Análisis De La Erosión En Áreas Cultivadas Con Viñedos:(La Rioja
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TESIS DOCTORAL Título Análisis de la erosión en áreas cultivadas con viñedos (La Rioja, España) Autor/es José Ángel Llorente Adán Director/es José Arnáez Vadillo Facultad Facultad de Letras y de la Educación Titulación Departamento Ciencias Humanas Curso Académico Análisis de la erosión en áreas cultivadas con viñedos (La Rioja, España), tesis doctoral de José Ángel Llorente Adán, dirigida por José Arnáez Vadillo (publicada por la Universidad de La Rioja), se difunde bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported. Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden solicitarse a los titulares del copyright. © El autor © Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2016 publicaciones.unirioja.es E-mail: [email protected] < Panorámica de la ladera de estudio. Villamediana de Iregua, La Rioja. Esta investigación ha contado con el apoyo que ofrecen las Becas de Formación de Personal Investigador (Becas FPI), de la Consejería de Educación del Gobierno de La Rioja. Departamento de Ciencias Humanas y Sociales Análisis de la erosión en áreas cultivadas con viñedos (La Rioja, España) TESIS DOCTORAL José Ángel Llorente Adán Director: Dr. José Arnáez Vadillo Logroño, Diciembre de 2015 El Dr. José Arnáez Vadillo, Catedrático de Geografía Física de la Universidad de La Rioja, en el Departamento de Ciencias Humanas y Sociales, HACE CONSTAR Que Don José Ángel Llorente Adán ha realizado bajo mi dirección el trabajo que, para optar al grado de Doctor, presenta con el título: Análisis de la erosión en áreas cultivadas con viñedos (La Rioja, España) Y para que conste, firmo el presente documento en Logroño, a nueve de diciembre de 2015. Fdo. Dr. José Arnáez Vadillo A mi madre y a mis abuelos Índice 1. Introducción………………………………………………………………… ................ 17 1.1. La erosión del suelo en la agricultura………………………………………………20 1.2. Procesos de erosión en espacios cultivados……………… ............................. 21 1.3. La erosión en viñedos………………………………… ...................................... 24 1.4. Tasas de erosión en viñedos…………………………………………………...…. 27 1.5. El viñedo en La Rioja…………………………………………………………….… 35 1.6. Objetivos y plan de trabajo…………………………………………………………37 1.7. Agradecimientos……………………………………………………………………. 39 2. Área de Estudio…………………………………………………………………………. 41 2.1. Relieve……………………………………………………………………………….. 44 2.2. Clima……………………………………………………………………………….... 51 2.2.1. Temperaturas………………………………………………………………..54 2.2.2. Precipitaciones………………………………………………………………56 2.3. Vegetación y suelos………………………………………………………………... 57 2.4. Aspectos humanos y usos del suelo………………………………………..……. 60 3. Metodología……………………………………………………………………………… 65 3.1. Organización espacial del viñedo riojano…………………………………………67 3.2. Estudio de la hidrología y erosión del viñedo a escala de microparcela………73 3.2.1. Las precipitaciones………………………………………………………….77 3.2.1.1. Características de las precipitaciones en el área de estudio…….77 3.2.1.2. Características de la lluvia simulada………………………………..79 3.2.2. Microtopografía y características del suelo…………………………………81 3.2.3. Escorrentía……………………………………………………...……………..81 3.2.4. Erosión……………………………………………………………………...….82 3.3. Análisis de la humedad del suelo a escala de ladera……………………………85 3.4. Estudio de la erosión del viñedo a escala de ladera…………………………….87 3.4.1. Cartografía topográfica………………………………………………...……..87 3.4.2. Cartografía de formas de erosión y sedimentación………………………. 89 3.4.3. Cartografía de linderos y caminos………………………………………….. 90 3.4.4. Distribución y modelización de formas de erosión y sedimentación…….90 3.5. Susceptibilidad a la erosión de suelos…………………………………………….90 4. Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja…………………………………………………………………..…. 93 4.1. El viñedo y la altitud………………………………………………………………… 95 4.2. El viñedo y la pendiente…………………………………………………………….98 4.3. El viñedo y la exposición……………………………………………………...…..100 4.4. El viñedo y la litología………………………………………………………...…...102 4.5. El viñedo y los suelos……………………………………………………….…….104 4.6. Modelos de organización espacial del viñedo……………………………….…105 5. Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela…….…..115 5.1. Precipitación e intensidad de las precipitaciones en el área de estudio………117 5.2. Características de las precipitaciones en las simulaciones de lluvia……..…. 121 5.2.1. Intensidad de las precipitaciones…………………………..…………….121 5.2.2. Tamaño de la gota de lluvia……………………………………………....123 5.2.3. Velocidad de la gota de lluvia……………………………………...……..124 5.2.4. Energía cinética…………………………………………………………….125 5.3. Microtopografía y características del suelo…………………………………….. 127 5.4. Escorrentía…………………………………………………………..