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Análisis de la variabilidad temporal de la infiltración en un gradiente de degradación de usos del suelo en el Pirineo central Analysis of infiltration temporal variability in a gradient of soil uses degradation in the Central Pyrenees Regüés, D. (1) ; Serrano‐Muela, P. (1) ; Nadal‐Romero, E. (2) ; Lana‐Renault, N. (3) (1) Instituto Pirenaico de Ecología, CSIC, Campus de Aula Dei, Apartado 13034, 50059, Zaragoza, España. (2) Departamento de Geografía y Ordenación del Territorio, Facultad de Filosofía y Letras, Universidad de Zaragoza, Pedro Cerbuna 12, 50009, Zaragoza, España. (3) Área de Geografía, Departamento de Ciencias Humanas, Universidad de La Rioja, 26004, Logroño, España. Resumen Se analiza la capacidad de infiltración con respecto a las condiciones físicas superficiales (humedad y re‐ sistencia mecánica) de suelos en el Pirineo Central, considerando tres escenarios: bosque natural, campos abandonados y cárcavas. El estudio se ha realizado en tres cuencas experimentales (San Salvador, Arnás y Araguás) situadas en un contexto geográfico, geológico y climático similar. La información se ha obtenido mediante ensayos con un infiltrómetro de doble anillo entre otoño de 2008 y verano de 2009. Los resul‐ tados sugieren cierto efecto de las condiciones físicas previas sobre la capacidad de infiltración. Sin em‐ bargo, el uso del suelo y la orientación de las laderas (N‐S) se han revelado los factores más determinantes. Esto se relaciona con la variabilidad estacional del estado físico antecedente y su dinámica durante los en‐ sayos. Las diferencias de la infiltración asociada a la orientación de las laderas incluso pueden superar a las observadas entre usos del suelo. Palabras clave: Infiltración, usos del suelo, cubierta vegetal, condiciones físicas. Abstract The infiltration capacity has been analysed related to the variation of surface physical conditions (moisture and mechanical resistance) of soils from the Central Spanish Pyrenees, taking into account the most rep‐ Cuaternario y Geomorfología (2012), 26 (1‐2), 9‐28 9 Cuaternario y Geomorfología ISSN: 0214‐174 www.rediris.es/CuaternarioyGeomorfologia/ Derechos de reproducción bajo licencia Creagve Commons 3.0. Se permite su inclusión en repositorios sin ánimo de lucro.

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AnálisisdelavariabilidadtemporaldelainfiltraciónenungradientededegradacióndeusosdelsueloenelPirineocentral

AnalysisofinfiltrationtemporalvariabilityinagradientofsoilusesdegradationintheCentralPyrenees

Regüés,D.(1); Serrano‐Muela,P.(1); Nadal‐Romero,E.(2); Lana‐Renault, N.(3)

(1)InstitutoPirenaicodeEcología, CSIC,CampusdeAulaDei,Apartado13034,50059,Zaragoza,España.(2)DepartamentodeGeografíayOrdenacióndelTerritorio, FacultaddeFilosofíayLetras, UniversidaddeZaragoza,

PedroCerbuna12, 50009,Zaragoza,España.(3)ÁreadeGeografía,DepartamentodeCienciasHumanas,UniversidaddeLaRioja,26004,Logroño,España.

Resumen

Se analizalacapacidaddeinfiltraciónconrespectoalascondicionesfísicassuperficiales(humedadyre‐sistenciamecánica)desuelosenelPirineoCentral,considerando tresescenarios:bosquenatural,camposabandonadosycárcavas.Elestudioseharealizadoentrescuencasexperimentales(SanSalvador,ArnásyAraguás)situadasenuncontextogeográfico,geológicoyclimáticosimilar.Lainformaciónsehaobtenidomedianteensayosconuninfiltrómetrodedobleanilloentreotoñode2008yveranode2009.Losresul‐tadossugierenciertoefectodelascondicionesfísicaspreviassobrela capacidaddeinfiltración.Sinem‐bargo,elusodelsueloyla orientacióndelasladeras(N‐S) sehanreveladolos factores másdeterminantes.Estoserelacionaconlavariabilidadestacional delestadofísicoantecedenteysudinámicadurantelosen‐sayos.Lasdiferenciasde lainfiltraciónasociadaalaorientacióndelasladerasinclusopuedensuperaralasobservadasentreusosdelsuelo.

Palabrasclave: Infiltración,usosdelsuelo,cubiertavegetal,condicionesfísicas.

Abstract

Theinfiltrationcapacityhasbeenanalysedrelatedtothevariationofsurfacephysicalconditions(moistureandmechanicalresistance)ofsoilsfromtheCentralSpanishPyrenees,takingintoaccountthemostrep‐

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CuaternarioyGeomorfologíaISSN:0214‐174

www.rediris.es/CuaternarioyGeomorfologia/

DerechosdereproducciónbajolicenciaCreagveCommons3.0.Sepermitesuinclusiónenrepositoriossinánimodelucro.

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resentativesituationsoflandusesandvegetalcovers.Thestudywascarriedoutinthreeexperimentalcatchments,eachrepresentativeofdifferentenvironmentsintermsofsoiluseandvegetationcover:forested(SanSalvador),fieldabandonment(Arnás)andbadlands(Araguás).Thethreecatchmentsarelo‐catednearbyandhavesimilargeologicalandclimaticconditions.Thestudywasdonethroughexperimentalinfiltrationsetsusingabigdoubleringinstrument(50cmwatercolumnheight).Experimentswereper‐formedfromautumn2008tosummer2009.Theinfiltrationprocesswasanalysedonsixlandusessitua‐tions:bareregolith,grasscoveredregolith,north‐facingslopeinforestedsoil,south‐facingslopeinforestedsoil,north‐facingslopeinmeadowsoilandsouth‐facingslopeinpasturesoil.Before andaftereachex‐perimentsoilwassampledinordertoestimatemoisturecontent(0‐1,0‐5and5‐10cmdepth)andsurfacemechanicalresistancewasmeasuredwiththehelpofapocketpenetrometer,providinganideaaboutpre‐viousconditionsanditsvariation.Theresultssuggestacertaineffectofmoistureconditionsoninfiltrationcapacity.However,soiluseandslopeexposition(NorthandSouth)seemtobethemostdeterminantfac‐tors.Thisisrelatedtotheseasonalvariabilityofantecedentsoilconditionsanditsdynamicsduringtheex‐periments.Thedifferencesoninfiltrationcapacityassociatedwithslopeexpositioncanbehigherthanthoseobservedbetweenlanduses.

Keywords: Infiltration,landuse,plantcovers,physicalconditions.

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1.Introducción

DesdemediadosdelsigloXXelPirineoCen‐tralsehavistoafectadoporcontinuoscam‐biosenelpaisaje,asociadosprincipalmentealarecuperacióndelavegetacióntraselaban‐donodecultivosyladeforestación(Molinilloetal.,1997; Vicente‐Serrano,2006).Elestu‐diodeLasanta(1988)destacaquealrededordel75%deloscamposqueestuvieronculti‐vadoshastamediadosdelsigloXXhansidoabandonadosdurante losúltimos70años.Asimismo,sehaobservadounaimportantereduccióndelapresiónganaderaytodotipodemodificacionesasociadasalasactividadeshumanas (García‐RuizyBalcells,1978;Gar‐cía‐RuizyLasanta,1990).Actualmente,am‐plias áreas que estuvieron ocupadas porcamposdecultivoypastizalessehanrepo‐bladodeformanaturalpormatorralesybos‐ques de sucesión (Poyatos et al., 2003;Vicente‐Serranoetal.,2004).

Ungrannúmerodeestudiosdemuestraquelacubierta vegetal ejerce una gran influenciasobrelarespuestahidrológica(BoschyHew‐lett,1982;Trimble etal.,1987;SahinyHall,1996;Stednick,1996;GallartyLlorens, 2003;

Andréassian,2004;Brown etal.,2005).Enestesentido,investigaciones recientesrealizadasenelPirineoCentral revelancambiossignificati‐vosenlarespuestahidrológicaasociadosalcrecimientodelavegetaciónydelamasaar‐bórea,quesehanmanifestadoenunamenorfrecuenciae intensidadde lascrecidas (Be‐gueríaetal.,2003;López‐Morenoetal.,2006);asimismo,García‐Ruizetal.(2008)constatanque la reducción de superficie forestal, enfavordepastos,aumentaelnúmeroylamag‐nituddelascrecidas,causandounimportanteincrementodelvolumendeescorrentía.

