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 y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pendiente. 5.17. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pendiente. 5.18. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pendiente. 5.19. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.20. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.21. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.22. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1), rodadas de tractor e interrills. 5.23. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills.

5.24. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills. 5.25. Características de los suelos en áreas afectadas por rodadas de tractor y áreas sin rodadas (medias y desviaciones estándar). 5.26. Concentración de sedimento en suspensión y tasas se erosión en las simulaciones de lluvia. 5.27. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la concentración de sedimento en suspensión y tasa de erosión para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad. 5.28. Tasas de erosión para diferentes periodos de retorno. 5. 29. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la escorrentía y tasas de erosión para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad. 5.30. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pendiente. 5.31. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de media intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pendiente. 5.32. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pendiente. 5.33. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.34. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de media intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.35. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo. 5.36. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1), rodadas de tractor e interrills. 5.37. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills. 5.38. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills.

5.39. Cálculo de Rum (erosividad) para el análisis de regresión múltiple. 5.40. Resultados del análisis de regresión múltiple.

5.41. Tasas de erosión obtenidas con la simulación de lluvia y calculadas a partir de la ecuación. 5.42. Tasas de erosión a partir de la ecuación para diferentes periodos de retorno y cubierta de gravas. 5.43. Tasas de erosión en viñedos de diferentes áreas de estudio obtenidas con simulación de lluvia. 5.44. Características generales de suelos y parcelas con diferentes usos del suelo (valores medios). 5.45. Intensidades de precipitación para las simulaciones de lluvia en diferentes usos del suelo. 5.46. Resultados principales de las simulaciones de lluvia para diferentes usos del suelo.

6.1. Precipitaciones recogidas en la estación meteorológica de Agoncillo para el periodo de estudio. 6.2. Características medias de los suelos del área de estudio. 6.3. Coeficientes de correlación entre la humedad del suelo y diferentes variables. 6.4. Superficie ocupada por las formas de erosión y sedimentación. 6.5. Distribución de las formas de erosión y sedimentación según la pendiente. 6.6. Autovalores del análisis discriminante. 6.7. Matriz del análisis discriminante para las funciones 1 y 2 (92% de la varianza acumulada). 6.8. Clasificación a partir del análisis discriminante. 6.9. Área ocupada por formas de erosión y sedimentación en diferentes sectores de la ladera.

7.1. Valores obtenidos, tras la normalización, para la intensidad máxima de precipitaciones para una duración de 30 minutos y un periodo de retorno de 10 años. 7.2. Valores obtenidos, tras la normalización, para la escorrentía. 7.3. Valores obtenidos, tras la normalización, para la pendiente. 7.4. Valores obtenidos, tras la normalización, para la longitud de la ladera. 7.5. Factor K medio por litofacies erosivas. 7.6. Valores obtenidos, tras la normalización, para la erodibilidad de la ladera. 7.7. Susceptibilidad a la erosión en viñedos. 7.8. Valores medios y estadística descriptiva correspondiente a la susceptibilidad a la erosión en los modelos de viñedos seleccionados. 7.9. Susceptibilidad a la erosión hídrica de los diferentes modelos de viñedos.

7.10. Tasas de erosión en viñedos según pendiente. 7.11. Relación entre los valores de susceptibilidad a la erosión y tasas de erosión. 7.12. Tasas de erosión (t ha-1 año-1) para los modelos de organización del viñedo.

8.1. Esquema-resumen de los modelos de distribución de viñedos. 8.2. Esquema-resumen de los modelos de distribución de viñedos con valores de susceptibilidad a la erosión y tasas de erosión.

Figuras

1.1. Superficie cultivada de viñedo en algunos países mediterráneos (OIV, 2012).

2.1. Localización del área de estudio en la Comunidad Autónoma de La Rioja. 2.2. Mapa geológico del área de estudio. 2.3. Modelo evolutivo de los conglomerados de borde de cuenca según Muñoz (1992). 2.4. Temperaturas medias anuales (º C) en La Rioja. 2.5. Precipitaciones totales anuales (mm) en La Rioja. 2.6. Temperaturas medias anuales (º C) en el área de estudio. 2.7. Precipitaciones totales anuales (mm) en el área de estudio. 2.8. Distribución de la vegetación forestal en el área de estudio.

3.1. Localización del área de estudio y de la estación meteorológica de Agoncillo. 3.2. Ortoimagen del área experimental de la Rad de Varea. 3.3. Mapa topográfico del área de estudio.

4.1. Localización del viñedo en el área de estudio por altitudes. 4.2. Distribución altitudinal de diferentes cultivos en el área de estudio. 4.3. Localización del viñedo en el área de estudio por pendientes. 4.4. Distribución de los diferentes cultivos en el área de estudio según la pendiente. 4.5. Localización del viñedo en el área de estudio por exposiciones. 4.6. Distribución de la superficie total del área de estudio y del viñedo según la exposición. 4.7. Localización del viñedo en el área de estudio por litologías. 4.8. Localización del viñedo en el área de estudio por tipos de suelos. 4.9. Distribución del Modelo I en las comarcas del área de estudio. 4.10. Distribución del Modelo II en las comarcas del área de estudio. 4.11. Distribución del Modelo III en las comarcas del área de estudio. 4.12. Distribución del Modelo IV en las comarcas del área de estudio. 4.13. Modelos de organización espacial del viñedo en el área de estudio. 4.14. Representación de los centroides de los grupos a partir del análisis discriminante (M1: Modelo 1, M2: Modelo 2, M3: Modelo 3 y M4: Modelo 4).

5.1. Distribución estacional de las precipitaciones medias anuales en la estación de Agoncillo (1951-2004). 5.2. Distribución mensual de las precipitaciones medias (Agoncillo 1951-2004).

5.3. Coeficientes de variación de las precipitaciones mensuales en Agoncillo (1951- 2004). 5.4. Distribución de los tamaños de gota (porcentaje del número total) para simulaciones de lluvia de 34 mm h-1 y 117.5 mm h-1. 5.5. Distribución de los tamaños de gota (porcentaje del volumen total de lluvia) para simulaciones de lluvia de 34 mm h-1 y 117.5 mm h-1. 5.6. Relación entre la intensidad de las precipitaciones y la energía cinética. 5.7. Evolución de la humedad del suelo a lo largo del año. 5.8. Comportamiento temporal de la escorrentía superficial para simulaciones de lluvia de diferente intensidad. 5.9. Regresión lineal entre la intensidad de las precipitaciones y la escorrentía. 5.10. Regresión lineal entre la intensidad de las precipitaciones y el coeficiente de escorrentía. 5.11. Regresión lineal entre la pendiente y el coeficiente de escorrentía para diferentes intensidades de precipitación. 5.12. Viñedo cultivado en pendiente. Pueden observarse las rodadas dibujadas por el paso de la maquinaria. 5.13. Regresión lineal entre intensidad de precipitación y coeficiente de escorrentía para interrills y rodadas de tractor. 5.14. Concentración de sedimento en suspensión durante la simulación con diferentes intensidades. 5.15. Regresión lineal entre intensidad de precipitación y tasa de erosión. 5.16. Regresión lineal entre escorrentía y tasa de erosión. 5.17. Regresión lineal entre pendientes y tasa de erosión para diferentes grupos de intensidades de precipitación. 5.18. Regresión lineal entre pedregosidad y tasa de erosión para diferentes grupos de intensidades de precipitación. 5.19. Regresiones lineales entre intensidad de precipitación y tasas de erosión para interrills y rodadas de tractor. 5.20. Regresiones lineales entre el coeficiente de escorrentía y la tasa de erosión para interrills y rodadas de tractor. 5.21. Pérdidas de suelo calculadas a partir de la ecuación y las observadas en las simulaciones de lluvia. 5.22. Pérdida de suelo calculado por la USME-M versus pérdida de suelo a partir de la regresión múltiple. 5.23. Escorrentía y erosión en diferentes usos del suelo (valores medios).

6.1. Evolución de las precipitaciones a lo largo de los años analizados. 6.2. Reparto de las precipitaciones del 2009-2011 por estaciones. 6.3. Evolución de arenas, limos y arcillas a lo la largo de la ladera. 6.4. Evolución temporal de las precipitaciones y la humedad del suelo. 6.5. Evolución temporal de la humedad del suelo y la evapotranspiración. 6.6. Evolución temporal de la humedad del suelo y la dureza. 6.7. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 3 días. 6.8. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 5 días. 6.9. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 10 días. 6.10. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo húmedo. 6.11. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo intermedio. 6.12. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo seco. 6.13. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo húmedo. 6.14. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo intermedio. 6.15. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo seco. 6.16. Mapa de formas de erosión y sedimentación en el área de estudio. 6.17. Parcelario de la ladera estudiada. 6.18. Linderos, caminos, saltos de bancal y áreas con pendientes superiores a 13º. 6.19. Red de drenaje del área de estudio. 6.20. Centroides de las formas de erosión y sedimentación a partir del análisis discriminante (MSWE: áreas sin erosión o arroyamiento laminar moderado; SSWE: arroyamiento laminar severo; RG: Rigolas; SA: áreas de sedimentación; LS: deslizamientos). 6.21. Organización especial de las formas de erosión y sedimentación a partir del análisis discriminante.

7.1. Susceptibilidad a la erosión en viñedos 7.2. Diagrama de cajas indicando los valores estadísticos de la susceptibilidad de los modelos

Fotografías

2.1. Perspectiva general de los conglomerados de borde de cuenca en valle del Iregua (conglomerados de Viguera). 2.2. Terrazas del río Ebro en las proximidades de Logroño cultivadas con viñedos. 2.3. Cultivos de cereales en La Rioja Alta. Al fondo la Sierra del Toloño.

3.1. Estructura metálica del simulador de lluvia 3.2. Simulador de lluvia protegido con toldo de plástico 3.3. Anillo metálico utilizado en la simulación de lluvia 3.4. Ladera seleccionada para el estudio de la humedad del suelo. Se aprecia las hileras cultivadas de viñedos en dirección de la máxima pendiente.

5.1. Detalle de la superficie de los suelos en viñedos. 5.2. Superficie de suelos en viñedos con elevado porcentaje de gravas.

6.1. Diferentes formas de erosión y sedimentación en parcelas cultivadas con viñedos después de una tormenta de intensidad horaria.

7.1. Viñedo sobre ladera de importante desnivel.

1. Introducción

Introducción

“… con frecuencia oigo a los hombres de nuestra ciudad culpar el deterioro de nuestros campos unas veces a la esterilidad de los suelos y, otras, a la intemperie que se nota en el aire de mucho tiempo acá, como perjudiciales a los frutos… tales motivos, tengo seguro que están muy lejos de ser verdaderos… en vista de lo cual, no pienso que nos han sucedido estas cosas por la intemperie del aire, sino más bien por nuestra culpa…” (Columela, De Rustica)

El suelo es un recurso imprescindible para el funcionamiento de los ecosistemas e interviene en el desarrollo social y económico de las regiones (Pimentel et al., 1995). Por ello, la degradación de los suelos es un problema ambiental de enorme trascendencia, al causar la reducción de su capacidad de infiltración y retención de agua (Leonard y Andrieux, 1998), la disminución de sus nutrientes y de la materia orgánica (Steegen et al., 2001; Verstraeten y Poesen, 2002; Ramos y Martínez‐Casasnovas, 2004) y el descenso de su biota. En definitiva, un suelo degradado es un suelo escasamente productivo (Roose, 1996).

Los suelos están sometidos a procesos que, siguiendo unos ritmos temporales amplios, se encargan de crearlos o destruirlos. En la destrucción intervienen diferentes procesos de erosión en el contexto de unas condiciones ambientales determinadas. Estamos, pues, ante un fenómeno geológico natural causado principalmente por la acción del agua o del viento que provoca la pérdida de partículas del suelo (Almorox Alonso et al., 2010). A esta actividad se le denomina erosión natural o geológica (Cerdà, 1999; García Ruíz y López Bermúdez, 2009) y, normalmente, se caracteriza por tener un ritmo de trabajo a escala temporal muy lento. Permite el traspaso de sedimentos y nutrientes entre distintos ecosistemas.

No obstante, los procesos de erosión pueden verse también muy condicionados por el uso del territorio que ha realizado o realiza el hombre. Efectivamente, las actividades humanas aceleran los ritmos de erosión y exportación de sedimentos, en algunas circunstancias con tasas de varios órdenes de magnitud por encima de las correspondientes a la erosión geológica, de manera que convierten al suelo en un recurso no renovable (García Ruiz y López Bermúdez, 2009). En estos casos, cuando es el ser humano el que altera un determinado ecosistema y consecuentemente acelera

19 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1 la actividad erosiva, se habla de erosión acelerada, antrópica o antropogénica (Cerdà, 2001a; García Ruíz y López Bermúdez, 2009). Las tasas de erosión antrópica con frecuencia tienen un carácter irreversible.

La gravedad de la pérdida del suelo por erosión se comprende si se tiene en cuenta la lenta capacidad de los suelos para formarse. Según Pimentel et al. (1995), para crearse un espesor aproximado de 2.5 cm de suelo agrícola se necesita entre 200 y 1000 años. Y, si se trata de suelos en ambientes de pasto o bosque, el periodo de formación aún es más largo. Para De Alba et al. (2011) el suelo es un recurso natural no renovable a escala temporal. Su condición de recurso no renovable hace que sea especialmente sensible ante la pérdida de su capa más superficial. Por este motivo cualquier proceso que implique su degradación puede tener consecuencias ambientales y económicas irreversibles.

1.1. La erosión del suelo en la agricultura

Una de las actividades con mayor implicación en la erosión es, sin duda, la agrícola. Tanto en el momento de su implantación en un territorio como cuando se practica o se abandona (Lasanta et al., 2000; Lasanta et al., 2001; Arnáez et al., 2011) puede suponer un dramático incremento de las tasas de erosión del suelo. Aproximadamente 75 billones de toneladas de suelo son removidas por el viento y el agua en tierras dedicadas al cultivo (Pimentel et al., 1995). Según Morgan (1997, 2005), la actividad agrícola es responsable de la mayor parte de la erosión a escala mundial (Tabla 1.1)

Tabla 1.1. Tasas anuales de erosión en países seleccionados (según Morgan, 2005)

Suelo Natural Suelo Cultivado Suelo Desnudo (t ha-1) (t ha-1) (t ha-1) China 0.1-2 150-200 280-360 Estados Unidos 0.03-3 5-170 4-9 Australia 0.0-64 0.1-150 44-87 Costa de Marfil 0.03-0.2 0.1-90 10-750 Nigeria 0.5-1 0.1-35 3-150 India 0.5-5 0.3-40 10-185 Etiopía 1-5 8-42 5-70 Bélgica 0.1-0.5 3-30 7-82 Reino Unido 0.1-0.5 0.1-20 10-200

20

Introducción

Los sistemas agropecuarios tradicionales, practicados ante la necesidad de alimentar a la población en condiciones de baja productividad y escaso intercambio comercial, han tenido sus consecuencias en la erosión de los suelos. En determinadas circunstancias, los modelos tradicionales proporcionaron a los cauces una importante cantidad de sedimentos. Así, por ejemplo, la puesta en cultivo de laderas pronunciadas en áreas de montaña incrementó considerablemente la erosión. No obstante, antes del siglo XX los cambios de uso del suelo ocurrían lentamente, lo que favorecía el mantenimiento en el tiempo de unos paisajes agrarios estables y adaptados a las condiciones ambientales del mundo mediterráneo. García Ruiz (2010) apunta los rasgos básicos de estos paisajes: predominio de los cultivos de cereales, vid y olivos, presencia de terrazas en las laderas inclinadas, coexistencia de agricultura y ganadería, y marcado contraste entre las áreas de secano y regadío.

Con la llegada del siglo XX, los modelos de agricultura tradicional son sustituidos por otros más intensivos y de mayor productividad, orientados a los mercados, con elevada productividad por unidad de superficie y cambiantes en breves periodos de tiempo. Es el momento en el que la mecanización del campo y la introducción de productos químicos se generalizan. Además, se ponen en regadío extensas superficies. Esta transformación provocó cambios radicales en los paisajes y aceleró los problemas de erosión del suelo, ya que se abandonaron sistemas de gestión conservacionistas, se aplicaron técnicas de cultivo poco apropiadas para frenar la erosión o se llevaron a cabo modificaciones del terreno para hacerlo más apto a la mecanización (Morgan, 1997; Ramos y Martínez-Casasnovas, 2006; Cots Folch et al., 2009).

En 2010, según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la superficie mundial dedicada a la agricultura era de 1.600 millones de hectáreas. Los inconvenientes derivados de la erosión en esta extensa superficie suponen importantes problemas medioambientales en buena parte del mundo. Entre otros se subrayan la pérdida de suelo y de nutrientes (Lal, 1995; Roose, 1996; Alfsen et al, 1996; Poesen y Hooke, 1997; Corell et al., 1999; Steegen et al., 2001; Ramos y Martínez-Casasnovas, 2004; Arnáez et al., 2012; Arnáez, 2014) o el descenso de la productividad o acortamiento, por acumulación de sedimentos, de la vida útil de embalses o canalizaciones (López Moreno et al., 2003).

1.2. Procesos de erosión en espacios cultivados

El impacto de las gotas de lluvia (splash) y la escorrentía superficial (overland flow) son los máximos responsables de la erosión hídrica en campos cultivados. El primer

21 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1 proceso es dominante en superficies llanas o con escasa pendiente (Kamalu, 1983). No redistribuye ni moviliza gran cantidad de sedimentos, más bien facilita el arranque del material para la actuación posterior de la escorrentía superficial, o interviene en el sellado del suelo, reduciendo la tasa de infiltración (Morgan, 1997; Cerdà, 2001a; García Ruiz y López Bermúdez, 2009; Almorox Alonso et al., 2010). La escorrentía superficial hace su aparición cuando la intensidad de la lluvia excede a la capacidad de infiltración del suelo. En un primer momento, el exceso de agua se acumula en las depresiones superficiales del suelo. Cuando éstas se colmatan, la escorrentía superficial empieza a discurrir por las laderas como arroyamiento laminar (Hillel, 1982). Se trata de flujos de pequeño espesor y gran anchura que arrastran partículas del suelo.