…………….. 130 5.4.1. Escorrentía e intensidades de precipitación……………………………131 5.4.2. Escorrentía y condiciones de la superficie del suelo…………………..134 5.4.3. Escorrentía y laboreo agrícola………………………………………...…138 5.5. Erosión del suelo…………………………………………………………………..142 5.5.1. Tasas de erosión e intensidad de las precipitaciones…………………143 5.5.2. Tasas de erosión y escorrentía……………………………………...…..145 5.5.3. Tasas de erosión y condiciones de la superficie del suelo……..…….146 5.5.4. Erosión y laboreo agrícola………………………………………………..151 5.6. Predicción de la erosión……………………...…………………………………... 154 5.7. Erosión en viñedos………………………...……………………………………… 159 5.8. Erosión en viñedos y otros usos del suelo…………………………………...… 160 6. Hidrología y erosión del suelo en ladera……………………………………….... 165 6.1. Análisis de la humedad del suelo……………………………………………….. 167 6.1.1. Precipitación………………………...……………………………………..167 6.1.2. Características de los suelos……………………………….…………….169 6.1.3. Evolución temporal de la humedad del suelo…………………………..170 6.1.4. Comportamiento espacial de la humedad de la superficie del suelo…174 6.1.5. Factores que afectan a la variabilidad de la humedad en la ladera….180 6.2. Formas de erosión y sedimentación……………………………………………. 181 6.3. Factores de control en la distribución de formas de erosión y sedimentación……………………………………………………………………... 183 6.4. El peso de los factores y la distribución espacial de las formas de erosión y sedimentación…………………………………………………………………...… 187 7. Aproximación a la erosión del suelo en viñedos a escala regional…………. 193 7.1. Análisis de los factores para el cálculo de la susceptibilidad a la erosión….. 196 7.2. Susceptibilidad a la erosión en viñedos………………………………………….200 7.3. Modelos de distribución del viñedo y susceptibilidad a la erosión………...… 201 8. Conclusiones………………………………………………………………………….. 207 9. Referencias bibliográficas…………………………………………………….…….. 219 Anexo I………………………………………………….…………………………………… 243 Tablas 1.1. Tasas anuales de erosión en países seleccionados (según Morgan, 2005). 1.2. Tasas de erosión mínima y máxima registradas en diferentes países. 1.3. Tasas de erosión en viñedos para diferentes estaciones y sistemas de laboreo según Biddoccu et al. (2014). 1.4. Tasas de erosión en viñedos. 2.1. Alturas relativas (m) de los niveles de terrazas en el río Ebro y algunos de sus afluentes. 2.2. Temperaturas medias mensuales en el área de estudio (º C). 2.3. Precipitaciones mensuales en el área de estudio (mm). 2.4. Tipos de cultivos (2011). 3.1. Superficie del viñedo seleccionada del SIOSE. 3.2. Categorías geológicas utilizadas en el estudio. 3.3. Tipología de suelos en La Rioja a partir de Instituto Nacional de Edafología y Agrobiología y su equivalencia en WRB-FAO. 3.4. Variables utilizadas en el análisis multifactorial. 3.5. Principales características del simulador de lluvia. 3.6. Identificación de los puntos de muestreo. 4.1. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por altitudes. 4.2. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por pendientes. 4.3. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por exposición. 4.4. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por litologías. 4.5. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por tipos de suelo. 4.6. Grupos seleccionados por el cluster y características más significativas. 4.7. Autovalores del análisis discriminante. 4.8. Matriz de estructura del análisis discriminante. 4.9. Resultados de clasificación. 5.1. Precipitaciones mensuales máximas y mínimas en Agoncillo (1951-2003). 5.2. Precipitaciones máximas para 10, 30 y 60 minutos en la estación de Agoncillo. 5.3. Intensidad de precipitación en 30 minutos y periodo de recurrencia en Agoncillo. 5.4. Intensidades de precipitación en 30 minutos (mm h-1) esperadas para diferentes periodos de retorno en Agoncillo. 5.5. Intensidad de las precipitaciones y periodos de retorno de las simulaciones de lluvia. 5.6. Clasificación de las intensidades de precipitación utilizadas en la simulación de lluvia. 5.7. Tamaño de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades. 5.8. Velocidad de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades. 5.9. Energía cinética de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades. 5.10. Energías cinéticas de las simulaciones de lluvia para bajas, medias y altas intensidades de precipitación. 5.11. Intensidad de las precipitaciones y energía cinética en las simulaciones de lluvia. 5.12. Características de los suelos. 5.13. Escorrentía superficial en las simulaciones de lluvia. 5.14. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la escorrentía para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad. 5.15. Escorrentía para diferentes periodos de retorno. 5.16. Comienzo de escorrentía, escorrentía