Así,estudios realizadosencuencasexperi‐mentalesdelPirineoCentralyOrientalmues‐tran importantesdiferencias enlaproduccióndesedimentoenambientescondiferentestipos de cubierta vegetal o afectados porcambios de usos del suelo (Gallart et al.,2005; García‐Ruizetal.,2008). Estoimplicaquelasdiferenciasenlarespuestahidrológicaasociadas a los cambios de usos del suelosuelen intensificar losprocesosdeerosión(García‐Ruiz,2010)yactivar cambiosdeca‐rácter geomorfológico (García‐Ruiz et al.,2010),talescomoeldesarrollodecárcavas(Nadal‐Romeroetal.,2006;Gallart,2009).

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Enestesentido,elinterésporestudiarlasre‐lacionesentreusosdelsuelo,propiedadeshi‐dráulicas y mecanismos de generación deflujoshaaumentadodurantelosúltimosaños(Germeretal.,2010;Priceetal.,2010).Lostrabajosde Zimmermannetal.(2006)oZim‐mermannyElsenbeer(2008)describenim‐portantes variaciones de la conductividadhidráulicasaturadaydelacapacidaddeinfil‐tración asociadosacambiosdeusodelsuelo.Asimismo,sehaanalizadolainfluenciadeles‐tadofísicoantecedentedelsuelo(humedad,densidadaparente,compactaciónyporosi‐dad)sobrelavariabilidadespacial(SissonyWierenga,1981;Hopmansetal.,1988; Ma‐llantsetal.,1996; Strocketal.,2001)ytem‐poral (Moret y Arrúe, 2007; Bormann yKlaassen,2008; Zhouetal.,2008;Lietal.,2009) desuspropiedadeshídricas.Noobs‐tante,Huetal. (2009)consideranquelava‐riabilidad temporal de las propiedadeshídricasdelsuelono estásuficientementees‐tudiada,encomparaciónconlacomponenteespacial. Enestesentido,eldesarrollodemo‐delossobrelacapacidaddeinfiltracióntoda‐vía presenta limitaciones, que se asocianprincipalmenteconlasincertidumbressobrelavariabilidadtemporaldelproceso (Mishraetal.,2003).

2.Objetivosymetodología

Esteestudiosehacentradoenanalizarlava‐riabilidadtemporaldelacapacidaddeinfil‐traciónentresambientesrepresentativosdelPirineoCentral,caracterizadosporpresentarfuertescontrastesenlosusosdelsueloylacubiertavegetal(cárcavas,camposabando‐nadosybosque)queconfiguranungradientedeladegradaciónqueafectaalossuelosyalpaisaje.Sehanconsiderandocomovariablesdeterminantes elestadofísicodelsuelo(hu‐medadyresistenciamecánicasuperficial)ylaexposición de las vertientes (norte y sur).Además, esimportantedestacarqueelestu‐dioseharealizadoenuncontextogeográfico(altitud),geológico(litologíadelsubstrato)yclimático muy similar y, por consiguiente,comparable.

Lametodologíasehabasadoenlautilizacióndeuninfiltrómetrodedobleanillo(Fig.1)conelcilindromenorointeriorde60cmdealtox29,5cm yelmayoroexteriorde60cmdealtox49,5 cmdeancho. Losensayossehanrealizadoenseisescenarios:sueloforestalsinalterar(norteysur),pradoopastoencam‐posabandonados(norteysur)ysuperficieacarcavada(sinvegetaciónyparcialmentecu‐biertaporherbáceas).Ladistribucióntempo‐raldelosexperimentossehaasociadoaladistribución climática estacional, conside‐randoelcontrastetérmicoehídricoqueseproducealolargodelaño,conlafinalidaddeanalizarlavariabilidadtemporaldelacapaci‐daddeinfiltraciónenrelaciónconloscam‐bios del estado físico. La duración de losensayossehaajustadoaltiempodeestabili‐zacióndelatasadeinfiltraciónenelcilindromenor/interior,eldescensodelniveldeaguasehacontroladomedianteunaescala cones‐

Figura1.Infiltrómetrodedobleanillo.Figure1.Doubleringinfiltrometer.

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paciadomilimétricoadosadaalasuperficieinteriordelcilindroy eltiempotranscurridosehaobtenidoconuncronómetro.Elniveldeaguaaliniciodecadaensayohasidocons‐tante(50cm),mientraslaalturafinaldelaco‐lumnadeaguafuevariable,dependiendodeladuraciónyvelocidaddeinfiltraciónencadacaso. Porotrolado,alinicioyfinalizacióndecadaensayosehaevaluadolahumedad ensuperficie(Hsup)yenprofundidad(H0‐5yH5‐10)apartirdemuestrastomadasconuntubometálicoylaresistenciamecánicasu‐perficial (RMS)medianteunpenetrómetro(GeotesterdeG. Weber),quehanpermitidocontrastarelestadofísicoprevioyposterior.

3.Áreadeestudio

Esteestudioseharealizadoentresambien‐tes característicosdelamontañamedia(800‐

1400m s.n.m.) en el Pirineo Central.Másconcretamente,entrescuencashidrográficassituadasenlamargennortedelaDepresiónInteriorAltoaragonesa,queformanpartedelareddedrenajedelosríosEstarrúnyLubie‐rre,loscualessonafluentesdel ríoAragón(Fig.2).

Conrespectoalascaracterísticasgeológicas,elnúcleodelaDepresiónInteriorAltoarago‐nesaestáconstituidopor unsubstratoderocassedimentariasblandasdefinidascomoMargasdeLarrés,quesondeedadEoceno(Remachaetal.,1987).Mientraselmargennorte está constituido pormaterialesmásduros,correspondientesalasturbiditaspire‐naicas de la facies Flysch de edad Eoceno(SoleryPuigdefábregas,1970), queconfor‐manlosrelievesmásacentuados.

Figura2.Áreadeestudioylocalizacióndelascuencasexperimentales.Figure2.Studyareaandexperimentalcatchmentlocation.

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Estascuencasestánmonitorizadasmedianteunaestacióndeaforoyregistrosmeteoroló‐gicos (temperatura,humedady radiación),ademáscuentanconpluviómetroseinstru‐mentosespecíficosparaelregistrodeotrasvariablesdeinteréshidrológico.Estohaper‐mitidoanalizarlarespuestahidrológicayse‐dimentológicaendistintassituacionesdeusodel suelo y cubierta vegetal, pero en unmarcogeográfico,geológicoyclimáticomuysimilar. A continuación, se describe breve‐mentelasprincipalescaracterísticasdeusosdelsueloytipodecubiertavegetaldeestastreszonasdeestudio:

‐CuencadeSanSalvador(0,92 km2):muestraunambienteforestalmuypocoalterado.Estáconstituidoporunbosquedensoymixtodepino (Pinussylvestris) yhaya (Fagussylvatica)enlaladeranorte,conunsotobosquedema‐torralmuydensoycerrado.Mientras,lala‐derasurpresentaunbosquemásabiertodequejigo (Querqus faginea gr.) y pino, conalgúnclarodominadoporlapresenciadema‐torral,sobretodoenladerasconsignosdehaberestadoafectadasporactividadesagrí‐colasyganaderas. Lossuelosmuestranunes‐tadodeconservaciónymejordesarrolloenladeraumbríaqueensolana.

‐CuencadeArnás(2,84km2):esrepresentativadeunambienteafectadoporelabandonodecultivos.Laladerasolanaconstituyeunmo‐saicodominadoporpastossobrecamposenpendienteabandonadosyenfasederecoloni‐zaciónespontáneadematorral,ademáspre‐senta zonas con predominio de especiesarbustivasyconpresenciamuydispersadepino (Pinussylvestris).Laladeraumbríamues‐traunacubiertavegetalbastantemásdensa,formadopor parchesintermitentes,deentre1hasta50hadesuperficie,formadosporbos‐quede pinar y/ounadensacubiertademato‐rral, alternando con áreas dominadas porpradosconmatorraldispersosobrecamposenpendienteabandonados.Lossuelosenladeraumbría estánmás desarrollados y sonmásprofundosqueensolana.

‐CuencadeAraguás(0,45km2):representaunambienteintensamentemodificadoyafec‐

tadoporlaactividadantrópica.Sedistinguentreszonasconcaracterísticasclaramentedi‐ferenciadas, lapartesuperiorde lacuenca(950‐1105 m)cuentaconladerascompleta‐menteregularizadasporterrazasartificialesycubiertasporunbosquedepino (Pinussyl‐vestris) dereforestación(llevadaacaboentre1960 y 1970), la partemedia (850‐950 m)muestrapradosconcubrimientoespontáneodematorralsobreterrazasabandonadas, ylaparteinferior(780‐850 m)estáfuertementeafectadaporeldesarrollodecárcavas.