En las áreas cultivadas es habitual observar también la formación de rigolas (rills) o cárcavas (gullies). Ambas constituyen, según Govers y Poesen (1988), los procesos con mayor capacidad de erosión en áreas cultivadas. El desarrollo generalizado de rigolas conlleva la aparición de numerosas líneas de drenaje paralelas, muy cercanas entre sí pero sin llegar a integrarse. Las rigolas tienden a formar surcos progresivamente más profundos hasta crear una red de cárcavas. Casalí et al. (2009) distinguen tres tipos de cárcavas en campos cultivados según su origen: cárcavas formadas en la misma parcela donde comienza la escorrentía; cárcavas de drenaje que recogen el agua de otras áreas situadas más arriba; y, en tercer lugar, cárcavas discontinuas generadas por una pendiente abrupta o cambios en el paisaje. Para Morgan (1997) algunas cárcavas en áreas cultivadas se desarrollan a partir del hundimiento o colapso de un túnel o pipe.

En las parcelas agrícolas, el periodo más crítico para que se produzcan rigolas o cárcavas coincide con el momento en el que la superficie del suelo está desnuda o menos protegida por la cubierta vegetal.

La intensidad de las precipitaciones, las características y morfología de los suelos, la cubierta vegetal y la pendiente son los factores que controlan estos procesos.

1. Los eventos de precipitación de mayor intensidad o extremos son los que ejercen una gran capacidad erosiva sobre la superficie del suelo. Según De Alba et al. (1998), la erosión del suelo se limita a muy pocos episodios de lluvia: el 87% de las pérdidas de erosión corresponden a eventos extremos con periodos de recurrencia de más de 10 años.

2. La textura y estructura del suelo son factores determinantes en el control de los procesos de erosión. La capacidad de infiltración de un suelo depende directamente tanto del tamaño de las partículas que lo componen como de la forma en que éstas se distribuyen. Los suelos arenosos y franco-arenosos,

22

Introducción

tienen una mayor velocidad de infiltración que, por ejemplo, los suelos arcillosos. El comportamiento de la infiltración es complejo en función de la propia gestión de los campos cultivados, las características topográficas o la exposición de la ladera (Nadal-Romero et al., 2011).

3. La rugosidad de la superficie del suelo afecta al almacenaje de agua en las depresiones (Huang y Bradford, 1990), a la infiltración y su variabilidad (Fox et al., 1998), al transporte de sedimentos (Renard et al., 1997) y a la trayectoria del agua (Helming et al., 1997). La rugosidad puede ser debida a las convexidades y concavidades del suelo, a sus variaciones granulométricas, a la existencia de residuos en superficie, a la pedregosidad (Poesen et al., 1997; Cerdá, 2001b; Mandal et al., 2004) o al sistema de laboreo (Takken et al., 2001). La rugosidad inducida por el sistema de laboreo no solamente afecta a la escorrentía y a la erosión a escala de parcela, sino también a los modelos espaciales de distribución. En campos cultivados, el flujo del agua se dirige a lo largo de los surcos de laboreo (Souchére et al., 1998).

4. La cubierta vegetal intercepta una proporción elevada de precipitación que se evapora, reduciendo las posibilidades de saturación del suelo y escorrentía (Francis y Thornes, 1990; Domingo et al., 1998; Mateo y Schnabel, 1998). La cantidad de agua interceptada dependerá de la propia intensidad y volumen de la precipitación, así como del tipo de especie vegetal. Además, la vegetación disminuye la energía del impacto de la gota de lluvia lo que limita el arranque de partículas del suelo (Wainwright, 1996; Cerdà, 2001a). Por último, los suelos protegidos por la vegetación tienen una mejor estructura y agregación, favoreciendo altas tasas de infiltración (Serrano‐Muela et al., 2005). Con bajos porcentajes de cubierta vegetal, la escorrentía y la tasa de erosión aumentan tanto a escala de cuenca (García Ruiz et al., 2008) como de ladera (Castillo et al., 1997; González‐Hidalgo et al., 1997). En definitiva, en las parcelas agrícolas con escasa cubierta de vegetación o en las que el suelo permanece desnudo durante meses, las tasas de erosión suelen ser elevadas. Es el caso del viñedo donde buena parte del año, entre noviembre y abril, las cepas permanecen sin hojas. Incluso, en el momento de mayor frondosidad de las vides, estás sólo cubren o protegen un escaso porcentaje del total de la parcela.

5. Cuando la pendiente de la ladera se incrementa, aumenta la tasa de escorrentía y su velocidad, de modo que es de esperar una mayor competencia en el transporte de sedimentos (Chaplot y Le Bissonnais, 2000). La pendiente es también importante en el impacto de las gotas de lluvia, pues a medida que la

23 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

ladera se inclina el levantamiento y movilización de partículas ladera abajo se muestra más efectivo.

1.3. La erosión en viñedos

Uno de los cultivos con mayor actividad erosiva es el viñedo (Cerdan et al., 2006). Hay aproximadamente 7.5 millones de hectáreas de viñedos en el mundo (OIV, 2012). Una parte muy importante de esta superficie se encuentra en las regiones mediterráneas (Tonietto y Carbonneau, 2004), caracterizadas por precipitaciones de alta intensidad horaria, periodos de déficit hídrico para las plantas, fuertes desniveles, suelos desarrollados en litologías con baja resistencia a la actividad erosiva del agua o muy susceptibles a los procesos de degradación física, e intensa intervención humana a lo largo de la historia. Casi tres millones de hectáreas se cultivan solamente en cuatro países mediterráneos: España, Francia, Italia y Portugal. En 2011, España era el país del mundo con una mayor extensión de cepas, al alcanzar 1032000 hectáreas. En segunda y tercera posición, se encontraba Francia e Italia con 806000 y 776000 hectáreas, respectivamente. Por último, y a gran distancia, Portugal cultivaba 239000 hectáreas de viñedo (OIV, 2012).

1000

800

600

400 Miles Miles hectáreas

200

0 España Francia Italia Portugal

Fig. 1.1. Superficie cultivada de viñedo en algunos países mediterráneos (OIV, 2012)

En el área mediterránea, los viñedos ocupan suelos agrícolas con importantes posibilidades de ser afectados por las escorrentías superficiales y el transporte de

24

Introducción sedimento. Además, durante las últimas décadas, el viñedo ha reportado grandes beneficios a sus agricultores, lo que ha favorecido su expansión en tierras marginales, a priori escasamente apropiadas para su cultivo (García Ruiz, 2010).

La actividad erosiva en campos cultivados con viñedo no sólo supone el arranque y transporte de sedimentos. También reduce el almacenaje del carbono orgánico y la fertilidad de los suelos, favorece la exposición de las raíces de las plantas, e impulsa la formación de rigolas y pequeñas coladas de barro (Auzet, et al., 2006; Blavet et al., 2009). Las razones que justifican la erosión de suelos cultivados con viñedos ya han sido expuestas por varios autores:

1. En una parte muy importante del área mediterránea, el viñedo se cultiva en laderas que pueden alcanzar una fuerte pendiente (Wichereck, 1993). De hecho, una gran parte de los suelos agrícolas que ocupan los viñedos presentan grandes posibilidades de ser afectados por los procesos erosivos debido a la inclinación de las parcelas. En Chianti Classico (Toscana, Italia), por ejemplo, el viñedo representa el 28% de la superficie agrícola y la mayor parte de las parcelas tienen importantes desniveles que aceleran los procesos erosivos (Napoli et al., 2013). El cultivo de la vid es frecuente en tierras con pendientes en torno a los 10º (García Ruiz, 2010). En el caso de La Rioja, entre el 15 y el 20% de los viñedos se encuentran en laderas con más de 10º de inclinación y el 36% en pendientes de 5-10º (Ruiz Flaño et al., 2006). Por otro lado, en muchas de las regiones vitícolas del mundo, las hileras de vides se encuentran dispuestas, en la mayoría de las parcelas, en sentido de la pendiente para favorecer el tránsito de la maquinaria, lo que acentúa la pérdida de suelo (Zanchi, 1998; Borselli et al., 2006; Ramos y Martínez Casasnovas, 2006)

2. Estas mismas regiones están sometidas a tormentas de fuerte intensidad horaria, especialmente en verano y otoño, con gran capacidad erosiva (Wainwright, 1996; Martínez‐Casasnovas et al., 2005; Arnáez et al., 2007).

3. La superficie del suelo en viñedos se encuentra una buena parte del año desprovista de manto vegetal (De Santisteban, 2006). Es más, los agricultores habitualmente eliminan la cubierta herbácea con el objetivo de reducir la competencia que ésta pueda ejercer con las vides (Tropeano, 1983, 1984). La falta de cubierta vegetal en las parcelas de viñedo es un factor que favorece los procesos erosivos. Autores como Bienes et al. (2012) recomiendan la utilización de cubiertas vegetales, como gramíneas, en el manejo eficaz del control de la erosión para reducir las altas tasas de erosión. La función protectora del manto

25 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

vegetal en viticultura frente a las tormentas de gran intensidad permite frenar los procesos erosivos. Pero, además, se aumenta la cantidad de materia orgánica del suelo o se mejora su capacidad de infiltración. Según Wainwright (1996), la infiltración es 2.5 veces mayor en aquellos viñedos donde se deja una cubierta vegetal entre las hileras de cepas.

4. Las labores agrícolas juegan un papel importante en la erosión del viñedo. En concreto, el arado, realizado varias veces a lo largo del año con la intención de evitar que las plantas compitan con las cepas por los recursos hídricos y nutrientes, provoca la inexistencia de una cubierta vegetal que proteja el suelo frente a los eventos de lluvia. La propia rugosidad de los surcos tras el paso del labrado afecta a la infiltración del agua precipitada, su posterior acumulación y almacenaje, así como la trayectoria que seguirá la arroyada (Souchére et al., 1998).

Además, como ya se ha indicado, es habitual labrar en el sentido de la pendiente. Esto explica la frecuente formación de cárcavas o surcos eventuales en las parcelas tras eventos de precipitación intensa (De Santisteban, 2006; García Ruiz, 2010). Según De Alba et al., (2011) el laboreo en el sentido de las curvas de nivel debe ser considerado de obligado cumplimiento en cualquier espacio del mundo. La normativa española de la Condicionalidad, Buenas Condiciones Agrarias y Medioambientales dentro del marco de la PAC (Real Decreto 2352/2004, de 23 de diciembre) establece el arado en paralelo a las curvas de nivel en aquellas parcelas de herbáceas o viñedo con más de 10% de desnivel.

La mecanización de las viñas y sus efectos pueden incrementar la pérdida de nutrientes y suelos o reducir la productividad (Raclot et al., 2009). Por ejemplo, en muchos trabajos son utilizados tractores que, con su peso, compactan el suelo, en especial con la primera rodadura (Botta et al., 2006, 2009). Entre las consecuencias derivadas de dicha compactación destacan la menor capacidad de infiltración y retención de agua o el incremento de la escorrentía. Además, las rodaduras en sentido de la pendiente, favorecen la incisión de la escorrentía y la consiguiente formación de regueros (De Alba et al., 2011).

Martínez-Casasnovas y Sánchez Bosch (2000) compararon las pérdidas de suelo antes de la introducción de la mecanización a la agricultura, en torno a los años 50 del siglo pasado, con respecto a la década de los 90. Los resultados mostraron un aumento de las tasas de erosión con el paso del tiempo. Dicho balance negativo se asoció al aumento de la superficie ocupada por viñedo y a

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Introducción

la transformación de fincas de cepas tradicionales en plantaciones modernas y aptas para la mecanización. Del mismo modo, Gourbesville (1997) centró sus estudios en la región vitivinícola de Champaña, en el Norte de Francia, y demostró cómo las prácticas agrícolas, modificadas profundamente desde la década de 1950, han agravado la erosión del suelo amenazando su sostenibilidad.

5. Finalmente, en la agricultura actual se han dejado de lado medidas y acciones relacionadas con la conservación de los suelos. Así, se ha reducido el número y densidad de vides disminuyendo la protección del suelo desnudo o se ha renunciado a construir pequeñas terrazas en las laderas más pendientes (Ramos y Porta, 1997).

Debido a los problemas generados por la erosión, los viticultores tienen que hacer frente a importantes gastos. Diferentes labores, como el rellenado de cárcavas, la plantación de nuevo de cepas arrastradas por el agua o gravemente afectadas por la pérdida de la capa superficial o la redistribución de los sedimentos que quedan depositados y acumulados en la parte baja de la parcela, implica un incremento de las inversiones (Martínez-Casasnovas et al., 2005; Martínez-Casasnovas y Ramos, 2006; Brenot, 2007; Chevigny et al., 2014). Según Calatrava-Leyva et al., (2007), las consecuencias negativas derivadas de los procesos erosivos en una explotación agraria no son únicamente la disminución de producción y de calidad en la cosecha sino que además supone un incremento progresivo en los costes para mantener la calidad y el nivel del producto final.

1.4. Tasas de erosión en viñedos

La mayoría de los trabajos de investigación realizados hasta el momento sobre erosión en parcelas con vides se han llevado a cabo en Europa, y especialmente en la Europa mediterránea (Kosmas et al., 1997; Martínez-Casasnovas et al., 2002; Hooke, 2006; De Santiesteban et al., 2006; Arnáez et al., 2009; Blavet et al., 2009; Casalí et al., 2009; Lieskovsky, 2011; Lieskovsky y Kenderessy, 2014; Novara, et al., 2011; Arnáez et al., 2012; Biddoccu et al., 2014). Son mucho menos numerosas las investigaciones que reflejan el problema del viñedo en centroeuropa (Jordan et al., 2005; Szilassi et al., 2006; Quiquerez et al., 2008; Vrsic, 2011; Vrsic et al., 2011) o en otras regiones del mundo (Battasny y Grismer, 2000; Loughran y Balog, 2005) (Tablas 1.2 y 1.4).

Las tasas de erosión recogidas en viñedos varían dependiendo de las condiciones ambientales de la región (características climáticas, suelos o topografía) y de los

27 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1 sistemas de laboreo. Según Chevigny et al. (2014), las laderas o espacios con pendiente cultivados suelen presentar pérdidas sustanciales de suelo, especialmente en viñedos, donde los datos de erosión oscilan entre las 10 y 1000 t ha-1 año-1, por lo que el espesor de la capa fértil del suelo disminuye considerablemente.

De acuerdo con Kosmas et al. (1997), los datos de erosión más altos en campos agrícolas de las regiones mediterráneas se producen en viñedos situados en áreas montañosas o con topografías intrincadas. Otorga unas tasas de erosión de 0.67 a 4.60 t ha-1 año-1 para dichos espacios.

Cerdan et al. (2006) atribuyen unas pérdidas de suelo de 16.64 t ha-1 año-1 para viñedos labrados en las regiones mediterráneas europeas y de 23.64 t ha-1 año-1 para otras regiones.

Al repasar la bibliografía sobre tasas de erosión se comprueba que Francia, España e Italia disponen del mayor número de estudios. Otros países europeos en los que se han analizado los procesos erosivos son Portugal, Grecia, Alemania, Eslovaquia o Suiza. Y fuera del viejo continente destacan los estudios de Estados Unidos y Australia.

En Francia, los primeros trabajos se remontan a finales de la década de los ochenta. Litzler (1988) en Alsacia registra una tasa de erosión de 32 t ha-1 año-1 para un periodo de estudio de más de cinco años. En la Champagne, este mismo autor recoge una pérdida de suelo de 1.16 t ha-1 año-1 para un estudio de poco más de un año. Finalmente, en Languedoc reconoce una erosión de 5.5 t ha-1 año-1.

En la década de los noventa, Ballif (1990) también investiga la erosión en parcelas con vides, en este caso en la región de Champagne, al norte de Francia. Los datos que arrojan las parcelas estudiadas son tasas de erosión de 0.6 a 1.5 t ha-1 año-1 para un periodo de análisis de tres años. Wicherek (1991) registra tasas mucho más elevadas: 35 t ha-1 año-1. Wainwringht (1996), en sureste de Francia, recoge una pérdida de 34 t ha-1 en áreas interrill para una tormenta de 100 mm h-1.

Brenot et al. (2006) centra sus estudios en diferentes lugares del este de Francia. En Vosne-Romanèe registra valores de 7.6 t ha-1 año-1. En Aloxe-Corton, anota pérdidas superiores: 14.9 t ha-1 año-1. Para Monthélie las tasas son de 13.5 t ha-1 año-1. En este mismo lugar del este francés, y en un trabajo posterior, Brenot (2008) recoge pérdidas de suelo que alcanzan las 23 t ha-1 año-1.

Quiquerez et al. (2008) en su investigación centrada en Vosné-Romanée, al este de Francia, afirman que la pérdida de suelo corresponde a la suma o equilibrio entre la erosión natural y la antropogénica. Según sus registros, la pérdida de capa fértil oscila entre 24 y 48 t ha-1 durante un evento hidrológico. El 70% de esta pérdida de suelo se 28

Introducción produce en las rigolas de las parcelas mientras que el 30% restante se debe a la escorrentía laminar.

Paroissien et al. (2010) analizan el viñedo de la Cuenca Peyne, en Languedoc, al sur de Francia y obtienen un promedio anual de erosión de 10.5 t ha-1 año-1. El máximo anual alcanzado es 66.7 t ha-1 año-1. En un trabajo posterior (Paroissien et al., 2015) calcula pérdidas de suelo de 3.5 t ha-1 año-1. Esta tasa se incrementará en el futuro a 4.2 t ha-1 año-1. Para la misma área de estudio, Follain et al. (2012) registran unos valores que oscilan entre 21 y 26 t ha-1 año-1.

Un interesante estudio en el sur de Francia, en concreto en Roujan (Languedoc- Roussillon), es el de David et al. (2014) ya que incorporan la gestión del viñedo como un control de la erosión. Selecciona viñedos a los que se les ha eliminado las hierbas mecánicamente y otros a los que el estrato herbáceo ha sido suprimido de forma química, es decir, con herbicidas. El primer método se considera una práctica conservadora, al registrar tasas de erosión muy bajas (0.68 t ha-1 año-1), mientras que en las parcelas que utilizan productos químicos las tasas de pérdida de suelo alcanzan las 14.79 t ha-1 año-1.

