconjuntodecuencasexperimentales, lasrelacionesentreusosdelsueloytipocubiertavegetalsobrelasrespuestashidrológicaydelsedimentoenelPirineoCentral(Begueríaetal.,2003;García‐Ruizetal.,2005y2008;Se‐rrano‐Muela, 2008a; Nadal‐Romero, 2008;Lana‐Renault,2007).LacuencadeSanSalva‐dorpresentamásdel90%desusuperficieconcubiertaforestal,ysemonitorizóentremediadosde2006ymediadosde2008paraelestudiodeprocesosdeinterceptación(Se‐rrano‐Muelaetal.,2008b).
Estetrabajopresentaelanálisisdelosproce‐sos departiciónde lluvia que afectan a lacuencadeSanSalvador.Losobjetivosprinci‐paleshansido:(1)cuantificarlaprecipitaciónincidentequellegaalsueloenformadetras‐colaciónyescorrentíacorticalbajotrestiposdecubiertavegetal(pino,hayayquejigo),di‐ferenciandoelcomportamientoentrelacu‐biertadeconíferas(perennifolias)yfrondosas(caducifoliasymarcescentes)yteniendoencuentaelcambiofenológicoestacionaldelasespeciesestudiadas;(2)valorarlaimportan‐ciadelapresenciadelacubiertadematorraldeboj (Buxussempervirens)enlacantidaddeagua que llega al suelo; (3) analizar la in‐fluenciadelascaracterísticasdelasprecipi‐tacionesenlosprocesosdelaparticióndelalluvia.
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2.Característicasdeláreadeestudio
LacuencaexperimentaldeSanSalvador(92ha)seencuentraenlamargenizquierdadelvalledeAísa (PirineoCentral) y constituyeunodelosbarrancostributariosdelríoEsta‐rrún,queesafluentedelríoAragón (Fig. 1).Porotrolado,estacuencasesitúaenunam‐bientedemontañamediayestáconstituidapor dos vertientes muy regularizadas conorientacionesmuymarcadashacianorteysur.Lacotamínimaestáa830mylamásaltaa1295mdealtitud.Lapendientemediaensolanaesdel 24%mientrasqueenumbríaes
del26%.Elsubstratoestáformadoporturbi‐ditasdelafaciesFlyschdeedadEocena,lacualsecaracterizaporunaalternanciadees‐tratos blandos, de textura limo‐arcillosa, yduros, de textura franco‐gravosa, con unacomposición dominadapormineralescarbo‐natadosy,enmenorporcentaje,silicatos.
Elclimadelazonadeestudiohasidoconside‐radodetransición,concaracterísticaspropiasde climahúmedoydeclimamediterráneoconciertocaráctercontinental(PuigdefábregasyCreus, 1976; Creus, 1983). La temperaturamediaanual(10°C),presentandounaimpor‐
Figura1.LocalizacióndelaCuencaexperimentaldeSanSalvadorenelcontextoespañolydispositivoinstrumental:parcelasparaelestudiodelaparticióndelluviayotroequipamientoinstalado.
Figure1.LocationofSanSalvadorexperimentalplotwithintheSpanishcontextandinstrumentaldevices:plotsforthestudyoftherainfallpartitionandotherequipmentsinstalled.
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tanteamplitudtérmicaentreveranoeinvierno(entre ‐15°Cy 35°C). Laprecipitaciónmediaanualesaproximadamentede1100mm,yserepartefundamentalmenteentreprimaverayotoño,mientraseninviernosuelendarsene‐vadasyenveranosonfrecuenteslastormentasconvectivas.Destacaduranteelveranounmar‐cadodéficithidrológico,quesedebemásalaevapotranspiraciónquealvolumendeprecipi‐taciones.
Lavegetaciónenlacuencadeestudioesre‐presentativadetodalafranjalatitudinalyal‐titudinaldelassierrasdelSectordelFlysch.ApesardelasintensastransformacionesquehasufridoelPirineoporlaactividadagrícolayganadera,algunossectores,comoeselcasodelacuencadeSanSalvador,hanpermane‐cidohastahoyconpocasperturbacionesyenbuenascondicionesdeconservación.
DebidoaladisposiciónorográficadelagranmayoríadelosbarrancosdelSectordelFlysch(NW‐SE)yconsecuentementealaorientacióndesusladeras(norteysur),ladistribucióndelavegetaciónpresentadiferenciasimportan‐tessegúnlavertiente.Enlaumbríalaespeciedominanteeselpinosilvestre(Pinussylves‐tris),queaparecemuymezcladaconbosque‐tesdehaya(Fagussylvatica)yotrasespeciesfrondosasenlaszonasmáscóncavasyhú‐medas.Enlasolana,elpinosilvestresemez‐cla con una de las especies máscaracterísticasyabundantesdeestaszonasdetransiciónclimática,elquejigo(Quercusgr.faginea)(Montserrat,1971).
Entodalacuencadestacalapresenciadeunsotobosque ymuydenso. Estáformadoma‐yoritariamenteporboj(Buxussempervirens),unade las especiesmás características deestaszonasdetransiciónclimática.Enumbríasudensidadesmayoryensolanaaparecejuntoaotrasespeciesespinosasmediterrá‐neasdeportebajo,comolaaliaga(Genistascorpius)oelenebro(Juniperuscommunis).Lossuelosdeláreadeestudiosondetipofo‐restal,porloqueestánmuydesarrolladosyestructurados.Generalmentesonmáspro‐
fundosenumbríaqueensolana,dondepre‐sentanmayorheterogeneidad.Deestama‐nera, el tipo de suelo más frecuente enumbría es el Phaeozem o el Kastanozem,mientrasqueensolana,ademásdeesteúl‐timotipo,seencuentranCambisolesoRego‐soles.
3.Metodología
3.1. Precipitación,trascolaciónyescorrentíacortical
En2006lacuencadeSanSalvadorfueequi‐padacontresparcelasparaelcontroldelainterceptación,bajocadaunadelascubier‐tasarbóreaspredominantes(Pinus,Fagus yQuercus).Lasparcelasbajopinoyhayaseen‐cuentranenexposiciónumbríaylaparcelabajoquejigoenlavertientesolana.
Para poder estudiar el efecto delmatorral(Buxussempervirens)enelprocesodelain‐terceptación,laparcelabajocubiertadehayasedividióendossectores.Enelprimeroseestudiólainterceptaciónsolamentebajocu‐biertadehaya,paraelloseeliminólacubiertadematorralenunapartedelaparcela,mien‐trasenelsegundosectorsepudoanalizarlainterceptacióncausadaporlascubiertasar‐bóreayarbustiva.Ambosestudiosselleva‐ron a cabo de forma simultánea, lo quepermitióestablecercomparacionessobreelefectodelacubiertadematorralenelpro‐cesodeinterceptación.
Deestamanera,laparceladehaya(15m2)estámonitorizadamediante10pluviómetrostotalizadoresbajocubiertaarbóreay14bajocubiertaarbóreayarbustiva; laparceladepino(16m2)estáequipadacon24pluvióme‐tros totalizadores y la de quejigo (16 m2)cuentacon25(Fig.2).Lospluviómetrostota‐lizadoressedisponenenformademallare‐gular, estando cada pluviómetro a unadistanciade1metrodelcontiguo.Asimismo,cadaparceladisponedeunpluviómetroau‐tomáticoqueproporcionaunregistrodeta‐
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lladodecadaeventodelluviadentrodebos‐que.Porotrolado,encadaunadelasparce‐lasseinstalarontresanillos‐colectorespararecogerlaescorrentíacortical.Lascaracterís‐ticasdecadaparcela(situación,densidadar‐bórea, DBH (Diameter at breast height),
altura, área basal y porcentaje de cubri‐miento)sedetallanenlaTabla1.