Elclimadelazonasehadefinidocomosub‐mediterráneo demontaña o de transición(Creus,1983)pormostrarunadistribuciónestacionaldetemperaturay precipitaciones,propias del climamediterráneo, pero estáafectadoporinfluenciasdetipoatlánticoycontinental,queseasocian alaentradademasasdeairemuyhúmedoyfresco. Lapre‐cipitaciónmediaanualesde900±250mmysedistribuyedemanerabastanteirregular. Lamayorparteseacumulaentreotoñoypri‐mavera, enveranodestacan las tormentasdispersasmuyintensasperodecortadura‐ción,mientraseninviernolasprecipitacionessonbastanteescasasydeintensidadesbajasomoderadas,aunquelasnevadasdébilessonbastantefrecuentes.Lastemperaturasmues‐tranunfuertecontraste entrelosvaloresmá‐ximosenveranoylosmínimoseninvierno(30a‐14ºCrespectivamente), esimportantedestacarqueentreoctubreyabrilsepuedenregistraralrededorde100díascontempera‐turasmediasrondando los0ºC,aunquesuefectocambianotablementeentrevertientessolanaoumbría,consituacionesdeheladaspersistentes en las últimas y una acciónmuchomásesporádicaenlasprimeras.Enestesentido,esimportantedestacarqueestefuertecontrastetérmicoentrelasvertientesnorteysur afectaaladisponibilidadhídricaentreladeras.

Laorientacióndelasvertientesesunfactordeterminanteenladistribucióndelavegeta‐ciónyeldesarrollodelossuelos.Enlaslade‐rasconexposiciónsurlossuelossonpobresy

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pocodesarrollados(leptosoles,cambisolesyregosoles),estoseponedemanifiestoenlacubiertadominadaporlapresenciademato‐rralylamenordensidadarbórea;mientrasqueenlasladerasorientadashaciaelnortelossuelossonmásfértilesyprofundos(kas‐tanozemsyphaeozems)ypredominaelbos‐quebiendesarrollado (Lana‐Renaultetal.,2010;Serrano‐Muelaetal.,2010).Porotraparte,destacalapresenciadecárcavassobreelsubstratomargoso enlaDepresiónInterior,quemuestranunmayordesarrolloyunadi‐námicageomorfológicamásintensaenlasla‐derasnorte(Nadal‐Romeroetal.,2008).

4.Resultados

4.1.Condicionesexperimentales

LaTabla1 presentalassituacionesenqueserealizaronlosensayosdeinfiltración,locual

permitecompararlasvariacionestemporalesquemuestranlascondicionesfísicasentrelosusosdelsueloconsiderados.Enestesentido,se observa que el regolito sin vegetaciónmuestraunosporcentajesdehumedadbas‐tantebajos,tantoinicialescomofinales, encomparaciónconlosdemásusosdelsuelo.Encambio, enelregolitoconcubiertavegetallosvaloressonsensiblementemayores,in‐clusomáspróximosalosregistradosenlossuelosdepastosuryforestalsur.Conres‐pectoaloscontenidoshídricosinicialesenlossuelosconcubiertavegetal,engeneral,sonmásaltosen las laderas norteypresentanunamenorvariaciónenprofundidad. Enestesentido,elcontrastemásacentuadosehaob‐servadoentreelpradonorteyelpastosur,dóndelasdiferenciasentreH.supsonmeno‐resqueentreH.5‐10,mientraslasdiferenciasmenoresserelacionanconlossuelosfores‐tales.Asimismo,conrespectoalahumedad

Fecha Usodelsuelo HumedadInicial(%) HumedadFinal(%) RMS(kgm‐2)

Sup. 0‐5 5‐10 Sup. 0‐5 5‐10 Inicial Final

07/10/2008 Regolito(1) 1,1 3,2 5,9 30,2 19,4 13,1 5,5 0,713/02/2009 Regolito(1) 16,2 10,0 11,8 24,2 17,2 14,9 4,5 0,829/07/2009 Regolito(1) 0,8 2,6 5,6 34,7 16,1 9,6 13,3 0,407/10/2008 Regolitocubierto(2) 9,8 10,2 8,4 26,9 25,0 21,7 13,3 3,713/02/2009 Regolitocubierto(2) 31,2 18,3 23,6 30,6 26,3 36,9 3,0 2,729/07/2009 Regolitocubierto(2) 3,1 5,4 5,2 33,7 28,7 23,9 13,4 4,207/11/2008 Pastosur(3) 27,7 26,9 16,3 39,5 31,8 28,0 5,2 5,212/06/2009 Pastosur(3) 23,7 22,9 14,1 36,5 40,6 18,1 6,3 2,917/07/2009 Pastosur(3) 10,1 10,5 6,2 36,8 26,5 21,9 12,7 6,607/11/2008 Pradonorte(4) 36,3 32,7 26,1 57,7 58,3 58,4 4,6 3,412/06/2009 Pradonorte(4) 34,0 33,6 27,2 47,4 42,5 35,8 2,9 2,117/07/2009 Pradonorte(4) 14,1 17,7 15,7 41,1 38,4 32,3 12,1 4,027/10/2008 Bosquesur(5) 25,9 22,8 21,3 38,8 33,3 26,0 4,7 3,222/12/2008 Bosquesur(5) 33,7 29,7 22,7 37,6 33,5 22,4 4,2 2,312/06/2009 Bosquesur(5) 23,3 18,1 20,1 40,5 33,3 22,9 4,8 2,829/07/2009 Bosquesur(5) 8,4 10,9 10,1 34,7 30,0 20,6 7,5 4,227/10/2008 Bosquenorte(6) 31,4 27,5 23,6 40,0 36,7 24,1 4,4 3,522/12/2008 Bosquenorte(6) 51,2 36,0 22,4 57,6 42,0 23,8 6,7 5,412/06/2009 Bosquenorte(6) 23,0 22,9 16,3 59,7 46,9 24,1 6,0 2,429/07/2009 Bosquenorte(6) 7,6 11,7 14,1 46,1 35,7 36,2 4,5 3,4

Tabla1.Distribucióntemporaldelosensayosdeinfiltraciónconindicacióndelascondicionesfísicasinicialesyfina‐les.Entreparéntesissemuestraunvalorasignadoacadausodelsuelo,quecorrespondealestadodedegradación

enordendecreciente.(RMS:ResistenciaMecánicaSuperficial).Table1.Temporaldistributionofinfiltrationexperienceswithinitialandfinalphysicalconditionsindication.Betweenbracketsisshowedavalueforeachlandusecorrespondingwithitsdegradationsituationindecreasingorder(RMS:

SurfaceMechanicalResistance).

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inicial, seobserva unmayorincrementoenprofundidad cuantomenoreselvalorsuper‐ficial.Porotrolado,sedebecomentarqueelvalordehumedadsuperficialinicialquesu‐perael50% (bosquenorte,22/12/2008)estácausadopor lapresenciadehielo. Conres‐pectoalosvaloresfinalesdehumedad,cabedestacartresaspectos: un fuertecontrasteentreelregolitodesnudoylosdemásusosdelsuelo,convaloressensiblementeinferio‐resinclusoalosdelregolitocubierto, elcon‐tenido hídrico mayor de los suelos enexposiciónumbríayunmenorincrementodelahumedadenprofundidadenlossuelosconexposiciónsolana.

Porotrolado,conrespectoalosvaloresdeRMS,seobservaqueel suelo forestalpre‐sentalosvaloresmásconstantes,tantolosprevioscomolosposterioresalosensayos.Porelcontrario,elregolitosinvegetaciónre‐velaunimportantecontrastetemporalentreensayos,aunque estasdiferenciassonespe‐cialmentegrandesentrelosvaloresinicialesyfinales decadaensayo.Mientras, elregolitocon cubierta vegetal y las situacionesprado/pastomuestrantendenciasbastanteparecidas, con diferencias entre ensayos(temporales) demagnitudparecidaalasre‐gistradas en el regolito sin vegetación. Encualquiercaso,tantoenelregolitocubiertocomoenlosprados, lasdiferenciasentrelosvalores iniciales y finales son algo menos

acentuadasa lasobservadasenel regolitodescubierto.Porúltimo,mencionarquelaex‐posicióndelasladerasnopareceafectaralvalordelaRMS.