Tabla 1.2. Tasas de erosión máxima y mínima registradas en diferentes países

País Tasa mínima Autor Tasa máxima Autor (t ha-1 año-1) (t ha-1 año-1) Francia 0.6 Ballif, 1990 53.85 Viguier, 1993

Italia 0.32 Tropeano, 1983 118.5 Novara et al. 2011

Portugal 0.39 Figueiredo y Ferreira, 12.2 Pacheco et al., 2014 1993 Alemania 0.001 Emde, 1992 151 Emde, 1992

España 0.35 Ruiz Colmenero et al., 161.9 De Santiesteban et 2013 al., 2006

En las montañas de Reims (Champagne), Morvan et al. (2014) distinguen tres sistemas de gestionar el viñedo y recogen diferentes tasas de erosión. Así, en parcelas con el suelo desnudo las pérdidas alcanzan los 7.4 g m-2 h-1. En fincas donde los restos de poda permanecen en el suelo la erosión es inapreciable. En campos de viñedos con la capa superficial cubierta de vegetación las pérdidas de suelo oscilan entre 1 y 13.4 gr m-2 h-1, dependiendo el porcentaje del manto.

29 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

En Italia los primeros datos sobre tasas de erosión de suelos se obtienen a principios de la década de los 80. Tropeano (1983) apunta, en viñedos del noroeste de Italia, pérdidas de suelo de hasta 70 t ha-1 año-1.

Ferrero et al. (2002), en el Piamonte, justifica cómo la existencia de cubierta vegetal entre las cepas reduce considerablemente la escorrentía y con ello la pérdida de suelo en parcelas de viñedo con cierta inclinación. La erosión en parcelas con laboreo tradicional y arado convencional alcanza las 2.41 t ha-1 año-1; en viñedos provistos de suelos cubiertos con herbáceas estas tasas se reducen a 0.48 t ha-1 año-1.

Destacan las elevadas tasas de erosión registradas por Novara et al. (2011) en sus estudios en Sambuca, Sicilia, tras nueve años de trabajo de campo. Las pérdidas de suelo se sitúan en un rango que varía entre 86 y 118.5 t ha-1 año-1 (media 102.2 t ha-1 año-1). Como es lógico, los niveles más altos de erosión se recogen en la parte alta y media de la ladera mientras que los sedimentos se acumulan en el sector inferior. Además, Novara et al. (2011) también hacen un seguimiento de la erosión a partir de la utilización de distintas cubiertas vegetales.

En el noroeste de Italia, en concreto en el Alto Monferrato (Piamonte), tienen lugar las investigaciones realizadas por Biddoccu et al. (2014) en las que se compara la erosión del suelo en viñedos en función de los distintos tipos de gestión. El trabajo de Biddoccu et al. (2014) presenta, además, un análisis estacional. La disposición de una cobertura de herbáceas proporciona las erosiones más baja en cualquier estación (Tabla 1.3).

Tabla 1.3. Tasas de erosión en viñedos para diferentes estaciones y sistemas de laboreo según Biddoccu et al. (2014)

Labrado Labrado reducido Cubierta vegetal convencional (t ha-1 año-1) (t ha-1 año-1) (t ha-1 año-1) Invierno 2.58 2.95 0.4 Primavera 0.89 1.31 0.35 Verano 4,24 9.35 0.39 Otoño 3.44 7.16 1.42 Total anual 11.15 20.77 2.56

En Portugal, Figueiredo y Ferreira (1993) investigan la actividad erosiva en viñedos, en concreto en el Duero, durante un periodo de diez años. Las tasas de erosión registradas oscilan entre las 0.39 y 2.8 t ha-1 año-1. Destaca también el reciente trabajo de Pacheco et al. (2014) llevado a cabo en la Cuenca del Arroyo Meia Léngua, en el Alto Duero (Villa Real). Aquí, debido al fuerte desnivel, la mayor parte de los viñedos se

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Introducción asientan sobre terrazas o bancales. Aproximadamente en una tercera parte de la cuenca (34.65%) la pérdida del suelo por erosión hídrica se ha calculado en 2 t ha-1 año-1. Sin embargo, hay sectores del valle (23.6%) donde la erosión alcanza las 15 t ha-1 año-1. En el conjunto de la cuenca de estudio, las tasas de pérdidas son superiores a lo considerado como tolerable: 12.2 t ha-1 año-1

Los primeros estudios realizados sobre erosión hídrica en campos cultivados con vides en Alemania son de principios de la década de los años noventa. Richter (1991) registra una erosión de 0.2 t ha-1 año-1, en viñedos de Mertesdorf, al oeste de Alemania. En 1992 Emde reconoce una pérdida de suelo de hasta 151 t ha-1 año-1 en campos de Geisenheim. Schaller y Emde (2000), en Moselle, al oeste de Alemania, calculan tasas de erosión entre 0.2 y 52 t ha-1 día-1 y Auerswald et al. (2009) de 5.2 t h-1 año-1.

Los estudios sobre la actividad erosiva en viñedos de Eslovaquia son recientes. Lieskovský (2011) investiga el desigual comportamiento erosivo según el sistema de laboreo. Así, en viñedos labrados con rotabator o monocultor se registran pérdidas de suelo de 29.64 t ha-1 año-1. Y en el caso de las cepas cultivadas con azada, es decir, de forma manual, la erosión es menor, 24.4 t ha-1 año-1. Por último, aporta otro dato correspondiente a la parte erosionada de una parcela en pendiente recientemente labrada: 42.15 t ha-1 año-1.

En España el mayor número de trabajos se han llevado a cabo en viñedos navarros, riojanos y catalanes, áreas con gran tradición vitivinícola. Se empieza a disponer de datos sobre erosión en la década de los 90. Ramos y Porta (1997) o Usón (1998) estudian parcelas del Penedés (Cataluña) y registran tasas superiores a las 20 t ha-1 año-1. Esta línea de trabajo ha continuado con posterioridad. Martínez-Casasnovas et al. (2002) aportan tasas de erosión de 207 t ha-1 como consecuencia de un evento extremo que alcanzó los 215 mm de precipitación (intensidad máxima en 30 minutos: 170 mm h-1).

En Navarra, Lorenzo et al. (2002) calcularon datos de erosión que oscilaron entre 19 y 44 t ha-1 año-1. De Santiesteban et al. (2006) compararon resultados de 19 pequeñas cuencas de diferente uso del suelo demostrando que los viñedos aportaban tasas de erosión entre 3.3 y 161.9 t ha-1 año-1, valores mucho más elevados que los campos cerealistas. Brady y Weil (2007) consideran como tasas tolerables de erosión aquellas que oscilan entre 5 y 11 t ha-1 año-1, por lo que valores como los comentados hasta el momento o los registrados por Casalí et al. (2009) (25-30 t ha-1 año-1) superan ampliamente estas cifras.

31 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

En la Comunidad de Madrid también existen estudios sobre el comportamiento de los procesos erosivos en el viñedo. Ruiz-Colmenero et al. (2011, 2013) registran datos de erosión que oscilan entre las 0.35 y 5.88 t ha-1 año-1. Su estudio se centra en el comportamiento erosivo del viñedo a partir de diferentes sistemas de laboreo aplicados a los viñedos. Las técnicas tradicionales de labrado registraron una erosión de 5.88 t ha- 1 año-1 mientras que en las parcelas con presencia de distintas cubiertas vegetales las tasas de pérdida edáfica fueron más bajas.

En la tabla 1.4 también se incluye información sobre los resultados obtenidos en otros países donde los cultivos de viñedos tienen una cierta importancia: Australia, Estados Unidos o Grecia.

Tabla 1.4. Tasas de erosión en viñedos

País Región Erosión Erosión Erosión Autores (g m-2 h-1) (t ha-1 evento (t ha-1 año-1) o día-1) Alemania Mertesdorf 0.2 Ritcher, 1991

Alemania Geisenheim 151 Emde, 1992

Alemania Geisenheim 12.4 Emde, 1992

Alemania Geisenheim 3.1 Emde, 1992

Alemania Geisenheim 0.001 Emde, 1992 Alemania Moselle 52 Schaller y Emde, 2000 Alemania Moselle 0.2 Schaller y Emde, 2000 Alemania Rheingau 6.2 Schaller y Emde, 2000 Alemania Steinberg 28 Emde et al., 2005

Alemania Alemania (media) 5.2 Auerswald et al., 2009 Australia Nueva Gales del Sur 64.2 Loughran y Balog (2006) Australia Nueva Gales del Sur 9.7 Loughran y Balog (2006) Eslovaquia Horný Ohaj, Vráble 42.15 Lieskovský, 2011

Eslovaquia Horný Ohaj, Vráble 29.64 Lieskovský, 2011

Eslovaquia Horný Ohaj, Vráble 24.40 Lieskovský, 2011

32

Introducción

País Región Erosión Erosión Erosión Autores (g m-2 h-1) (t ha-1 evento (t ha-1 año-1) o día-1) Eslovaquia Horný Ohaj 3.89-5.83- Lieskovsky y 24.08 Kenderessy, 2014 Eslovenia NE 1.48-2.01 Vrsic (2011)

Eslovenia NE 0.048-0.064 Vrsic (2011)

Eslovenia NE 0.070-0.098 Vrsic (2011)

Eslovenia NE 0.092-1.892 Vrsic et al (2011)

España Anoia-Penedés 18-22 Ramos y Porta, 1997 España Anoia-Penedés 22 Usón, 1998

España Penedés 207 MartÍnez- Casasnovas et al., 2002 España Navarra 19-44 Lorenzo et al., 2002 España Navarra 3.3-161.9 De Santiesteban et al., 2006 España La Rioja 4.2-93.2 Arnáez et al., 2007 España Navarra 30 Casalí et al., 2009

España Belmonte de 0.35-1.79 Ruiz Colmenero Tajo/Campo Real et al., 2011 España Vila Real (Río 0.78 Ruiz Colmenero Henares) et al., 2013 España Vila Real (Río 1.27 Ruiz Colmenero Henares) et al., 2013 España Vila Real (Río 5.88 Ruiz Colmenero Henares) et al., 2013 Francia Alsacia 32 Litzler, 1988

Francia Champagne 1.16 Litzler, 1988

Francia Languedoc 5.5 Litzler, 1988

Francia Theize 112 Grill et al., 1989

Francia Champagne 1.5 Ballif, 1990

Francia Champagne 0.136 Ballif, 1990

Francia Champagne 0.8-1.3 Ballif, 1990

Francia Champagne 0.6 Ballif, 1990

Francia Cuenca de París 35 Wichereck, 1991

Francia Var 2.75-53.85 Viguier, 1993

33 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

País Región Erosión Erosión Erosión Autores (g m-2 h-1) (t ha-1 evento (t ha-1 año-1) o día-1) Francia Var 2.10-15.00 Viguier, 1993

Francia Vaison-la-Romaine 34 Wainwright, 1996

Francia Vaison-la-Romaine 252 Wainwright, 1996

Francia Rousillon 1.4 Kosmas et al., 1997 Francia Vosne-Romanée 7.6 Brenot et al., 2006

Francia Aloxe-Corton 14.9 Brenot et al., 2006

Francia Monthélie 13.5 Brenot et al., 2006

Francia Monthélie 1.6-23 Brenot, 2007

Francia Monthélie 23 Brenot, 2008

Francia Vosné-Romanée 24-48 Quiquerez et al., 2008 Francia La Peyne 10.5 Paroissien et al., (Languedoc) 2010 Francia La Peyne 21-26 Follain et al., 2012 (Languedoc) Francia Roujan (Languedoc- 0.68 David et al., 2014 Rousillon) Francia Roujan (Languedoc- 14.79 David et al., 2014 Rousillon) Francia Montaña de Reims. 7.4 Morvan et al., Champagne 2014 Francia Montaña de Reims. <1-13.4 Morvan et al., Champagne 2014 Francia Peyne (Languedoc) 3.5 Paroissien et al., 2015 Grecia Spata 0.38-2.53 Kosmas (1993)

Italia Albugnano 70.18 Tropeano, 1983

Italia Mongardino 32.55 Tropeano, 1983

Italia Santa Victoria d’Alba 0.32 Tropeano, 1983

Italia Santa Victoria d’Alba 0.78 Tropeano, 1983

Italia Santa Victoria d’Alba 2.73 Tropeano, 1983

Italia Piamonte 2.41 Ferrero et al., 2002 Italia Piamonte 0.48 Ferrero et al., 2002 Italia Sambuca (Sicilia) 86-118.5 Novara et al., 2011 Italia Piamonte 11.15 Biddoccu et al., 2014

34

Introducción

País Región Erosión Erosión Erosión Autores (g m-2 h-1) (t ha-1 evento (t ha-1 año-1) o día-1) Italia Piamonte 20.77 Biddoccu et al., 2014 Italia Piamonte 2.56 Biddoccu et al., 2014 Portugal Duero 0.39 Figueiredo y Ferreira, 1993 Portugal Duero 1.10-2.80 Figueiredo y Ferreira, 1993 Portugal Vila Real 12.2 Pacheco et al., 2014 Suiza 15-25 Litzler, 1988

USA Napa, California 46.5 to 264 Battany y Grismer, 2000 Varios Varios 0.67 to 4.60 Kosmas et al., 1997 Varios Varios 20 Cerdan et al., 2006 Europa 12.22 Cerdan et al., 2010 Europa 17.4 Cerdan et al., 2010

1.5. El viñedo en La Rioja

La elección de La Rioja como área de estudio de esta Tesis obedece, entre otros motivos, a la importancia que el cultivo del viñedo tiene en la economía de la región. Este cultivo ha estado incorporado al paisaje agrario riojano desde muy antiguo. Se trataba de una agricultura dispersa, parcelada y destinada a la producción de vino para el autoconsumo. Sin embargo, su desarrollo más espectacular hay que situarlo a finales del siglo XIX. La crisis del viñedo francés, invadido por la filoxera en 1867, incorporó a La Rioja técnicos y capital del país vecino y permitió el incremento de las ventas y exportación de vinos. Estas últimas, a su vez, se vieron animadas por la construcción del ferrocarril a lo largo del eje del Ebro (1895). En esta época se construyen las primeras grandes bodegas, y, como era de esperar, se amplía la superficie de viñedos.

Esta expansión se realiza en detrimento de otros cultivos y a costa de la eliminación de los últimos bosques de encinas que ocupaban laderas poco aptas para los cereales, pero muy apropiadas para el viñedo (García Ruiz y Arnáez, 1987). En esos momentos la vid se convirtió en el cultivo dinamizador del sector agrario hasta la llegada de la filoxera a los viñedos riojanos a principios del siglo XX. En

35 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

1899 se detectó por primera vez en el término municipal de Sajazarra (Rioja Alta). Paulatinamente se extendió a los municipios vecinos. De aquí, la filoxera alcanzó toda la región destruyendo más de 36000 hectáreas. Tras la invasión, se redujo considerablemente la superficie cultivada de cepas y La Rioja entró en una crisis económica que tardaría algunas décadas en ser superada (Gallego Martínez, 1986).

Desde 1983, la superficie cultivada de Rioja se ha incrementado, con fuerte demanda de más plantaciones. En la actualidad, el viñedo está incorporado en el secano por medio de pequeñas y medianas parcelas que salpican el paisaje y rompen la continuidad de los campos cerealistas. La superficie de viñedo en la Comunidad Autónoma de La Rioja en 2012 ascendió a 44306 hectáreas (Gobierno de La Rioja, 2015). La comarca con mayor superficie cultivada es la Rioja Alta, con el 48% del total regional. En la Denominación de Origen Calificada Rioja la superficie de viñedo en 2012 alcanzó las 62153 hectáreas.

Durante la última década, el sector vitivinícola ha experimentado profundas transformaciones, tanto en la producción como en la elaboración. En el primer caso, las técnicas de cultivo han mejorado, lo que ha implicado elevados incrementos en los rendimientos. Existe, sin embargo, la amenaza de seguir aumentándolos mediante el uso de parcelas de regadío, la ocupación de suelo muy fértil o el mayor aporte de fertilizantes. Ello puede disminuir la calidad, que es la única garantía de seguir en el mercado ocupando una posición privilegiada.

Existe un buen número de estudios relacionados con el viñedo riojano. La mayor parte hacen referencia a aspectos históricos y económicos. Por no ser extenso en la relación, habría que mencionar el trabajo de Gómez Urdáñez (2001) sobre la historia moderna y contemporánea del viñedo y la Denominación de Origen Calificada Rioja o, desde un punto de vista económico, los redactados por Barco (2008) y Barco et al. (2005) donde se describen los aspectos sociales y económicos del viñedo riojano. Las publicaciones sobre el paisaje del Rioja proliferan en los últimos años, tratando aspectos sociales, antropológicos y turísticos (Elías, 2009 y 2014), patrimoniales (Palacios García, 2014), o los cambios en la fragmentación del paisaje, los marcos de plantación, el parcelario y los nuevos sistemas de laboreo para adaptarse al mercado del vino y a las reestructuraciones promovidas desde las administraciones (Lasanta y Ruiz-Flaño, 2014). Desde un punto de vista más medioambiental, habría que señalar los trabajos de Pascual y Cabrerizo (1995), que realizan una descripción de la localización del viñedo según las condiciones ambientales, y de Andrades (1991) que estudia la influencia del clima en la maduración de la uva.