Además,lacuencacuentacontrespluvióme‐trosautomáticosubicadosadistintasaltitu‐des (830,1080,1295m)quequedanfuerade
Figura2.Diseñodelastresparcelasexperimentales.Figure2.Designofthethreeexperimentalplots.
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todacubiertaarbóreaparaelregistrodelaprecipitaciónreal,unoenlapartemásbajaymás cerca de las dos parcelas de umbría(PinusyFagus),unsegundopluviómetroenlapartemedia,cercadelaparceladesolana(Quercus)yunterceroenladivisoria.
Elefectodeladisposiciónespacialdelosco‐lectoresparalamedicióndelainterceptaciónes algo que todavía no estámuy definido(Neal etal.,1990).Enlaliteraturacientíficase encuentran estrategias diversas sobreestostrabajosexperimentales:mallasrectan‐gulares,mallas radiales, a lo largo de unalíneavariableoposicionesalazarcambian‐tes.Carlyle‐Moses etal.,(2004)recomiendanundiseñodemuestreoaleatorioalnohaberencontradouncomponentesistémicoenlavariabilidaddelaprecipitación.Sinembargo,paraestudiosllevadosacaboduranteunpe‐riodolargo,comoelqueaquísepresenta,serecomiendamantenerloscolectoresenposi‐cionesfijas(Davie,2002).
Elanálisisdelosdatosadquiridosenlasdis‐tintascubiertasarbóreassehanestudiadodelasiguientemanera:1)elhaya,comoespeciefrondosacaducifoliasehaestudiadoendosperiodos,unocorrespondientealperiodove‐getativoenelquetienenhojas(tambiénlla‐mado verano en este trabajo) y otro
correspondientealperiodovegetativoenelquesehandesprendidodehojas(tambiénllamadoinvierno);2)elquejigo,apesardeserespeciearbóreamarcescente(loquesig‐nificaque,trashaberfinalizadoelperiodove‐getativo,lashojaspuedenpermanecenenelárboldurantetodalaestaciónfríahastaprác‐ticamentelasalidadelasnuevashojasenlasiguiente primavera) se ha tratado de lamisma forma que el haya, dividiendo loseventoseninviernoyverano.Paradiferenciarestosdosperiodossehaseguidouncriterioestrictamente fenológico. La etapa “conhojas”secorrespondeconelperiododuranteelcuallosárbolestienenhojasyestánvivas,mientrasqueelperiodo“sinhojas” sehacon‐siderado cuando las hayas especialmente–pues los quejigos pueden conservar sushojashastalasalidadelasnuevas– tiransushojas.Elperiodoconhojasesmáslargo,nor‐malmentedesdefinalesdemarzohastaoc‐tubre,siendovariablessuslímites,debidoalasvariacionesanuales.Finalmente,3)elpinosehatratadocomoespecieperennifoliaquees,esdecir,paraelcálculodelosporcentajesdetrascolaciónyescorrentíacorticalnosehahechodistinciónentredistintosperiodosdelañocomosísehahechoconlasotrasespe‐cies sinoque sehaestudiadoel añocom‐pleto.Sibien,enlafigura3 sehanseparadoestos eventos por estaciones para podercompararlasdiferenciasdecomportamientoenlasdistintascubiertas.
Enestetrabajosehanincluidoloseventosdelluviadelmuestreorealizadoentreabrilde2006yabrilde2008.Bajocubiertadehayasehanestudiado57eventos,distinguiéndose12eninviernoy45enverano.Bajopinosehananalizado51,ybajocubiertadequejigo46,13eninviernoy32 enverano.
Seentiendeporregistrodeprecipitacióneltotaldelalluviacaídadesdeel iniciodelamismahastaelmomentoenelquesepro‐ducelarecogidadelvolumentotal.Unepiso‐diodelluviaesaquellalluviamásomenoscontínuaenel tiempoy separadade la si‐guienteporunperiodoseco.Enrelaciónala
Tabla1.Característicasdelasparcelasexperimentales.Table1.Characteristicsoftheexperimentalplots.
Pino Haya Quejigo
Áreadelaparcela(m2) 25 24 25Aljtud(m) 892 895 1040Orientación N N SDensidad(Piesha‐1) 1900 3500 2500DBHmedio(cm) 22,72 12,67 11,85Alturamediadelosárboles(m) 15‐18 14‐17 7‐8Áreabasal(m2) 0,45 0,15 0,12Gradodecoberturaverano(%) 54,13* 94,37 73,11Gradodecoberturainvierno(%) 54,13* 48,64 20,11
*coberturaconstantealolargodelaño.
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duracióndeltiempodeestosperiodossecosque separanperiodosde lluvia,existeunalargadiscusiónsobrecuantoeseltiempoquedebetranscurrirparaqueseanconsideradosdosdistintos.Nohayningúncriterioestándaralrespecto,puesdependeengranmedidadel clima y de los procesos naturales queafectanalasprecipi‐tacionesperosialgunosautoreshanfijadoestetiempoen1hora(La‐tron,2003),4horas(RodrigoyÁvila,2001)olas12deBelmonteyRomero,(1999).Enestetrabajo se han considerado adecuadas 12horasdesdeunalluviaalasiguiente.Porotrolado,laescorrentíacorticalempezóamedirseenjuliode2006.SeseleccionaronárbolesconmedidasdeDBHdiversasbus‐candounarepresentacióndevariosgrosoresde árbol, para analizar si este parámetroguardarelacióncon laescorrentíacortical.Losdiámetrosdelostroncosdelosárbolesconsideradossonde22,19y16centímetrosenelcasodelpino,21,18 y12ycentímetrosenelhaya,y21,18y12centímetrosenelquejigo.Enlaparceladepinoserecogieron12eventos,enladehaya28,yenlaparceladequejigomientrasestuvieronenfunciona‐mientonoseregistróningúnvolumendees‐correntía cortical, por lo que fueronconsideradoscomovalorcero.
3.2.Fraccióndecubiertadelsuelo
Elporcentajedecoberturadelsueloencadaparcelaseobtuvoapartirdelaestimacióndelcubrimientosobrecadapluviómetro.Asi‐mismo, se tuvieronen cuenta las distintascondicionesasociadasaloscambiosestacio‐nales(veranoeinviernoprincipalmente).LasfotografíasfuerontomadasconunacámaradigitalNikonCoolPix4500yunobjetivoojodepezAFDXdeNikon10.5mmf/2.8GED.
