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Revista de la Asociación Geológica Argentina
Print version ISSN 0004-4822
Rev. Asoc. Geol. Argent. vol.66 no.4 Buenos Aires June 2010
ARTÍCULOS
Incremento de erosión y suelos degradados por acciones antropogénicas y variaciones climáticas, Tucumán
Liliana del Valle Neder1, José Busnelli1,2 y María Marta Sampietro Vattuone1,2
1 INGEMA - Instituto de Geociencias y Medio Ambiente. Facultad de Ciencias Naturales e IML. Universidad Nacional de Tucumán.
Miguel Lillo 205. 4000. Tucumán.Email: ananeder@yahoo.com.ar; jose.busnelli@gmail.com
2 CONICET
RESUMEN
Los procesos erosivos son aquellos que reflejan cambios ambientales, eventos climáticos extremos como grandes tormentas, desaparición de la vegetación de forma natural o antrópica y otra causa que genere discontinuidad en el modelado del paisaje. La explotación agrícola irrestricta a expensas del desmonte masivo durante décadas húmedas, ocasionó la degradación de los suelos por aceleración de procesos erosivos debidos a la acción hídrica y pérdida de nutrientes. El cultivo permanente produjo pérdida de la productividad edáfica aún cuando se implementó la siembra directa como un sistema de manejo sustentable en los últimos años. Los objetivos de este trabajo fueron evaluar y caracterizar los procesos erosivos, avance agrícola y variaciones pluviométricas en la llanura ondulada del departamento Burruyacú al noreste de la provincia de Tucumán. Los procesos erosivos generados por acción hídrica y remoción en masa, son: la erosión mantiforme en los interfluvios convexos y las cárcavas y barrancos por retroceso de cabeceras y paredes laterales en las áreas deprimidas longitudinales. Estas formas de erosión se ven favorecidas por las características limo loéssicas de los suelos, de alta erodabilidad en condiciones húmedas. El análisis pluviométrico evidencia dos incrementos del volumen de precipitaciones: en 1950 y 1970 con tendencia al aumento en los años subsiguientes. A partir de 1970 se inicia el desmonte, eliminando el monte chaqueño durante tres décadas e implementando la agricultura. La cartografía morfodinámica se efectuó con fotografías aéreas (1985 y 2001) y se digitalizó con ILWIS.
Palabras clave: Erosión hídrica; Degradación; Explotación agrícola; ILWIS; Variaciones pluviométricas.
ABSTRACT: Increase of erosion and land degradation for anthropogenic actions and climatic variations, Tucumán. Erosive processes reflect envi ronmental changes and extreme climatic events as intense storms. Natural vegetation coverage clearance, carried out by anthropic actions, generates discontinuities in landscape modeling. Unrestricted agricultural exploitation through massive deforestation during humid decades, has promoted soils degradation through erosive processes and nutrients losses decreasing topsoil productivity even though the implementation of direct sow in the last few years. The aims of this research were to analysis erosive processes, agricultural advances, and pluviometric variations at the northeast of Tucumán province. As geoindicators of erosive process acceleration on crop areas are: sheet runoff and erosion in convex surface, headwater erosion and b anthropogenic bankfull lateral walls in gullies and ravines. These erosive landforms are favored by silt loessic contents from high erodability soils in humid conditions. Erosive process cartography was done using aerial photographs of 1985 and 2001, and then, all data were digitalized using ILWIS (Integrated Land and Water Information System).
Keywords: Hydric erosion; Land degradation; Agricultural explotation; ILWIS; Climatic variations.
INTRODUCCIÓN
Los suelos degradados resultan de la acción
de múltiples procesos que ocasionan
la pérdida o disminución de la productividad
y afectan sus propiedades físicas,
químicas y/o biológicas. La agricultura
conlleva distintos sistemas de manejo
que producen cambios físicos de la estructura
en particular, mediante la formación
de compactaciones y encostramientos.
La pérdida de nutrientes, salinización,
acidificación y la contaminación
por fertilizantes y herbicidas, son indicadores
de procesos de degradación química
que sufren los suelos como consecuencia
de variadas prácticas agrícolas.