36

Introducción

1.6. Objetivos y plan de trabajo

El Área de Geografía Física de la Universidad de La Rioja comenzó hace unos años a investigar aspectos relacionados con la erosión en laderas cultivadas con viñedos. El objetivo principal de esta línea de investigación era llegar a analizar la distribución y comportamiento de la escorrentía y la erosión en laderas cultivadas con viñedos. Especialmente, se ha avanzado en el conocimiento de las tasas de erosión ante precipitaciones de diferente intensidad horaria (Arnáez et al., 2006; Arnáez, et al., 2007; Ruiz Flaño et al., 2008) y en la organización espacial de los diferentes procesos de erosión en los viñedos (Ruiz Flaño et al., 2006). Esta tesis doctoral se suma a estas investigaciones procurando:

a) Definir y delimitar las distintas unidades espaciales donde se cultiva la vid a partir de parámetros topográficos, geomorfológicos y edafológicos. Este aspecto puede ser de gran interés para detectar los ambientes más susceptibles a la erosión.

b) Valorar el papel de los suelos cultivados con viñedos en la producción de escorrentías y la capacidad de infiltración.

c) Cuantificar la producción de sedimentos en suelos cultivados con viñedos y describir los factores microtopográficos y edafológicos en la activación de la erosión.

d) Analizar el comportamiento de la erosión según la intensidad y estacionalidad de la precipitación. Estudiar las tasas de erosión en eventos con diferentes intensidades y su relación con el estado de los suelos será de gran utilidad para comprender la magnitud que pueden alcanzar la erosión hídrica. El análisis de los eventos de alta frecuencia y baja intensidad ayudará a determinar la trascendencia de los procesos y las técnicas necesarias para frenar la erosión.

e) Estudiar la influencia de los sistemas de laboreo y la disposición del parcelario en el funcionamiento de la erosión.

f) Describir la evolución y organización espacial de los procesos de erosión. La aplicación de modelos espaciales de erosión en laderas testigo cultivadas con viñedos permite diagnosticar procesos de erosión con relación a precipitaciones intensas, suelos, características topográficas de las laderas y técnicas de cultivo. En este sentido, se trabaja en la utilización del análisis

37 José Ángel Llorente Adán Capítulo 1

discriminante como un sistema sencillo y versátil para llegar con cierta rapidez a conocer la distribución de formas y procesos de erosión en laderas.

g) Diseñar cartografías eficaces y de fácil interpretación a escala regional con el objetivo de ayudar a agricultores y gestores a un adecuado manejo de la agricultura del viñedo en La Rioja.

El trabajo se ha estructurado en ocho capítulos, incluyendo esta introducción que, de forma breve, plantea el estado de la cuestión, justifica la elección del área de estudio y enumera los objetivos.

En el segundo capítulo se caracteriza el área de estudio. Se pretende que el lector disponga de una información general sobre sus elementos más representativos: relieve, clima, vegetación y ocupación humana del territorio.

En el tercer capítulo se describe la metodología empleada que se ha basado en las técnicas más utilizadas en este tipo de estudios. Se ha dispuesto de sistemas de información geográfica y cartografías digitalizadas, y se ha realizado un exhaustivo trabajo de campo. Diferentes métodos estadísticos nos han ayudado a resumir y combinar la información obtenida.

A partir del cuarto capítulo se presentan los resultados. En primer lugar, se relacionan de forma individualizada las variables consideradas (topográficas, geomorfológicas y edafológicas) con la superficie cultivada de viñedo. Con la utilización de métodos estadísticos descriptivos se obtiene información cuantitativa de interés para nuestros objetivos. Con posterioridad se detectan y definen unidades homogéneas o modelos de distribución del viñedo. En este caso la estadística multivariable se ha convertido en el instrumento fundamental de análisis.

En el capítulo quinto se hace un análisis de la generación de escorrentía y producción de sedimentos en viñedos a partir de simulación de lluvia. Los resultados se relacionan con diferentes controles: intensidad de las precipitaciones, humedad del suelo, pendiente, pedregosidad de la superficie del suelo o sistemas de laboreo. Se diseña un sencillo modelo de predicción de erosión a través de regresiones múltiples.

En el capítulo sexto se analiza la variabilidad espacio-temporal de la humedad del suelo y la organización espacial de los procesos de erosión en laderas cultivadas con viñedos. Se establecen modelos de distribución y se comprueba el papel de las estructuras agrarias en la distribución de la escorrentía y la erosión.

38

Introducción

Por último, en el capítulo séptimo se clasifica el territorio según la susceptibilidad a la erosión. De nuevo, los sistemas de información geográfica y la estadística se han convertido en métodos imprescindibles.

En el octavo capítulo se exponen las principales conclusiones y valoraciones finales. El trabajo finaliza con una relación de las referencias bibliográficas utilizadas.

1.7. Agradecimientos

Resulta común agradecer la labor del director de Tesis pero, evidentemente, la realización de este trabajo de investigación no habría sido posible sin su gran ayuda, interés y enormes aportaciones, que enriquecen al máximo este contenido. Así que, sinceramente, muchas gracias a José Arnáez Vadillo, Catedrático de Geografía Física y Rector de la Universidad de La Rioja, por su entera dedicación a esta labor.

A nivel académico, dedico un agradecimiento particular a todos los compañeros del área de Geografía, colegas de ‘batalla’, con un recuerdo especial para Luis. Igualmente, no quiero olvidarme de dar las gracias a los compañeros del IPE con los que compartí la estancia de investigación durante tres meses. Así como a la Consejería de Educación, Formación y Empleo del Gobierno de La Rioja por la concesión de la beca predoctoral FPI, que me permitió poderme dedicar por completo a la tarea investigadora, seguir ampliando mis conocimientos científicos e impartir docencia en la Universidad. Lo que ha despertado mi verdadera vocación y gusto por la enseñanza. Y a todas aquellas personas con las que comparto el día a día en el campus: compañeros del Departamento de Ciencias Humanas y Educación, personal de secretaría, conserjería y biblioteca de la Universidad de La Rioja. Todos ellos cómplices de mi vida universitaria.

Una afectísima mención en la dedicación de esta tesis a mi madre, María Gloria, y, en especial, a mis queridos abuelos, Tomasa y Manuel, que desde pequeño me inculcaron lo importante que es trabajar. A la familia, a los buenos amigos, compañeros becarios, compañeros de piso. Y, en definitiva, a todas las personas con las que he compartido distintos momentos a lo largo de esta etapa.

MUCHAS GRACIAS A TODOS.

39 José Ángel Llorente Adán

2. Área de estudio

Área de estudio

En La Rioja se encuentran tres de las unidades morfoestructurales más importantes de la Península Ibérica: la Depresión del Ebro, el Sistema Ibérico y los Montes Obarenes-Sierra de Cantabria, la alineación más meridional de los Montes Vascos.

Este estudio se ha llevado a cabo en la primera unidad, localizada en la mitad septentrional de la Comunidad Autónoma de La Rioja. Representa aproximadamente el 45% del territorio de esta. Se trata de un espacio que se extiende, en su mayor parte, desde la margen derecha del río Ebro, al norte, hasta los conglomerados terciarios de borde de cuenca, ya en contacto con el Sistema Ibérico, al sur (Fig. 2.1).

Figura 2.1. Localización del área de estudio en la Comunidad Autónoma de La Rioja

Las altitudes de este sector riojano oscilan entre los 250 y 1400 m.s.n.m., aunque el 80% del territorio se localiza entre los 300 y 700 m.s.n.m. Las pendientes, salvo puntos muy concretos, son suaves. El 60% del área de estudio dispone de laderas con menos de un 20% de inclinación. Unas buenas condiciones ambientales y el devenir histórico han permitido los asentamientos de población y el desarrollo de una destacada actividad agraria, en esta zona del valle del Ebro. La agricultura de secano y regadío salpica el territorio, destacando por su importancia económica el cultivo del viñedo.

En este capítulo se describen las características medioambientales y los usos del suelo del área de estudio, con el objeto de conocer el marco general donde se ha realizado este trabajo.

43 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

2.1. Relieve

El área seleccionada para nuestro estudio corresponde al sector más noroccidental de la Depresión del Ebro que, como es sabido, cuenta con una disposición triangular enmarcada por tres grandes conjuntos montañosos: los Pirineos y sus estribaciones occidentales, al norte, el Sistema Ibérico, al sur, y la Cordillera Costero-Catalana, al este. Al corresponder el sector riojano al vértice más occidental de este triángulo, en la Rioja Alta pueden observarse con facilidad dos de estos bordes montañosos a una distancia de escasos kilómetros: la Sierra de la Demanda (Sistema Ibérico), al sur, y los Montes Obarenes-Cantabria, al norte. A medida que nos trasladamos en la Depresión del Ebro en dirección este, estos bordes se alejan, de modo que en la Rioja Baja se dispone de un amplio valle que irá agrandándose hacia tierras navarras y aragonesas.

La evolución geológica de la Depresión del Ebro no puede entenderse sin lo ocurrido en sus rebordes montañosos. A medida que éstos se elevaban con la orogenia alpina, a principios del Terciario, la Depresión se hundía y se colmataba de sedimentos (Fig. 2.2). La configuración de un surco subsidente, inicialmente sin salida al mar, permitió la acumulación de sedimentos continentales procedentes de los procesos erosivos de las montañas circundantes. De este modo, en el sector riojano se llegaron a depositar más de 5000 m de espesor de sedimentos.

Figura 2.2. Mapa geológico del área de estudio

44 Área de estudio

La propia configuración cerrada de la cuenca favoreció la disposición aureolada de los materiales que se iban acumulando. En los contactos con los bordes montañosos, allí donde los ríos reducían bruscamente su capacidad de arrastre al disminuir la pendiente, se depositaron los materiales más groseros: gravas que, posteriormente, al adquirir consistencia, se transformaron en conglomerados. Éstos presentan diferente composición. Así, unos están formados por materiales calcáreos envueltos en una matriz arcillo-arenosa carbonatada (Viguera, Matute o Anguiano) (Foto 2.1) y otros por materiales silíceos empastados en una matriz arenosa (Yerga, Cabimonteros, Serradero o Santurdejo). Los primeros han sido modelados formando relieves enérgicos con laderas verticales tipo “mallo” y los segundos, al ser materiales más blandos, presentan formas más alomadas, con líneas de cumbres estrechas y laderas inclinadas.

Foto 2.1. Perspectiva general de los conglomerados de borde de cuenca en valle del Iregua (conglomerados de Viguera)

La diferenciación de estos dos tipos de conglomerados fue inicialmente justificada por Riba (1955) que relacionó la existencia de conglomerados calizos a la labor erosiva de los ríos sobre la cobertera secundaria de la Sierra de la Demanda. Posteriormente, la incisión de la red fluvial sobre los materiales paleozoicos de la Demanda y mesozoicos de Cameros justificaría la sedimentación de los materiales

45 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2 silíceos. Muñoz (1992) relaciona a estos diferentes tipos de conglomerados con la tectónica del borde de cuenca y la mayor o menor importancia del frente calcáreo del borde norte del Ibérico. Cuando este último resaltaba en momentos de máxima actividad tectónica, estas áreas se convertían en fuente de sedimentos y los arroyos depositaban materiales calcáreos en la Depresión. Por el contrario, en momento de inactividad tectónica la erosión remontante de la red fluvial alcanzaba el interior de las sierras depositando, por medio de abanicos aluviales, materiales silíceos en el valle.

Figura 2.3. Modelo evolutivo de los conglomerados de borde de cuenca según Muñoz (1992)

Los materiales más finos -arenas y arcillas- fueron transportados por la red fluvial terciaria a distancias más largas hasta llegar al centro de la Depresión donde se fueron colmatando (Fig. 2.2). Son los más representativos del área de estudio donde pueden encontrarse dos tipos de facies. La primera, denominada “facies Haro”, presenta tonalidades amarillas, se extiende por la Rioja Alta y es recorrida por el curso alto del río Ebro con un trazado sinuoso de meandros encajados. La segunda, “facies Najera”, está compuesta por areniscas y margas de coloración más rojiza. Estos materiales son menos consistentes, por lo que favorecen la labor erosiva del río Ebro y sus afluentes, ensanchando sus llanuras aluviales.

En La Rioja los materiales evaporíticos de origen lacustre, tan extendidos en el sector aragonés de la Depresión del Ebro, no son tan abundantes. Según Peña y

46 Área de estudio

Julián (1994), la razón habría que buscarla en el progresivo constreñimiento del ámbito sedimentario que forzaron los cabalgamientos en el norte de la Demanda-Cameros y en el sur de los Montes Obarenes-Sierra de Cantabria. Las evaporitas en la Depresión riojana quedan relegadas exclusivamente a su sector más nororiental.

Los estratos de la Depresión riojana aparecen dispuestos de forma horizontal aunque algunos localmente presentan deformaciones o suaves buzamientos. Es el caso, por ejemplo, de una serie de estratos deformados al sur de Arnedo como consecuencia del avance hacia el norte del frente cabalgante de los Cameros y sobre los que se depositaron conglomerados discordantes. En superficie, destacan las deformaciones de los yesos Alcanadre y Lodosa con pliegues anticlinales y sinclinales.

En las zonas dominantemente arcillosas y, por lo tanto, con una litología fácilmente erosionable, se producen procesos actuales de acarcavamiento que dan lugar a paisajes de badlands propios de zonas semiáridas (Los Agudos, en Calahorra). Estos paisajes son consecuencia directa de la erosión fluvial favorecida por un régimen de precipitación cuyas características principales son su carácter irregular y torrencial.

La acumulación de materiales en la Depresión se llevó a cabo hasta el Plioceno, momento a partir del cual comienza el vaciado por parte del río Ebro, tras abrirse camino hacia el mar a través de la Cordillera Costero Catalana. De este modo, el Ebro, poco a poco, irá configurando su extensa red fluvial. La posterior erosión y el continuado encajonamiento de los ríos durante el Cuaternario proporcionan un intento de agresividad a la topografía.

Sobre los materiales terciarios se fueron alternando depósitos cuaternarios de terrazas y glacis tanto en el río Ebro como en sus afluentes. Estos últimos han funcionado torrencialmente con cambios de trazado y gran capacidad de transporte y arrastre de materiales.

Las terrazas del río Ebro en La Rioja se mantienen bien en los lóbulos de los meandros (Foto 2.2). Los niveles más antiguos sólo se localizan en pequeños cerros residuales, conservados por la mayor compactación de los materiales frente a las litologías blandas circundantes. Las terrazas medias y bajas, por el contrario, alcanzan una notable extensión. Los materiales que configuran estas formaciones son muy similares, dominando las gravas de litologías variadas, con mayor presencia de niveles limo-arenosos en las terrazas inferiores. Desde Logroño hasta Alfaro, los niveles superiores de las terrazas del Ebro se encuentran bastante destruidos o deformados.

47 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

Foto 2.2. Terrazas del río Ebro en las proximidades de Logroño cultivadas con viñedos

Como es lógico, las terrazas del Ebro se escalonan de más antiguas a más modernas conforme se aproximan al lecho de inundación actual. Se asientan sobre los materiales terciarios de la cubeta. Gonzalo Moreno (1981) cartografía hasta un total de cinco niveles. Otros autores, como Julián y Peña (2007), llegan a distinguir nueve niveles.

Gonzalo Moreno (1981) atribuye a la terraza más antigua el nivel 5 y se presenta de forma testimonial a través de dos cerros testigos a unos 10 kilómetros de distancia del cauce actual: Las Mugas (587 m), en Baños de Ebro, y Misa Mayor (567 m), en Lapuebla de Labarca, ambos en Álava.

La terraza 4 está más extendida y transcurre paralela al curso del Ebro en ambos márgenes. En la margen izquierda, en la Ribera Navarra, se localiza desde Mendavia (454 m) hasta Milagro (400 m), a escasos kilómetros del término municipal de Alfaro. Por la margen derecha, en La Rioja, la terraza 4 se extiende desde Gimileo, a 550 m de altitud, hasta la Rad, en las proximidades de Villamediana de Iregua, a 475 m. Esta terraza se caracteriza por el fuerte encostramiento de sus niveles superiores.

Con respecto a la terraza 3, se observa en las dos orillas del Ebro de forma muy generalizada aunque en algunos puntos está afectada por la deformación de los afloramientos yesíferos (Mendavia, Alcanadre, etc.). Su sustrato tiene una potencia que varía entre los 5 y 7 m. Se identifica en el interior del característico meandro de Briñas a unos 517 m de altitud y desciende hasta los 370 m en Alfaro. Se halla a una altura relativa sobre el cauce del Ebro de 85-95 m. Aspecto interesante a destacar es

48 Área de estudio que este nivel de la terraza 3 constituye la base sobre la que se ha modelado la mayor parte de glacis de La Rioja.

Existe un nivel intermedio entre las terrazas 2 y 3 que constituye una unidad autónoma en determinados lugares como en los lóbulos de meandros de Briones o en la orilla navarra a partir de Lodosa y hasta San Adrián. Este nivel intermedio se encuentra a una altura relativa sobre el lecho de 50 a 60 m.

Tabla 2.1. Alturas relativas (m) de los niveles de terrazas en el río Ebro y algunos de sus afluentes Ebro Oja Najerilla Iregua T10 112 245 235 T9 170-180 90 190 T8 130-150 80 160-170 165-170 T7 90-110 70 120-150 100 T6 65-80 50 75-80 60 T5 50-60 40 60 40-50 T4 30-40 30 40-45 30-35 T3 15-20 20-25 20-30 20-25 T2 6-12 8-10 10-18 10-12 T1 2-4 0.5-1 1-2 5

Julián y Peña (2007)

La terraza 2 es la que ocupa una mayor superficie y se extiende a ambos lados del Ebro, desde las Conchas de Haro hasta Calahorra. A partir de este término municipal es sustituida por el nivel 1. Desciende de los 460 m a los 320 m de altitud, manteniéndose constante entre los 15 y 20 m sobre el nivel del cauce actual. Su litología se caracteriza por potentes bandas de limos finos a veces recubiertos por depósitos de pendiente o pequeños conos aluviales.

Por último, la terraza 1 incluye la propia llanura de inundación entre Haro y Logroño. En este tramo únicamente se identifica en sectores específicos como en los lóbulos de meandros o en las desembocaduras de los afluentes. A partir de la capital riojana, adquiere entidad propia ganando progresivamente altura hasta alcanzar en la localidad navarra de Milagro su nivel máximo, unos 10 m. En el margen riojano, entre Calahorra y Alfaro, aparece deformada por un anticlinal yesífero. La litología dominante de este nivel 1 es la limosa.

Julián y Peña (2007) señalan que el nivel más antiguo del río Ebro, la terraza 9, únicamente aparece en las Mugas, al noroeste de Baños de Ebro, y en Misamayor, cerca de Lapuebla de Labarca (Álava). Por el contario, las restantes terrazas ocupan

49 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2 una mayor extensión. Las alturas relativas de este conjunto de terrazas se recogen en la Tabla 2.1.

Julián y Peña (2007) encuentran diez niveles de terrazas para el Oja, Najerilla e Iregua, afluentes del Ebro. Los ríos orientales riojanos poseen un menor número de niveles: cinco, los ríos Iregua y Leza, y cuatro, el Cidacos.