Paraeltratamientodelasfotografíashemis‐féricasobtenidasseutilizóelsoftwareGLA(Gap Light Analyzer, www.rem.sfu.ca/fo‐restry/downloads/gap_light_analyzer.htm,Frazeretal.,1997y1999).Eltratamientodelaimagenconsistióen:a)laestimacióndela
regióndelaimagenaconsiderar,queenestetrabajofueunacircunferenciaequivalentealángulocenitalde6,66°.Entrabajosprece‐dentesWagner(1998)asumeunvalorde7,3°yLlorensyGallart(2000)unvalorde7,5°;yb)ladeterminacióndelafraccióndelacober‐turadelacubiertaencadaimagen,teniendoespecialcuidadoenlatrasformacióndelosvaloresdelaimagenenescaladegrises(Ols‐sonetal.,1982)asignándolevaloresde0,aaquellosnivelesdegrisquecorrespondiesenconcieloabierto,yvaloresde1,aaquellosnivelesdegrisquecorrespondiesenconpí‐xeles cubiertos totalmente por vegetación(hojas,ramasytroncos).Enestesentido,estemétodoasumequeelvalordegris,entrelosvalores0y1esunamedidadelaproporciónde brillo (Wagner, 1998). Además se com‐pensóelexcesodeluzdealgunaszonasdelashojasoeltronco,sobretodoenelcasodelashayas,cuyocoloresblanco.Paraestonose aplicaron las fórmulas propuestas porWagner(1998)sinoqueserealizaronlosre‐toquesmanualmenteconAdobePhotoShop,porque se consideró que era el procedi‐mientomásadecuadoparalacorreccióndelasimágenes.
3.3. Tratamientodelosdatos
Unodelosinconvenientesmáshabitualesenestetipodeestudiosesdiferenciarlospor‐centajesdeprecipitacióntrascoladatrasva‐rioseventosencadenados,enestecasosehanutilizadolosregistrosdelospluviómetrosautomáticosquehayencadaunadelaspar‐celas,quehanpermitidodiscriminarlospor‐centajes de trascolación asociados a cadaeventoycalcularunoscoeficientespondera‐dosquepermitieronestimarlosvolúmenesaproximadostrascoladosencadapuntoderegistro.
Lainformaciónresultantesehatratadoesta‐dísticamenteconelprogramaSPSSylosgrá‐ficos se han realizado con Sigmaplot. Sellevaronacaboanálisisdecorrelaciónentredosvariables,yserealizóunanálisisdelava‐rianza.
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Porotrolado,nosehapodidoregistrarunnúmerosignificativodeeventos(entre40y50aproximadamente)porcausasdiversas:eldesbordamientodelacapacidaddelosplu‐viómetrostotalizadores,lacongelaciónyro‐turadelosrecipientesdurantelosmesesmásfríos,y,especialmente,ladificultadparaac‐cederalasparcelasdemuestreotraseven‐
tosdegranmagnitud.Asimismo,durantelosperiodosdetransiciónentrelaestaciónconhojasyladesinhojasnosehanconsideradoválidosloseventosdebidoaquelacoberturavegetalescambiante,esperándoseaquelosárbolesdehojacaducaestuvierantotalmentedesprovistosdehojaseninviernoyalcontra‐rioenprimavera.
Figura3.Trascolaciónyescorrentíacorticalencadaunadelascubiertasestudiadas.Figure3.Throughfallandstemflowineachforestcoverstudiedinthiswork.
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4.Resultados
Elanálisisdelosresultadossehainiciadoconunestudiodelavariabilidaddelatrascola‐ciónenrelaciónalacubiertaarbórea,paraobtenerunaideageneraldeladinámicadelprocesoencadaunadelascondicionesdelestudio.
4.1. Precipitacióntotal,trascolaciónyesco‐rrentíacortical
Duranteelperiododeestudiosehanregis‐tradocantidadesdeprecipitaciónqueesta‐dísticamente se consideran de recurrenciaanualenestazonadelPirineoCentral(Nadal‐Romero,2008).Laprecipitaciónmáximare‐gistradaenuneventohasidode48,8mm,ylamínimaquehageneradotrascolaciónhasidode1,4mm.Eleventodemayorduraciónha sido de 22 horas,mientras que elmáscortoapenashaduradomediahora.
Enlafigura 3semuestralarelacióndelatras‐colacióny laescorrentíacorticalparacadaunodeloseventosconsideradosybajocadacubierta.
4.1.1.Trascolaciónyescorrentíacorticalenlaparceladepino
Latrascolacióntotalacumuladabajopinodu‐ranteañoslosdosañosdemuestreohasido522,54 mm,un75%deltotaldelaprecipita‐cióntotalregistradaen51eventos.Elrangodevaloresdetrascolaciónaescaladeeventooscilaentre27,81%yel91,93%.Enestacu‐bierta,eleventoquetrascolómenorcantidaddeaguacorrespondeal16dejuliode2006,con un 28%, siendo la precipitación delevento1,80mm.Porotrolado,eleventoqueregistrólosvaloresmásaltosdeaguatrasco‐ladacorrespondeal27deabrilde2007,conun96%de15,4mmdeprecipitación.
Encuantoalaescorrentíacortical,lamediadelos12eventosestudiadoses0,23mm,el
valormínimoregistradoenunsoloeventoesprácticamentedespreciable(0,006mm),yelmáximoapenassupera1mm.Envaloresre‐lativos,laescorrentíacorticalsolamentesu‐poneun1,98%deltotaldelaprecipitaciónregistradaenesoseventos.
4.1.2.Trascolaciónyescorrentíacorticalenlaparceladehaya
• Periodoconhojas.Durantelosmesesdeprimaverayveranoseprodujouna trascolaciónmediade449,47mmenlospluviómetrossituadosenelsectordelaparceladehayasinmatorral,loquesu‐poneun74,24% deltotaldelaprecipitaciónregistradaen45eventos.Porotrolado,enelsectordecubiertadehayaconmatorraldu‐ranteelmismoperiodo,lacantidaddeaguatrascoladahasidode398,53mm,loquesu‐poneun65,75%deltotal.
Porreglageneral,losporcentajesmáseleva‐dosdeaguainterceptadasehanproducidoenlosmesesdeverano,generalmenteentrejunioyseptiembre.Enambossectores(sólohayayhayaconmatorral)eleventoquetras‐colómenorcantidaddeaguacorrespondeal16dejuliode2006,conunaprecipitaciónde1,80mmsóloserecogióentreel23yel29%–losporcentajesmásbajossiemprecorres‐pondieronapuntosbajocubiertademato‐rral– loquesignificaquemásdel75%delalluvia no alcanzó el suelo. Al contrario, eleventoquemáscantidaddeaguatrascolóco‐rrespondeal13deseptiembrede2006.Setratadeuneventovoluminoso(18,80mm)enelquelamayorparte(entreel94yel97%,elvalormenorcorrespondeapuntosbajoma‐torral)de laprecipitaciónalcanzóelsuelo.Esteeventoseprodujotrasunasecuenciadevariosdíasseguidosdelluvias.
Laescorrentíacorticalmediaregistradaenelperiodo en el que las hayas conservan lashojashasidode1,13mm.Elvalormínimore‐gistradoesinsignificante(0,019mm)comotambiénocurríaenlaparceladepino,mien‐
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trasqueelmáximo,conunvalormuysupe‐rior,nollegaalos5mm.Envaloresrelativoslaescorrentíacorticalmediadeestoseven‐tosestacercadel8%delaprecipitacióntotal.