Pero si bien la productividad puede recuperarse
en forma parcial con adecuadas
estrategias de manejo, la problemática del
suelo erosionado es imposible de revertir.
La erosión es un proceso físico por el
cual la totalidad o partes del suelo son removidas, transportadas y depositadas en
otro lugar por la acción de los distintos
agentes como agua, viento, hielo o gravedad.
La antropogénesis o morfogénesis
antrópica se refiere a la presencia del
hombre, como agente de cambios en el
paisaje, generando reacciones de adapta ción para establecer un nuevo equilibrio
(Verstappen y Van Zuidam 1991).
La región analizada se encuentra en la
provincia de Tucumán en el departamento
Burruyacú situado al noreste de la provincia,
donde la actividad agrícola es dominante
en los últimos treinta años, a expensas
de la extracción del primitivo
Monte Chaqueño (Serrano y Semiárido),
del cual quedan escasos remanentes en
lomadas aisladas. El reemplazo de la cobertura
vegetal de monte chaqueño por
cultivos, modificó la actividad hídrica superficial,
la recepción de las precipitaciones
y las características intrínsecas de los suelos
(materia orgánica, drenaje, humedad) que
se modificaron sustancialmente por el uso
del arado y cultivo intensivo durante décadas.
El suelo cultivado fue perdiendo paulatinamente
los nutrientes naturales y por
lo tanto la productividad, aún cuando se
implementó en los últimos años el sistema
de siembra directa que requiere del aporte
de herbicidas y fertilizantes.
Los objetivos de este trabajo fueron evaluar
y caracterizar los procesos erosivos,
analizando la influencia del uso agrícola y
las características climáticas en particular
las variaciones pluviométricas en la llanura
ondulada del departamento Burruyacú.
Este departamento presenta al oeste
un sistema montañoso compuesto de
oeste a este por las sierras de El Nogalito,
Medina, Del Campo y La Ramada. La sierra
Del Campo constituye la mayor elevación
en el Morro del Derrumbe (2.065 m
s.n.m.). Hacia el este se extiende la llanura
ondulada que sobrepasa el límite de la
provincia de Santiago del Estero.
El área de estudio se ubica en el departamento
Burruyacú a 80 km de San Miguel
de Tucumán (Fig. 1) y abarca 500 km2 aproximadamente. Se extiende entre los
paralelos 26º20´S y 26º33´S y los meridianos
64º45´O y 64º30´O, desde el piedemonte
oriental de la sierra Del Campo
hasta el límite de la provincia de Santiago
del Estero y al norte desde la latitud de la
localidad El Puestito hasta el arroyo Pajas
Coloradas al sur (Fig. 1).
Figura 1: Mapas
de ubicación del área de estudio
situada en el departamento
Burruyacú,
Tucumán.
El noroeste presenta características de clima subtropical continental, con temperaturas medias que oscilan entre 20-25ºC en verano y entre 12-15ºC en invierno. El régimen de lluvias es estacionalmente contrastado, subhúmedo en verano y semiárido en invierno. La distribución de las lluvias está relacionada con el fenómeno de lluvias orográficas que incrementa el volumen de precipitaciones en las proximidades de la zona montañosa. Los registros totales anuales varían entre 800 y 1000 mm en la ladera (Busnelli 2003), disminuyendo hasta los 600 mm en la llanura oriental.
GEOLOGÍA REGIONAL Y LOCAL
El sistema montañoso del departamento
Burruyacú constituye la prolongación austral
de la provincia geológica de Cordillera
Oriental, con un núcleo de rocas metamórficas
de bajo grado, depósitos de edad Terciario
y una cubierta cuaternaria. Establece
su estructura fundamental de anticlinales
asimétricos durante la Orogenia Andina,
con un estilo típico de plegamiento donde
el núcleo está compuesto por rocas metamórficas
(pizarras, filitas, metagrauvacas y
cuarcitas) de bajo grado intensamente plegadas,
de edad Precámbrico Superior- Cámbrico Inferior denominada Formación
Medina (Bossi 1969) equivalente a la
Formación Puncoviscana (Turner 1960).
