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Reporte Tcnico
Evaluacin de los efectos de la deforestacin en la hidrologa y prdida lateral de carbono orgnico del
suelo de la cuenca del Alto Mayo
Carlos A. Gonzales Inca1 & Romina Llanos Lpez2
1 Candidato doctoral en el Departamento de Geografa y Geologa, Universidad de Turku, Finlandia 2 Facultad de Ingeniera Forestal, Universidad Agraria la Molina, Lima, Per
2015
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Contents 1. Introduccin........................................................................................................................ 3
2. rea de Estudio ................................................................................................................... 5
3. Metodologa ....................................................................................................................... 6
4. Resultados y Discusiones .................................................................................................. 10
4.1. Anlisis de tendencia de series temporales de caudales y su relacin con los cambios interanuales de clima y deforestacin ................................................................... 10
4.2. Evaluacin de erosin hdrica del suelo y prdida lateral del carbono orgnico del suelo (COS) ........................................................................................................................... 13
5. Conclusiones ..................................................................................................................... 18
Agradecimiento ........................................................................................................................ 19
Bibliografa ............................................................................................................................... 19
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1. Introduccin La cuenca amaznica registra altas tasas de deforestacin, se ha perdido aproximadamente
el 15% de bosques amaznicos desde 1970 (Soares-Filho et al. 2006). Sin embargo, las tasas
de deforestacin varan sustancialmente entre regiones y el bosque tropical de neblina
(BTN) ha sido la rea ms vulnerable (Bruijnzeel et al., 2010). Mundialmente, el BNT
representa el 14% del bosque tropical y contabilizan el 29% del balance hdrico tropical
(Bruijnzeel et al., 2010). A pesar de su importancia hidrolgica y alta biodiversidad, en el
Per los esfuerzos de conservacin de BTN han sido algo reducido y convencional,
limitndose solamente al establecimiento de reas Naturales Protegidas (ANP). Por
ejemplo, el Bosque de Proteccin del Alto Mayo. Pero la deforestacin continua fuera de las
ANP, en la cuenca del Alto Mayo se ha perdido aproximadamente 10 % de BTN el perodo
2000 - 2012 (Datos extrados de Hansen et al. 2013).
Las cuencas de neblina tropical son sistemas complejos, representan reas de topografa
variada, alta intemperizacin de suelos, muy susceptibles de erosin hdrica, cobertura
vegetal y climatologa variada, con ocurrencia de neblinas frecuentes. Estas cuencas
tambin presentan estructuras geologas complejas, contienen fallas geolgicas y sistemas
krsticos. Todas estas caractersticas resultan en una combinacin nica afectando la
cantidad y calidad del agua. En stas, la deforestacin y los efectos del cambio climtico
afectan severamente los procesos hidrolgicos locales y regionales. Los bosques prstinos
son reas importantes de recarga hidrolgica, debido a su baja densidad aparente del suelo,
alta macro-porosidad, y alta conductividad hidrulica saturada, resultando en altas tasas de
infiltracin y almacenamiento del agua en la matriz del suelo y acuferos (Neary et al., 2009).
La deforestacin para uso agrcola y ganadero cambia estas condiciones del suelo forestal,
los cuales generalmente resultan elevando las tasas de escorrenta superficial, erosin de
suelos y prdida de nutrientes (Croke & Hairsine, 2006; Creed et al. 2011) y prdida del
carbono orgnico del suelo (Wang et al. 2014). El cambio hidrolgico de una cuenca no
solamente afecta la agricultura, la produccin de energa elctrica y el suministro del agua
para el uso poblacional, sino tambin la disponibilidad del agua en el suelo para las plantas,
los micro-organismos y los ecosistemas acuticos. Sin la conservacin hidrolgica, resulta
difcil mantener la biodiversidad, la produccin forestal y otros servicios eco-sistmicos.
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Gran parte de la prdida de bosques tropicales de neblina se relaciona a la extraccin
forestal y expansin de cultivos comerciales de exportacin, tales como el caf y el cacao, y
la ganadera. Estas actividades generalmente estn localizadas en reas de alta pendiente y
causando altas tasas de erosin del suelo, prdida de nutrientes y reduccin de secuestro
carbono. Considerando la gran importancia del secuestro de carbono en el suelo, a nivel
global se estima que el suelo almacena el doble de la cantidad de carbono contenido en la
atmosfera y el triple que el carbono contenido en la vegetacin terrestre, por lo que resulta
importante evaluar la prdida del Carbono Orgnico del Suelo (COS) debido a la erosin del
suelo (Wang et al., 2014). Adems, la deforestacin cambia las condiciones edficas de
mineralizacin de la materia orgnica (Ellert, 2007). Una combinacin de altas tasas de
mineralizacin y erosin de sedimentos causa prdidas sustanciales del COS, reduciendo
drsticamente la capacidad de secuestro de carbono en el suelo (Lai, 2002).