4.2.Tasasmediasdeinfiltración

LosresultadosexpuestosenlaTabla2permi‐tenanalizarelefectodelosusosdelsuelosobrelastasasmediasdeinfiltración. Sisecomparanlostresusosdelsuelo,sintenerencuentalasdiferenciasdeorientaciónodecu‐biertavegetal,seobservaquelastasasdein‐filtraciónmediamásbajascorresponden alregolito,mientras los valores en bosque ypradosonsensiblementemayores.Asimismo,las tasasdeinfiltraciónmedia enpradosurybosquesursonmenoresqueladel regolitocubierto. Por el contrario, las diferenciasentrelosvaloresobtenidosenbosquenorteysur,apesardeserimportantes, muestranun contraste mucho menor al observadoentrepradonorteysur. Sinembargo,alcon‐siderarlosseisescenariosanalizados,seob‐serva que la tasa media más bajacorrespondealregolitodesnudo,mientraselvalormáselevadoeseldelpradonorte.

Porotrolado,losvaloresmáximosymínimosponendemanifiestolasgrandesdiferenciasqueexistenentrelosambientesconcubiertavegetalyelregolitodesnudo. Enestesentido,

Tabla2.Valorespromediosdeinfiltraciónregistradosenlosseisambientesexperimentales.Table2.Averagevaluesofinfiltrationrecordedonthesixexperimentalenvironments.

Inf.Media Dsv.Zp. Inf.Máxima Dsv.Zp. Inf. Dsv.Zp.(l.h‐1) (l.h‐1) (l.h‐1) (l.h‐1) Mínima (l.h‐1)

Regolito 11,48 15,99 63,77 73,31 2,30 2,61Regolito(desnudo) 7,07 5,83 40,74 42,86 1,74 1,51Regolito(cubierto) 15,89 24,86 86,81 104,65 2,85 3,88Prado 20,12 13,59 124,40 79,09 8,25 5,16Pasto(sur) 10,00 9,79 79,29 88,47 4,78 3,72Prado(norte) 30,24 7,63 169,51 41,28 11,71 4,09Bosque 15,17 7,61 125,09 93,60 6,33 4,07Bosque(sur) 10,68 6,35 129,19 136,00 3,90 3,57Bosque(norte) 19,66 6,41 120,98 43,60 8,77 3,17

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seobservaquelosvaloresdeinfiltraciónenregolitoconcubiertavegetalsonsimilaresalosdelpastosur,mientraslainfiltraciónmáselevadacorrespondealpradonorteylasme‐noresvariacionesentrelasladerasnorteysurse encuentran en el ambiente forestal. Encualquiercaso,laobservaciónde losvaloresdedesviación típica (media,máxima ymí‐nima)indicaque lavariabilidadtemporalenlas laderas con exposición sur es siempremayoralaqueseproduceenlasladerasconorientaciónnorte. Así,lastasasdeinfiltraciónenpastosuryenbosquesurpresentaníndi‐cesdevariaciónmuchomáspróximosalosdelosregolitos,dóndelosvaloresdedesvia‐ciónsonmayoresalosregistrospromedios,quealosdelmismousodesueloenorienta‐ciónnorte,dóndeestasdesviaciones soncla‐ramente inferiores a los valores promedio(máximo,medioymínimo).

4.3.Usosdelsuelo,estadofísicoycapacidaddeinfiltración

LaFigura3muestra las relacionesentre latasamediadeinfiltraciónestimadaencadaensayoylascondicionesinicialesdeestadofísico(humedadyRMS),diferenciandolos6ambientes experimentales.Elanálisis deco‐rrelación lineal de Pearson, realizado paraevaluarobjetivamentedichasrelaciones,in‐dicaquesolamentelahumedadsuperficialenpradonortemuestraunaclarasignificaciónestadística (1%)con la infiltración.Sinem‐bargo, lascorrelacioneslinealesentrelascua‐tro variables del estado físico sugierensignificaciónestadísticadébil (5%) entreloscontenidoshídricosenbosquesur, cárcavadesnudaycubierta,ademásdetrescasosdecorrelación significativa (1%): prado norte(H.0‐5conH.5‐10),pastosur(H.supconH.0‐5)ybosquesur(RMSconH.5‐10).Encual‐quiercaso,sedebetenerencuentaqueelnúmerodecasosconsideradoesdemasiadoreducido(3ó4)parapoderconsiderarseria‐mentelosresultadosdelascorrelacionesli‐nealesencadausodelsuelo,estoseponedemanifiestoenelescasísimomargenquepre‐sentanloscoeficientesderegresiónRparaal‐

canzarunvalorde sigmaestadísticamentesignificativo(<5%).Porestemotivo, lascon‐clusionesderivadasdeesteanálisissehanva‐loradoconciertaprudencia.

Detodasformas,merecelapenacomentaralgunasdeestasrelaciones,inclusoalgunasque no presentan significación estadística,conel findediscriminar lassituacionesdeusodelsueloenlasquelacapacidaddeinfil‐traciónparecesermássensiblealoscambiosdelestadofísicosuperficial.

Enlosensayosrealizadosconregolito (des‐nudoyvegetado)losresultadossonpeoresdeloquesehabíasupuestoenprincipio.Lasrelacionesestadísticamentesignificativasselimitanacuatro correlacionesdébiles (5%),queseproducenentrelosvaloresdehume‐dad (Hi.sup‐Hi.0‐5,Hi.sup‐Hi.5‐10 yHi.0‐5‐Hi.5‐10) en el regolito desnudo y una(Hi.sup‐Hi.5‐10)enel regolitoconcubiertavegetal. Porotrolado,elcoeficientedeco‐rrelaciónmásaltoobservadoentrelosvalo‐res de infiltraciónmedia en cárcavas y lasvariablesfísicasseobtuvoconlaRMSinicialenelregolitodesnudo(R=‐0,990;sigma=0,088),locualconstituyeundatoatenerencuenta,apesardenoalcanzarelumbraldesignificaciónestadísticadébil.

Enpradoypasto lacapacidaddeinfiltraciónconrespectoalahumedadsugiereunamejorrelaciónenladeranorte.Enestecaso,seob‐servaunacorrelaciónclaramentesignificativacon laHi.sup (R = 0,999, sigma = 0,005) yotrasdos próximasalasignificaciónestadís‐ticaconla Hi.0‐5(R=0,989,sigma=0,096)yHi.5‐10(R=0,990,sigma=0,088).Enpastosurloscoeficientesdecorrelaciónlinealconlahumedadantecedentenoindicanningunainfluenciasobrelatasadeinfiltraciónmedia.Porotrolado,larelaciónconlaRMSinicialesbajaenamboscasos,locualesbastantepre‐visibleensuelosconcubiertavegetal.Lasco‐rrelacionesestadísticamentesignificativasenpradonorteentreHi.0‐5yHi.5‐10(R=0,999,sigma=0,007)yenpastosurentreHi.supyHi.0‐5(R=0,999,sigma=0,010)sugierenquelatransferenciaverticalylacapacidaddere‐

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Figura3.Relaciónentrelascondicionesinicialesdehumedad(Hi.sup.,Hi.0‐5yHi.5‐10)yderesistenciamecánicasu‐perficial(RM.ini)conlastasasmediasdeinfiltración(I‐media).

Figure3.Relationshipbetweentheinitialmoistureconditions(Hi.sup.,Hi.0‐5andHi.5‐10)andsurfacemechanicalresistance(RMS.ini)withmeaninfiltrationrates(I‐media).

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tenciónhídricaposiblementesonalgomejo‐resenlossuelossituadosenladeranorte.

Porúltimo,lasrelacionesentrelainfiltraciónmediaylasvariablesfísicasenlossuelosfo‐restalesprobablementeseanlasmenoscla‐ras,talycomosepodíaesperarpreviamente.Lasmenoresdiferenciasentrelastasasdein‐filtración obtenidas en ladera norte y sur(Tabla2),encomparacióncon lasregistradasenpradoypasto,escoherenteconelmejordesarrollo y estructuración de sus suelos.Estosuponequelacapacidaddeinfiltraciónde estos suelos forestales debería estarmenosafectadaporlascondicionesfísicasdelhorizontemássuperficial.Enestecaso,lasre‐lacionesentrelasvariablesdelestadofísicoconfirmanestesupuesto,yaqueselimitanúnicamente a una correlación significativa(1%)entreRMSyH.5‐10enbosquesur, ydoscorrelacionesdébiles(5%)entrelaHi.supylaHi.0‐5 en bosque norte (R = 0,973, sigma=0,027)yenbosquesur(R=0,979,sigma=0,021), locual indicapequeñasdiferenciasentrelascondicionesfísicas en ambassitua‐ciones,aunquealgomásdevariabilidadtem‐poral en exposición sur. Sin embargo, esprecisotenerencuentaquelasdiferenciasfí‐sicase hídricasdetectadasentrelossuelosdeambasladeras(Tablas1y2),aúnsiendomo‐deradas, podríancausarunefectohidrológicosignificativosiseconsiderauncontextoes‐pacialmásamplio.