• Periodosinhojas.Durante los meses de invierno de los dosañosdemuestreo,elvolumendeprecipita‐cióntrascoladarecogidoenlaparceladehayahasidode94,37mm,un80,26%delapreci‐pitacióntotalacumuladaenlos12eventosdelperiodo.Enlaparceladehayaconmato‐rral la cantidad de agua trascolada es de83,55mm,yrepresentaun70,53%deltotalde la precipitación. El eventoque trascolómenorcantidadcorrespondeal4dediciem‐brede2007(4,6mm),conunvalorentreel31%bajohayaymatorralyel43,73%bajohaya.Porotrolado,eleventoconunvalormayordetrascolacióncorrespondeal22deenerode2007(13,40mm),conun87%bajohayaconmatorralyun97%enelsectorsinmatorral,estoponedemanifiestoqueesenlaestacióninvernalcuandolatrascolaciónal‐canzavaloresmáselevados.
Laescorrentíacorticalmediaregistradaenesteperiodohasidode3,08mm.Aunque
estevalorsehaestimadoapartirdetansólo4eventos,almenossehapodidoobtenerunaaproximacióncuantitativadeestepro‐ceso.Elvalormínimoregistraalgomenosde1mm(0,60mm)yelrestodeeventossuperaestevalorsinsobrepasarlos2mm.Envaloresrelativos, la escorrentía cortical de estoseventosalcanzaunvalormásalto,superioral10%,sisecomparaconelveranooconotrostiposdecubierta.Enestesentido,podríasu‐ponersequelaausenciadecubiertafoliarfa‐voreceunamayorescorrentíacortical,algoque parece bastante lógico en árboles detroncogrueso,ramasrobustasypocarugosi‐dad.Esevidentequeelnúmerodeeventosconsiderado esmuy escaso, pero el incre‐mentodevolumenes importantecon res‐pectoaloseventosregistradosenelveranoenlamismaparcelay, ladiferenciaesaúnmayorencomparaciónconlaobservadaenlaparcelabajopinoyparalasmismaslluvias.Portanto,sepuedeconsiderarqueeldrenajecorticaldelhayaesmuchomáseficientequeeldelpinoy,enconsecuencia,esunprocesoquedebeserconsideradoenestudiosaso‐ciados a la interceptación en bosques dehaya,especialmentedurantelosperíodossinhoja.
Figura4.Tendenciadelcoeficientedevariacióndelatrascolaciónenrelaciónconelincrementodelaprecipitación.Figure4.Throughfallvariationtrendsinrelationtoincreasingrainfall.
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4.1.3.Trascolaciónyescorrentíacorticalenlaparceladequejigo
• Periodoconhojas.Bajocubiertadequejigoydurantelosmesescorrespondientesalveranoseharegistradounaprecipitacióntrascoladade408,74mm,loquesuponeun76,86%delaprecipitacióntotalacumuladaen32eventos.Elrangodevaloreshaosciladoentreun32%,correspon‐dienteaunaprecipitaciónde2,2mm,yelvalormáximoun93%,uneventode9,8mm.
• PeriodosinhojasDurantelosmesesdeinviernolatrascolaciónacumuladaentodosloseventos(13)hasidode109,38mm,querepresentaun79,02%deltotaldelaprecipitaciónacumulada.Elrangodevaloresoscilaentre10,56%parauneventode4,6mmyel88,80% paraunaprecipitaciónde14,80.
Enambosperiodosymientraslosdispositi‐vosparaelcontroldelaescorrentíacorticalhanestadoactivos,noseharegistradonin‐gúnvolumen,porloqueselehaasignandounvalorceroaesoseventos.
4.2.Variabilidaddelatrascolación
Enlafigura4semuestralatendenciadelco‐eficientedevariacióndelatrascolaciónenre‐laciónconelvolumentotaldeprecipitación.Deformageneral,enprecipitacionesdevo‐lúmenespequeñossemuestraunavariacióndelatrascolaciónimportante,mientrasqueloseventosdemayormagnitudsonlosquemuestranlasdiferenciasmáspequeñas.Sinembargo, se observan algunas diferenciasentrelastresparcelasque,enelcasodees‐peciescaducifolias,podríarelacionarseconloscambiosestacionalesdeladensidaddelacubiertafoliar.
Laparcelaconcubiertadepino(perennifolia)es la que muestra una relación más claraentreelincrementodelaprecipitaciónyeldescensodelcoeficientedevariación,conva‐loresquepuedenoscilarentre0,07y0,35
cuando lacantidaddeprecipitaciónnosu‐peralas5mmyquesesitúanentre0,08y0,17cuandolasprecipitacionessuperanlos20mm.
Paraanalizarestasrelacionesconlasespeciescaducifolias(hayayquejigo)sehandiferen‐ciadolosperiodosconmayorymenordensi‐dad foliar (verano e invierno respecti‐vamente). En ambos casos, durante el pe‐riodoconhojasesdóndeseobservaquelavariaciónesmayor.
Así,laparcelabajoquejigomuestralamayorestabilidadestacionaldeloscoeficientesdevariación,inclusoparalasprecipitacionesdemenorvolumen.Enestecaso,loscoeficien‐tesmáselevadossiempreestánpordebajode0,3enveranoyde0,22eninvierno,mien‐traslosvaloresmásbajosgeneralmentesesi‐túanalrededorde0,1.
Lamayorheterogeneidadseobservaen laparcela de haya, donde hay que tener encuenta que la presencia de matorralincrementalacomplejidaddelproceso.Así,la trascolación en los puntos afectadosúnicamente por cubierta arbórea muestraunavariaciónmayora laobservadaen lasotrasdosparcelas,tantoenveranocomoeninvierno,aunqueestasdiferenciasparecenincrementarseduranteelverano,convaloresdel coeficiente de variación que puedenoscilarentre0,1y0,58(paraprecipitacionespordebajode20mm)oentre0,22y0,45(paraprecipitacionesdemásde20mm).Sinembargo,duranteelinviernolavariaciónsereduceconsiderablementecomomuestrancoeficientesdevariación(0,07‐0,28)similaresalosregistradosenlaparcelabajoquejigo.Por otro lado, se observan diferenciassignificativas cuando el suelo presentatambiéncubiertadematorral.Enestoscasosdestacaunamayorhomogeneidadentreloscoeficientes de variación registrados enverano (0,22‐0,41) e invierno (0,21‐0,49),aunque la relación inversa de dichoscoeficientes con respecto al volumen deprecipitaciónesmásevidenteen invierno,
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Figura5.Relacióndelporcentajedecubrimientoylatrascolaciónencadaunadelascubiertasestudiadas.Figure5.Relationshipbetweencoverpercentageandthroughfallineachforestcovertypestudiedinthiswork.
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conunareducciónsignificativadelosvaloresmáximos de dicho coeficiente cuando elvolumendeprecipitaciónsuperalos10mm.Estoparecelógico,sisetieneencuentaquela densidad foliar de estos arbustos nopresentaapenasvariacionesestacionalesy,porconsiguiente,lasdiferenciasestacionalesde la trascolación está asociadas a loscambiosdelacubiertaarbórea.
4.3.Relaciónentre la cubiertavegetal y latrascolación
Enlafigura 5 sehamuestralarelaciónentrelacoberturadevegetaciónmedia sobrecadapluviómetro (considerado como un valorconstante)yelporcentajedeprecipitaciónmediatrascoladaenelconjuntodeeventosconsideradoen losmismospuntos.Enesegráfico(Fig.5) sedistingue segúneltipodecubierta,aligualqueenlosanálisisanterio‐res.