Para evaluar los efectos del cambio del uso del suelo y la deforestacin en la funcin
hidrolgica de una cuenca hidrogrfica se requieren datos de monitoreo de largo plazo
(series histricas). Los datos histricos comnmente son muy limitados en muchas cuencas
de neblina, por lo que el uso de modelos hidrolgicos se ha extendido. Sin embargo, los
modelos hidrolgicos simplifican los procesos hidrolgicos internos de una cuenca y asumen
procesos hidrolgicos similares y condicin uniforme de la cuenca. Por lo que resulta
importante complementar estudios de modelizacin y simulacin con anlisis empricos y
evaluacin de campo.
En este estudio se (1) analizan las tendencias histricas de caudales en las sub-cuencas del
ro Mayo, (2) su relacin con las tasas de deforestacin, y (3) se evala la prdida lateral de
carbono orgnico del suelo debido a la erosin hdrica del suelo.
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2. rea de Estudio El rea de estudio comprende ocho sub-cuencas de la parta alta del ro Mayo (Fig. 1). El
rgimen hidrolgico caracterstico de estas cuencas responde al patrn de precipitacin
pluvial, presentando un perodo de caudales mximos en los meses lluviosos de Octubre a
Mayo y un perodo de estiaje de Junio a Setiembre (Fig. 2).
El caudal promedio anual del Ro Mayo, en la parte media de la cuenca del Alto Mayo, es de
218 m3/s (2001 - 2011), la precipitacin anual promedio es de 1 314 mm (2000 - 2011) y la
temperatura media anual es de 22 oC. En la cuenca se distribuye mayormente suelos franco
arenosos. La cobertura vegetal y uso actual del suelo son principalmente: Bosque (78%),
reas agrcolas y pastizales (19%), pajonales de paramo (2%) y otros (1%) (Fig. 1). El rea de
las cuencas estudiadas abarca de 8 000 a 780 000 hectreas y presentan diferentes
extensiones de deforestacin (Tabla 1).
Figura 1. Mapa de ubicacin del rea de estudio (Sub-cuencas) y cobertura vegetal y uso actual del suelo.
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Figura 2. Rgimen hidrolgico del el ro Mayo y precipitacin pluvial (Estacin de Moyobamba, 2001 - 2011). Tabla 1. rea de las sub-cuencas estudiadas (ha) y rea de cobertura de bosques y rea deforestada en el periodo 2000-2013 por sub-cuencas
Sub- Cuenca
rea de la sub-cuenca
(ha)
rea de bosques
rea deforestada (2000-2013)
Porcentaje de rea
deforestada
Uquihua 8 834 1 417 684 48 Negro 15 571 6 339 661 10
Yurac Yacu 16 908 13 705 475 3 Naranjillo 27 586 21 045 1 011 5
Naranjos 35 745 30 239 214 1 Indoche 48 857 17 660 5 068 29 Tonchina 130 271 85 280 5 773 7
Alto Mayo Total 780 718 447 447 71 047 10
3. Metodologa
Para el anlisis de tendencia hidrolgicas en las sub-cuencas del Ro Mayo, se han utilizado
datos pblicos de monitoreo hidromtrico mensual generado por la Autoridad Nacional de
Agua (ANA), perodo de 2001 - 2011, as como los datos meteorolgicos del Servicio
Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI). El mtodo estadstico aplicado para la
deteccin de tendencias fue el mtodo no-paramtrico de Mann-Kendall (Yu & Whittemore;
1993), debido a que los datos de monitoreo hidrolgico no presentan distribucin normal
(Gaussiana).
Rgimen de Caudales en el Rio Mayo Rgimen de Precipitacin
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Para la geo-modelizacin de la erosin hdrica del suelo y la prdida lateral de carbono
orgnico del suelo, se ha parametrizado la ecuacin universal de prdida del suelo revisado
(RUSLE) (Morgan, 2005) e implementado en un sistema de informacin geogrfica (SIG).
RUSLE estima la prdida del suelo por erosin hdrica de acuerdo a la siguiente ecuacin:
E = R*K*LS*C*P. (1)
Dnde, E es la prdida del suelo (t/ha/ao), R es el factor de erosividad de la lluvia
(MJ.mm/ha.h), K es el factor de erosionabilidad, o vulnerabilidad, del suelo (t.ha/MJ.mm), LS
representa los factores topogrficos de longitud de ladera y pendiente (LS), C es el
coeficiente de cobertura vegetal y P es el factor de prcticas de conservacin su
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