En discordancia, se apoyan sedimentos
terciarios compuestos por areniscas cuarzosas
conglomerádicas y limolitas con intercalaciones
de yeso y calizas oolíticas
correspondientes a la Formación Río Salí definida por Ruiz Huidobro (1960) en la
quebrada de Cañizares en el sector septentrional
de la sierra de Medina.
El Cuaternario tiene una gran distribución
en el área principalmente en el piedemonte
y llanura, donde la secuencia característica
está representada por loess,
paleosuelos, fanglomerados, arenas fluviales
y limos (Neder 2007). Estos sedimentos
fueron influenciados por fallamientos
pleistocénicos/holocénicos, sufriendo
reactivaciones tectónicas de fracturaciones
más antiguas (Vega Caro
1999). Así la morfología de la ladera, piedemonte
y llanura refleja la influencia del
control estructural en la forma casi rectilínea
de sus cauces fluviales, diseño angular
de la red de drenaje y cambios bruscos
de pendiente entre otros (Neder y Ríos
2000, Neder 2007).
MÉTODOS UTILIZADOS
Los procesos erosivos se relevaron por
fotointerpretación multitemporal en fotografías
pancromáticas de los años
1985-2001 y luego se describieron y caracterizaron
en el control de campo.
Posteriormente se confeccionó la cartografía temática y se digitalizó con ILWIS
(Integrated Land and Water Information
System). Los registros de precipitaciones
fueron obtenidos de la Estación
Experimental Agroindustrial Obispo
Colombres (EEAOC), Dirección de
Recursos Hídricos de la provincia y
Bianchi y Yáñez (1992). Con estos registros
se calcularon los promedios pluviométricos
anuales para determinar los valores
máximos por décadas en localidades
representativas del área de estudio:
Burruyacú, La Ramada, Benjamín Aráoz,
Gobernador Piedrabuena y GobernadorGarmendia. En el análisis de las variaciones
pluviométricas anuales se tomaron
las subdivisiones temporales coincidentes
con el material teledetectado (antes de
1970, 1970-1976, 1976-1985, 1985-1991,
1991-1997 y 1997-2001)
La clasificación aplicada en el relevamiento
de la erosión en cárcavas y barrancos se
basa en el ancho y profundidad de los rasgos
erosivos por acción hídrica. Las cárcavas
son los rasgos lineales someros
(menores de 3 m de ancho y 2 m de profundidad)
y los barrancos son aquellos
rasgos de dimensiones mayores (Bergsma
2006, Neder 2007). La morfología predominante
de ambos es elongada en dirección
NO y subparalelos entre sí.
La clasificación de riesgo de erosión en
ambos casos es la propuesta por Van
Zuidam y Van Zuidam Cancelado (1979)
y modificada por Neder (2007) por espaciamiento
entre ellos, siendo: Riesgo
Severo: cárcavas/barrancos separados <
20m; Riesgo moderado: entre 20-100m y
Riesgo ligero cuando el espaciado es>100m.
RESULTADOS
Los campos cultivados actualmente tienen
rotación de cultivos (soja / variedad
trigo de invierno) y son manejados con
siembra directa sin movimiento de suelo, es decir que se cosecha el trigo y sobre el
rastrojo de cosecha se siembra la soja. La
siembra de soja se hace a fines de años
(con humedad propicia) o a principios de
año en temporada de altas precipitaciones
y temperaturas, el cultivo alcanza su
máximo desarrollo entre mayo y junio, y
se la cosecha en invierno durante la estación
seca. En estas condiciones de escasa
humedad y bajas temperaturas se siembra
el trigo, que alcanza su máximo crecimiento
entre octubre y noviembre al inicio
de la estación lluviosa.
En el análisis de los registros pluviométricos
se observó un incremento pluviométrico
a partir de la década del 70, que favoreció la expansión agrícola particularmente
en los períodos 1976-1985 y 1997-
2001. El mayor incremento en el volumen
de lluvias respecto a la media histórica, se
produjo entre los años 1976 y 1985: 28 %
y entre 1997 y 2001: 32 % (Fig. 2).