Para Mensua (1964) los glacis se comportan como parte del piedemonte y presuponen la presencia de relieves débiles sobre rocas blandas a los que los glacis nivelan y rellenan. Julián y Peña (2007) los definen como formas acumulativas que sirven de enlace entre los relieves estructurales y los fondos aluviales. Para el sector riojano de la Depresión del Ebro, estas formas, que se encuentran escalonadas y tienen en las terrazas de los ríos su nivel de base, quedan limitadas al norte por las calizas mesozoicas del frente Obarenes-Cantabria y al sur por los conglomerados de borde de cuenca del Sistema Ibérico.

El estado de conservación de los glacis es muy desigual dependiendo de las condiciones locales. En este sentido, en la margen izquierda del Ebro, la correspondiente a la Sonsierra, están muy destruidos. Por el contrario, en la margen derecha, entre el Sistema Ibérico y el Ebro aparecen bien conservados. En Badarán- Cárdenas se llegan a diferenciar cinco niveles acumulativos. En el interfluvio Oja- Najerilla-Cárdenas destacan los glacis de Valpierre con un buen estado de conservación. En estos últimos se aprecia la pendiente de escorrentía original y la deposición de la cobertera. Los niveles más antiguos se conservan, una vez más, en estado fragmentario como cerros testigos, en este caso muy numerosos.

Gonzalo Moreno (1981) diferencia seis niveles de glacis entre los ríos Najerilla e Iregua, al pie del Serradero. En el sector de la Rioja Baja destacan los glacis del piedemonte de Cabimonteros y Yerga.

A las terrazas y glacis se suman otras formas (valles en cuna, llanuras aluviales, etc.) que se suceden en el territorio en cortas distancias dando al paisaje geomorfológico un aspecto intrincado, con abundantes escalonamientos.

En el sector más noroccidental de nuestra área de estudio, se localizan las laderas meridionales de los Montes Obarenes y Sierra del Toloño, una unidad montañosa que, con una altitud máxima de 1264 m, resalta sobre los relieves del Terciario del Ebro.

Los Montes Obarenes-Sierra del Toloño corresponden al sector más meridional de los Montes Vascos (Arnáez, 1994) o a las estribaciones más meridionales y occidentales de las unidades pirenaicas. Están compuestos por materiales que se

50 Área de estudio depositaron desde el Triásico al Cuaternario. No obstante, lo predominante son los materiales de origen marino o marino continental del Mesozoico (Fig. 2.2).

Este conjunto montañoso empieza a verse afectado por el plegamiento alpino a finales del Secundario. Puesto que la cobertera sedimentaria era muy delgada, los efectos de las deformaciones son muy visibles, con relieves fuertemente plegados o fallados. La máxima intensidad de la orogenia alpina se detecta a partir de finales del Eoceno-Oligoceno. Es en este momento cuando en el alto Ebro se asiste a un lento resurgir de las áreas de montaña y al hundimiento de la Depresión. En los Montes Obarenes, Sierra del Toloño y Sierra de Cantabria emergen los cabalgamientos hacia el sur y se depositan los sedimentos de conglomerados, discordantes sobre el Mesozoico.

La estructura más destacada de Obarenes-Sierra del Toloño, que continúa hacia la Sierra de Cantabria, es la falla inversa que hace cabalgar las calizas secundarias sobre los materiales terciarios del Ebro delimitando nítidamente ambas unidades. Con una dirección oeste-este, configura relieves verticales y subverticales, a modo de muralla, que sobresalen claramente sobre el paisaje, como consecuencia, por un lado, de la elevación del conjunto y, por otro, de la evacuación progresiva de las arenas, areniscas y arcillas de la "facies Haro" por parte de la red fluvial del Ebro. Se trata, pues, de un escarpe, a la vez tectónico y de erosión diferencial.

El número de fallas en el interior de la Sierra es importante, predominando las de dirección NW-SE y OSO-ENE. A su favor se han desnivelado distintos bloques a modo de gradas.

La conjunción de materiales calizos y la intensa fracturación del sector han hecho posible la aparición de un modelado kárstico que se manifiesta por medio de dolinas de formas circulares. La acción del hielo-deshielo ha permitido en períodos más fríos el desarrollo en las cimas y al pie de los escarpes rocosos de un conjunto de canchales actualmente inactivos.

2.2. Clima

El clima del área de estudio está condicionado por la situación geográfica que ocupa la región en el contexto de la Península Ibérica y por otros factores de carácter local. Por lo que respecta al primer aspecto, la Península Ibérica se encuentra en una encrucijada entre dos continentes y dos masas de agua completamente distintas. Esta posición de transición se hace más visible en el tercio norte peninsular, donde se localiza La Rioja. No es de extrañar, pues, que esta región esté afectada tanto por las

51 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2 influencias atlánticas, especialmente en su sector occidental, como por las mediterráneas, en el sector más oriental. Al mismo tiempo, en este territorio, intervienen los factores topográficos, especialmente la disposición de las áreas montañosas del Sistema Ibérico.

La dinámica atmosférica varía con la estación del año y está condicionada por la posición de la región en relación con los centros de acción dominantes de nuestras latitudes. En el invierno las situaciones anticiclónicas son ligeramente más habituales que las ciclónicas. Éstas, ligadas al anticiclón frío centro europeo, se ven reforzadas por el efecto de continentalidad propio de la Depresión. En estas circunstancias son de esperar nieblas de irradiación en las orillas del Ebro y sus afluentes durante los meses de diciembre y enero. En primavera la situación se invierte y son las bajas presiones los centros de acción dominantes. Estas bajas presiones están ligadas a los frentes procedentes del norte y noroeste responsables de las precipitaciones de abril y mayo. El verano es una estación con un claro predominio del anticiclón subtropical, por lo que es de esperar un tiempo seco y soleado, interrumpido localmente por tormentas convectivas ocasionadas por el recalentamiento del aire. Durante la primera mitad del otoño (septiembre y octubre) todavía se mantiene una situación semejante a la del verano para dar paso, ya en noviembre, a la penetración de perturbaciones, con bajada generalizada de las temperaturas.

Figura 2.4. Temperaturas medias anuales (º C) en La Rioja

52 Área de estudio

Calvo Palacios (1977) menciona la existencia de un doble gradiente termo- pluviométrico para La Rioja, con temperaturas que descienden hacia el sur, hacia las comarcas de montaña, y aumentan hacia el este, a medida que se hacen notar más las influencias del Mediterráneo (Fig. 2.4). En cuanto a las precipitaciones, éstas se incrementan con la altitud, por lo que es de esperar las máximas precipitaciones en las áreas de montaña del sur de la Comunidad. También son más importantes en el oeste que en el este (Fig. 2.5). Partiendo de este contexto se puede decir que, en la Depresión del Ebro riojana, el sector occidental, que corresponde a la Rioja Alta, es algo más fresco y húmedo que el oriental (Rioja Baja).

Figura 2.5. Precipitaciones totales anuales (mm) en La Rioja

A grandes rasgos el clima de la Depresión se define por la amplitud térmica que se establece entre el mes más frío y el más cálido del año (18º C) y por la escasez de precipitaciones en los meses estivales como consecuencia del desplazamiento hacia el norte del Anticiclón de las Azores. El máximo pluviométrico principal se presenta durante la primavera y el secundario en la estación otoñal. Este último puede llegar a coincidir con alguna ‘gota fría’.

53 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

En la Depresión, el clima es de tipo mediterráneo pero con un alto grado de continentalidad como rasgo principal. Dicha característica variará de un sector a otro. De esta manera, cuanto más al oeste menor será la continentalidad como consecuencia de la mayor influencia oceánica proveniente del Atlántico. De acuerdo con la clasificación climática de Thornthwaite, el sector occidental riojano tiene un carácter ‘seco subhúmedo’ y el oriental ‘semiárido’. Si se atiende a la clasificación de Martín Ranz y García Ruiz (1984), en la Depresión del Ebro riojana se pueden distinguir dos subtipos climáticos en relación con la temperatura, las precipitaciones y los déficits hídricos:

• Un subclima mediterráneo templado con tendencia oceánica, localizado en la Rioja Alta y caracterizado por unos veranos relativamente frescos en el contexto del valle del Ebro, como consecuencia de la proximidad al Cantábrico, y por unos inviernos más marcados por la continentalidad propia del interior del Ebro. Las precipitaciones que se recogen son las más abundantes dentro del llano.

• Un subclima mediterráneo continentalizado, localizado en la Rioja Baja, con veranos calurosos y con falta de agua. También el invierno puede ser bastante seco, lo que introduce un matiz de continentalidad que se acentúa por la mayor frecuencia de nieblas o heladas como consecuencia de inversiones térmicas. Las lluvias son claramente equinocciales elevándose la importancia de las otoñales.

2.2.1. Temperaturas

Desde un punto de vista térmico, la Depresión del Ebro registra temperaturas medias anuales entre los 11 y 13º C. No obstante, como pone de manifiesto la Fig. 2.6, las temperaturas son más elevadas en el propio eje del Ebro y algo más frescas en el contacto entre el valle-montaña y en el sector occidental. Así, la temperatura media anual en Haro es 12.5º C, en Cenicero 13.1º C, en Calahorra 13.3º C y en Alfaro, ya en el extremo oriental, 13.9º C.

Las temperaturas del área de estudio muestran un marcado contraste entre los meses más cálidos y los más fríos (Tabla 2.2). Los primeros corresponden a la estación estival y, de nuevo, manifiestan diferencias entre el sector occidental y oriental de la Depresión. Haro apenas supera los 20º C en julio y agosto mientras que Alfaro se alcanzan los 23.5º C, en el primer mes, y los 22.7º C, en el segundo. Si se analizan las temperaturas medias de las máximas del mes más cálido, en Haro el termómetro no logra alcanzar los 30º C (27.6). En localidades de la Rioja Baja, como Rincón de Soto y Alfaro, se superan con facilidad este valor.

54 Área de estudio

Los meses invernales son fríos, con temperaturas medias en torno a los 5º C en el mes de enero. En la Rioja Baja se registran temperaturas medias y mínimas menores que en Haro y Logroño (media de las mínimas en Alfaro, 1.2º C en enero y 1.8º C en febrero; en Haro, 1.5º C en enero y 2.5º C en febrero; en Logroño, 2.2º C en enero y 2.7º C en febrero) cuando lo esperable serían inviernos más suaves. La justificación se encuentra en la mayor frecuencia de inversiones térmicas en este sector de La Rioja. No obstante, y a pesar de esta anomalía, en la Rioja Baja la duración del periodo frío es más breve que en el resto de la Depresión del Ebro, gracias a una primavera temprana y benigna.

Figura 2.6. Temperaturas medias anuales (º C) en el área de estudio

Tabla 2.2. Temperaturas medias mensuales en el área de estudio (ºC) Haro Logroño Calahorra Alfaro Enero 4.9 5.1 5.2 4.8 Febrero 6.5 6.5 6.5 6.3 Marzo 8.6 9.7 9.6 9.6 Abril 10.1 11.9 12.1 12.6 Mayo 13.3 14.9 15.3 16.2 Junio 17.4 19.1 19.3 20.8 Julio 20.3 21.8 22.1 23.5 Agosto 20.2 21.5 21.7 22.7 Septiembre 17.7 19.0 19.1 20.5 Octubre 13.4 13.7 14.1 14.9 Noviembre 8.3 8.9 8.9 9.0 Diciembre 5.8 6.1 6.0 5.6 Cuadrat (1994)

55 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

2.2.2. Precipitaciones

Tabla 2.3. Precipitaciones mensuales en el área de estudio (mm) Haro Logroño Calahorra Alfaro Enero 38 34 36 23 Febrero 33 32 25 23 Marzo 37 34 33 30 Abril 56 57 39 36 Mayo 57 54 49 42 Junio 51 38 42 38 Julio 37 28 17 23 Agosto 29 24 19 23 Septiembre 29 15 31 38 Octubre 30 28 28 36 Noviembre 44 36 49 33 Diciembre 44 38 37 29 485 419 404 374 Cuadrat (1994)

Como ya se ha comentado, la especial localización de La Rioja en el sector noroccidental de la Depresión del Ebro explica que una parte del área de estudio, en concreto la Rioja Alta, participe de algunas de las características propias de las influencias atlánticas, mientras que las condiciones mediterráneas se hacen más marcadas en la Rioja Baja. Por ello la mayor cantidad de precipitación anual se recoge en la estación meteorológica de Haro (485 mm) y la menor en las estaciones más orientales: Calahorra, 404 mm, y Alfaro, 374 mm. Por otro lado, el incremento de las precipitaciones con la altitud también marca diferencias pluviométricas entre algunos municipios del somontano de los Montes Obarenes-Sierra del Toloño y del contacto con el Sistema Ibérico (> 500 mm) (Fig. 2.7).

El régimen pluviométrico en la mayor parte del área de estudio es equinoccial, con máximo principal en la primavera (30.2% del total anual en Alfaro, 29.2% en Logroño, 29.5% en Cenicero y 28.6% en Haro) seguido por un segundo máximo en otoño (27.9% en Alfaro, 26% en Logroño, 26.2% en Cenicero y 26.3% en Haro). La estación más seca es el verano y, especialmente, el mes de agosto (Tabla 2.3). En los meses de invierno se registra un segundo mínimo de precipitación. Algunos de los eventos en esta estación precipitan en forma de nieve. De Luis et al. (2008) concluyen que, durante la segunda mitad del pasado siglo, en La Rioja las precipitaciones primaverales aumentaron mientras que las otoñales e invernales disminuyeron,

56 Área de estudio manteniéndose constantes los eventos de lluvia registrados durante el verano. Un comportamiento distinto al analizado en el resto de la Depresión.

Figura 2.7. Precipitaciones totales anuales (mm) en el área de estudio

2.3. Vegetación y suelos

La vegetación potencial de la Depresión del Ebro riojana corresponde al piso mesomediterráneo, con presencia, si se exceptúan las riberas de los ríos y los suelos salinos, de la carrasca (Quercus rotundifolia), especie adaptada a la escasez de precipitaciones, especialmente durante el verano. Sin embargo, el área de estudio se encuentra ocupada desde tiempos históricos por el hombre. No es extraño, pues, que esta cubierta forestal, sometida a cortas masivas o a incendios para disponer de espacios de cultivo u obtener leña, quede reducida en la actualidad a los espacios más improductivos e inaccesibles (laderas de fuerte pendiente y suelos pedregosos): Cidamón, el valle de Ocón, el pie de la Sierra del Serradero y Moncalvillo o la Sierra de Yerga. Las últimas roturaciones importantes de carrasca en La Rioja se llevaron a cabo a finales del XIX ante la expansión vitivinícola. Los carrascales que ocupaban glacis y terrazas altos cedieron su espacio a los viñedos (García Ruiz y Arnáez Vadillo, 1987).

57 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

Allí donde no se ha cultivado o se han abandonado las parcelas, los carrascales han sido reemplazados por comunidades de sustitución como Quercus coccifera (coscoja) y Rhamnus lycioides (espino negro). En medios muy degradados la coscoja ha dado paso a un matorral mediterráneo basal, poco denso y uniforme, con especies resistentes a la fuerte insolación y evapotranspiración. Estas comunidades se extienden en cerros, taludes, relieves rocosos y áreas sin suelo, y están formadas por especies como la aulaga (Genista scorpius), la lavanda (Lavandula latifolia), el tomillo (Thymus vulgaris) y el romero (Rosmarinus officinalis). Este tipo de matorral se encuentra en expansión debido a la reducción de la actividad ganadera y el abandono de algunas tierras cultivadas (Arizaleta et al., 1990).

En el área de estudio aún pueden distinguirse comunidades de vegetación natural en determinadas zonas: los Montes Obarenes-Sierra del Toloño, las riberas de los ríos y las laderas del piedemonte del Ibérico localizadas en los municipios más meridionales (Fig. 2.8).

Los Montes Obarenes-Sierra del Toloño, en el sector más noroccidental del área de estudio, son los espacios que mejor conservan la vegetación climácica propia del piso meso-supramediterráneo, con predominio de encinares (Quercus rotundifolia) y quejigales (Quercus faginea). Tantos unos como otros crecen en suelos con elevados contenidos en carbonatos. Donde han sido eliminados aparece un matorral de sustitución de bujedos. Esta comunidad presenta un denso estrato arbustivo que en condiciones adecuadas integra formaciones impenetrables compuestas por Buxus sempervirens (boj), Prunus spinosa (endrino), Rosa canina (rosal), Crataegus monogyna (majuelo), Erica vagans o Genista hispanica.

Algunas orillas de los ríos que circulan por la Depresión, y especialmente las del río Ebro, son de gran interés por lo que respecta a la flora y a la fauna. No obstante, estas riberas o sotos se encuentran reducidos a su mínima expresión como consecuencia de la presión que sobre ellos ejerce el hombre. Los sotos del Ebro disponen de una abundante vegetación arbórea dominada por álamos blancos (Populus alba) y chopos (Populus nigra). Junto a estas especies se desarrolla una intrincada vegetación arbustiva. Otras especies representativas de estos ambientes son los sauces, fresnos y alisos.

En los municipios más meridionales del área de estudio, donde se han depositado los conglomerados terciarios de borde de cuenca y las altitudes son más considerables, aparecen bosques de robles (Quercus pyrenaica) y repoblaciones de coníferas (Pino halepensis).

58 Área de estudio

Fig. 2.8. Distribución de la vegetación forestal en el área de estudio

59 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

Los principales tipos de suelo del área de estudio son los fluvisoles calcáricos, calcisoles, cambisoles calcáricos y kastanozems cálcicos.

Los primeros son consecuencia de las sedimentaciones fluviales más recientes. Desde una perspectiva del rendimiento agrícola son suelos fértiles. Los calcisoles también son de origen fluvial. No suelen superar los cincuenta centímetros de espesor, siendo más delgados en las terrazas más antiguas. Son aptos para la agricultura tanto de secano (cereal o viñedo) como de regadío. Los cambisoles se identifican con suelos pobres en materia orgánica. Por lo tanto, su uso agrícola está dedicado al cereal y al viñedo. Suelen encontrarse en topografías suavemente accidentadas. Si el relieve es más abrupto, la erosión se acelera y llegan a formarse cárcavas. Por último, los kastanozems presentan poca cohesión y poca profundidad, por lo que están destinados a un uso más forestal. Se localiza principalmente en el piedemonte de los Montes Obarenes o en la Sonsierra riojana.