4.4.Análisisconjuntodelosdatos

Elestudioconjuntodelosdatossehareali‐zadoapartirdeobtenermatricesdecorrela‐ciónlinealconsiderandolasvariablesdelos20ensayos.Enestesentido,alutilizarunnú‐meromayordecasosqueenlosanálisisrea‐lizados anteriormente, los resultados sepuedenconsiderarmásconsistentesdesdeunpuntodevistaestadístico.Porunlado,sehaanalizadolarelaciónentre lastasasdein‐filtración(I‐media,I‐máximae I‐mínima),elusodelsuelo (asignandovalordecrecientededegradación1a6),laexposición (1:sury2:

norte), el mes (1 a 12) y el estado físico(H.sup,H.0‐5,H.5‐10yRMS)inicialyfinal.Porotrolado,sehaestudiadoladinámicadelacapacidaddeinfiltraciónapartirdecalculareltiempohastaalcanzarlatasamínimadeinfil‐tración (T.inf.min) y la diferencia entre lastasasdeinfiltracióninicialyfinal(Inf.ini‐fin)yrelacionarlas con los cambios que experi‐mentanlasconcisionesfísicas(Hv.sup,Hv.0‐5,Hv.510yRMS.var), yconsiderandotambiénlasvariablesdesituaciónespacial (usodelsueloyexposición)ytemporal(mes).

Enla Tabla3semuestranlosíndicesdeco‐rrelaciónlinealdePearsonylasignificaciónbilateralconsiderandolasvariablesindicado‐rasdelestadofísicoinicialdelsuelo,mientrasla Tabla 4 presenta las relaciones con res‐pectoalestadofísicofinal.Asimismo,ambastablasexponenlasrelacionesentrelasvaria‐blesespaciales(exposiciónyusodelsuelo),temporal(mes)ylastasasdeinfiltración.

Lasrelacionesentrela I‐mínima,I‐mediae I‐máxima,ladistribucióntemporal(mes)ylasvariables espaciales (exposición y usos desuelo)indicanquelaI‐mínimaestáafectadaporelusodelsuelo(5%)ylaexposición(5%),mientraslaI‐mediaserelacionaúnicamenteconlaexposición(5%).Estosresultadossu‐gierenquelaI‐máxima(inicial)esindepen‐dientedelusodelsuelo odelaexposición.Encualquiercaso, la relaciónentreelusodelsueloe I‐mediaindicaqueésteesunfactorque afecta a la dinámica del proceso. Asi‐mismo,lacorrelacióndeambasvariableses‐pacialesconlaI‐mínima(final)confirmasuinfluencia enlaevolucióntemporalde lain‐filtración.Porotro lado,es importanteob‐servar que la I‐media se correlacionapositivamente(1%)conlas I‐máximael‐mí‐nima,mientraslas I‐máxima e I‐mínimasonindependientes.Noobstante,esinteresanteconstatarqueelcoeficientedecorrelaciónentreI‐mediae I‐mínimaessensiblementemejorqueentreI‐mediaeI‐máxima,loqueindicaque ladinámicafinaldelprocesoesalgomásdeterminantequelarespuestaini‐cial,perono seaprecianinguna influencia

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entrelasfasesinicialyfinaldelprocesodein‐filtración.

Lasrelacionesentrelastasasdeinfiltraciónylascondicionesfísicasiniciales(Tabla3)indi‐canquelaI‐mínimaeslaúnicavariablede‐pendiente.Así,lascorrelacionespositivas conHi.0‐5(1%)yHi.5‐10(1%)sugierenqueeles‐tadohídricoantecedentenoafectadema‐neradeterminantelacapacidaddeinfiltra‐ciónalinicio(I‐máxima), peroprobablementecondicionadealgunamanera suevolucióntemporalalmostrarunefectosobrelacapa‐cidadfinal(I‐mínima).Porotrolado,merecelapenadestacarqueelusodelsueloestáco‐rrelacionadodemanerapositivaconlaHi.sup(5%),laHi.0‐5(1%)ylaHi.5‐10(1%),loquedemuestraqueexisteungradientepositivoentreelestadohídricoantecedenteylasme‐jorescondicionesdelsuelo:cárcavadesnuda(1),cárcavacubierta(2),pastosur(3),pradonorte(4),bosquesur(5)ybosquenorte(6).

Lasignificaciónestadísticacrecientede loscoeficientesnegativosdecorrelaciónentrelaRMS.iniconHi.sup(5%),Hi.0‐5(5%) yHi.5‐10(1%)demuestrandosaspectosquepuedenser considerados evidentes de antemano:quela compactacióndelterrenoesinversa‐menteproporcionalasuestadohídricoyqueposiblementetambiéncausaalgúnefectone‐gativo en la capacidad de penetración delfrentedehumedad.

LasrelacionesentrelaI‐mínima,I‐mediaeI‐máxima con las condiciones físicas finales(Tabla4)muestrannuevamentequelaI‐mí‐nimaeslaúnicavariablerelacionada.Laco‐rrelaciónestadísticadébil(5%)conlostresvaloresdehumedadfinalindicanqueexisteunainteracciónpositivaentrelaevolucióndelestadohídricodelterrenoydelacapacidaddeinfiltraciónfinal.Estopuedesignificarqueladistribuciónmáshomogéneadelahume‐dadestáasociadaalamejortransmisividad

Tabla3.Matrizdecorrelacioneslinealesconsiderandolastasasdeinfiltración,lasvariablesespacio‐temporalesyelestadofísicoinicialdelsuelo/regolito.(I:Infiltración;Hi:Humedadinicial;RMSini:ResistenciaMecánicaSuperficial

inicial).Table3.Linealcorrelationmatrixtakingintoaccountinfiltrationrates,space‐temporalvariablesandtheinitialphysi‐calconditionsofthesoil/regolith(I:Infiltration;Hi:Initialmoisture;RMSini:InitialSurfaceMechanicalResistance).

Mes ExpN/S Uso I‐med I‐máx I‐mín Hi.sup Hi.0‐5 Hi.5‐10 RMSini

Mes R 1 0,000 0,335 0,189 0,158 0,097 0,289 0,358 0,104 0,041s 1 0,149 0,424 0,506 0,685 0,217 0,121 0,664 0,864

ExpN/S R 0,000 1 0,288 0,505* 0,2227 0,489* 0,297 0,303 0,342 0,028s 1 0,218 0,023 0,335 0,029 0,204 0,193 0,140 0,906

Uso R 0,335 0,288 1 0,247 0,348 0,471* 0,515* 0,629** 0,572** ‐0,376s 0,149 0,218 0,294 0,133 0,036 0,020 0,003 0,008 0,102

I‐med R 0,189 0,505* 0,247 1 0,592** 0,826** 0,236 0,386 0,313 ‐0,064s 0,424 0,023 0,294 0,006 0,000 0,361 0,093 0,180 0,789

I‐máx R 0,158 0,227 0,348 0,592** 1 0,351 ‐0,027 0,103 0,004 0,094s 0,506 0,335 0,133 0,006 0,129 0,911 0,665 0,986 0,693

I‐mín R 0,097 0,489* 0,471* 0,826** 0,351 1 0,424 0,622** 0,552* 0,300s 0,685 0,029 0,036 0,000 0,129 0,062 0,003 0,011 0,199

Hi.sup R 0,289 0,297 0,515* 0,236 ‐0,027 0,424 1 0,916** 0,793** ‐0,474*s 0,217 0,204 0,020 0,361 0,911 0,062 0,000 0,000 0,035

Hi.0‐5 R 0,358 0,303 0,629* 0,386 0,103 0,622** 0,916** 1 0,865** ‐0,533*s 0,121 0,193 0,003* 0,093 0,665 0,003 0,000 0,000 0,016

Hi.5‐10 R 0,104 0,303 0,572* 0,313 0,004 0,552* 0,793** 0,865** 1 ‐0,711**s 0,664 0,193 0,008* 0,180 0,986 0,011 0,000 0,000 0,000

RMSin R 0,041 0,303 ‐0,376 ‐0,064 0,094 0,300 ‐0,474* ‐0,533* ‐0,711** 1s 0,864 0,193 0,102 0,789 0,693 0,199 0,035 0,016 0,000

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hídricaencondicionesdesaturación.Losco‐eficientesdecorrelaciónentreloscontenidoshídricosfinalesylaexposición,asícomoelin‐crementodelasignificaciónestadísticadesdelaHf.suphastalaHf.5‐10,demuestranquelaeficienciadelprocesodeinfiltraciónestámuyrelacionadaconlaorientacióndelasladerasyel estadodedegradacióndelsuelo,locualsemanifiestainclusoenelnivelmássuperfi‐cial.Larelaciónpositiva(5%)entreelusodelsueloylaHf.5‐10confirmaríaestaobserva‐ción.

