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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