2.4. Aspectos humanos y usos del suelo

El área de estudio, con 96 municipios, dispone actualmente de 300715 habitantes (2011), que suponen el 93% del total de la Comunidad Autónoma de La Rioja. Esta población se distribuye de forma desigual. Así, el sector más occidental, correspondiente a la denominada Rioja Alta, suma 40315 habitantes (13.4% del área de estudio). El sector central o Rioja Media acoge a 189199 habitantes (62.9% del total del área de estudio), pues en él se localiza la ciudad de Logroño, capital de la Comunidad, y su área periurbana. Finalmente, en el sector oriental o Rioja Baja habitan 71201 personas (23.6% del total del área de estudio).

No obstante, si no se tienen en cuenta la capital regional y las cabeceras comarcales, el resto de los municipios del área estudiada disponen de una muy escasa población. En concreto, 90 municipios suman sólo 22078 habitantes, es decir el 93.7% de los municipios cuentan con el 22.2 % de la población.

Logroño y las cabeceras comarcales del área de estudio (Alfaro, Arnedo, Calahorra, Haro y Nájera), han desarrollado una destacada actividad industrial y servicios. También es reseñable la actividad industrial de municipios riojabajeños de tamaño medio como Rincón de Soto o Autol. El resto del territorio, tradicionalmente, ha centrado su actividad económica en la agricultura (Tabla 2.4). Como se aprecia al pasear por cualquier lugar de la zona de estudio, la importancia de la agricultura es palpable en el paisaje. Dicha actividad ha sido y sigue siendo para muchos municipios

60

Área de estudio la principal fuente de riqueza. Indudablemente, como ocurre en el conjunto de la región, el peso de este sector en la balanza económica de la comarca ha descendido drásticamente a lo largo del siglo XX, como consecuencia de una mayor diversificación de la propia actividad económica. A esto, se le debe sumar la menor rentabilidad que aporta la actividad agrícola, lo que explica en parte la elevada tasa de envejecimiento de los agricultores.

Tabla 2.4. Tipos de cultivos (2011) Cultivo Hectáreas % sobre el total del espacio cultivado Viñedo 43166 40.8 Cereales 37053 34.8 Frutales 11241 10.6 Olivar 4556 4.3 Hortalizas 3883 3.6 Cultivos industriales 1946 1.8 Cultivos forrajeros 1615 1.5 Patata 1423 1.3 Leguminosa 1120 1.1 Viveros 146 0.1 Flores 21 0,0 106514

Fuente: Estadística Agraria Regional. Gobierno de La Rioja

El secano se localiza en el piedemonte, glacis altos y terrazas medias de La Rioja configurando un paisaje agrario de parcelas de diferente tamaño que se adaptan a las discontinuidades del relieve. En el secano riojano se cultivan los cereales, el viñedo y algunos cultivos arbóreos como el olivo y el almendro. El viñedo y los cereales son los cultivos que ocupan una mayor extensión. Lo que representa el 75% del espacio cultivado. Trigo y cebada son los cereales más representativos. Los cereales aparecen en todos los municipios del llano riojano, al tratarse de un cultivo totalmente mecanizado, muy poco exigente en mano de obra y en fertilización, pero especialmente en el sector más occidental de la Rioja Alta (Fig. 2.10). No obstante, en muy pocas explotaciones constituye la base económica. Más bien es un complemento a la renta principal que se obtiene con otros cultivos más intensivos y más exigentes en mano de obra.

El viñedo es un cultivo que está incorporado en el secano riojano por medio de pequeñas y medianas parcelas que salpican el paisaje y rompen la continuidad de los campos cerealistas. La superficie de viñedo asciende a 43166 ha en 2011. (Ver Anexo

61 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

I) Como se puede observar en la Fig. 2.10, la comarca con mayor superficie cultivada de viñedo es la Rioja Alta, en el sector occidental de la Depresión del Ebro, con el 48.2% del total regional. Más de media docena de municipios de esta comarca dedican más del 40% de su superficie al cultivo del viñedo (Fig. 2.9). La Rioja Media dispone del 20% del viñedo regional. En la Rioja Baja, a pesar de la importancia que adquieren los cultivos de regadío, como frutas y hortalizas, la vid tiene reservadas 13861 ha (31.8% del total de la Comunidad).

Foto 2.3. Cultivos de cereales en La Rioja Alta. Al fondo la Sierra del Toloño

El olivo nunca ha ocupado una importante superficie en La Rioja. Sin embargo, en el sector riojano de la Depresión menos proclive a las heladas ha tenido una cierta relevancia en las tradicionales economías de subsistencia. En la actualidad, su finalidad es la producción de aceite de calidad. En el 2011 se cultivaron 4556 ha. Los olivos se encuentran principalmente en la Rioja Baja. Municipios como Arnedo, Alfaro, Calahorra, Quel o Autol concentran el mayor número de olivos. Con toda probabilidad en el futuro esta superficie, al igual que la producción, tienda a aumentar. Las razones habría que buscarlas en el significativo incremento de nuevas plantaciones de carácter intensivo y con altos rendimientos, la conservación de variedades autóctonas, el olivo ecológico como alternativa de cultivo y su importancia medioambiental, y la brecha abierta por la iniciativa privada en los canales de comercialización del aceite de alta calidad.

62 Área de estudio

En el 2011 se cultivaban 11241 hectáreas de frutales en regadío (peral, melocotonero, manzano, ciruelo y cerezos). Los frutales se cultivan en la Rioja Baja (Alfaro y Rincón de Soto, principalmente), con una segunda área de producción en el Bajo Iregua y otros municipios próximos a Logroño. La mejora en el rendimiento de algunos de estos productos se debe a su amparo bajo indicativos de calidad como puede ser la Denominación de Origen Peras de Rincón de Soto o la Indicación Geográfica Protegida Coliflor de Calahorra.

Figura 2.9. Distribución de la superficie de viñedo con relación a la superficie total del municipio

Existe un regadío tradicional, localizado en las terrazas bajas de los principales ríos (Tirón, Oja, Najerilla y Ebro), y, por lo tanto, próximo a los núcleos de población, en el que se cultivan a tiempo parcial hortalizas y verduras para el autoconsumo o para la venta de dichos productos en los mismos municipios. Se trata de las características huertas u hortales, en su mayoría de reducidas dimensiones. Además de este regadío tradicional, existe otro más extensivo constituido por campos de mayor superficie, donde se cultivan productos destinados a los grandes mercados.

63 José Ángel Llorente Adán Capítulo 2

Figura 2.10. Distribución de los principales cultivos en el área de estudio

64

3. Metodología

Metodología

Diversos han sido los métodos empleados para la realización de esta Tesis Doctoral. El trabajo comenzó con la lectura de bibliografía referida a la temática del estudio. Esta bibliografía puede agruparse en tres bloques:

• Artículos y libros sobre el área de estudio seleccionada. Su lectura nos ha ayudado a caracterizar y conocer La Rioja desde una perspectiva ambiental y de uso del territorio. • Bibliografía relacionada con la utilización de sistemas de información geográfica y la organización del territorio. • Por último, se contó con una amplia información acerca de la erosión y, especialmente, de los procesos erosivos en áreas cultivadas con viñedos.

3.1. Organización espacial del viñedo riojano

El estudio de la distribución y organización espacial del viñedo en el área de estudio se llevó a cabo por medio de un sistema de información geográfica raster y el manejo de programas estadísticos. El procedimiento de trabajo consistió en:

• Delimitación del área de estudio. Se incluyeron 96 municipios riojanos que disponían de una superficie cultivada de viñedos superior a las 10 hectáreas en 2011. • Obtención del mapa de superficie del viñedo. Para conocer la superficie del viñedo en el espacio agrícola del área de estudio se utilizó como fuente de información el SIOSE (Sistema de Información de Ocupación del Suelo en España), disponible en www.larioja.org. Se trata de una cartografía realizada para integrar la información sobre coberturas y usos del suelo de la Administración General del Estado y las Comunidades Autónomas, con el fin de tener un documento cartográfico que sirva de herramienta básica para la planificación y gestión de recursos medioambientales.

Los mapas ofrecidos por el SIOSE utilizan imágenes de referencia SPOT5 (resultantes de la fusión de imágenes pancromáticas y multiespectrales de 2.5 m de resolución espacial del año 2005), dos coberturas (primavera y otoño) de imágenes Landsat5TM del año 2005 y ortofotos PNOA de los años 2004 y 2006 de alta resolución como complemento. La información resultante es referida a 2006 y está presentada a escala 1:25000.

67 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

La unidad de trabajo del SIOSE es el polígono, superficie que presenta una ocupación del suelo con cobertura homogénea. Dentro de cada polígono se definen dos categorías: uso y cobertura. El uso es un concepto relativo a las actividades socioeconómicas que se realizan sobre dicho polígono. La cobertura se refiere al tipo de superficie del terreno o a los elementos que aparecen sobre dicha superficie. El modelo de datos SIOSE permite la asignación de uno o más usos y una cobertura a un único polígono. Los polígonos tienen una cobertura simple cuando ésta es única y una cobertura compuesta cuando se encuentra formada por dos o más coberturas simples y/o compuestas a su vez.

En función del tipo de combinación, la cobertura compuesta puede dar lugar a una asociación o un mosaico. La asociación es la combinación de coberturas sin distribución fija; se encuentran entremezcladas. El mosaico es la combinación de coberturas cuando se percibe claramente su distribución, existiendo separación entre ellas.

En el área de estudio se han seleccionado los polígonos del SIOSE dedicados exclusivamente al cultivo del viñedo, así como las asociaciones y mosaicos donde la superficie del viñedo representa más del 50%. Finalmente, se optó por confeccionar una cartografía del viñedo donde éste ocupase en estas asociaciones y mosaicos más del 75%. Esto supone una superficie total de 44629 ha (Tabla 3.1).

Tabla 3.1. Superficie del viñedo seleccionada del SIOSE

Ocupación del viñedo Superficie (ha) % 100% 35063.41 78.5 95% 5011.36 11.2 90% 2035.99 4.5 85% 998.78 2.2 80% 1095.09 2.4 75% 424.63 0.9 44629.26

• Obtención del MDT. La segunda fuente de información básica para nuestro trabajo fue el mapa digital del terreno (MDT) del Gobierno de La Rioja, cuya equidistancia de las curvas de nivel es de 5 m. Ambas fuentes -el MDT y la cartografía del viñedo- se trabajaron inicialmente con una resolución de 10x10 m por celda (píxel), lo que supuso sumar un total de 22.727.802 celdas para el conjunto del área de estudio y 4.462.926 para la superficie del viñedo. El

68 Metodología

excesivo volumen de datos, que ralentizaba en exceso los cálculos, nos obligó para determinadas operaciones a transformar esta cartografía a una resolución de 50x50 m por celda.

• Análisis de variables topográficas, geológicas y edafológicas. Del MDT se elaboraron los mapas de altitudes, pendientes y exposiciones. El mapa geológico del área de estudio se obtuvo a partir del Servicio de Infraestructura de Datos Espaciales del Gobierno de La Rioja (http://www.iderioja.larioja.org). La información se agrupó en 9 categorías (Tabla 3.2).

3.2. Categorías geológicas utilizadas en el estudio Materiales detríticos aluviales y coluviales Pleistoceno y Holoceno Areniscas y arcillas Mioceno inferior Calizas, dolomías y margas Cretácico superior Arenas, limos y arcillas Cretácico inferior Areniscas, limonitas y arcillas Cretácico inferior Conglomerados, areniscas y arcillas Cretácico inferior Conglomerados, areniscas, margas y calizas Jurásico Calizas Jurásico Conglomerados, areniscas y arcillas Triásico

No existe excesiva información en La Rioja sobre los tipos de suelos y sus características. Sólo se disponen de estudios parciales, que hacen referencia a áreas muy concretas (Martínez Vidaurre et al., 2003 y 2004), o estudios muy generales con escasa definición (Ruiz Hernández, 1988). Por ello, y siendo conscientes de que se trata de una aproximación muy general y simplificada, aunque de gran utilidad para establecer criterios básicos, se ha utilizado la cartografía confeccionada por el Instituto Nacional de Edafología y Agrobiología (1970) que ha sido recodificada a partir de la clasificación WRB-UNESCO. Esta cartografía para el área de estudio distingue suelos cambisoles, kastanozems, calcisoles, regosoles, leptosoles y fluvisoles (Tabla 3.3) y fue escaneada, tratada y geo-referenciada con programas de tratamiento de imágenes y sistemas de información geográfica.

• Sistemas de Información Geográfica (SIG) y análisis estadístico. La cartografía ha sido manipulada con un SIG. La información obtenida se volcó en programas estadísticos (IBM-SPSS v19© y STATISTICA v9©), con el fin de obtener una base de datos lo más completa posible. De este modo, se obtuvieron resultados descriptivos (medias, frecuencias, máximos y mínimos, desviaciones típicas, entre otros), relaciones bivariables y, especialmente, análisis multifactoriales.

69 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

Tabla 3.3. Tipología de suelos en La Rioja a partir de Instituto Nacional de Edafología y Agrobiología y su equivalencia en WRB-FAO TAXONOMÍA INEA TAXONOMÍA WRB-FAO Suelos aluviales Fluvisoles Suelos de terraza poco evolucionados en 1ª Calcisoles háplicos terrazas del Ebro y afluentes Suelos de terraza con sedimentos de tierra parda pedregosa Suelos de terraza: suelo rojo mediterráneo con Calcisoles pétricos costra caliza en terrazas antiguas Suelos de terraza: suelos pardo rojizos con costra caliza en terrazas medias Suelos poco evolucionados sobre sedimentos Regosoles calcáricos margosos Suelos poco evolucionados sobre derrubios calizos Suelos poco evolucionados sobre sedimentos Regosoles eútricos ácidos pedregosos Suelo Pardo-Calizo Forestal sobre Kastanozems cálcicos conglomerados del Oligoceno Suelo Pardo-Calizo Forestal sobre margas y calizas Suelo Pardo-Calizo Forestal sobre margas y molasas del Oligoceno Tierra parda lixiviada Cambisoles dístricos Tierra parda meridional sobre areniscas y arcillas Tierra parda forestal sobre depósitos alóctonos Tierra parda forestal sobre conglomerados Suelo Pardo Calizo sobre calizas con áreas de Cambisol calcárico suelo pardo calizo forestal, redzinas y litosuelos Suelo Pardo Calizo sobre margas y molasas del Oligoceno Suelo Pardo Calizo sobre molasas y margas arenosas Xerorendzinas sobre areniscas y margas Leptosoles eútricos Xerorendzinas sobre margas y yesos Xerorendzinas sobre margas y areniscas Xerorendzinas sobre calizas Leptosol lítico

• Análisis multivariable. Para lograr establecer unidades homogéneas de viñedo en relación a los factores topográficos, geológicos y edafológicos se utilizó el análisis de conglomerados o cluster, técnica multivariante que permite agrupar los casos de un archivo de datos en función del parecido o similaridad existente

70 Metodología entre ellos. Se trata de una técnica de aprendizaje no supervisado, es decir, una técnica muy adecuada para extraer información de un conjunto de datos sin imponer restricciones previas. Los grupos resultantes del cluster presentan cohesión interna y aislamiento respecto a los demás grupos.

Habitualmente se utilizan dos métodos para llevar a cabo el análisis de conglomerados: el jerárquico (idóneo para determinar un número óptimo de conglomerados existentes en los datos) y el de k-medias que permite procesar un número ilimitado de casos pero requiere que se proponga previamente el número de conglomerados que se desea obtener. Ambos métodos son de tipo aglomerativo, es decir, partiendo de casos individuales, intentan formar unidades cada vez más amplias.

El análisis de conglomerados de k-medias es especialmente útil cuando se dispone de un gran número de casos, de modo que es el que mejor se adapta a nuestra amplia base de datos. Es habitual que el usuario desconozca el número idóneo de conglomerados, por lo que es conveniente repetir el análisis con distinto número de conglomerados y comparar las soluciones obtenidas. En nuestro trabajo se han realizado varios intentos con 2, 3 y 4 conglomerados. El análisis de la información resultante nos ha inclinado al agrupamiento de los casos en 4 conglomerados.

Las variables utilizadas en el análisis han sido la altitud, la pendiente, la exposición, la litología y los suelos. Éstas han sido reconvertidas en variables binarias (0-1; ausencia-presencia). De este modo, se han logrado construir 41 variables que aparecen incorporadas en la tabla 3.4.

Una vez realizado el análisis de conglomerados, se ha procurado identificar las características que permiten diferenciar a los grupos resultantes del cluster. En este sentido, el análisis discriminante es una técnica estadística capaz de informar sobre qué variables permiten diferenciar a los grupos y cuántas de estas variables son necesarias para alcanzar la mejor clasificación posible. Los grupos obtenidos en el cluster se utilizan como variable dependiente. Las variables que se incluyen para diferenciar a los grupos se utilizan como variables independientes o variables de clasificación (variables discriminantes).

71 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

Tabla 3.4. Variables utilizadas en el análisis multifactorial

Variable 1 Altitud 201-300 m Variable 2 Altitud 301-400 m Variable 3 Altitud 401-500 m Variable 4 Altitud 501-600 m Variable 5 Altitud 601-700 m Variable 6 Altitud 701-800 m Variable 7 Altitud 801-900 m Variable 8 Altitud 901-1000 m Variable 9 Altitud 1001-1100 m Variable 10 Altitud 1101-1200 m Variable 11 Altitud >1200 m Variable 12 Pendiente 0-4.9º Variable 13 Pendiente 5-9.9º Variable 14 Pendiente 10-14.9 Variable 15 Pendiente 15-19.9 Variable 16 Pendiente 20-24.9 Variable 17 Pendiente 25-29.9 Variable 18 Pendiente 30-34.9 Variable 19 Pendiente 35-39.9 Variable 20 Pendiente >40 Variable 21 Norte Variable 22 Noreste Variable 23 Este Variable 24 Sureste Variable 25 Sur Variable 26 Suroeste Variable 27 Oeste Variable 28 Noroeste Variable 29 Horizontal Variable 30 Materiales detríticos aluviales y coluviales (Pleistoceno y Holoceno) Variable 31 Areniscas y arcillas (Mioceno inferior) Variable 32 Calizas, dolomías y margas (Cretácico superior) Variable 33 Conglomerados, areniscas y arcillas (Triásico) Variable 34 Kastanozems Variable 35 Cambisol cálcarico Variable 36 Cambisol dístrico Variable 37 Calcisol háplico Variable 38 Calcisol pétrico Variable 39 Regosol calcárico Variable 40 Leptosol eútrico Variable 41 Fluvisol

A partir de las variables incluidas en el discriminante se obtienen de forma jerárquica las funciones discriminantes. La primera función explica el máximo posible de las diferencias entre los grupos, la segunda función el máximo de las diferencias todavía no explicadas y así sucesivamente.

