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5. APLICACIÓN DE LA EUPS EN LA CARTOGRAFÍA DE EROSIÓN EN LA CUENCA MEDIA Y ALTA DEL RÍO SONORA

5.1. Factor de erosividad por precipitación pluvial “R”

Lo estableció Wischmeier (1959, 1960) tras analizar los datos de la distribución del

tamaño de las gotas de lluvia publicadas por Laws y Parson (1947) y la velocidad

terminal de la gota de lluvia que aportaban una serie de investigadores. Este factor

representa la potencia de la precipitación para erosionar superficialmente el suelo,

por lo tanto, en cierta medida es un índice de su agresividad para provocar la

erosión. La formula más reciente para determinar la Erosividad “R” es la de

Lombardi Neto y Moldenhauer (1980, www.unesco.org) donde:

R = 6.866 (p2/P)0.85 R = Índice medio de Erosividad anual [MJ/ha*mm/hr]

P= precipitación media anual

p = precipitación media mensual

Los valores de “P” y “p” se determinaron con la Tabla 1 y posteriormente se

aplicaron en la formula, dando como resultado un mapa de “R” el cual se obtuvo

de la interpolación de las estaciones. En el Mapa se observan valores de R en el

rango de 40 a 122 (con 5 unidades), como se observa en la fig. 5.1.1 En este

mapa podemos ver que el 80% de la cuenca tiene valores que van en el rango de

40 a 81. Siendo los valores más altos los de las estaciones de Cananea,

Bacoachi y Sinoquipe, que van del rango de 96 a 122 y los más bajo son los de

las estaciones Carbó, Pesqueira, Hermosillo y Mazocahui, con rangos de 40 a 57.

Como referencia, en Bayern, Alemania se encontraron valores de “R” entre 40 y

140, que son mayores a los obtenidos en la cuenca media y alta del Río Sonora,

lo que indica que la intensidad de precipitación en Bayern es mayor que en la

cuenca de Sonora.

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Figura 5.1.1. Mapa de factor erosividad por precipitación pluvial “R”.

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5.2. Factor de erodabilidad del suelo “K” La susceptibilidad de los suelos a erosionarse depende del tamaño de las

partículas del suelo, del contenido de materia orgánica, de la estructura del suelo,

texturas, capacidad de infiltración y de la permeabilidad. Es importante destacar

que a medida que el valor de “K” aumenta se incrementa la susceptibilidad del

suelo a erosionarse. Cuando se trabaja en una cuenca, como es este caso, se

determinan los valores de K, tomando como referencia los valores de la Tabla 3,

de acuerdo a la clasificación de la FAO.

5.2.1. Tipos de suelo, textura y su localización

Feozem (H) Suelos con capa superficial obscura, suave, rica en materia orgánica y en

nutrientes. Cubren cerca del 10 % del área de estudio y se pueden localizar

principalmente en las llanuras de inundación de los ríos San Miguel y Zanjón,

entre Carbo y Hermosillo, y en la parte alta del Río Sonora, en los alrededores de

Cucurpe, Saracachi y Bacoachi, donde son utilizados con fines agropecuarios. Se

pueden encontrar asociados principalmente con Fluvisoles y Vertisoles. En la zona

alta también se pueden encontrar como unidades secundarias, sosteniendo sobre

todo pastizales, su textura es media (M).

Fluvisol (J) Suelos representativos de los cauces y llanuras de inundación, con características

muy variables, originados a partir de materiales acarreados por el agua. Su textura

es gruesa (G) y cubren cerca del 3% del área de estudio. Algunos sitios

representativos de esta unidad se reportan en los cauces de corrientes vecinos a

Huépac, Bacoachi y Rayón, donde se utilizan principalmente con fines

agropecuarios.

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Litosol (I) Los Litosoles junto con los Regosoles representan las unidades con mayor

cobertura en el área de estudio. Son los suelos más delgados, menos de 10 cm.

de profundidad, que se pueden localizar en la cuenca. Cubren el 32% del área de

estudio y se localizan principalmente en las sierras, donde pueden asociarse con

suelos Feozems y Luvisoles, su textura es media (M). La naturaleza del substrato

geológico es variable debido a que se presenta en la mayoría de las sierras del

área de estudio.