Figura 2: Análisis pluviométrico
por
décadas.
Entre 1971 y 1976 los campos cultivados y los sectores poblados eran escasos o muy reducidos en un entorno dominante de monte chaqueño. Cuando se inicia el periodo de mayor humedad en la década de los años 70, se inició la venta de tierras con monte chaqueño que luego se desmontaron para, implementar el uso agrícola. Hasta 1990 se desmontó casi el 50% de las tierras del departamento Burruyacú. En el año 2000 solo quedaba el 15% de monte en colinas aisladas en el sector distal del piedemonte de la sierra Del Campo (Fig. 3).
Figura 3: Evolución temporal
de los desmontes
efectuados
en el área de
estudio.
La situación geográfica del área de estudio
entre el sector montañoso y la llanura
chaqueña oriental presenta importantes
variaciones de inclinaciones de pendiente
entre 2 y 35%, factor que potencia
los procesos infiriéndoles velocidad a los
caudales fluviales y a los deslizamientos o
desplomes en los movimientos de remoción
en masa. Ello indica que a mayor diferencia
altitudinal se incrementa la probabilidad
de ocurrencia de procesos de
erosión hídrica, remoción en masa, inundaciones
y flujos torrenciales. El factor
relieve genera la mayor pérdida de materiales
en el sector montañoso, mientras que el factor erodabilidad de suelos (condicionado
por las características intrínsecas
del suelo como estructura, textura,
permeabilidad, etc.) es el que favorece la
pérdida de suelos en la llanura oriental
por las características limoloéssicas de los
suelos (Bergsma 1996), donde el limo es
el componente textural dominante, en un
porcentaje mayor al 60%.
Los suelos actuales presentan el material
parental de tipo loéssico, en el cual predomina
en la textura total, la fracción
limo, la fracción arena entre 4 y 36% y la
arcilla entre 10 y 26%. Esto responde a la
génesis eólica de los depósitos de loess
durante el Holoceno superior, donde la
intensidad y permanencia de los vientos
dominantes provenientes del sur transportaron
las partículas por suspensión y
saltación, produciendo el desgaste de las
mismas, con disminución del tamaño de
partícula y predominio de dicha fracción
(Sayago et al. 1998, Neder 2007).
En el piedemonte y llanura oriental los
procesos de remoción en masa actúan en
las cabeceras de las cárcavas y barrancos
que se desarrollaron en el glacis de erosión
(Neder 2007), produciendo el retroceso
por remoción en masa aguas arriba,
ya que son las áreas de forma cóncava las
receptoras del escurrimiento superficial
proveniente de los sectores de mayor altitud.
En este punto la caída de agua que
escurre por la superficie forma un encharcamiento
en la base y salpicamiento
en las paredes laterales, las que al humedecerse
pierden estabilidad, el material
colapsa y se desploma en el fondo. De
esta manera la cárcava/barranco crece en
longitud aguas arriba por incisión del escurrimiento
concentrado. Estos procesos se acentúan en campos con suelos desnudos
o con residuos de cosecha, por acción
del impacto de la lluvia, erosión
mantiforme y carcavamiento. Los procesos
de erosión hídrica están relacionados
principalmente a las precipitaciones, siendo
la intensidad y duración las características
determinantes del tipo de erosión.
El volumen de lluvia condiciona directamente
el volumen de agua que escurre
por la superficie, a una velocidad controlada
por la inclinación de la pendiente. La
duración de las precipitaciones determina
el aumento paulatino del volumen de
agua en la superficie y por lo tanto, los
procesos relacionados al mismo como
humedecimiento de la superficie, saturación
y encharcamiento hasta inundación.