LaTabla5presentalasrelacionesestadísticasderivadasderelacionardosvariablesquede‐finenladinámicatemporalduranteunmismoeventodelprocesodeinfiltración(T.inf.mineInf.ini‐fin),dosvariablesrelacionadosconladistribuciónespacial(usodelsueloyexposi‐ción),unavariabletemporal(mes)ycuatrovariablesasociadasalasvariacionesdeles‐

tadofísicodurantelosensayos(Hv.sup,Hv.0‐5,Hv.5‐10yRMS.var).Lascorrelacionesposi‐tivas,aunquedébiles(5%),entreelT.inf.minconlaexposiciónN/Syeluso,confirmanqueladinámicatemporaldelprocesoestáafec‐tadaporlascaracterísticasdelterreno.Asi‐mismo,lacorrelaciónpositiva(1%)entrelaInf.ini‐finylaT.inf.mintambiénpodríasugerirquelasvariablesespaciales ejercenciertain‐fluenciaenladinámicadelprocesodeinfil‐tración,apesardelaausenciadecorrelaciónestadística observada entre ellas. En cual‐quiercaso,elT.inf.mintambiénestácorrela‐cionadopositivamenteconlavariacióndelaH.sup(5%)ydelaH.0‐5(1%),demaneraquelasmayoresvariacionesdehumedadsuper‐ficialsesuelenrelacionarconlassituacionesenqueseproducenlosdescensosmáslentosdelacapacidaddeinfiltración.Porotrolado,lavariacióndelaRMSestácorrelacionadapo‐sitivamente(1%)conelusodelsueloylaex‐

Tabla4.Matrizdecorrelacioneslinealesconsiderandolastasasdeinfiltración,lasvariablesespacio‐temporalesyelestadofísicofinaldelsuelo/regolito.(I:Infiltración;Hf:Humedadfinal;RMSfin:ResistenciaMecánicaSuperficial

final).Table4.Linealcorrelationmatrixtakingintoaccounttheinfiltrationrates,space‐temporalvariablesandthefinalphysicalconditionsofthesoil/regoltih(I:Infiltration;Hf:Finalmoisture;RMSfin:FinalSurfaceMechanicalResist‐

ance).

Mes ExpN/S Uso I‐med I‐máx I‐mín Hf.sup Hf.0‐5 Hf.5‐10 RMSfin

Mes R 1 0,000 O,335 0,189 0,158 0,097 0,054 0,124 ‐0,015 0,330σ 1 0,149 0,424 0,506 0,685 0,855 0,601 0,948 0,155

ExpN/S R 0,000 1 0,288 0,505* 0,227 0,489* 0,456* 0,496* 0,679** 0,181σ 1 0,218 0,023 0,335 0,029 0,043 0,026 0,001 0,446Uso R O,335 0,288 1 0,247 0,348 0,471* 0,263 0,296 0,545* 0,365

σ 0,149 0,218 0,294 0,133 0,036 0,263 0,205 0,013 0,114I‐med R 0,189 0,505* 0,247 1 0,592** 0,826** 0,370 0,404 0,369 0,046

σ 0,424 0,023 0,294 0,006 0,000 0,108 0,078 0,109 0,847I‐máx R 0,158 0,227 0,348 0,592** 1 0,351 0,257 0,248 0,240 0,194

σ 0,506 0,335 0,133 0,006 0,129 0,274 0,293 0,309 0,412I‐mín R 0,097 0,489* 0,471* 0,826** 0,351 1 0,504* 0,524* 0,472* 0,041

σ 0,685 0,029 0,036 0,000 0,129 0,024 0,018 0,036 0,863Hf.sup R 0,054 0,456* 0,263 0,370 0,257 0,504* 1 0,839** 0,247 0,154

σ 0,855 0,043 0,263 0,108 0,274 0,024 0,000 0,294 0,516Hf.0‐5 R 0,124 0,496* 0,296 0,404 0,248 0,524* 0,839** 1 0,457* 0,284

σ 0,601 0,026 0,205 0,078 0,293 0,018 0,000 0,043 0,225Hf.5‐10 R ‐0,015 0,679** 0,545* 0,369 0,240 0,472* 0,247 0,457* 1 0,157

σ 0,948 0,001 0,013 0,109 0,309 0,036 0,294 0,043 0,509RMSfin R 0,330 0,181 0,365 0,046 0,194 0,041 0,154 0,284 0,157 1

σ 0,155 0,446 0,114 0,847 0,412 0,863 0,516 0,225 0,509

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posiciónN/S se relacionademaneradébil(5%)conlaHv.5‐10.Todaesta informacióndemuestraquelos cambiosqueexperimentaelestadofísicodelsuelo,derivadosdereali‐zarensayosdeinfiltraciónencondicionesdesaturación,estánbastantecondicionadosporelusodelsueloysuexposición,inclusosiseconsideraquelaHv.supylaHv.0‐5nohamos‐trado ningunarelaciónestadísticamentesig‐nificativaconlasmencionadasvariablesdesituaciónespacial.

5.Discusión

5.1.Efectodelestadofísicodelsuelo enlaca‐pacidaddeinfiltración.

Larelaciónentrelascondicionesfísicas (hu‐medadyRMS) ylacapacidadmediadeinfil‐traciónpara cadausodel suelo (Fig.3)ha

revelado escasas correlaciones estadística‐mente significativas, probablemente comoconsecuenciadelreducidonúmerodecasosconsideradosenesteestudio.Sinembargo,alrealizarelanálisisconsiderandoelconjuntototaldedatos(Tablas3,4y5)sehanobte‐nido variasrelacionesclaramentesignificati‐vas, que indican algunas influencias delestadofísico,tantoenlacapacidaddeinfil‐tración, comoenlapropiadinámicadelpro‐ceso.Enprimerlugar,sehaconstatadoquetantoelestadofísicoinicialcomo suscambiosestacionalesestánmuyrelacionadosconelgradodedegradacióndelsuelo.Así,lacapa‐cidaddeinfiltraciónenlosambientesmásde‐gradados hamostrado unamayor suscep‐tibilidadfrentealoscambiosfísicos.Lasva‐rianzasestimadasparalastasasmediasdein‐filtración(Tabla2)confirmanquelasmayoresdiferenciasestacionalesseencuentranenlosambientesmásdegradados,queseasociana

Tabla5.Matrizdecorrelacioneslinealesconsiderandolasvariablesespacio‐temporales,dosindicadoresrelaciona‐dosconlaevolucióntemporaldelainfiltraciónyloscambiosdelaspropiedadesfísicasdelsuelo/regolito.(T.inf.min:Tiempohastalainfiltraciónmínima;Inf.ini‐fin:Variacióndelavelocidaddeinfiltración;Hv:variacióndelahumedad;

RMSvar:variacióndelaResistenciaMecánicaSuperficial).Table5.Linealcorrelationmatrixtakingintoaccountthespace‐temporalvariables,twoindexesrelatedwiththe

temporalevolutionofinfiltrationandthevariationofphysicalpropertiesofsoil/regolith(T.inf.min:Timetominimuminfiltrationrate;Inf.ini‐fin:infiltrationspeeddifference;Hv:moisturevariation;RMSvar:variationofSurfaceMe‐

chanicalResistanceVariation).