Una vez elaborada la función discriminante puede utilizarse para efectuar una clasificación de los mismos casos utilizados para obtener la función. Esto permite comprobar el grado de eficacia del método.

72 Metodología

3.2. Estudio de la hidrología y erosión del viñedo a escala de microparcela

Los estudios de escorrentía y transporte de sedimento a escala de pequeña parcela se han llevado a cabo a partir de simuladores de lluvia, instrumentos que tratan de reproducir el funcionamiento de la lluvia natural. Los simuladores permiten conocer la respuesta del suelo a un determinado tipo de tormenta en unas condiciones dadas (Calvo, et al., 1988).

Los simuladores han sido manejados por diferentes especialistas (ingenieros, hidrólogos, edafólogos o geomorfólogos) y se han aplicado a distintos objetivos desde los años 30 del siglo XX (infiltración, escorrentía, flujo subsuperficial, impacto de gotas de lluvia, lavado de sales o pérdidas de suelo). Comenzaron a utilizarse por primera vez en Estados Unidos. En este país los primitivos simuladores se construyeron en los años 30 y se perfeccionaron en los 50 y 60 (Neff, 1979). Según indica Cerdà (1999), los pioneros en esta técnica fueron los estudiosos de la erosión del suelo, pero rápidamente sus datos y sus protocolos experimentales fueron recogidos por investigadores de los procesos de infiltración. En Europa no se generalizaron hasta la década de los 70 y en España no se introdujeron hasta diez años más tarde (Sanroque, et al., 1984; Benito et al., 1986; Calvo et al., 1988; Navas, et al., 1998; Pelegrin, 1989).

Desde 1938 más de 100 tipos de simuladores de lluvia han sido construidos con diferentes características: Abudi et al. (2012), Adams et al. (1957), Alves Sobrinho et al. (2008), Battany y Grismer (2000), Birt et al. (2007), Blanquies et al. (2003), Bryan (1974), Calvo et al. (1988), Cerdà et al. (1997); Clarke y Walsh (2007), De Ploey (1981), Farres (1987), Humphry et al. (2002), Imeson (1977), Kamphorst (1987), Loch et al. (2001), Luk (1985), Martínez-Mena et al. (2001), Nadal-Romero y Regüés (2009), Norton (1987), Poesen et al. (1990), Regmi y Thompson (2000), Regüés y Gallart (2004), Roth et al. (1985), o Torri et al. (1999).

En la actualidad, los simuladores de lluvia se han convertido, después de notables mejoras y avances en su diseño, en una herramienta indispensable para estudiar el impacto de las gotas de lluvia, la infiltración, la escorrentía y el transporte de sedimento (Cerdà, 1999). La simulación de lluvia, pues, es una metodología habitual y ampliamente conocida (García-Ruiz y López Bermúdez, 2009).

Los simuladores, sin duda, presentan limitaciones. En primer lugar, no existe un modelo o diseño estandarizado. Cada investigador o grupo de investigación dispone de su propio simulador, dificultando la comparación de resultados (Ries et al., 2009, 2013; Iserloh, et al., 2013). Otro aspecto negativo lo constituye la limitación para crear unas condiciones próximas a la realidad, dado el pequeño espacio en el que se escenifica la

73 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 simulación. Al caer la lluvia sobre un área reducida, es muy difícil reproducir la generación de escorrentía superficial de la misma manera que en la propia naturaleza (Cerdà, 1999; García-Ruiz y López Bermúdez, 2009). Otro inconveniente es la imposibilidad, por las especiales características de los experimentos, de extrapolar los datos a áreas extensas, a periodos de tiempo amplios o deducir datos absolutos de erosión.

Tabla 3.5. Principales características del simulador de lluvia

Estructura Pies metálicos telescópicos con forma de pirámide truncada cubiertos con un toldo de plástico.

Boquillas Lechler 460.728 para bajas intensidades de precipitación: <50 mm h-1 Lechler 460.608 para intensidades medias de precipitación: 50-70 mm h-1 Lechler 460.880 para intensidades altas de precipitación: >70 mm h-1

Se sitúan a una altura de 2,5 m sobre la superficie del suelo.

Motor Honda G100

Bomba Betolini, presión máxima 20 bar

Tanque de Agua 70 l

Parcelas Anillos metálicos de 0,45 m de diámetro

Duración de la prueba 45 minutos

Intervalos para la 3-5 minutos recogida de agua y sedimentos

Sin embargo, las ventajas de la simulación de lluvia son evidentes. Es una técnica de bajo coste, fácil manejo y móvil (Walsh et al., 1998). Además, ofrece la posibilidad de obtener información de escorrentía y transporte de sedimento en suspensión controlando variables y en periodos de tiempo relativamente cortos (Navas et al., 1990). Pero lo más interesante de los simuladores de lluvia es que consiguen crear unas condiciones similares y estables en cada prueba, lo que facilita la comparación de análisis realizados con un mismo simulador (Foster et al., 2000). Cerdà (1999) considera que la simulación es indispensable para ámbitos geográficos como el Mediterráneo donde la rapidez e irregularidad de los eventos de precipitación son notables. García- Ruiz y López Bermúdez (2009) atribuyen el éxito de esta metodología al control que se

74 Metodología ejerce sobre la intensidad de precipitación, ya que en la naturaleza es un parámetro variable y difícil de cuantificar.

El simulador de lluvia utilizado en este trabajo es de tipo pulverizador y está descrito con detalle en la bibliografía (Arnáez et al., 2007). En la Tabla 3.5 se resumen sus características principales.

Dispone de una estructura metálica, con forma de pirámide truncada y pies telescópicos (Foto 3.1). De esta manera, se logra adaptar el simulador a las características del terreno: pendiente y rugosidad del suelo. Esta estructura se cubre con un toldo de plástico que reduce los efectos del viento en las gotas de lluvia. (Foto 3.2).

Foto 3.1.Estructura metálica del simulador de lluvia

El simulador utiliza diferentes boquillas pulverizadoras: Lechler 460.728 para bajas intensidades de precipitación (<50 mm h-1), Lechler 460.608 para intensidades de precipitación intermedias (50-70 mm h-1) y Lechler 460.880 para intensidades de más de 70 mm h-1. Las boquillas se instalan en la parte superior de la estructura metálica, a 2.5 m de la superficie del suelo, y están conectadas con un tubo de plástico a un depósito

75 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 de 70 litros. El agua es impulsada por medio de una bomba (Betolini, presión máxima 20 bares) y un motor (Honda G100).

La boquilla genera una distribución homogénea de lluvia simulada que precipita sobre un área definida por un anillo metálico (0.45 m de diámetro) (Foto 3.3). El anillo dispone de un pequeño tubo de salida para recoger el agua de escorrentía y la carga de sedimentos en suspensión. La precipitación total generada por el simulador fue controlada por tres pluviómetros situados en los bordes de las parcelas, de los que se recogía información cada 10 minutos.

Foto 3.2. Simulador de lluvia protegido con toldo de plástico

En la simulación de lluvia se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros:

• intensidad de la precipitación en mm h-1 en relación con las características de la lluvia en el área de estudio, • tamaño y velocidad de la gota de lluvia para el cálculo de la energía cinética, • microtopografía y características del suelo, • escorrentía media en mm h-1, • coeficiente de escorrentía en porcentaje,

76 Metodología

• concentración media y máxima de sedimentos en suspensión en g l-1, • tasa de erosión en g m-2 h-1.

Foto 3.3. Anillo metálico utilizado en la simulación de lluvia

3.2.1.- Las precipitaciones

3.2.1.1.- Características de la precipitación en el área de estudio

Para relacionar las intensidades de la precipitación de las simulaciones de lluvia con la realidad pluviométrica del área de estudio, se utilizó la información de la estación meteorológica de Agoncillo (latitud 42º27’ N y longitud 2º18’W), situada a 352 m.s.n.m. y a 5 kilómetros de distancia del sector donde se realizaron los experimentos (Fig. 3.1). Se trabajaron datos desde 1951 hasta 2004 para caracterizar las precipitaciones de la zona de estudio. También se trabajó una serie de 25 años (1980-2004) para conocer la precipitación máxima anual recogida en 10, 30 y 60 minutos y calcular las intensidades.

En concreto, sobre estas series se realizaron las siguientes tareas:

• Depuración, simplificación y determinación de la calidad de los datos meteorológicos.

77 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

Figura 3.1. Localización del área de estudio y de la estación meteorológica de Agoncillo

• Obtención de valores medios y m edidas de dispersión. Para estas últimas se ha aplicado el coeficiente de variación, que relaciona la desviación con los valores medios, y el índice de concentración de la precipitación de Oliver (1980), que considera las precipitaciones mensuales y el total anual. • Cálculo de las intensidades de precipitación para tormentas de 30 minutos (mm h-1).

78 Metodología

• Análisis de la probabilidad de excedencia de las intensidades máximas (mm h-1) para tormentas de 30 minutos mediante el modelo de distribución Gumbel-Tipo I, cuya función es:

−− βα −e x )( 1−= eP

donde P es la probabilidad de excedencia de un evento; α y β son los parámetros de la función de distribución. Estos parámetros fueron calculados del siguiente modo:

0915.1 α = S X

5309.0 β x −= α

• Cálculo de intensidades de precipitación para periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500 años.

− − − PLNLN ))1(( I = + β α

• Cálculo de periodos de retorno para las intensidades de precipitación utilizadas en las simulaciones de lluvia. Para ello se ha utilizado la ecuación de ajuste (intensidad de precipitación versus periodo de retorno) obtenida del paso anterior:

I = 18.255 LN (Pr) + 20.589

3.2.1.2.- Características de la lluvia simulada

La capacidad de impacto de una gota de lluvia para producir erosión depende, al menos, de su tamaño, velocidad terminal y, por lo tanto, de su energía cinética (Salles y Pesen, 1999). Estos factores están estrechamente ligados y fueron calculados en

-1 nuestras simulaciones para intensidades de 35, 40, 45, 104 y 117 mm h .

El tamaño de la gota de lluvia viene caracterizado por su diámetro. Las técnicas de medida del tamaño de gota han sido muy variadas: desde el clásico papel de filtro hasta técnicas más sofisticadas como el uso del disdrómetro o del pluvioespectómetro óptico. En nuestro caso, el tamaño ha sido calculado a partir de la metodología descrita por

79 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

2 Bentley (1904). Sobre una tabla de madera de 150 cm se extendió una capa de harina suelta que fue expuesta a la lluvia durante unos segundos a una distancia de 10 cm del suelo. Las gotas dejaron pequeñas marcas que fueron fotografiadas y medidas mediante análisis de imagen en un ordenador. En el ensayo se ha utilizado la ecuación de calibración desarrollada por Asseline y Valentin (1978). Según dicha ecuación:

= 02.1 Dd ·985.0 Dm

donde Dd es el diámetro de la gota de lluvia en mm y Dm es el diámetro de la marca en la lámina de harina en mm.

Una gota de un determinado diámetro cae con una velocidad constante -velocidad terminal- que será función de su diámetro. La velocidad de la gota de lluvia fue calculada a partir de la ecuación de Gunz y Kinzer (1949), según la cual las gotas producidas por un simulador de lluvia tienen una velocidad terminal:

v = 2.9379·Ln (Dd)+4.393

-1 donde v es la velocidad de la gota de lluvia en m s y Dd es el diámetro de la gota en mm.

La energía cinética de las gotas es un indicador del potencial erosivo de la lluvia. La ecuación empírica para el cálculo de la energía cinética más utilizada y que ha servido de ejemplo para la obtención de otras muchas es la de Wischmeier y Smith (1958) que se elaboró teniendo en cuenta las experiencias de Laws y Parsons (1943) para la distribución del diámetro de la gota. Para su determinación, según Martínez-Mena et al. (2001) se calcula, en primer lugar, la energía cinética de la gota de lluvia mediante la expresión:

1 − = vmE 10)···( 32 i 2 ii donde Ei es la energía cinética de la gota (J); mi es la masa de la gota (g); v es la velocidad de impacto (m s-1).

Para ejecutar esta ecuación es necesario conocer la masa de la gota mediante la siguiente ecuación:

m = 2.931·10-5·Dm2.18

80 Metodología donde m es la masa de la gota (g); Dm es el diámetro de la mancha en la harina (mm).

Para calcular la energía cinética de la lluvia simulada se pondera la energía cinética de cada gota representativa, por el número de gotas de cada diámetro que haya en el volumen de lluvia de intensidad I, mediante la expresión:

  n  ·· EIn  EC =  ii 10· 6  ∑ π 3 i=1  ·Di   6 

-2 -1 donde EC es la energía cinética de la lluvia simulada (J m h ); Di es el diámetro de la gota (mm); ni es el tanto por uno de gotas de diámetro Di; I es la intensidad de lluvia

-1 simulada (mm h ) y Ei es la energía cinética de la gota.

3.2.2. Microtopografía y características del suelo

Antes de cada simulación se recogieron datos de las características de la superficie del suelo. En primer lugar, se realizó una fotografía digital y vertical de cada parcela. Con posterioridad, en el ordenador, con un software de tratamiento de imágenes (Adobe PhotoShop©), se midió el porcentaje y tamaño de las gravas, la rugosidad y se apuntaron algunos otros aspectos relevantes (existencia de vegetación, musgos, grietas, costras, rills, etc.).

Muestras de suelo (0-10 cm de profundidad) (41) fueron recogidas en el entorno de cada experimento para, después de su análisis en laboratorio, poder disponer de datos sobre su textura, pH, contenido en materia orgánica, carbonatos, caliza activa, fósforo y potasio.

La densidad aparente fue calculada a partir de un cilindro de 15 cm de diámetro, con una capacidad de 100 cm3. Se recogieron 6 muestras en cada experimento. Para la resistencia a la penetración de la superficie del suelo se utilizó un penetrómetro Geotester. Se midió la resistencia en transectos paralelos y perpendiculares a la dirección de la pendiente.

3.2.3. Escorrentía

La escorrentía que se genera en la microparcela fue recogida a la salida de la misma en pequeñas botellas en intervalos de 3 a 5 minutos. Esta operación se iniciaba en el momento en el que la escorrentía comenzaba a actuar. Al finalizar la prueba de

81 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 simulación, la profundidad del frente de humedad fue medida después de realizar una pequeña zanja en el suelo.

Los datos recogidos para cada simulación fueron:

• el tiempo entre el inicio del experimento y el inicio del comienzo de la escorrentía (segundos), • el coeficiente de escorrentía (porcentaje de lluvia que se convierte en escorrentía), • escorrentía media (mm h-1), • profundidad del frente de humectación al finalizar el experimento (cm).

Los valores obtenidos fueron relacionados con las características de la superficie del suelo (pendiente y pedregosidad) y con la microtopografía ocasionada por la acción de determinadas labores agrícolas. En concreto, la escorrentía fue analizada en las rodadas que los tractores dejan en los campos cultivados con viñedos. Los datos fueron comparados con los resultados alcanzados en áreas próximas que conservan la superficie del suelo no afectada por el paso de las ruedas de la maquinaria.

3. 2. 4. Erosión

Las muestras de agua recogidas cada 3-5 minutos en las simulaciones fueron llevadas al laboratorio para, tras el correspondiente tratamiento, obtener la concentración de sedimentos en suspensión (g l-1) y la pérdida total de suelo o tasa de erosión (g m-2 h-1). Al igual que en el caso de la escorrentía, los resultados fueron relacionados con diferentes factores: intensidad de las precipitaciones, escorrentía y distintas características de la superficie del suelo: pendiente y pedregosidad. Para ello se utilizaron análisis de regresión lineal y análisis de varianza.

Una ecuación fue desarrollada para estimar la erosión del suelo a partir de un análisis de regresión múltiple. El objetivo de la ecuación fue poder: a) interrelacionar las variables que intervienen en la erosión y que fueron tratadas de forma individualizada en el análisis previo, b) conocer el mayor o menor peso de estas variables y c) realizar cálculos de tasas de erosión de forma empírica. En la ecuación se incluyeron los siguientes parámetros:

• energía cinética de la tormenta • intensidad de la lluvia • escorrentía • resistencia del material del suelo • gradiente de la ladera

82 Metodología

• cubierta de gravas

La energía cinética de la tormenta, la intensidad de la lluvia y la escorrentía fueron combinadas en un único factor (Rum) tal y como aconsejan Kinnell (1998) y Kinnell y Risse (1998). Éste parámetro vendría a ser el equivalente de la R de la USLE (Wischmeier y Smith, 1978):

Rum = Qr EI30

-1 -1 -1 donde Rum es la erosividad de la tormenta en MJ mm ha h ; Qr es el ratio de la escorrentía (escorrentía total/precipitación total) en mm; y EI30 es el producto de la energía de la tormenta, en MJ ha-1 h-1, y la intensidad máxima de precipitación en 30 minutos (mm h-1).

La resistencia del suelo a la erosión, equivalente al factor K, de la USLE fue obtenido a partir de la relación de Poesen (1985):

rs = 1836.5 + 175.7 ln D50; para 0.0001m

-1 donde rs es la resistencia del suelo al impacto de la gota de lluvia en J kg y D50 es la mediana del diámetro de la partícula.

El gradiente de la ladera, en grados, y el porcentaje de cubierta de gravas fueron obtenidos en el campo.