La pendiente controla la relación infiltración - escurrimiento, en pendientes bajas
predomina la infiltración sobre el escurrimiento,
el volumen de agua que se infiltra
es mucho mayor al que escurre y si el
material subsuperficial es de naturaleza limoarcillosa
lo disuelve. Cuando la pendiente
aumenta, es escaso el volumen de
agua que infiltra predominado el escurrimiento,
que alcanza mayor velocidad desprendiendo
y arrastrando las partículas
del suelo. Este proceso se produce principalmente
durante la estación lluviosa.
En los planos interfluviales de la llanura
ondulada oriental (Neder 2007), los campos
de cultivos se incrementaron notablemente
ya que las pendientes son muy
suaves y los suelos aptos para uso agrícola.
Sin embargo hay una relación directa
entre el incremento de los procesos
erosivos hídricos de tipo mantiforme y
de cárcavas y barrancos, con el aumento
de tierras dedicadas a la agricultura. En
el mapa de procesos morfodinámicos
donde se representó la evolución temporal
de cárcavas/barrancos en el período
1985-2001, se observa mayor densidad
de rasgos lineales en los sectores deprimidos
longitudinales, que actúan como
colectores del flujo superficial y se denominaron
valles fluviales de origen antrópico (Fig. 4). Son rasgos lineales de orientación
NNO que alcanzan casi 10 km de
longitud, de fondo plano con varios ciclos
de exhondaciones que llegan a 6 m
de profundidad. Durante la estación lluviosa actúan como cauces fluviales y generan
inundaciones en los sectores laterales
por desborde y erosión lateral de cauce.
Se llevó a cabo una comparación entre
las longitudes medidas de los rasgos
lineales (cárcavas y barrancos) en 1985 y
las dimensiones que alcanzaron en el año
2001, en las áreas de piedemonte y llanura
oriental, dada la gran diferencia de uso
de suelo en ambos sectores. Los resultados
representaron un gran incremento en
ambas áreas, pero es mucho más significativo
en la llanura debido al uso agrícola
intensivo en detrimento de las áreas
con monte chaqueño (Fig. 5).
Figura 4: Mapa morfodinámico de cárcavas y bar rancos, evolución temporal período
1985-2001.
Figura 5: Incremento de la longitud de los rasgos
lineales en el período 1985-2001 en toda elárea analizada.
El área afectada por los procesos de erosión
laminar muestra una gran coincidencia
con los rasgos lineales en cuanto al incremento,
ya que antes del año 1985,
cuando la agricultura no estaba tan expandida,
alcanzaba 176,97 km2. En el año
2001 el área afectada por erosión laminar
se incrementó a 222,85 km2 principalmente
en el sector oriental del área de estudio.
Es decir que aumentó 45,88 km2 en un
periodo de 16 años, lo cual coincide con el
aumento de tierras dedicadas a la agricultura,
la disminución del monte y el incremento
pluviométrico. Sin embargo, hay
sectores no afectados por procesos erosivos
(aproximadamente 286,9 km2) que en
su mayoría no son aptos para los cultivos
de soja/trigo. Estos sectores representan
remanentes de glacis cubiertos, definidos por Neder (2007) como lomadas aisladas
que presentan una cobertura clástica de 2
m de espesor, que en algunos casos se desmontaron
para cultivos de citrus.
El contenido orgánico en el estudio de la
degradación de los suelos es un indicador
muy importante, ya que a mayor tiempo
desde el desmonte menor es el contenido
de materia orgánica y carbono orgánico,
esenciales para el desarrollo de la vegetación.
Las áreas cercanas al límite con
Santiago del Estero, con más de 30 años
de desmonte están colonizadas por vegetación
secundaria de tipo xerófita y halófita
que refleja las condiciones ambientales
semiáridas-subhúmedas actuales con
tendencia a la desertificación y con escaso
contenido orgánico (Fig. 6).
Figura 6: Relación entre la
disminución del porcentaje de
materia orgánica y el tiempo
de desmonte.