Conrespectoalacubiertadepino,loprimeroadestacareslaimportantevariabilidaddelacubiertavegetal.Así, haypuntosdelareddelaparcelacuyoporcentajedecoberturaúni‐camentealcanzaunvalordel20%mientrasenotrosesprácticamentetotal.Lacorrela‐ciónentreambasvariablesessignificativaeinversa (r=‐0,606**) yesnolinealyaquepa‐recequehastaquenosealcanzael50%decoberturanohayunavariaciónclara.
Enlaparceladehayaseobservaunanotablediferenciaenelcomportamientodelatras‐colaciónentreelperiodoconhojasysinellas.Duranteelperiodoconhojas,enprimerlugardestacalagranhomogeneidaddelacubierta,la mayoría de los casos indican un cubri‐miento demás del 90%, exceptuando dospuntosenlosquerondael75%,indistinta‐mentesisetratadeunpuntoconcubiertaar‐bustivaosinella.Sinembargo, losvaloresmásbajosdetrascolaciónestánasociadosapuntosbajocubiertadematorralentodosloscasos. Enestesentido,juegaunpapelimpor‐tantelapropiaorganizaciónestructuraldelárbol,yesque lashayas formanunentra‐madocontinuoquedistribuyelashojasalolargodeplanosparalelos(GómezManzane‐que,2001;André etal.,2008).En losmo‐mentosen losquehayhojas,cadaunodeestosplanosparticipanenlacoberturatotaldelsuelo,siendoaquíelestratodematorralunplanomásquenoparticipaenexclusivaalahoradecubrirelsuelo. Así,lascorrelaciónentreelporcentajedecoberturaylatrasco‐lacióndemuestraquelapresenciademato‐rral es determinante, lo cual se pone demanifiestoapartirobservarloscoeficientesdecorrelación,significativo(r=‐0,613*)bajocubiertadematorralysinsignificaciónesta‐dística(r=0,384)bajocubiertaarbóreaexclu‐sivamente. Enelperiodoconhojasesademáscuandolosvaloresdetrascolaciónsemues‐tranmásvariablesentreunospuntosyotros,apesardequelascoberturasseansimilares,
Tabla2.Porcentajedecubrimientodelasdistintasparcelasenlosdistintosperiodosdelañoyelvalordetrascola‐cióncorrespondiente.
Table2.Forestcoverpercentageoftheexperimentalplotsalongdifferentperiodsoftheyearandcorrespondingthroughfallvalue.
Verano Invierno
Pino Haya Hayaconmatorral Quejigo Haya Hayaconmatorral Quejigo
Cubrimiento(%) 54,22 94,37 82,94 73,12 48,64 68,16 20,70Desviaciónestándar 21,14 6,78 6,20 19,35 15,49 23,28 14,35Coeficientevariación 0,39 0,07 0,07 0,26 0,32 0,34 0,68Trascolación(%) 75 74,24 65,75 76,86 80,26 70,53 79,02
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estoesespecialmenteevidenteenausenciadecubiertadematorral.Otroaspectoquesedebedestacar son los procesos de coales‐cencia,hechoqueseobservaendetermina‐dospuntosque,durantetodoelperiododemuestreo,hanregistradomásdel100%delalluvia total, especialmente sucede con cu‐biertadematorral.
Enelperiodosinhojas,lavariabilidadespa‐cialdelporcentajedecubrimientoobservadoesmuchomásalta,delamismaformaqueseveíaen lacubiertadepino,existenpuntosdondeelporcentajedecoberturaesinferioral20%yotrosenlosquelacoberturasuperael90%.Enestaparcela ladiferenciaentretenercubiertadematorralañadidaonotam‐biénesevidente:en lamayorpartede lospuntosdondesólohayhaya,losporcentajesdecoberturasoninferioresqueenlospuntosdondehayhayaymatorral.Generalmenteesenlospuntosdondenohaypresenciadema‐torral donde se acumulamás cantidad deaguatrascolada(verTabla2).
Finalmente,enlaparceladequejigoseapre‐cianimportantesdiferenciasestacionalesenelcubrimiento,aunquesonmenosacentua‐dasqueenlaparceladehaya(Tabla2).Enelperiodoconhojas,sinembargo,latendenciaesevidente,conformeaumentaelporcentajedecoberturaseobservacómolacantidaddeprecipitación acumulada es menor (r=‐0,644**).Enestaparcelayenestemomentodelaño,lavariabilidadenlacoberturatam‐biénesalta,conuncomportamientomuchomásparecidoalobservadobajocubiertadepino.
Enelperiodoinvernal,aunquesíexistevaria‐bilidad,noestangrandecomoenelcasodelhaya.Lamayorpartedelospuntospresentanvaloresbajosdecobertura,el rangooscilaentreel10yel50%,habiendoalgunospun‐tosconvalorespróximosal0%.Apesardequeelquejigoesunaespeciequesueleman‐tener las hojas hasta el nacimiento de lasnuevas,elvientoesunodelosfactoresqueprovocasucaída.Lavariabilidaddelatrasco‐
laciónesimportante,y,comoseapreciaenlafigura,nohayunatendenciadefinidaconres‐pectoalporcentajedecobertura(r=0,138).
4.4.Relaciónentreeltipodelluviaylatras‐colación
Comosehaobservadoenlafigura 3,lapre‐cipitaciónytrascolaciónmuestranunarela‐ciónqueseajustamejoraunafuncióndetipo logarítmico o exponencial que a unarecta,poniéndosedemanifiesto la impor‐tancia de lamagnitud de la precipitación.Paradeterminarsiesasí,seharealizadounaclasificaciónentre todos loseventos,dife‐renciandocuatrogruposenfuncióndelvo‐lumen de la precipitación: precipitacionesmenoresde5mm,precipitacionesentre5y10mm,precipitacionesentre10y20mmyprecipitacionesdemásde20mm.Enlatabla3 semuestran,paracadaunodelosgruposanteriores,losvaloresmediosdeprecipita‐cióntotal,%detrascolación,índiceI/P(querelacionalainterceptaciónconlaprecipita‐cióndeunevento),intensidadyduracióndelalluvia.
MedianteunanálisisANOVA,quehademos‐tradoqueúnicamenteexistensimilitudesenlaintensidaddeprecipitación(0,356),mien‐traslasdemásvariableshanreveladoseres‐tadísticamente distintas con un nivel deconfianzade0,05. Debidoalescasonúmerodeeventosregistradoeninviernosehades‐cartadoconsiderarlaestacionalidad,porellolosresultadosdeesteanálisissonanuales.
Cuandolasprecipitacionessoninferioresa5mmseobservaquelosvaloresporcentualesdelatrascolaciónsonbajos,entornoal50%.Porreglageneral,ytalycomosehaobser‐vadocomparandotodaslascubiertas,eselhaya y matorral juntos los que trascolanmenorcantidaddeagua,conunvalorpro‐mediodehastaun10%menos.Elrestodecu‐biertaspresentanvaloressimilaresentornoa58%.LosvaloresmediosdelíndiceI/Poscilanentre0,40y0,52.Losvaloresmediosdein‐
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tensidaddelalluviaparaestetipodepreci‐pitacionessonbajos,(2,16mmh‐1),yademássuelenserdepocaduracióneneltiempo,nollegando a 3 horas por evento como valormedio.Estoseventosseproducenconcondi‐cionesatmosféricasconvaloresdehumedadrelativa previa al evento en torno al 85%.Ademásenlosdíasprecedentesnoproducenlluviasocuando lashay,éstassondemuypocaentidad(menosde5mm).
