Protocolo para la cuantificación de pérdida de suelo producto de la erosividad de la precipitación en la cuenca de Rapel

Abstract

La erosión hídrica es un fenómeno natural que provoca el transporte del suelo y la perdida natural del mismo, sin embargo si esta pérdida de suelo no es compensada por medio de su regeneración, las características de sustentar ecosistemas, de fertilidad y capacidad de sostener la agricultura se verán afectadas, implicando un desmedro del recurso natural suelo. La pérdida del recurso es debido a la aceleración de la erosión hídrica, estando este fenómeno estrechamente vinculado a las actividades antrópicas. Debido a que no es posible desvincular el estudio de los recursos naturales a las actividades antrópicas, se ha desarrollado el concepto de sistemas socio-ecológicos; el cual pretende entender los sistemas sociales, biofísico y ecológicos como entes dinámicos y complejos que interactúan entre sí. Este enfoque es el más apropiado para estudiar la erosión hídrica. La modelación de sistemas naturales juega un rol fundamental para el análisis, comprensión y desarrollo de un plan de regulación del sistema. El estudio de modelos de sistemas naturales es complejo debido al gran número de interacciones que ocurren, implicando en el manejo de un volumen muy grande de información; para ello el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) es fundamental. Uno de los modelos más ampliamente usados para predecir la perdida de suelo debido a la erosión hídrica, corresponde al modelo paramétrico de la Ecuación Universal de Perdida de Suelos (USLE), la cual por medio de un producto simple pondera cada uno de los factores que están vinculados con la erosión hídrica. Estos factores corresponden a: Erosividad de la precipitación (R), Erodabilidad del suelo (K), Pendiente de ladera (S), Longitud de ladera (L), Cobertura vegetal (C) y Practica de conservación (P). El objetivo del presente trabajo recae en la implementación de un protocolo de cálculo basado en la USLE para modelar por medio de SIG la perdida de suelo en la cuenca de Rapel. Se eligió esta área de estudio a causa al alto riesgo económico que implica la degradación del suelo en esta zona altamente agrícola. El análisis de resultados de razón perdida de suelo ( 𝑀��𝐺�� ℎ𝑎��∙𝑎��ñ𝑜�� ), se desarrolló a escala de cuenca y a escala comunal, además se realizó una comparación en la razón perdida de suelo según se aplique y no se aplique la práctica de conservación (P), en esta oportunidad se modelo la medida de conservación de Curvas Nivel. Los resultados modelados a nivel de cuenca señalan una reducción del 21% en el promedio de perdida de suelo al aplica la medida de conservación; además se observó un aumento en la superficie de aquellos rangos de riesgos más bajos de perdida de suelo al aplicar la medida. Los resultados modelados a nivel de comuna muestran una reducción en la perdida de suelo de todas las comunas al aplicar la medida de conservación, implicando que el 70% de ellas se encuentren en los dos rangos más bajos de riesgo.Finalmente se puede concluir que la construcción de un protocolo de cálculo para el estudio de la perdida de suelo a escala de cuenca Hidrográfica, permite el aumento de conocimiento técnico para la toma de decisiones enfocada en la interacción de los componentes, permitiendo el aprovechamiento y la conservación de los recursos naturales.

Water erosion is a natural phenomenon that causes soil transport and natural loss, but if this soil loss is not compensated by its regeneration, the characteristics of sustaining ecosystems, fertility and capacity to sustain agriculture are will be affected, implicating in the detriment of the natural soil resource. The loss of the resource is due to the acceleration of water erosion, this phenomenon being closely linked to anthropogenic activities. Because it is not possible to separate the study of natural resources from anthropogenic activities, the concept of socio-ecological systems has been developed; which aims to understand social, biophysical and ecological systems as dynamic and complex entities that interact with each other. This approach is the most appropriate to study water erosion. The modeling of natural systems plays a fundamental role for the analysis, understanding and development of a system regulation plan. The study of natural systems models is complex due to the large number of interactions that occur, implying the handling of a very large volume of information; for this the use of Geographic Information Systems (GIS) is fundamental. One of the most widely used models to predict the loss of soil due to water erosion, corresponds to the parametric model of the Universal Soil Loss Equation (USLE), which by means of a simple product weighs each one of the factors that they are linked to water erosion. These factors correspond to: erosivity of precipitation (R), soil erodability (K), slope slope (S), slope length (L), vegetation cover (C) and conservation practice (P). The objective of this paper is to implement a calculation protocol based on the USLE to model the loss of soil in the Rapel basin through GIS. This study area was chosen because of the high economic risk involved in the degradation of the soil in this highly agricultural area. The analysis of the results of the lost soil ratio ( 𝑀�𝐺� ℎ𝑎�∙𝑎�ñ𝑜� ), was developed at the scale of the basin and at the communal scale, and a comparison was made in the lost soil ratio as applied and the conservation practice (P) is not applied, in this opportunity the conservation measure of Cultivation in contour lines. The results modeled at the basin level indicate a 21% reduction in the average soil loss when the conservation measure is applied; In addition, an increase in the surface of those lower risk ranges of soil loss was observed when applying the measure. The results modeled at the commune level show a reduction in the loss of soil of all the communes when applying the conservation measure, implying that 70 % of them are in the two lowest risk ranges. Finally, it can be concluded that the construction of a calculation protocol for the study of soil loss at the Hydrographic Basin scale, allows the increase of technical knowledge for decision making focused on the interaction of the components, allowing the exploitation and Conservation of natural resources.