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EDAFOLOGÍA, Vol. 10 (3), pp. 11-19, 2003

APLICACIÓN DE LA RUSLE v.1.06 EN LA EVALUACIÓN DE LAPÉRDIDA DE SUELO EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO CEGA.COMPARACIÓN DE FACTORES RUSLE-USLE.

M. ROLDAN SORIANO1, V. GÓMEZ SANZ2

1 Departamento de Ingeniería Forestal. E.U.I.T. Forestal. Ciudad Universitaria s/n,28040 –Madrid. E-mail: [email protected]

2 Departamento de Silvopascicultura. E.U.I.T. Forestal. Ciudad Universitaria s/n,28040 –Madrid.

Abstract. This work applies RUSLE methodology to determinate soil losses througherosion, on the river Cega high basin (Segovia). Very different information sources andspecific country trips allowed to determinate different intervening factors, thatcartographycaly expressed made possible to assign potential values of soil losses to differentsites in the study area. As a whole, average soil losses obtained are 4 t/ha·year, a value thatreflects a physical degradation by erosion perfectly acceptable. Nevertheless, losses arehigher in sites with high slopes, over marly limestones and inefficient vegetal covers (>50t/ha·year). Comparison of results between RUSLE and USLE methods shows, in general,lower participating factors values in the first of them.

Key words: Water erosion, RUSLE, USLE.

Resumen. El trabajo que a continuación se presenta supone el resultado de la aplicaciónde la metodología RUSLE, en su versión 1.06, para la determinación de pérdidas de suelopor erosión hídrica en la cuenca alta del río Cega (Segovia). Información de fuentes diver-sas, junto con recorridos específicos de campo, permitieron la evaluación de los distintos fac-tores que intervienen en el proceso. Su posterior representación cartográfica posibilitó laasignación de valores de degradación del suelo por erosión hídrica a las distintas localizacio-nes del área de estudio. Globalmente, las perdidas de suelo medias obtenidas para la cuencason de 4 t/ha y año, valor que resulta tolerable. No obstante, las pérdidas son muy superio-res en localizaciones con pendiente elevada, sobre materiales margosos y cubierta vegetalinefectiva en el control del proceso erosivo (mayores de 50 t/ha·año). En la comparación deresultados entre los métodos RUSLE y USLE, el primero de ellos presenta, por lo general,valores menores, más ajustados, de los factores participantes.

Palabras Clave: Erosión hídrica, RUSLE, USLE.

INTRODUCCIÓN

En las más de tres décadas de uso de laEcuación Universal de Pérdidas de Suelo(USLE), ésta se ha mostrado como unaherramienta versátil y útil para la determi-nación de pérdidas edáficas por erosiónhídrica (Roldán y Fernández, 1993; Lozanoet al., 1998; Gómez et al., 2003) y la plani-ficación hidrológica de los distintos usos delsuelo en territorios relativamente extensos(Edwards y Charman,1980; Rosewell,1986) –con esta idea base, el antiguoICONA llevó a cabo, al final de la década delos 80 y principios de los 90, la elaboraciónde distintos “mapas de estados erosivos”(escala 1/400.000) que han servido y sirvende referencia a distintos planificadores deluso del territorio–. No obstante, y a pesar delo aceptado de su uso, los trabajos de con-traste y validación de los resultados obteni-dos con esta metodología no son lo suficien-temente numerosos para garantizar un gradode aproximación satisfactorio (Gómez etal., 2003).

La revisión de la original USLE hadado lugar a la Ecuación Universal dePérdidas de Suelo Revisada (RUSLE),basándose en la puesta al día de los distintosfactores que integraban la ecuación original(Wischmeier y Smith, 1978) y la aplicaciónde teorías más actuales sobre procesos dedisgregación, transporte y sedimentación delas partículas arrancadas del suelo, bien porel impacto de las gotas de lluvia, bien por laescorrentía superficial, tanto laminar comoen regueros (Renard et al., 1996).

La actualización que supone la RUSLE,que además viene implementada con unsoftware que facilita su aplicación (USDA-ARS, 2001), hace de ella un instrumentoaún más útil, que supera ciertas limitacionesdel modelo anterior, y que tiene una mayoreficacia en la estimación de la potencialidadde las superficies continentales para sufrirpérdidas de suelo por erosión hídrica.

Aplicaciones recientes en España puedenconsultarse en Renschler et al. (1999),Martínez-Casasnovas y Sánchez-Bosch(2000) y DGCONA (2003).