Luvisol (L) Esta unidad agrupa los suelos con acumulación de arcillas en el subsuelo, son

fértiles y frecuentemente de color rojizo, tienen en general una textura media (M). Son escasos, en la zona de estudio no rebasan el 1%, se pueden localizar en la

zona alta, entre Cananea y Bacanuchi, soportando vegetación de encinos y

pastos. También se pueden encontrar fuertemente erosionados, sosteniendo

principalmente mezquitales poco desarrollados.

Planosol (W)

Consisten de suelos característicos de las zonas planas. Presentan una superficie

relativamente pequeña pues no alcanzan el 3% de la zona de estudio. Presentan

debajo de la capa más superficial, una capa más o menos delgada de un material

claro que es siempre menos arcilloso que las capas que lo cubren y lo subyacen.

Suelen ser rojizos y presentar una estructura prismática bien desarrollada, con

una textura media a gruesa (M-G). Su distribución se reporta en sitios localizados

en la parte alta y media de la cuenca, sin embargo en el presente trabajo no fue

posible su identificación.

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Regosol (R)

Son los suelos que más dominan en la cuenca con cerca del 33% de la superficie

del área de estudio. Se trata de suelos sin capas distintivas, asociados por lo

general a los Litosoles o afloramientos rocosos, con una textura media (M). En

general son claros y se parecen bastante a la roca que les subyace cuando no

son profundos. Son comunes los de origen coluvión y se caracterizan por una gran

heterogeneidad, con una textura gruesa (G). Se distribuyen en la parte alta de la

cuenca, en los alrededores de Cucurpe, Sinoquipe, Arizpe y Bacoachi , asociados

a pendientes muy pronunciadas y rocas de naturaleza tanto volcánica como

sedimentaria. En la zona media pueden presentarse sobre materiales

principalmente sedimentarios, en particular en los tramos comprendidos entre

Carbo y Hermosillo, así como entre Mazocahui y Banámichi, entre otros.

Rendzina (E) Incluye los suelos con una capa superficial rica en humus y muy fértil,

medianamente profunda, que descansa sobre roca caliza o algún material rico en

calcio. Su superficie es limitada pues no alcanza el 1% del área de estudio,

teniendo una textura media (M). Se reportan en la parte alta de la sierra Los Ajos

(parteaguas noreste del área de estudio) y en las cercanías de Bacoachi,

desarrollados sobre calizas del Paleozoico.

Vertisol (V)

Son suelos muy arcillosos, dominantemente rojizos, con grietas anchas y

profundas en las épocas de sequía. Se reportan en la parte media de la cuenca.

Cubren cerca del 1.5% de la superficie del área de estudio. Afloran en los

alrededores de Querobabi, de Baviácora y Hermosillo. El substrato geológico

consiste de aluviones, compuestos de arcilla-limo-arena o de rocas volcánicas

ácidas de composición riolítica e ignimbrítica y básicas constituidas por basaltos,

con una textura fina (F).

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Xerosol (X)

Los Xerosoles se encuentran entre las 5 unidades con mayor superficie en el área

de estudio. Presentan una capa superficial de color claro y pobre en humus, con

una textura fina (F). Se localizan en las zonas de lomerío, asociados con

Regosoles y Yermosoles. El substrato geológico es de naturaleza variable.

Yermosol (Y)

Esta unidad de suelo ocupa cerca del 7% de la superficie del área de estudio. Los

suelos de esta unidad presentan una capa superficial de color claro y muy pobre

en humus. Con frecuencia se distinguen de los Xerosoles por presentar capas de

textura más gruesa (G). El origen de estos suelos parece estar asociado a

depósitos eólicos. Las áreas más representativas de estos suelos se localizan en

la zona media de la cuenca, en los alrededores de Carbó, entre Querobabi y

Hermosillo, se encuentran asociados principalmente a aluviones del cuaternario.

Una vez obtenidos los valores de “K”, se asignó a cada unidad de suelo el valor

medio, con el programa ArcView, se clasificó la imagen por unidades de suelo,

asignándole para cada unidad el valor K correspondiente. Como resultado se

obtuvo el mapa de erodabilidad de la cuenca. Es importante destacar que a

medida que el valor de K aumenta, se incrementa la susceptibilidad del suelo a

erosionarse. En el mapa de erodabilidad del Factor “K” (Fig. 5.2.1) podemos

observar que la mayoría de la cuenca presenta suelos definidos como “Litosol y

Regosol“ con textura de media a gruesa y con valores de “K” que varían de 0.013

a 0.079.