Cuandolasprecipitacionessondeentre5y10mm, losvaloresmediosdetrascolaciónsonmayores,oscilanentreel73%yel80%.Delamismaformaqueocurreenelcasoan‐terior,cuandohaypresenciadematorrallatrascolaciónesmenorquecuandosólohaycubiertaarbórea.LosvaloresdeI/Psonmásbajosqueenelgrupoanterior,yoscilanentre0,19y0,27.Losvaloresmediodeintensidadestánentornoa4mmh‐1,unvalor ligera‐mentesuperioraldelgrupoanterior,yladu‐ración es también ligeramentemayor, casitreshorasymedia.Estetipodeeventoseselmásfrecuentealolargodelaño,ysepuedeproducirtantoen“situacionesfrontales”convariaslluviasconsecutivas,cuyosvaloresdehumedad relativa son altos (alrededor del94%),comoentormentasaislada,convalo‐resdehumedadrelativabastanteinferiores(entornoal70%omenos)siendolosvaloresdetrascolaciónmenoresenestascondicio‐nes.
Lasprecipitacionesconvolúmenesentre10y20mmpresentanintensidadesdeprecipi‐tación similares al grupo anterior (5 y 10mm).Laprincipaldiferenciaesqueloseven‐tosdeestegrupotieneunamayorduracióneneltiempo(alrededorde6horas).Losva‐loresdetrascolaciónydeI/Psonsimilaresenlosdoscasosdecubiertadehayaalgrupoan‐terior,73%bajohayaymatorraly80%bajohaya.Encubiertasdepinoyquejigolatras‐colaciónes ligeramentesuperiorqueenelgrupoanterioryloscoeficientesI/Psonalgoinferiores.Estetipodeeventos,comotam‐biénocurríaenelcasoanterior,vienenaso‐ciadosgeneralmentealpasodefrentescon
unaduracióndevariosdías,enestoscasoslahumedadrelativaasociadaaleventoesalta(88%).Aquelloseventosquenovanligadosafrentes,sinoqueseproducendeformaais‐lada,quepresentancaracterísticasde tipotormentoso,estángeneralmenteasociadosavaloresdehumedadrelativamuybajos,pró‐ximosal50o60%.Estoscasosmuestranva‐lores de trascolación más altos del valormedio,yseasocianaeventosconintensidaddelalluviamuyaltas, quesoncaracterísticasdetormentaconvectiva.
Finalmente,elgrupoconlasprecipitacionesmás voluminosas, presenta los valores detrascolaciónmás altos en las cubiertas depinoyquejigo,convaloresentreel83yel85%.Sinembargo,bajohayalatrascolaciónesinferior,79%,ybajohayaymatorralaúnloes más (68%). Las precipitaciones de estegruposondelargaduraciónypresentanin‐tensidadesmáselevadas,elvalormedioesde5mmh‐1,perohahabidoeventosconva‐loresdeintensidadsuperioresa19mmh‐1.Estoseventosestánligadosasituacionesmuyintensasquehanocasionadolluviastormen‐tosasdegranvolumeneintensidad,peronodeformaaislada,sinoquesehanprolongadodurantevariosdías.
5.Discusiónyconclusiones
Estetrabajoaportainformaciónacercadelosdosprincipalesprocesosimplicadosenlain‐terceptación,latrascolaciónylaescorrentíacortical,enunambienteforestalnaturaldelamontañamediamediterránea.Estosdospro‐cesossonlosresponsables,desdeunpuntodevistahidrológico,detransferirlaprecipi‐taciónylossolutosdesdelacubiertavegetalhastaelsuelo(LeviayFrost,2003).Numero‐soshansidolostrabajosque,desdelapers‐pectiva hidrológica, han cuantificado lainterceptaciónporunaespecieysusconse‐cuencias en el balance final, pero enmuypocasocasionesseharealizadounestudiocomparativosimultáneodetresespecies,concomportamientostandiversos,dentrodeunmismobosquey,enconsecuencia,bajocon‐
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dicionesclimáticascomparablesenelPirineoCentral.Delamismaforma,sehanrealizadomuypocosestudiosconespeciescaducifoliasenlosquesehayanconsideradosusdoses‐tacionesfenológicas,unelevadoporcentajedeellosestudiansóloelperiodoenelquelosárboles tienen hojas. Por otro lado, no setieneconstanciadeque, hastalafecha, hayansidoobjetodeestudioespeciesconsideradasenestetrabajo,comosonelquejigo(Quer‐cusgr.faginea)yelmatorraldeboj(Buxussempervirens) (Llorens y Domingo, 2007),peseaserunadelasespeciesmásabundan‐tesdelosbosquesdelnortedelapenínsulaibérica.
Trasanalizarycompararlosresultadosobte‐nidosenestetrabajocondiversosestudios,sehaconstatadoquelatrascolaciónestáre‐lacionadaconlascaracterísticasdelbosque.Esteestudioaportaunainformacióndegranvaloralrespecto,apartirdeevaluarlatras‐colaciónenunmismoambienteperobajocuatrosituacionesdistintasdecubiertafoliar.Losaspectosquemásinfluyenenlacantidaddeaguaquellegaalsuelosonladensidaddelamasaarbórea(Capeetal.,1991)yloshue‐cosdecieloabiertooporcentajedecubri‐miento del suelo (Crockford y Richardson,2000),eltamañodelosárbolesylaestruc‐turadelacubierta(Johnson,1990;Masukataetal.,1990;Loustauetal.,1992;Llorensetal.,1997;LlorensyDomingo,2007)ylasca‐racterísticasdelaprecipitación(GiacominyTrucchi,1992).Enelcasodelaescorrentíacorticalinfluyendemaneramásdecisivalatexturadelacorteza(Schnock, 1970;Andréetal.,2008),elángulodelasramas(Návar,1993)olaimbricacióndelascopas(Teklehai‐manotetal.,1991),comoveíamosquesu‐cedeenelhaya.
Latrascolación,comoyasehavistoenlafi‐gura 4,esunprocesotremendamentevaria‐bleque,comoyaobservaronensustrabajosTobónetal.,(2000)yRodrigoyÁvila(2001)oMateos(2003),esconsecuenciadelascarac‐terísticasdelaprecipitación(volumenein‐tensidad).Porestarazón,esunhechoquese
repitedeformasistemáticaenlamayorpartedelosbosques.Generalmente,lacantidaddeagua trascolada aumenta de forma rápidacuandolaprecipitaciónessuperiora5mm,mostrandoloseventosuncoeficientedeva‐riacióninferioramedidaquelacantidaddeprecipitaciónaumenta.