El trabajo desarrollado supone la apli-cación concreta de la nueva RUSLE a unámbito territorial específico (la cuenca altadel río Cega, en la provincia de Segovia),habiéndose fijado como objetivos principa-les: (1) la determinación de la pérdida desuelo que en la actualidad presenta el terri-torio de estudio siguiendo la metodologíaRUSLE; (2) la comparación de los resulta-dos obtenidos respecto a los de su anteceso-ra la USLE.

MATERIALES Y MÉTODOS

El ámbito físico del presente estudioqueda definido por la cuenca de recepcióndel río Cega en su curso alto y medio,habiéndose situado la sección de cierre enlas proximidades al municipio de Lastras deCuellar (Segovia), lo cual supone una exten-sión total de unas 64.000 ha (Figura 1).Fisiográficamente el territorio estudiado seorganiza en cuatro unidades bien diferencia-das, que muestran también una patente dis-paridad en la respuesta vegetal y en los usosdel suelo en ellas dominantes: (1) la sierra,con materiales graníticos y gneísicos enpendientes pronunciadas y formacionesvegetales aciculiperennifolias (pinares dePinus sylvestris), en densidades adecuadasy sometidas a un uso principal forestal; (2)el piedemonte, también sobre materialesácidos y coherentes pero ya de pendientesmás suaves, con cubierta forestal más hete-rogénea que soporta un uso preponderanteganadero-forestal; (3) la campiña ondulada,con depósitos terciarios de diferente gradode consolidación, al que viene asociado unrango de pendientes amplio, y donde el usodominante es el agrícola; y (4) la tierra depinares, donde lo especial del substrato (are-nas cuaternarias incoherentes) lleva a una

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formación vegetal de pinar de Pinus pinas-ter dominante, entre la que aparecen salpi-cadas pequeñas superficies de cultivos.

A lo largo de este variado territorio, laevaluación de su potencialidad respecto a ladegradación física por erosión hídrica se hadeterminado mediante la metodologíaRUSLE, en su versión v.1.06 (USDA-ARS,2001). Si bien la expresión base de cálculode la RUSLE presenta idénticos factores alos de la USLE (Wischmeier y Smith,1978), la información que requiere para sucálculo es sustancialmente distinta en algu-nos de los factores, por lo que obliga aseguir un proceso operativo sensiblementediferente. Los aspectos más reseñables deeste proceso seguido son los que a continua-ción se exponen.

Factor erosividad de la lluvia (R). Laausencia de pluviógrafos en el área de estu-dio llevó a estimar este factor a partir dedatos pluviométricos de las estaciones dis-

ponibles de la cuenca, que ofrecían unnúmero suficiente de observaciones,siguiendo la metodología propuesta porICONA-INTECSA (1987) –ecuación deregresión correspondiente a la tercera zona-ción y distribución mensual del factor Rsegún la tercera zonificación–. Las estacio-nes manejadas fueron un total de 16, que, deacuerdo con su distribución espacial, lleva-ron a la elaboración del correspondientemapa de isolíneas de R.

Factor erodibilidad del suelo (K). Lainformación necesaria para la obtención deeste factor se tomó de la base de datosFOREDAF, propiedad de la UnidadDocente de Edafología de la EscuelaTécnica Superior de Ingenieros de Montes(UPM), junto con observaciones sobrepedregosidad y estructura realizadas direc-tamente en campo.

Factor topográfico (LS). Este factor seevaluó a partir del mapa de pendientes pre-

APLICACIÓN DE LA RUSLE A LA CUENCA ALTA DEL RÍO CEGA 13

FIGURA 1: Situación general de la cuenca alta del río Cega (Segovia).

viamente elaborado sobre cartografía topo-gráfica disponible a escala 1:100.000 –factorpendiente– y la consideración del tipo decubierta vegetal, aspecto que la RUSLEincorpora en el cálculo de LS dado que con-diciona la posibilidad de aparición de regue-ros (Renard et al., 1996; Angina et al.,2003). Posteriores trabajos de campo posibi-litaron aproximar, para cada uso y pendien-te, la longitud de ladera correspondiente.

Factor vegetación (C). En la obtenciónde este factor se han considerado las dosalternativas diferentes que ofrece la RUSLE,para vegetación variable e invariable en eltiempo. Los datos necesarios se consiguie-ron a partir de la información base de losMapas de Cultivos y Aprovechamientos(escala 1:50.000) y de la ortoimagen espa-cial (1:100.000), más la información deobservaciones en campo y la obtenida direc-tamente de los agricultores.

Factor de prácticas de conservación (P).Este factor presentó poca variabilidad dadoque los terrenos forestales no incluyen nin-guna práctica de conservación, y las áreasde cultivo se asientan en terrenos práctica-mente llanos, por lo que las posibles prácti-cas de conservación son poco efectivas. Lainformación de partida se obtuvo pareja a lanecesaria para el factor C.