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Tabla 3. Valores de “K” en función de unidad y textura del suelo, según método de la FAO (ton/ha h/Mj mm ha año). Modificado de Figueroa et al., (1991).

ORDEN TEXTURA ORDEN TEXTURA G M F G M F A. Acrisol 0.026 0.04 0.013 M Molisol 0.026 0.04 0.013 Af. Ah 0.013 0.02 0.007 Mta, Mg 0.026 0.04 0.013

Ag. Ao 0.026 0.04 0.013 Ap 0.053 0.079 0.026 B cambisol 0.026 0.04 0.013 N Nitosol 0.013 0.02 0.007 Bf. Bh 0.013 0.02 0.007 Nd, Ne, Nh 0.013 0.02 0.007 Bc. Bd. Be. Bg. BK 0.026 0.04 0.013 Bv. Bx. 0.053 0.079 0.026 C chermozen 0.013 0.02 0.007 O Histosol 0.013 0.02 0.007 Cg. Ch. ck 0.013 0.02 0.007 Od, Oe, Ox 0.013 0.02 0.007 D Podzoluvisol 0.053 0.079 0.026 P Podzol 0.053 0.079 0.026 Dd. De. Dg 0.053 0.079 0.026 Ph, Ol 0.026 0.04 0.013 Pf, Pg, Po, Pp 0.053 0.079 0.026 E. Rendzina 0.013 0.02 0.007 Q Arenosol 0.013 0.02 0.007 Qa, Qc, Qf, Qf F Ferrasol 0.013 0.02 0.007 R Regosol 0.026 0.04 0.013 F (a,h,o,p,r,x) 0.013 0.02 0.007 Rc 0.013 0.02 0.007 Re, Rd 0.026 0.04 0.013 Rx 0.053 0.079 0.026 G Gieysol 0.026 0.04 0.013 S solonetz 0.053 0.079 0.026 Gc, Gh, Cm 0.013 0.02 0.007 Sm 0.026 0.04 0.013 Gd, Ge 0.026 0.04 0.013 Sg, So 0.053 0.079 0.026 Gp, Gx, Gv 0.053 0.079 0.026 H Feozem 0.013 0.02 0.007 T Andosol 0.026 0.04 0.013 Hc, Hg, Hh, Hl 0.013 0.02 0.007 Th, Tm 0.013 0.02 0.007 To, Tv 0.026 0.04 0.013 I Litosol 0.013 0.02 0.007 U Ranker 0.013 0.02 0.007 V vertisol 0.053 0.079 0.026 J Fluvisol 0.026 0.04 0.013 W planosol 0.053 0.079 0.026 Jc 0.013 0.02 0.007 Wh Wm 0.026 0.04 0.013 Jd, Je 0.026 0.04 0.013 Wd, We, Ws, Wx 0.053 0.079 0.026 Jp, Jt 0.053 0.079 0.026 K Castañozem 0.026 0.04 0.013 X Xerosol 0.053 0.079 0.026 Kh, KK, Kl 0.026 40 0.013 Xh, Xk, Xt, Xy 0.053 0.079 0.026 L Luvisol 0.026 0.04 0.013 Y Yermosol 0.053 0.079 0.026 Lf 0.013 0.02 0.007 Yh, Yk, Yy, Yt 0.053 0.079 0.026 Lc, Lg, Lk, Lo 0.026 0.04 0.013 La, Lp, Lv 0.053 0.079 0.026 Z Solonchak 0.026 0.04 0.013 Zm 0.013 0.02 0.007 Ag, Zo 0.053 0.04 0.0013 Zt 0.053 0.079 0.026

La textura se clasifica como G=gruesa, M=media y F=fina, f=férrico, g=gleyco, h=húmico, o=órtico, p=plíntico, c=crómico, d=dístrico, e=eútrico, k=cálcico, v=vértico, x=gélico, m=mólico, p=plíntico, t=tiónico, a=álbico

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Figura 5.2.1. Mapa de factor de erodabilidad del suelo “K”.