Enlosúltimosaños,muchoshansidolostra‐bajos experimentales que han estudiadoestosprocesos.EnlarevisiónquehacenLlo‐rensyDomingo(2007)sobreuncompendiodeestudiosllevadosacaboenlosúltimos30añosentodoelarcomediterráneo,sehabladevaloresmediosdetrascolacióndel79%enbosquesdepino yun0,8%deescorrentíacortical.Porotrolado,unestudiorealizadobajocubiertadepinosilvestreyenunazonapróximaalacuencadeSanSalvador,sehaes‐timadounvalormediode73%detrascola‐ciónyun3%deescorrentíacortical(Alvera,1976y1977).Asimismo,enestarevisiónseestimanvaloresdecasiun73%detrascola‐ciónbajobosquesdehayasyun3%deesco‐rrentíacortical.Asimismo,estudiosrealizadosenotrasespeciesdeQuercus(Moreno,1994;Mosello etal.,2002),yaquenosehaencon‐tradoningúnestudioanterioraesteenelquesehayavaloradoesteprocesoenQuercusgr.faginea,hablandevaloresentreun84%yun87%detrascolaciónenespeciesdiversasdelgéneroQuercus.LosvaloresdeescorrentíacorticalpublicadosendiferentestrabajosyresumidosenLlorensyDomingo(2007),ha‐blandecifrasmuyvariablesy,algunasmuyelevadas,segúnlaespeciedelgéneroestu‐diado,siendoestavariabilidadimportantein‐cluso dentro de la misma especie. Porejemplo, enQuercuscerris laescorrentíacor‐ticalalcanzael7%,mientrasqueenQuercuspyrenaica seencuentrancifrasmuyvariables,desdevaloresinferioresal 1% ocercanosal2% en el Sistema Central (Moreno, 1994;Morán‐Tejeda,2008)hastael6% enlaSierraIbérica(IbarrayEcheverría,2004).
Losvaloresobtenidosen lacuencaexperi‐mentaldeSanSalvadorsonbastantepróxi‐mos al rango de resultados obtenidos en
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estosestudiosprevios.Sintetizandolainfor‐maciónobtenidaenestetrabajo,hanque‐dadopatenteslasdiferenciasencadaunadelascubiertasysituacionesestacionales.Asípues,bajopinosehaobtenidounatrascola‐cióndel75%yunaescorrentíacorticaldel2%;unatrascolacióndel74%bajohayasensuperiodoactivoyunaescorrentíacorticaldel8%;mientrasqueenelperiodoinvernaldelashayasseregistraunatrascolacióndel80%yunaescorrentíacorticalmuysuperior(unvalormediode12%aunquesetratasólode4eventos);yfinalmenteunosvaloresdetrascolaciónbajoquejigodel76%enelpe‐riodoactivoydel79%duranteelperiodoin‐vernal.
Asimismo,enestetrabajosehaobservadocómoeslatrascolacióncuandoademásdelacubiertaarbórea(enestecasohaya),haypre‐sencia dematorral. Es importantematizarquenosehaestudiadolatrascolaciónsólo
enmatorral,loquetampocotendríasentidoenestecasodeestudio,debidoaqueelma‐torraldeboj(Buxussempervirens)esunaes‐pecie acompañante habitual de estosbosques.Sehaconstatadoque,enaquellossectoresdondehaypresenciadematorraldeboj,elporcentajedetrascolacióndisminuyesignificativamente:enlosmesesdeveranolatrascolaciónesdel65%,yenlosmesesenlosqueelhayanotienehojas(yelmatorralsí,queesdehojaperenne)latrascolaciónal‐canza un valor medio del 70%, lo que enamboscasossuponequellegaalsueloalre‐dedordeun10%menosdelalluviaincidentequecuandosólohaycubiertaarbórea.Esteresultado es importante ya que, como sepone demanifiesto en Llorens y Domingo(2007), lostrabajosexperimentalesquecon‐sideranlacubiertadematorralsonmuyes‐casosenestosambientesclimáticos.Enotrosambientes como el semiárido el papel delmatorralhasidoestudiado,tantoencampo
Tabla3.Característicasdeloseventosenfuncióndeltamañodelaprecipitación.Latablamuestralosvaloresmediosdelasvariablesconsideradas.I/Pesuníndicequerelacionalainterceptacióndeleventoconlaprecipitacióntotaldel
mismo;valoresaltosindicanquelatrascolaciónesbaja.Table3.Eventcharacteristicsasafunctionofrainfallsize.Thetableshowsaveragevaluesoftheconsideredvariables.
I/Pindexrelatesinterceptionoftheeventanditstotalprecipitationvalue;highvaluesindicatelowthroughfall.
Menosde5mm Entre5y10mm
Matorral Haya Pino Quejigo Matorral Haya Pino Quejigo
Precipitacióntotal 3,32 3,32 3,30 3,86 7,60 7,60 7,59 8,29Trascolación(mm) 1,66 2,02 1,95 2,22 5,64 6,24 6,02 6,49Trascolación(%) 47,90 58,38 59,64 57,41 73,32 80,97 78,17 76,92I/P 0,52 0,42 0,40 0,42 0,27 0,19 0,22 0,23Intensidaddelluvia(mmh‐1) 2,16 3,91Duracióndelalluvia(horas) 2,96 3,22
Entre10y20mm Másde20mm
Matorral Haya Pino Quejigo Matorral Haya Pino Quejigo
Precipitacióntotal 14,63 14,63 16,89 15,92 28,66 28,66 24,16 27,98Trascolación(mm) 10,76 11,78 14,05 12,84 19,56 22,79 20,30 23,71Trascolación(%) 73,45 80,83 81,76 78,98 68,22 79,24 83,73 85,68I/P 0,27 0,19 0,18 0,21 0,32 0,21 0,16 0,14Intensidaddelluvia(mmh‐1) 3,25 5,09Duracióndelalluvia(horas) 6,12 10,95
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(Belmonte,1997;BelmonteyRomero,1998y1999) como el laboratorio (García‐Ortiz,2006).
Talycomosehapodidoconstatarenlalite‐ratura, la trascolación, como componentequemásimportanciacuantitativarepresentaenlainterceptación,eselprocesoquemássehaestudiado.Laescorrentíacortical,encambio,pocasveceshasidotenidaencuentaapesardelaimportanciadeesteprocesoenlasentradasdeaguaoenelciclodenutrien‐tes(LeviayFrost,2003).Enestetrabajosehaestudiadodurantemásdeunaño,y,apesarderepresentarporcentajesbajoseneltotaldelainterceptación,sísehaconstatadosuimportancialocalylasdiferenciastanimpor‐tantessegúnlaespecie.Enelhaya,elhechodequesutroncoseatanlisofacilitaquelosvolúmenesdeaguarecogidosseanverdade‐ramente importantes (André et al.,2008),mássicabeduranteelperiodoinvernal,que,comoseobservaenlafigura 5,cuandolashojas han caído y el porcentaje de cieloabiertoesmuysuperior,sefavorecenlospro‐cesosdecoalescenciahacialasramasytron‐cos, pudiendo resultar una escorrentíacortical superior a ladel restodel año. Encualquiercaso,aunquelaescorrentíacorticalregistreporcentajesinferioresdurantelospe‐riodosconhojas,hayque tenerencuentaqueelvolumenquerepresentaesbastanteelevadoy,porestemotivo,nodeberíaserig‐norado.
