Caracterización hidrológica en los ecosistemas de pinares naturales con o sin manejo de la Estación Hidrológica Forestal "Amistad" Altura de Pizarra, Cuba

Resumen

La función de los bosques en la conservación de la cantidad y calidad de los recursos hídricos es bien conocida, gracias, en parte, a los trabajos de investigación realizados en multitud de estaciones hidrológicas experimentales, distribuidas por todo el mundo. El uso de conjuntos de microcuencas aforadas ha permitido observar las respuestas, hidrológicas e hidroquímicas, a distintos tipos de gestión. En la actualidad el interés de estos estudios va en aumento dado que esta metodología permite valorar el efecto de determinados contaminantes atmosféricos y puede ser muy útil en la previsión de la variación de los recursos hídricos que se puede producir con el cambio climático. Uno de estos puntos de investigación de la biogeoquímica forestal es la Estación Hidrológica Forestal "Amistad", del Instituto de Investigaciones Forestales, que inició sus estudios en Cuba el año 1978, con el asesoramiento de científicos de la entonces URSS, y que desde entonces ha mantenido un registro periódico, con solo algunas discontinuidades. Las observaciones obtenidas desde entonces, constituyen la base de la presente investigación. Objetivo general: Caracterizar el balance hídrico, la erosión y la química del agua teniendo en cuenta el clima y las intervenciones silvícolas en el ecosistema pinar de las alturas de pizarra, y determinar la existencia de tendencias en variables climáticas e hidroquímicas. Objetivos específicos: 1- Caracterizar las variables climáticas en la Estación Hidrológica Forestal Amistad en el periodo comprendido entre 1979 y 2005, y analizar la posible existencia de tendencias. 2- Determinar los flujos hidrológicos del ecosistema pinar natural (trascolación, escurrimiento cortical e interceptación). 3- Analizar la partición de las lluvias en escurrimiento y evapotranspiración. 4- Caracterizar la química del agua de escurrimiento y la presencia o no de lluvias acidas. 5- Determinar el escurrimiento sólido en la Estación Amistad. 6- Analizar el efecto de los manejos forestales en el escurrimiento y en la calidad del agua. Resultados Se observa una tendencia al aumento en la temperatura media del aire y en el caso de la temperatura del arroyo se aprecian tendencias al incremento en algunos meses del año, algunas de las cuales, podrían no ser debidas a las variaciones de caudal. Destaca en la estación Amistad, un incremento de la humedad relativa, muy significativo, tanto para los datos anuales como para los de las épocas seca y húmeda, lo que contrasta con la opinión generalizada entre los expertos que predecían una mayor constancia de esa variable. Cuando se aplica el modelo de regresión lineal, por separado, a las épocas seca y lluviosa, y cuando previamente se desestacionalizan los datos, se puede ver que en las dos épocas se puede apreciar un incremento de la humedad relativa, pero el ajuste es mucho mejor para la época más húmeda que para la más seca (Fig. 3). En el análisis de los flujos hidrológicos los principales resultados son: trascolación (81.2 % en coniferas y 73.4 en latifolias), escurrimiento cortical (1.8 % en coniferas y 1.6 % en latifolias) e interceptación (17% en coniferas y 24.9 % en latifolias). Para el conjunto total de datos, los resultados estadísticos demuestran la existencia de diferencia altamente significativa para la trascolación y la interceptación entre coniferas y latifolias, lo que no ocurre en el escurrimiento. En Pinus tropicalis es mayor el escurrimiento que en Pinus caribaea y la diferencia es altamente significativa. En la cuenca control y para un período de 22 años se ha calculado que el 71 % del agua que incide en ella con la precipitación (P) se evapotranspira (ET) y el 29 % drena como escurrimiento (Q). Para la época húmeda, los valores de Q dependen muy significativamente de P pero en la época seca ET puede depender también de P de forma significativa. En un modelo general en el que la variable clave es la relación entre ET y ETP, con los valores de estos parámetros previstos en los escenarios de cambio climático del país para el 2050, sería de esperar una mayor aridez en el área de estudio, con un incremento de ET y una disminución de Q, especialmente en el período seco. En la estación Amistad la deposición global tiene un carácter acido, estando el 78,2% del número de lluvias por debajo de 5,6 de pH. La cuenca testigo tiene un agua de escurrimiento muy poca mineralizada con solo 72,25 mg L"1 como promedio, en relación a las 18 muestras fluviales de la provincia de Pinar del Rió con (214,66 mg L"1). Las regresiones lineales con una disminución significativa de los valores del pH y los aumentos significativos de las concentraciones de calcio, magnesio y sulfato, ponen de manifiesto la tendencia a la acidificación del ecosistema pinar. En relación con los tres sistemas de gestión ensayados: tala rasa, tala selectiva y tala rasa respetando el bosque de galería, el mayor arrastre de sustancias y elementos químicos ocurrió en la subcuenca donde se aplicó la tala rasa total y los compuestos que más se afectaron fueron bicarbonato, calcio, sodio y cloro. El escurrimiento iónico varió de forma similar a las pérdidas de suelo y disminuyó en la medida en que se restableció el bosque nuevamente. Conclusiones 1.- Durante el período de estudio se observa una tendencia significativa al incremento de la temperatura media del aire, que solo resulta patente en la época lluviosa, y un claro aumento de la humedad relativa junto con una disminución de los valores anuales de evaporación. 2.- Se aprecia la existencia de un alto porcentaje de precipitación acida, se observan tendencias significativas a la disminución del pH en los arroyos de las microcuencas durante el período de estudio y en la cuenca testigo se calcula un ingreso neto de 0.102 keq ha"1 de hidrogeniones, todo lo cual indica que está en marcha un proceso de acidificación de los pinares de la zona. 3.- A pesar de que los tres tipos de manejo forestal producen alteraciones de diversa importancia en la producción de sedimentos y en la hidroquímica del escurrimiento, si estos son realizados cuidadosamente, con la aplicación de técnicas silvícolas, incluso la tala rasa puede ser admisible para un aprovechamiento sostenible de los pinares.