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5.3. Factor de longitud y grado de pendiente “LS”

Los efectos de la longitud y el gradiente de la pendiente se representan como

“LS”. El factor LS integra la pendiente media de la ladera, su longitud

considerando el efecto de la topografía sobre la erosión, se calculó utilizando la

fórmula de Wischmeier y Smith (1978). La longitud (L) se define como la distancia

horizontal desde el punto de origen del flujo sobre la superficie hasta el punto

donde la pendiente disminuye lo bastante como para que ocurra la depositación o

hasta el punto en el que el drenaje entra en un canal definido. La pendiente (S)

refleja la influencia del gradiente de la pendiente en la erosión ya que el potencial

de la erosión incrementa con la pendiente. El gradiente de la pendiente es el

campo o segmento de pendiente, expresado generalmente en porcentaje.

LS = (ʎ/22.13)m (0.065 + 0.045s + 0.0065s2) m =0.1342 * LnΦ + 0.192

Donde:

ʎ = es la longitud de la pendiente (metros)

m = exponente que depende del grado de pendiente

s = pendiente del terreno en %

Φ = ángulo de la pendiente (%)

Para obtener este factor, se elaboró el modelo digital del terreno en el programa

ArcView 3.2, así como el mapa de drenaje, para determinar el recorrido del flujo,

posteriormente, calcular su longitud e interpolación para obtener el mapa de

longitud de pendiente. Con el mapa de pendiente se cálculo del coeficiente (m) y

finalmente con el comando Map Calculator, se introducen los datos a la formula,

obteniendo el mapa del factor LS, para fines prácticos de este trabajo se

agruparon en 5 intervalos de clases.

(Fig. 5.3.1).

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Figura 5.3.1. Mapa de factor de longitud y gradiente de pendiente “LS”.

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5.4. Factor de manejo de cultivo y/o cubierta vegetal “C” El factor de manejo de cultivos representa la relación de pérdida del suelo a partir

de una condición específica de cultivo o cobertura. Para la obtención del mapa de

“C” se utilizó el mapa de uso de suelo y vegetación de INEGI (2000) y las diversas

tablas de valores de “C” de Roose (1977) y Wischmeier (1974). Los valores de “C”

son menores que la unidad y en promedio indican que a medida que aumenta la

cobertura del suelo el valor de “C” se reduce y puede alcanzar valores similares a

0. Con las diversas tablas se hizo una tabla para la cuenca media y alta del río

Sonora (Tabla 4). Una vez obtenidos los valores de “C” de la tabla 4, se aplicaron

en la formula.

Cobertura valor de C

Agricultura de riego 0.5

Agricultura de temporal 0.4-0.9

Bosque 0.01

Matorral 0.1 Mezquital 0.1 Pastizal 0.07 Sin vegetación aparente 1.0

Tabla 4. Valores de “C” para la cuenca media y alta del río Sonora.

5.5. Factor de prácticas de conservación del suelo “P”

Como última alternativa para reducir la erosión de los suelos, se tiene el uso de

prácticas de conservación de suelos, para que la pérdida de suelo sea lo máxima

permisible. El factor “P” se estima comparando las pérdidas de suelo de una

parcela con prácticas de conservación y una parcela sin vegetación, el valor que

se obtiene es de 0 a 1. Si el valor de “P” es cercano a 0, entonces es una parcela

con alta eficiencia en las prácticas, si el valor es cercano a 1, hay poca eficiencia

para reducir la erosión.

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En el caso del área de estudio el valor de “P” utilizado fue la unidad debido a que

no se conocen obras mecánicas de conservación de suelo.

5.6. Integración de mapa de susceptibilidad de erosión actual “A”

Una vez que se trabajo de manera independiente cada uno de los factores y se

generaron mapas de cada uno de ellos, se prosiguió a cruzar los datos (Fig.

5.6.1) por medio del programa ArcView dando como resultado un mapa de

erosión actual.

El resultado del análisis de susceptibilidad de erosión actual en la parte alta y

media de la Cuenca del Río Sonora se muestra en el Mapa de Erosión Actual (ver

Fig. 5.6.2). En la zona alta se presentan valores muy bajos de pérdida de suelo,

que varía de 7.6 a 40 ton/ha/año lo cual se atribuye principalmente al efecto de la

vegetación, debido a que sin ésta la pérdida de suelo rebasaría las 50 ton/ha/año,

como se observa en el Mapa de erosión potencial (Figura 5.7.1). Al Aplicar la

fórmula de EUPS se encontró que el factor LS es el que más influye en la

estimación de la pérdida de suelo.