Porotro lado,pinoyquejigopresentanuntroncomuyrugoso(Schnock, 1970;André etal.,2008),loquesindudarepresentaunadi‐ficultadparalaescorrentíacortical.Enestetrabajosehaobservadounadiferenciasigni‐ficativaenlascaracterísticasdelostroncosdepinoyquejigo,presentandoelpinounaru‐gosidadmásacentuadaqueelquejigo,loqueenunprincipiopodríafacilitarlaformacióndepequeñosreguerosenelpino,pordondecircularíaelaguadeescorrentía.Enelcasodelquejigo,comoyaseñaló(Schnock, 1970),lasramasestánmuchomenosdesarrolladasypresentanmásdensidadderamificaciones,que interrumpen el flujo de agua hacia el
tronco.Almismotiempo,comotambiénsehaobservadoenesteyotrostrabajos(Keimetal.,2005;Pypkeretal.,2006)enlostron‐cosdelquejigo se instalanconmucha fre‐cuencialíquenesqueabsorbenelaguaylahumedaddelamadera,reduciendoasílaes‐correntíaalolargodeltronco.Enlasíntesisde Llorens y Domingo (2007) destacan losaltosvaloresdeescorrentíacorticalobteni‐dosenalgunasespeciesdegéneroQuercus,loquecontradicelaausenciaderesultadosobtenidosenestetrabajo,algoquesehaatri‐buidoalascaracterísticasdelaestructuraar‐bóreaanteriormenteexpuestas.SolamentesehanencontradovaloresbajosentrabajosrealizadosenelSistemaCentralbajocubiertaderebollo(Moreno,1994).
Enesteestudiosehaevidenciadoquelasca‐racterísticasdelasprecipitacionesafectanalainterceptación(Tabla3).Estosresultadoscoincidenconestudiosantecedentes(Capeetal.,1991;GiacominyTrucchi,1992)enlosquesedestacaquelacantidaddeprecipita‐ciónesunodelosfactoresquemásinfluyenenlacantidaddeaguatrascolada,incluyendolaescorrentíacortical(Xiaoetal.,2000).Sinembargo,tambiénparecequesedebenvalo‐rarotrosaspectosasociadosalaprecipita‐ción, como la intensidad de lamismao laduración,puesenesteestudiotambiénsehaobservadoquepodríanserfactoresqueafec‐tandeformaimportantelacantidaddelluviaque llegaal suelo. Enestemismo sentido,CrockfordyRichardson(2000)sugierenlaim‐portanciaquetienelacontinuidaddelasllu‐viasylaproporcióndelosperiodossecos.Talycomosehavistoenlainformaciónobtenidaeneste trabajo y comoafirmabanautorescomoMartínezyNavarro(1996),durantellu‐viaspequeñasconfrecuenciaelevadalain‐terceptaciónesmayorqueenaguacerosdelargaduraciónquegeneralmenteproducenmenosinterceptación.
Sibienvasiendoimportanteelnúmeroylacalidaddelosestudiospublicadossobrelain‐terceptaciónconuncaráctermáshidrológico,lamayorpartedeestas investigaciones secentraba, hastahaceunosañosenlainfluen‐
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ciaqueéstosprocesostienensobreelciclodenutrientesdelosecosistemasterrestres(Ingham,1950;Parker,1983oBellotyEsca‐rré,1991,entreotros),sobrelosprocesosde‐rivados de la interceptación como lavariabilidaddelaspropiedadesfísicasyquí‐micasdelossuelos(GesperyHolowaychuck,1970 y 1971; Clements y Colon, 1975; Ed‐wards, 1982)osobreladistribuciónespacialdelahumedad(Durocher,1990),sinperderenningunodeestosestudioslaperspectivabiogeoquímica.Actualmente,elinteréscre‐cienteporlamodelizaciónderivadadelestu‐diodelainterceptación,ponedemanifiestola relevanciadeeste fenómenodentrodelciclohidrológicocomounode losmás im‐portantes,yaquelosmodelospuedenayu‐daralamejorconservaciónygestióndelossistemasforestalesehidrológicos.Asimismo,enestudiosconperspectivahidrológica,esaconsejableconocerladistribucióndelave‐getacióncaducifoliayperenne,pueséstadis‐tribuciónpuedeserunadelasrazonesqueinfluyenenlavariabilidaddelaescorrentíaanual(Peeletal.,2001)pudiendoserlacausadelasdiferenciashidrológicasentrecabece‐ras,connotablescontrastesentretiemposyvolumendeescorrentíaentreunaszonasyotras(Gashetal.,1980).
Estehechosehacemásrelevantesitenemosen cuenta que la situación forestal actualtiendeaencaminarsehaciaelcrecimientodelasuperficiearbolada,y,consecuentemente,losecosistemasincrementaríansusnecesi‐dadeshídricas,yaqueelconsumodeaguaporpartedelbosqueseríamayorqueelac‐tual.Apesardeeseincrementodelconsumodeagua,hayqueconsiderarqueelbosqueesungranreguladordelosrecursoshídricosycausaunaseriedebeneficiosenuncontextoespacial más amplio, por ejemplo, en laamortiguacióndecaudalespuntadurantelascrecidas (Begueríaet al.,2003; López‐Mo‐renoetal.,2006,Serrano‐Muelaetal.,2005y2008a)yenlaconservacióndelossuelos,pueslaerosiónenlaszonasvegetadasesmí‐nima(García‐RuizyLópez‐Bermúdez,2009).Enestesentido,lasáreasforestalescontribu‐
yenapreservar lacapacidaddealmacena‐mientohídrica,proporcionandocontinuidadenloscaudalesfluvialesdurantelasestacio‐neshúmedas,aunquetambiénreducenlaes‐correntía en los periodos secos, quecoincidenconlosdemayordéficithídrico.Sindudasetrataunaspectomuyimportanteyqueadquiereespecialrelevanciaenlosespa‐ciosmediterráneos,dondelamarcadaesta‐cionalidad climática, con sus frecuentessequíasestivales,establece lasnormasdelfuncionamientohidrológico.Porestemotivo,losresultadosaportadosenesteestudiopue‐denserdeutilidadparamejorarlagestióndelosrecursoshidrológicos,ysugierenlanece‐sidaddeprofundizarenelestudiodeproce‐sosimplicadosenlarespuestahidrológicaenáreasdecabecera,dadoqueexisteunarela‐ciónevidenteentrelascaracterísticasdelacubiertavegetalyelvolumendeaguaqueal‐canzaelsuelo.
Agradecimientos
Esta investigación se ha financiado gracias a los si‐guientesproyectos:“Procesosybalancesdesedimen‐tos a diferentes escalas espaciales en ambientesmediterráneos:Efectosdelasfluctuacionesclimáticasylos cambios de uso del suelo” PROBASE (CGL200611619/HID,Consolider);“Comportamientoymodeliza‐ciónEspacioTemporaldelatransferenciadeSedimentoendistintosUsosdelSuelo”CETSUS(CGL2007‐66644‐C04‐01/HID).
LamonitorizacióndelacuencadeSanSalvadorsehafinanciadomediante el convenio CSIC‐Ministerio deMedioAmbiente (RESEL:“ReddeEstacionesExperi‐mentalesdeseguimientoyevaluacióndelaerosiónyladesertificación”).LacontribucióndelprimerautorhasidoposiblegraciasalabecapredoctoralI3PconcedidaporelConsejoSuperiordeInvestigacionesCientíficas(CSIC).Losautoresdeseanagradecerlacolaboracióninestimabledetodasaquellaspersonasqueayudarontantoenlainstalacióndelasparcelascomoenlareco‐gidadelosdatos,elloshansidoSergioValdivielsoyTe‐odoro Lasanta en especial, y también las siguientespersonas: Noemí,Silvia,Carlos,Horacio,Jérôme,Ana,Maite,Jesús,Ángel,SarayCecilia.
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