Una de las características del horizonte superficial del suelo que favorece el accionar de los procesos erosivos es el encostramiento superficial. El encostramiento superficial es una estructura que se forma cuando la superficie del suelo se calienta y el movimiento del agua es de abajo hacia arriba, se evapora en la superficie y precipita el material sólido que obtura los poros y cementa las partículas de mayor tamaño. Esta costra alcanza a veces hasta 10 cm de espesor y disminuye la porosidad e impide el crecimiento y desarrollo de las plantas. Se encontró en sectores del este en campos de cultivos cercanos a la localidad de Gobernador Garmendia casi en el límite con la provincia de Santiago del Estero, en la unidad geomorfológica de planos interfluviales con pendientes entre 1 y 2% están relacionadas al uso agrícola prolongado del suelo y al régimen de precipitaciones ya que las mismas disminuyen notablemente transformándose las características climáticas en semiáridas.
CONCLUSIONES
La degradación física de los suelos debido
a la deforestación y al cultivo irrestricto
a lo largo de los años, esta ampliamente
distribuida en el área de estudio, en diferentes
grados. El deterioro de las tierras
se encuentra en función del tiempo transcurrido
desde el desmonte, siendo más
intenso en suelos cultivados sin prácticas
conservacionistas, lo cual se manifiesta
en el decrecimiento de materia orgánica
del horizonte superficial.
La disminución del contenido de carbón
orgánico de los suelos es rápida en los
primeros años después del desmonte, lo
cual indica que el aporte de materia orgánica
proveniente del monte chaqueño fue
importante mientras estuvo presente. La
eliminación de la cubierta vegetal produjo
la pérdida acelerada del contenido de
materia orgánica en un corto período.
El piedemonte de la sierra Del Campo
presenta riesgo moderado. de erosión en
cárcavas mientras que en la llanura oriental
ondulada el riesgo de erosión en cárcavas
es severo debido a que están separadas
menos de 20 m, particularmente en
los sectores donde la pendiente cóncava
actúa como receptora del flujo superficial
y lo canaliza. La remoción en masa se
presenta combinada con los procesos de
erosión hídrica en el retroceso de cabeceras
y paredes laterales. El concepto de
riesgo aplicado expresa la intensidad y
distribución espacial alcanzada en cada
proceso, que podrían atenuarse con prácticas
conservacionistas o agravarse si no
se las aplica.
El reconocimiento mediante fotointerpretación
del tipo e intensidad de los rasgos
erosivos, contribuye a la elección del
manejo y a la planificación de prácticas
de conservación de los suelos para mejorar
la producción agrícola, disminuir la
pérdida de suelo y minimizar la degradación
edáfica.
En el año 2003 las áreas ocupadas por los
remanentes de monte chaqueño corresponden
al 10% de las relevadas en 1970, con disminución del contenido de la materia
orgánica e incremento de los procesos
de erosión hídrica: cárcavas (25,29%)
y barrancos (37,77%). Estos procesos se
desarrollaron principalmente en la llanura
ondulada donde el desmonte, el uso
agrícola intensivo y la erosividad de los
suelos compuestos por materiales limoloéssicos,
favorecieron la evolución en
longitud de los rasgos lineales por retroceso
de cabeceras y ampliación del ancho
del cauce. Los sectores donde se incrementó la longitud, actúan como colectores
del flujo superficial proveniente de
los interfluvios de pendientes muy bajas
(1-3%). La implementación de la siembra
directa y rotación de cultivos para una explotación
sustentable, con el aporte de
fertilizantes y herbicidas, favorece la producción
de los cultivos pero altera las
condiciones químicas naturales del suelo.
Estos procesos se manifiestan en un severo
cuadro de degradación del paisaje
con sectores abandonados y cubiertos de
matorrales. Además, en los sectores cercanos
a la provincia de Santiago del
Estero se observaron indicadores de procesos
de desertificación como encostramientos
en campos abandonados, grietas
de desecación, salinización entre los más
importantes.
AGRADECIMIENTOS
Esta investigación se desarrolló con instrumental y materiales del INGEMA (Instituto de Geociencias y Medio Ambiente) y con el subsidio del Proyecto del CIUNT 26/G440-2.
TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO
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Recibido: 17 de Noviembre, 2009
Aceptado: 25 de Marzo, 2010