Los valores más bajos, se pueden observar en las parte topográficamente más

bajas, entre Hermosillo y Benjamín Hill, donde oscilan valores entre 0 y 1

ton/ha/año. La tasa media de erosión actual fluctúa entre los valores de 2.60 a

4.60 ton/ha/año y la podemos observar principalmente en la porción Este del

área. Esto indica que la erosión es baja e inferior a la erosión máxima permisible

que en algunas regiones de México es de 10 ton/ha/año

Se establece que la degradación del suelo es favorecida por el tipo de vegetación,

el régimen de lluvias y la composición del suelo. Haciendo un análisis comparativo

entre las Mapas de erosión potencial y erosión actual, también se observa que los

rangos máximos disminuyen de cerca de 50 a aproximadamente 40 ton/ha/año

(ver Tabla 5). La protección del suelo que ofrece la cubierta vegetal, para reducir

la erosión, aunque se trate de zonas con poca vegetación como la que existe en

la cuenca, esta es significativa, pues la lámina de erosión de suelo disminuye 1

mm por año.

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Figura 5.6.1. Cruce de mapas de los diversos factores para calcular la “Erosión Potencial y

Actual”.

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Figura 5.6.2. Mapa de “Erosión Actual” donde se incluyen los factores de manejo de cultivo y/o cubierta vegetal y de prácticas de conservación de suelos.

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5.7. Integración de mapa de susceptibilidad de erosión potencial Ep

El análisis de susceptibilidad de erosión potencial en la cuenca media y alta del

Río Sonora muestra las pérdidas de suelo que podrían ocurrir en caso de que el

área esté desprovista de vegetación y si no se tienen prácticas de conservación

de suelo. Los valores más bajos entre 0-1.14 ton/ha/año se presentan en la parte

media de la cuenca entre Hermosillo y Benjamín Hill, a lo largo del Río Zanjón,

siendo la zona con la pérdida de suelo más baja entre Hermosillo y San Miguel de

Horcasitas, esto está en relación directa con la presencia de pendientes menos

pronunciadas que en la parte alta. Se puede apreciar que la pérdida de suelo en

la parte media del área de estudio, puede alcanzar hasta las 5 ton/ha/año,

sobretodo en la porción E de la Cuenca entre Pueblo de Álamos y Sinoquipe. En

tanto que en las zonas topográficamente altas, la zona serrana, en Cananea,

Sinoquipe, al E de Cucurpe y Tuape, se puede observar que la pérdida de suelo

puede ser al menos hasta 20 veces más que en las zonas topográficamente más

bajas. En el mapa podemos observar como las zonas más críticas de la perdida

potencial del suelo ocurren principalmente en la porción media y hacia el E del

área de estudio (ver Fig. 5.7.1). Las zonas con valores de perdida de suelo más

alta, se encuentran predominantemente en los lugares donde la pendiente es

fuerte, la erosión puede alcanzar valores de hasta 50 ton/ha/año, lo que significa

que anualmente se pierde una lámina de suelo de 5.0 mm, cabe mencionar que

zonas con este nivel de erosión son muy pequeñas.

Nivel de erosión Erosión Actual Erosión Potencial

Muy Baja 0-1 60% 0-1.15 45%

Baja 1-2.60 20% 1.15-3.25 30% Media 2.60-4.60 10% 3.25-5.70 13%

Media -Alta 4.60-7.30 9.8% 5.70-9.15 11.5% Alta 7.30-40.0 0.2% 9.15-50.0 0.5%

Tabla 5. Niveles erosivos de pérdida de suelo de la “Erosión Actual y Potencial” en ton/ha/año y el porcentaje que representa en el área.

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Según Martínez y Fernández (1983) encontraron que la erosión estimada con la

EUPS como media nacional es de 2.65 t/ha año para la erosión actual y potencial.

Si observamos la tabla 5 y los mapas de Erosión Actual y Potencial, podemos

concluir que el porcentaje más alto tiene un nivel de erosión muy bajo, mientras

que el porcentaje más pequeño entre el 0.2-0.5% tiene un nivel erosivo alto. De

aquí podemos concluir que el 99.5% del área de estudio tiene una erosión

tolerable (Viramontes, 2006), para suelos poco profundos sobre roca madre y

suelos poco profundos de alta Erosividad.

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Figura 5.7.1. Mapa de “Erosión Potencial” resultado del cruce de los factores “R, K y LS”.

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