Mes ExpN/S Uso T.inf.min Inf.ini‐fin Hv.sup Hv.0‐5 Hv.5‐10 RMSvar

Mes R 1 0,000 O,335 0,088 0,176 ‐0,131 ‐0,240 ‐0,211 0,101σ 1 10,149 0,713 0,459 0,583 0,307 0,365 0,671

ExpN/S R 0,000 1 0,288 0,458* 0,210 0,257 0,357 0,546* 0,050σ 1 0,218 0,042 0,375 0,273 0,122 0,013 0,836

Uso R 0,335 0,288 1 0,556* 0,339 0,347 0,351 ‐0,025 0,547*σ 0,149 0,218 0,011 0,143 0,134 0,129 0,918 0,013

T‐inf.min R 0,088 0,458* 0,556* 1 0,868** 0,492* 0,601** 0,327 0,100σ 0,713 0,042 0,011 0,000 0,027 0,005 0,160 0,674

Inf.ini‐fin R 0,176 0,210 0,339 0,868** 1 0,171 0,379 0,239 ‐0,032σ 0,459 0,375 0,143 0,000 0,472 0,099 0,311 0,894

Hv.sup R ‐0,131 0,257 ‐0,091 0,492* 0,177 1 0,854** 0,264 ‐0,248σ 0,583 0,273 0,703 0,027 0,472 0,000 0,261 0,293

Hv.0‐5 R ‐0,240 0,357 0,351 0,601** 0,379 0,854** 1 0,418 ‐0,180σ 0,307 0,122 0,129 0,005 0,099 0,000 0,067 0,447

Hv5‐10 R ‐0,211 0,546* ‐0,025 0,327 0,239 0,264 0,418 1 ‐0,065σ 0,365 0,013 0,918 0,160 0,311 0,261 0,067 0,785

RMSvar R 0,101 0,050 0,547* 0,100 ‐0,032 ‐0,248 ‐0,180 ‐0,065 1σ 0,671 0,836 0,013 0,674 0,894 0,293 0,447 0,785

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losmayorescontrastes delascondicionesfí‐sicas(Tabla1).Estosresultadossoncoheren‐tesconlosobtenidosenotrosestudios,enlosqueseobservaquelainterrelaciónentrepa‐rámetrosfísicosdelsueloafectalarespuestahídricadelasladeras(Farres,1987;Rawlsetal.,1993;Cerdá,1996).

Encárcavas,en estudiosbasadosenensayosdesimulacióndelluvia,nosehanencontradobuenasrelacionesestadísticasentrelascon‐dicionesfísicasantecedentesylacapacidaddeinfiltración(RegüésyGallart,2004;Nadal‐RomeroyRegüés,2009).Enestosambientes,lassituacionesdemayorhumedadseasocianhabitualmenteconvaloresdedensidadapa‐renteyRMSbajos,quecorrespondenaunre‐golitomuydesarrolladoyabierto,mientraslosmenorescontenidosdehumedadcoinci‐den con una mayor densidad aparente yRMS,típicosdelregolitocompactoyencos‐trado.Sinembargo,estasrelacionespuedencambiarrápidamenteeinvertirseendeter‐minadosmomentos,comoconsecuenciadelafuertedinámicatemporalquemuestralasuperficiedelregolito(Regüés,1995;Regüéset al., 1995; Nadal‐Romero et al., 2007;Nadal‐Romero,2008).Estoexplicalabajasig‐nificaciónestadísticaen la relación inversaentrelatasadeinfiltraciónmediaylaRMS,enlarelacióndirectaconlashumedadesylarelación inversa entre las humedades y laRMS(Fig.3).Porotrolado,destacaelmenornúmeroderelacionesobtenidoenelregolitovegetado, demostrando la influencia queejercelacubiertavegetalenladinámicasu‐perficialdesuspropiedadesfísicasehidroló‐gicas.

Enlospradosypastosasociadosacamposabandonados(cuencadeArnás),losestudiospreviosindicanquelossuelosdelavertientesur(pastos)estánmenosdesarrollados,peorestructuradosysonmenosprofundosqueenla vertiente norte (prados), condicionandosuspropiedadeshídricas(Navasetal.,2008;Seegeretal.,2006).Asimismo,sehaobser‐vadoqueelfactormásrelacionado conlares‐puesta hidrológica es la humedad antece‐dentedelsuelo(Lana‐Renaultetal.,2007).

Lasdiferenciashídricasehidrológicas obser‐vadasentrelasvertientesnorteysur(Tablas1y 2) sepuedenrelacionarconestainforma‐ción.Porunlado,loscontenidoshídricosan‐tecedenteyposteriorsonsensiblementemásbajosenpastosury,porotrolado,lascorre‐lacionesmásclarasseobtienenconlosresul‐tadosdelpradonorteentrelatasamediadeinfiltración ylosvaloresdehumedadprevia.Estasobservaciones sugieren quelascondi‐cionesfísicasfavorecenmáslatransferenciahídricaenelpradonorte. Estoesunaconse‐cuenciadelefectopositivoqueproduce lahumedad en la capacidad de infiltración(Kirkby, 1978), que se ha asociado a unamayorresistenciafrentealaerosiónporsal‐picadura(RegüésyTorri,2002), locualfavo‐rece la presencia de grietas ymacroporossuperficiales,quemejoranlaconductividadhidráulica(Linetal.,1998).

Enelambienteforestal, lacapacidaddeinfil‐traciónmuestralamayorindependenciaconrespectoalascondicionesfísicassuperficia‐les.Lascondicionesfísicasinicialesyfinales(Tabla1),lastasasdeinfiltración(Tabla2)ylasrelacionesentredichasvariables(Tablas3, 4 y 5) muestranmayor homogeneidad,entrelasladerasnorteysur,quelaobservadaentrepradonorteypastosur. Sinembargo,elanálisisdelasvariableshareveladoqueelsuelodelaladerasuresalgo mássusceptibleaexperimentarvariacionesestacionalesdelascondicionesfísicassuperficiales.Enestesentido, tanto lacorrelaciónentre Hi.0‐5yRMS.inienbosquesur,comolasdiferenciasentrelosvaloresdehumedad(Tabla1),sonfactoresquepermitenexplicar lamayorva‐riabilidadtemporaldelastasasdeinfiltraciónenladerasur(Tabla2).Encualquiercaso,losresultadosconfirmanque laspropiedadesfí‐sicasehídricasdelossuelosforestalessonmásestablesqueenotrosambientes(Priceetal.,2010).

5.2.Efectohidrológicodelosusosdelsuelo.

Losresultadosobtenidosapartirdelosensa‐yosdeinfiltración endistintassituacionesde

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usodelsuelosonacordesconlainformaciónexpuesta en varios estudios antecedentes.Estos son los aspectosmás destacados deestassimilitudes:tantolacapacidaddeinfil‐tracióncomolaconductividadsaturada (Ksat)sonespecialmentesensiblesaloscambiosdeusodelsuelo(AlegreyCassel,1996; Schoen‐holtzetal.,2000; Zimmermannetal.,2006;Huetal.,2009), loscambiosdeusoafectanmásalaspropiedadeshídricasensuperficiequeenprofundidad(Lal,1996;Moraesetal.,2006, Zimmermann et al., 2006, Zimmer‐mannyElsebeer,2008),laspropiedadesfísi‐cas e hidráulicas se mantienen másconstantesenprofundidadenlossuelosfo‐restalesqueenlospradosypastos(Priceetal.,2010), laKsatdisminuyeenlaconversiónde suelo forestal aprado (Alegre yCassel,1996;Martínez y Zinck, 2004; Priceet al.,2010),larecuperacióndelaKsattraselaban‐donodelpastoreo(GodseyyElsenbeer,2002;Zimmermannetal.,2006,ZimmermannyEl‐senbeer,2008),larespuestahidrológicaencárcavasdependedelaevolucióndelaspro‐piedadesfísicadelregolito(RegüésyGallart,2004;Nadal‐RomeroyRegüés,2010),lava‐riabilidad temporalde laconductividadhi‐dráulica superficial puede ser mayor a laobservada entre distintos usos del suelo(Zhouetal.,2008;Huetal.,2009).

Enesteestudioseharegistradounahetero‐geneidad de las tasas de infiltración entreusosdelsuelodemagnitudsimilaroinclusosuperioralavariabilidadtemporalquemues‐traunmismouso (Tabla2).Lasdiferenciasmássignificativassehanrelacionadoconlassituacionesdemayordegradación(regolitoypastosur) dóndelavarianzaestimadaentrelastasasdeinfiltraciónmedia,máximaymí‐nimaesderangoigualomayorasusvalorespromedio,siendosensiblementeinferioresalosambientes semejantesperomenosde‐gradados (regolito con cubierta vegetal ypradonorte) y alossuelos enambientefo‐restal.Esteresultadoseríaequiparablealob‐tenidoporZiegleretal.(2004),queobservanunareduccióndelaconductividadhidráulicadirectamenteproporcionalalgradodede‐gradacióndelsuelo.