Determinados los correspondientesvalores de cada uno de los factores queintervienen en la RUSLE, y expresada suvariabilidad espacial en los diferentesmapas temáticos (escala 1/100.000), seobtuvo, por superposición de estos últimoscon herramienta SIG, las superficies quepresentaban un comportamiento homogé-neo respecto de sus pérdidas potenciales desuelo. El cálculo de las pérdidas en cada unade estas superficies, y la interpretación delos resultados obtenidos, permitió la zona-ción y valoración del área de estudio encuanto a erosión hídrica.

Paralelamente, y buscando la compara-ción entre resultados finales, fueron obtenidos

a su vez los distintos valores de los factores deacuerdo con la metodología USLE. Con elobjeto de poder hacer comparaciones delFactor LS según RUSLE y USLE se ha con-siderado la misma longitud de ladera, medidaen campo y correspondiente a una pendientey cubierta determinadas, para todos los inter-valos de pendientes del estudio.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La variabilidad obtenida respecto de losfactores integrantes de la RUSLE no ha sidoespecialmente elevada, más teniendo encuenta la importante extensión del área deestudio (en torno a 64.000 ha).

En relación con el Factor R, los valoresmás altos del mismo se sitúan próximos a200 hj·cm/m2·h·año, coincidiendo con laslocalizaciones más elevadas de la vertientenorte del Sistema Central incluidas en elárea evaluada. Por otro lado, los valores másbajos, que superaron ligeramente la cifra 50hj·cm/m2·h·año, se distribuyen en torno a laslocalizaciones más continentales, menosinfluenciadas por las elevaciones serranas ylas condiciones de humedad ribereñas. Ensu variación anual, este factor presenta el 60% de su valor en torno al período mayo-sep-tiembre, mientras que lo restante se distribu-ye gradualmente durante el resto del año.

El Factor K presenta sus valores másaltos para los materiales coherentes en origen(granitos, gneis y rocas sedimentarias organó-genas carbonatadas –calizas y margas–); sumeteorización da lugar a texturas con porcen-tajes de limo y arena muy fina superiores al30 %, lo que deriva en valores de erodibilidadpróximos a 0,23 t·m2·h/ha·hj·cm. En el otroextremo, los valores mínimos (en torno a 0,05t·m2·h/ha·hj·cm) vienen asociados a materia-les de origen diluvial, arenas silíceas eólicasespecialmente incoherentes, que ocupan granparte del territorio noroccidental del área deestudio. Los resultados obtenidos se ajustan alo esperado, situándose dentro del rango de


los conseguidos por ICONA en 1990 o losaportados por Renard et al. (1996).

Respecto del Factor LS, los valoresmás elevados se obtienen lógicamente paracondiciones de pendiente superior al 35 %,especialmente para las localizaciones conpastizal-matorral donde se supera la cifrade 10,0. Por otro lado, los menores valoresaparecen en los pinares de silvestre y en lavegetación de ribera, circunstancia queobedece a los reducidos valores que se esta-blecen para estos tipos de uso tanto de lon-gitud de ladera (10 m), como de las relacio-nes entre la erosión en regueros y entrere-gueros, en las que influyen las característi-cas de la cubierta.

El Factor C varía de forma importanteentre los terrenos de cultivo y el resto deformaciones forestales. Los cultivos son losque presentan los valores más altos, y den-tro de ellos, el cereal-barbecho blanco, quetoma valores próximos a 0,500. Para lavegetación sobre terreno forestal, el valormás alto se obtiene en el matorral y en pas-tizal-matorral donde alcanza un valor de

0,047. La variabilidad temporal de este fac-tor fue considerada sólo para los terrenos deuso agrícola, donde se atendió a su vez alcomportamiento estacional de los factores Ry K (Gómez et al., 2003).

El conjunto de resultados obtenidos paralos distintos factores llevó, como productode su integración, a la identificación de untotal de 123 superficies con comportamientoerosivo similar dentro del área de estudio.Las pérdidas de suelo superiores a 10 t/ha yaño, sólo afectan al 5,5 % de la superficie dela cuenca alta del río Cega, estando muy vin-culadas a las peculiaridades de dos factores:litología y fisiografía. Estas áreas se corres-ponden con terrenos carentes de cubiertavegetal efectiva, con suelos edificados sobremargas y calizas yesosas y que presentanpendientes superiores al 35 %.

El resto de la cuenca presenta valoresde pérdida de suelo tolerables (Figura 2), detal forma que en conjunto, para el total delárea estudiada, el valor medio se sitúa entorno a 4 t/ha y año, cifra que puede califi-carse como baja.