Porotrolado,elanálisisconjuntodetodoslosdatoshaproporcionadoinformaciónsignifi‐cativa,conrespectoalefectodelascondicio‐nes físicas de los usos del suelo en lainfiltración. Así,lacorrelaciónpositivaentrelas variables de carácter espacial con la I‐media,I‐mínimayT.inf.min(Tablas3,4 y5)demuestra que esta relación causa‐efectoestáasociadaprincipalmentealaevoluciónylafasefinaldelainfiltración,mientraslain‐dependenciaobservadaconlaI‐máximacon‐firmaríaque elusodelsuelono interfiere demanerasignificativa enlarespuestainicialdelproceso. Asimismo,lacorrelación entrelaI‐mínima ylahumedad(inicialyfinal)sugierequelascondicioneshídricassonmásdeter‐minantesenlafasefinaldelprocesodeinfil‐traciónquelainicial.Enestesentido, Zhouetal.(2008)observanqueelestadohídricoini‐cialesunadelasvariablesquemásinfluyenenlaevolucióntemporaldelaconductividadhidráulicasuperficial. Sinembargo,enotroestudiorecientenosehaencontradorelaciónentreambasvariables(Huetal.,2009).Encualquiercaso,lascondicioneshídricasini‐cialesestáncorrelacionadaspositivamenteconelusodelsuelo(Tabla3)demostrandoqueelescenariomásdegradado(1:cárcava)esmenosconservativoqueelsuelomásna‐tural(6:bosquenorte).Asimismo,lascorre‐lacionespositivasentrelaexposición(1:sury2:norte)y losvalores finalesdehumedadpuedeninterpretarsecomounindicadordeunamejorcapacidaddetransferenciaverti‐caldelaguaenladeranorte.

Estosresultadosdemuestranquelasdiferen‐ciasentreusosdelsueloafectanprincipal‐mentealaevolucióntemporaldelproceso,peronocausanunefectosignificativosobrelosvaloresinicialesdelainfiltración.Lostra‐bajosdeZimmermannetal.(2006)yMalmeryGrip(1990)ilustransituacionessimilares,alnoencontrardiferenciassignificativasenlastasasmáximasdeinfiltraciónensuelosafec‐tadospordeforestación. Sinembargo,laaltacorrelaciónentre laT.inf.miny la inf.ini‐fin(Fig.4) sugierequeel usodelsuelotambiéndebe causaralgúnefectosobreelgradienteentrelainfiltracióninicialyfinal.

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Lasobservacionesderivadasdeesteestudiosoncoherentesconlosprocesosasociadosalarespuestahidrológica identificadosenlascuencasexperimentalesdeAraguás,ArnásySanSalvador (García‐Ruizetal.,2008):lage‐neracióndeescorrentíaencárcavasestáaso‐ciada básicamente a una repuesta de tipoHortoniano,especialmentecuandoelrego‐litopresenta lasuperficieencostradaose‐llada (Regüésetal.,2000;Nadal‐Romeroetal., 2009); en ambientes afectados por elabandonodecultivosyladeforestaciónlosmecanismos de generación de escorrentíapuedenserdistintos,dependiendodelestadodeconservacióndelossuelos,conunaten‐denciaalasaturaciónenlasladerasconsue‐losmásdesarrolladosyalasuperacióndela

capacidaddeinfiltraciónenlasáreasmásde‐gradadasdelaladeras(Lana‐Renault,2011);elanálisisdelascurvasdehistéresishapro‐porcionadolasmismasconclusiones(Lana‐RenaultyRegüés,2009);mientraselestudiohidrológicoenlacuencadeSanSalvador,deambienteforestal,indicaqueelfactormasdeterminanteeselcaudaldebaseantece‐dente (Serrano‐Muelaetal., 2008a) y,porconsiguiente,laescorrentíaprocedecasiex‐clusivamentedeflujossubterráneos(SerranoMuelaetal.,2010)enacuerdoconlasobser‐vacionesdeinvestigacionesprevias(Freeze,1972;Beven,1982).Asimismo,sehaconsta‐tadolagranimportancia delbosqueenlare‐gulaciónde la respuestahidrológica, tantoporel efectoprotectoro conservadorque

Figura4.Relaciónentreeltiempohastalainfiltraciónmínima(T.inf.min)ylavariacióndelavelocidaddeinfiltración(Inf.ini‐fin)paracadaensayo.

Figure4.Relationshipsbetweenthetimetominimuminfiltrationrate(T.inf.min)andthevariationofinfiltrationspeed(Inf.ini‐fin)foreachexperience.

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ejerce en sus suelos (Godsey y Elsenbeer,2002)comoporlasconsecuencias derivadasde la interceptación de las precipitaciones(Serrano‐Muelaetal.,2008b).

Estasrelacionesentreusosdelsueloysusca‐racterísticasrespuestashidrológicassonfá‐cilmente asimilables a los resultadosobtenidosen distintosestudioshidrológicos.Así,sehademostrado queladeforestacióncausaunareduccióndelacapacidaddeinfil‐tración(Ghumanetal.,1991),unamayorper‐sistencia de niveles freáticos colgados ensuperficie(Rochefelleretal.,2004) yunin‐crementodelasáreasdondeelnivelfreáticoafloraensuperficie(Coxetal.,1996).Estosaspectossoncompatiblesconlosmecanis‐mosdegeneracióndeescorrentíaidentifica‐dos en las mencionadas cuencas experi‐mentales. En la cuenca de Arnás (camposabandonados),lamagnituddelarespuestahidrológicaestámuyrelacionadaala apari‐cióndeáreassaturadas ensuperficie,comoconsecuenciadeladinámicaestacionaldelnivelfreático(Lana‐Renault etal.,2007),locualafectaespecialmentealoscamposaban‐donados ocupados por prados y pastos.Mientrasenlacuenca forestaldeSanSalva‐dorlaausenciadepradosypastospráctica‐menteimposibilitalacapacidaddesaturaciónsuperficialdelossuelos,locualsemanifiestatantoenoscilacionesmuyrápidasdelnivelfreático comoenéste quenoalcanceennin‐guna circunstancia la superficie (Serrano‐Muelaetal.,2010).Enestesentido,eltrabajodeGermenetal.(2010) concluyequebosqueypradodifieren principalmenteenlamaneraenqueelaguasemueveporelsubsuelo, locualseponedemanifiestoenlaevolucióntemporal del nivel freático, que fluctúamuchomásdeprisaenambientesforestalesqueenpradosopastos.

6.Conclusiones

Laexposiciónde las laderas y losusosdelsuelosehanreveladocomodosfactoresmuydeterminantesparaexplicar lavariabilidad

temporaldelacapacidaddeinfiltración.Estosedebeasociarconlaestrechainfluenciaqueexisteentredichosfactoresyloscambioses‐tacionales del estado físico del suelo. Loscambiostemporales/estacionalesdelestadofísicodel sueloafectandemaneramásdi‐rectaa losescenarios conmayordegrada‐ción. Esto se manifiesta en una mayorvariabilidadtemporal delastasasdeinfiltra‐ción(máxima,mediaymínima).Elefectodelosusosdelsueloydelaexposicióndelasla‐derassereflejaespecialmenteenlastasasini‐ciales de infiltración, aunque también semanifiestaenladinámicaqueexperimentaelproceso de infiltración durante un mismoevento.

Lacapacidadde infiltración inicialmuestramayorindependenciarespectodelestadodedegradacióndelsueloquelaobservadaalolargodelpropioproceso,oensufasefinal.Tantolavelocidaddedescensodelacapaci‐daddeinfiltracióncomoelvalormínimo/final(condiciones de saturación) parecen estaralgomásafectadosporelestadodedegra‐daciónqueelvalormáximooinicialdeinfil‐tración. Lavariabilidadespacialytemporaldelacapacidaddeinfiltraciónproduceunefectodirectoenlosprocesosdegeneracióndees‐correntía.Estoseponedemanifiestoenlascaracterísticas de la respuesta hidrológicaidentificadasencuencascondistintosusosdelsueloycubiertavegetal. Losresultadosobtenidosenesteestudio,apesardeserco‐herentesconlosobtenidosenotrosestudios,debenservaloradosconcauteladadoelnú‐meroescasodeensayosqueserealizaron.

Agradecimientos

Esteestudioseha financiadomediantefondosdelpro‐yectoCETSUS(CGL2007‐66644‐C04‐01/HID)delPlanNacionalI+D+I2004‐207(MinisteriodeCienciaeInno‐vación).ElmantenimientoypartedelamonitorizacióndelascuencasexperimentalessehalogradoapartirdelafinanciaciónproporcionadaporelconvenioRESEL(MinisteriodelMedioAmbiente‐CSIC). E.Nadal‐RomeroyN.Lana‐Renaultcontarondurante2009y2010conuncontrato postdoctoraldelMinisteriodeCienciaeInno‐vación,medianteelProgramaNacionaldeMovilidadde

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RecursosHumanosdel Plannacional de I‐D+I 2008‐2011yenlaactualidadestáncontratadasgraciasalpro‐gramaPostdoctoral Juande laCierva (MinisteriodeCienciaeInnovación).

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