FIGURA 2: Porcentajes de distribución de superficies por pérdidas estimadas de suelo.


Uso

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US

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US

LE

0,38

0,77

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3,08

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0,35

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LE

0,35

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US

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LE

0,34

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0,24

0,49

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En la comparativa efectuada entre lasmetodologías RUSLE y USLE, se apreciauna disminución en las pérdidas de sueloestimadas de la primera respecto de la origi-nal USLE, resultados que coinciden con losobtenidos en trabajos similares para laRegión de Murcia (DGCONA, 2003). Lasprincipales diferencias observadas entre losresultados obtenidos para los distintos fac-tores se centran en el Factor LS (Tabla 1).Para pendientes del terreno muy suaves lasvariaciones son muy pequeñas, siendo enestos casos ligeramente superiores en sucálculo con RUSLE. En el otro extremo,para pendientes fuertes, las variaciones sonnotablemente superiores, alcanzando laUSLE valores muy por encima de los obte-nidos con RUSLE, siendo en algunos casospróximos al doble. Estos resultados sonconcordantes con los expresados por traba-jos como el de Renschler et al. (1999).

Respecto de los otros factores tambiénaparecen contrastes reseñables. Para elFactor K, los resultados obtenidos mues-tran, como era de esperar, valores inferiores

en la aplicación del modelo RUSLE, dada lainformación requerida para su cálculo. Asímismo, se han observado diferencias res-pecto del Factor C (Tabla 2), si bien es cier-to que éstas son mínimas (en el caso de losterrenos agrícolas los valores obtenidos sonprácticamente los mismos) y sin un patróndefinido (para el terreno de uso forestal, lasdiferencias muestran valores tanto positivoscomo negativos, aunque pueden considerar-se como poco significativas).

CONCLUSIONES

El trabajo desarrollado ha permitido, enbase a la metodología RUSLE, disponer deuna útil aproximación a la evaluación de laspérdidas de suelo por erosión hídrica, locual constituye información imprescindiblepara la adecuada gestión hidrológica de lacuenca estudiada.

El estado medio de degradación físicade la cuenca alta del río Cega es a día dehoy tolerable, claramente inferior a las 10t/ha y año. Dentro de los factores que inter-


Tipo de cubiertaEcuación

RUSLE USLE

Labor barbecho semillado (Ls) 0,259 0,270

Labor barbecho blanco (Lb) 0,573 0,556

Pastizal90 + Labor barbecho blanco (P90+Lb) 0,035 0,011

Pastizal (P) 0,035 0,011

Pastizal/Matorral (P/M) 0,047 0,062

Matorral (M) 0,047 0,062

Prados/Fresnedas (Pr/Fr) 0,005 0,003

Encinar (Q) 0,018 0,002

Sabinar (J) 0,007 0,021

Pinar de Pinus pinaster (Ppr) 0,009 0,003

Pinar de Pinus sylvestris (Ps) 0,008 0,003

TABLA 2: Valores del factor C para diferentes tipos de cubierta vegetal.

vienen, aquellos que presentan una mayortrascendencia son los relacionados con lascondiciones de cubierta general y la fisio-grafía local. Afortunadamente, las mayorespendientes se encuentran estabilizadas concubiertas arbóreas de densidades adecuadas(pinar de pino silvestre, mayoritariamente),por lo que los procesos erosivos son pocointensos. En el otro extremo, los terrenos decultivo se asientan en las zonas de menorpendiente, circunstancia que hace que laspérdidas por erosión hídrica sean tambiénasumibles, a pesar de la escasa vegetación,de las rotaciones que sobre ella se llevan acabo, y del carácter incoherente, fácilmenteerosionable, de los materiales sobre los quese asientan.

Únicamente, las pérdidas de suelo eva-luadas son no tolerables en aquellas locali-zaciones de pendiente elevada, con materia-les de base margosos y carentes de cubiertavegetal en densidad adecuada. En ellas, sehace necesaria una reducción de estas pérdi-das, tarea que necesariamente ha de pasarpor la instalación de una cubierta vegetalefectiva.

Por último, y en relación al método, lacomparativa efectuada ha llevado a la con-clusión de que la RUSLE tiende a dar, engeneral, valores más reducidos de pérdidasde suelo, con las mayores diferencias en lascifras obtenidas para el factor topográfico.El nivel de aproximación de está metodolo-gía a la cuantificación de la degradaciónfísica del territorio por erosión hídrica seconsidera mas ajustado y satisfactorio, porlo que es recomendable su utilización enlugar de su antecesora la USLE.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido posible gracias alinterés y financiación de la ConfederaciónHidrográfica del Duero, a la que queremosexpresar desde estas líneas nuestro sinceroagradecimiento.

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