Para comprobar la solidez de la ecuación se calculó el coeficiente de eficiencia propuesto por Nash y Sutcliffe (1970) para evaluar la solidez de la predicción de los datos:

donde mi es la variable medida, pi es la variable predicha y m es la media aritmética de mi para todos los eventos.

En el resultado los valores pueden oscilar entre -∞ y 1. Si se obtienen bajos valores de CE, se constataría importantes desviaciones entre los datos medidos y los predichos.

Por último, los resultados predichos a partir de la ecuación fueron comparados con el modelo USLE-M. Este modelo es apropiado para analizar parámetros de eventos de escorrentía donde puede activarse erosión laminar y rigolas. El modelo USLE-M

83 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 desarrollado por Kinnell (1998), Kinnell y Risse (1998) es una versión revisada de la ecuación universal de pérdida de suelo (USLE) (Wischmeier y Smith, 1978). Como ya se ha indicado, este modelo utiliza una combinación de la erosividad de la tormenta y el radio de escorrentía (Rum = Qr EI30). Esta modificación tiene sus consecuencias, de modo que los factores de erodibilidad del suelo, la gestión y cubierta del suelo, y prácticas de conservación (K, C y P de la USLE) deben de ser reevaluadas. En definitiva, la USLE- M es calculada del siguiente modo:

Aum= (Qr EI30) Kum LS Cum Pum

donde Qr es el ratio de la escorrentía (escorrentía total/precipitación total) en mm; EI30 es el producto de la energía de la tormenta, en MJ ha-1 h-1, y la intensidad máxima de precipitación en 30 minutos (mm h-1);

Kum es el equivalente al factor K de la USLE-M y se calcula del siguiente modo:

Kum = kkumK

siendo kkum un coeficiente calculado como

kkum = EI30 / QrEI30

El factor topográfico LS se obtiene siguiendo el modelo de McCool et al (1982, 1989). En nuestro caso, L se ha calculado a partir de la fórmula:

L = [0.208]m siendo el exponente “m” variable según la pendiente (oscila entre 0.24 para pendientes más suaves y 0.59 para las más pronunciadas).

El factor S también es variable. Para pendientes superiores a 9% se utiliza la siguiente ecuación:

S = 3.0 [seno Θ]0.8 + 0.56

Para pendientes inferiores al 9% se ha aplicado:

S= 10.8 seno Θ + 0.03

El valor Cum puede ser obtenido a partir de

Cum = Ae / Kum (Qr EI30)

84 Metodología

donde Ae es la pérdida de suelo para un evento donde L=S=P=1

En este estudio, el valor 1 ha sido asignado al factor P ya que las parcelas han sido cultivadas.

Finalmente, los resultados logrados en nuestra área de estudio fueron comparados con trabajos llevados a cabo con la misma metodología en otras regiones cultivadas con viñedos y en otros usos del suelo (bancales y campos abandonados).

3.3. Análisis de la humedad del suelo a escala de ladera

Un aspecto de interés para conocer el comportamiento hidrológico y geomorfológico de las laderas es el análisis de la humedad del suelo (topsoil water content). Con este objetivo se dispuso de una metodología sencilla, pero efectiva, que pretendía conocer la evolución temporal y espacial de la humedad del suelo. El proceso seguido fue el siguiente:

• Se seleccionó una ladera en el municipio de Villamediana de Iregua, en las proximidades de Logroño (La Rioja). La ladera, cultivada con viñedos, estaba ocupada por pequeñas parcelas de diferentes dimensiones, respondiendo al minifundismo propio de la zona (Foto 3.4). La inclinación media de la ladera fue de un 9.2%, con una orientación preferentemente meridional y una altitud media de 448 m.

Foto 3.4. Ladera seleccionada para el estudio de la humedad del suelo. Se aprecia las hileras cultivadas de viñedos en dirección de la máxima pendiente.

85 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

• Se delimitó un área de análisis de 1.5 km2 y en su interior se diseñó una malla de 15 puntos situados unos con respecto a otros a 200 m. La malla cubría una superficie de 3200 m2 (400 metros de anchura x 800 metros de longitud). La localización y características topográficas de los puntos puede consultarse en la Tabla 3.6. Los tres primeros puntos podrían ser representativos del sector alto de la ladera, los puntos 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 corresponderían al sector intermedio de la ladera y, finalmente, los tres últimos estarían situados en el sector inferior de la ladera

Tabla 3.6. Identificación de los puntos de muestreo

Punto Localización Altitud (m) Pend. (%) Orientación Sector ladera 1 4.698.000 / 551.700 479.2 19 Sur Alta 2 4.698.000 / 551.900 487.5 16 Sur Alta 3 4.698.000 / 552.100 484.8 17 Sur Alta 4 4.697.800 / 551.700 446.1 9 Sur Media-Alta 5 4.697.800 / 551.900 459.1 8 Sur Media-Alta 6 4.697.800 / 552.100 458.5 8 Sur Media-Alta 7 4.697.600 / 551.700 439.8 6 Sur Media 8 4.697.600 / 551.900 448.0 6 Sur Media 9 4.697.600 / 552.100 443.5 6 Suroeste Media 10 4.697.400 / 551.700 427.5 8 Suroeste Media-Baja 11 4.697.400 / 551.900 428.8 5 Sur Media-Baja 12 4.697.400 / 552.100 436.9 4 Sur Media-Baja 13 4.697.200 / 551.700 419.4 13 Sur-suroeste Baja 14 4.697.200 / 551.900 421.1 8 Sur-suroeste Baja 15 4.697.200 / 552.100 430.8 6 Sur-suroeste Baja

• Los datos climáticos para los años de duración de la campaña de campo (2009, 2010 y 2011) fueron obtenidos de la Agroestación de Agoncillo, situada a 342 m de altitud (4.702.004 / 558.332) y a muy poca distancia de la zona estudiada. La información obtenida nos permitió analizar las características termo- pluviométricas generales así como disponer de datos sobre las precipitaciones previas a la recogida de los datos de humedad del suelo. Así, se han tenido en cuenta las precipitaciones 3, 5 y 10 días anteriores a la recogida de los datos de humedad. De la misma estación se proporcionaron datos de evapotranspiración diaria y mensual.

• Se han recogido en cada punto una muestra de suelo realizando, posteriormente, en el laboratorio un análisis de sus características: porcentaje de arenas, limos y arcillas, carbonatos, materia orgánica oxidable, caliza activa, pH, calcio asimilable, magnesio asimilable, fósforo y potasio.

86 Metodología

• La humedad del suelo fue obtenida a partir de un sensor de humedad de la marca comercial Delta-T Devices (modelo Kit ML2x). Cuenta con una unidad portátil de lectura y un sensor configurado por varillas que se introducen en el suelo. Este instrumento es fácil de manejar ofreciendo una exactitud de ±0.01 m3 m-3 y disponiendo de un rango de 0 a 0.5 m3 m-3 de humedad. Los datos fueron recogidos entre enero de 2009 hasta marzo de 2011 aproximadamente cada 15 días.

• La dureza o resistencia del suelo se ha calculado por compresión con un penetrómetro de bolsillo Geotester. El instrumento es proporcionado con 5 puntas o cabezales para diferentes tipos de suelo: ¼”, 10, 15, 20 y 25 mm. Proporciona un rango de 0 a 6 kg cm-2 (0-11 kg). Después de diferentes experiencias en el campo se determinó que el cabezal más apropiado para el área de estudio fue el de 15 mm.

• Los datos fueron trabajados estadísticamente con el objeto de conocer la distribución de la humedad temporal y espacialmente en una ladera cultivada con viñedos. También se relacionaron los resultados con otras variables.

3.4. Estudio de la erosión del viñedo a escala de ladera

A escala de ladera nos interesó analizar la distribución espacial de los procesos y formas de erosión como consecuencia de tormentas de cierta intensidad. Para ello fue necesario confeccionar: a) una cartografía topográfica de detalle del área de estudio seleccionada, b) una cartografía de formas de erosión y sedimentación después de una tormenta, y c) una cartografía de parcelas y linderos. Posteriormente, todos los mapas fueron digitalizados y trasladados a un sistema de información geográfica.

3.4.1. Cartografía topográfica

El estudio se realizó en el término denominado La Rad de Varea, dentro del municipio de Villamediana de Iregua (La Rioja), a unos seis kilómetros de la ciudad de Logroño (Fig.3.1). La Rad de Varea corresponde a niveles superiores de glacis (IV y V). Dispone de una amplia superficie somital que suavemente asciende hacia el sur hasta culminar en los 523 metros de altitud (La Francesa). Las laderas de la Rad de Varea son disimétricas, de modo que la norte desciende con un fuerte desnivel (50%) hacia la autopista AP68 y la N-232 y en ella se han inscritos barrancos encajados. La vertiente sur es mucho más suave permitiendo los cultivos, especialmente de viñedos (Fig. 3.2).

87 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3

Figura 3.2. Ortoimagen del área experimental de la Rad de Varea

En esta ladera, con pendientes que oscilan entre el 7% y el 10%, es donde se han llevado a cabo los análisis. En concreto, se seleccionó un sector de 45 ha (500 m de anchura y 900 m de longitud). Aquí, el viñedo se cultiva formando hileras que se disponen paralelas a la dirección de la pendiente y se encuentran separadas por calles de unos 3 metros de anchura. Como consecuencia de las frecuentes labores agrícolas, estas calles están totalmente desprovistas de vegetación.

La empresa TIPSA realizó un mapa topográfico, en formato digital (archivo DXF), a partir de un vuelo fotogramétrico y de la adquisición de cotas sobre el terreno a escala 1:500 (Fig.3.2 y 3.3). A partir de este mapa se elaboró un mapa digital del terreno con una resolución espacial de 0.5x0.5 m. Con el MDT se obtuvieron de forma directa la relación entre las formas de erosión-sedimentación y las siguientes variables: altitud, gradiente, distancias a las convexidades, distancia a las depresiones, redes de drenaje, áreas de contribución de escorrentía y áreas de acumulación de escorrentía (ver capítulo 6).

88 Metodología

Figura 3.3. Mapa topográfico del área de estudio

3.4.2. Cartografía de formas de erosión y sedimentación

Se confeccionó una cartografía de detalle después de dos tormentas caídas en agosto de 2002. La estación meteorológica de Agoncillo –la más próxima al área de estudio- registró una precipitación total de 53.7 mm cuando lo esperable hubiese sido 16.3 mm (media mensual de la serie). Esta elevada precipitación fue causada por la sucesión de una serie de tormentas de cierta intensidad. En concreto, en una de ellas se recogió un total de 12.3 mm, con una intensidad máxima para 10 minutos de 36.6 mm h‐1. En otra se registraron 25.3 mm de precipitación con intensidades de 31.2 mm h‐1 para un intervalo de 10 minutos. Las condiciones de humedad del suelo permitieron la activación de las escorrentías que rápidamente configuraron un amplio número de formas erosivas en las laderas cultivadas en viñedos.

El trabajo de campo, la referenciación espacial con GPS y el manejo de la ortofotografía facilitaron la confección de una cartografía de formas de erosión y sedimentación en 22.7 ha de viñedo. Otras –hasta sumar un total de 3.56 ha- fueron

89 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 gestionadas muy rápidamente por sus propietarios mediante el labrado, con el objeto de anular el efecto negativo de las formas y procesos de erosión.

3.4.3. Cartografía de linderos y caminos

Como información adicional se confeccionaron un mapa de linderos, caminos y terrazas, y otro del parcelario con el objeto de determinar su influencia en la distribución de formas de erosión y sedimentación. En concreto, esta cartografía permitió valorar la distancia de las formas de erosión y sedimentación con relación a los linderos y caminos.

3.4.4. Distribución y modelización de formas de erosión y sedimentación

El modelo de distribución de las formas de erosión y sedimentación fue realizado a partir de un análisis discriminante. Este método aportó información sobre la relación causa-efecto entre las variables independientes (gradiente, distancia a las convexidades, distancia a las depresiones, distancia a los límites de las parcelas – pendiente arriba y abajo-, áreas de concentración de flujos y áreas de exportación de flujos) y variables dependientes o grupos (áreas sin erosión o arroyamiento laminar moderado, arroyamiento laminar severo, rigolas, áreas de sedimentación y deslizamientos). El objeto del análisis discriminante es encontrar la combinación de variables independientes que mejor distinguen a los grupos. Además, el método clasifica y asigna cada caso a uno de los grupos a partir de los nuevos criterios establecidos por el discriminante. En definitiva, el análisis discriminante tiene un alto valor explicativo y predictivo de la distribución espacial de formas de erosión y sedimentación. Esta técnica estadística multivariable fue ejecutada a partir del programa IBM© SPSS© Statistics versión 19.

3.5. Susceptibilidad a la erosión de suelos

En la última fase del trabajo se ha pretendido conocer la susceptibilidad a la erosión de la superficie cultivada con viñedos en La Rioja, entendiendo por susceptibilidad el riesgo de degradación que puede sufrir el suelo. En el apartado correspondiente de resultados se hace una valoración de este tipo de métodos, de modo que aquí sólo se describirán los pasos seguidos en este análisis.

Para el estudio de susceptibilidad a la erosión hídrica en laderas cultivadas con viñedos se ha partido de los parámetros fundamentales que incorpora la ecuación de RUSLE (E= R.K.L.S.C.P) (Wischmeier y Smith, 1978; Renard, et al., 1997), aunque lógicamente adaptándolos a nuestra disponibilidad de datos y a la necesidad de simplificar el proceso de cálculo. De este modo, se han considerado la intensidad

90 Metodología máxima de las precipitaciones para un periodo de tiempo determinado (equivalente al factor R), la escorrentía, la pendiente (equivalente al factor S), la longitud (equivalente al factor L) y la erodibilidad de los suelos (equivalente al factor K). No se han estimado ni la variable usos y manejo del suelo (C) ni el factor de prácticas de conservación (P), ya que estos componentes no establecen diferencias en el territorio, al considerar un solo cultivo y aplicarse, en líneas generales, las mismas prácticas agrarias.

Para disponer de información sobre la intensidad máxima de la precipitación en el área de estudio se ha utilizado la metodología y aplicación MAXIM (Estimación de la intensidad máxima para una duración y periodo de retorno determinados en la España peninsular) diseñada por De Salas Regalado (2008). De manera automática se ha dispuesto de información sobre la intensidad de precipitación máxima con una duración de 30 minutos y un periodo de retorno de 10 años para diferentes municipios de La Rioja. Los valores IDF (Intensidad-Duración-Frecuencia) de las estaciones han sido interpolados al conjunto del territorio por medio de un kriging (procedimiento geoestadístico avanzado que genera una superficie estimada a partir de un conjunto de puntos dispersados con valores z), de modo que se ha podido confeccionar una cartografía de intensidad máxima de precipitaciones para el conjunto de La Rioja.

La escorrentía que circula por la ladera ha sido estimada a partir del sistema de información geográfica Mfworks©. Este software ofrece la posibilidad de diseñar un mapa de circulación hídrica superficial a partir de las intensidades máximas de precipitación y del MDT. En realidad, con esta operación, se logra conocer la cantidad teórica de agua que circula por un píxel, indicando, por lo tanto, a escala regional las áreas o zonas más sensibles a la concentración de flujos y erosión. Sin duda, este método no es apropiado para el conocimiento real de la escorrentía, pues no tiene en cuenta factores como la infiltración, el estancamiento del agua en las irregularidades del terreno, la intercepción o la evapotranspiración, pero sí aporta una aproximación cualitativa sobre las áreas potencialmente más susceptibles de disponer de escorrentía con capacidad para erosionar.

El factor topografía en el análisis ha sido calculado a partir del mapa de pendientes y longitudes de la ladera obtenidos del MDT.

La erodibilidad, que expresa la influencia de las características físicas y químicas de un suelo en la erosión, es un factor cuantificable a partir de estructura, textura o permeabilidad de los suelos. Al no disponer de un muestreo amplio y sistemático de suelos en el área de estudio para calcular el factor K, se ha valorado la erodibilidad a

91 José Ángel Llorente Adán Capítulo 3 partir de los datos aportados por el Inventario Nacional de Erosión de Suelos 2002-2012- La Rioja, publicado en el 2003 por el Ministerio de Medio Ambiente.

Los valores obtenidos para cada uno de los elementos descritos han sido normalizados de modo que se ha dispuesto de una escala de 0 a 1 para cada píxel, siendo 0 el píxel con menor valor y 1 el píxel con mayor valor. El proceso de normalización se ha realizado a partir de la siguiente fórmula:

IC= (VE-Vmin) / (Vmax-Vmin)

En donde IC es el índice del componente, VE es el valor efectivo; Vmin es el valor mínimo y Vmax es el valor máximo.

Con la suma de las variables calculadas se ha conseguido un índice de susceptibilidad a la erosión del viñedo de La Rioja que puede oscilar desde 1 (máxima susceptibilidad a la erosión) a 0 (mínima susceptibilidad a la erosión). En concreto, la descripción de la fórmula de cálculo es la siguiente:

1 1 1 1 1 ( () () () ++++= () KLPEsIpE ) 5 5 5 5 5 donde E es la susceptibilidad a la erosión, Ip es la intensidad máxima de precipitación en 30 minutos para periodos de retorno de 10 años, Es es la escorrentía, P es la pendiente de la ladera, L es la longitud de la ladera y K es la erodibilidad de los suelos.

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4. Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

El cultivo del viñedo es identificado con el clima mediterráneo. Sin embargo, tiene presencia en los cinco continentes, bajo condiciones ambientales muy contrastadas, ya que Vitis vinifera es una planta capaz de producir en medios muy diversos. En climas fríos o de montaña suele cultivarse en laderas abrigadas y soleadas para favorecer la maduración de la uva. Si hay exceso de agua, los viñedos tienden a dispersarse por laderas a sotavento, buscando el efecto de sombra pluviométrica, o por suelos muy arenosos que faciliten la infiltración del agua. Así pues, la extensión y distribución del cultivo del viñedo están condicionadas por variables ambientales, pero también por diferentes circunstancias de carácter socio-económico.

El paisaje actual del viñedo en La Rioja se ha configurado a lo largo de la historia y, especialmente, a partir de la Edad Moderna y Contemporánea (Gómez Urdañez, 2001). En el pasado, su organización espacial y extensión en el territorio estuvo muy vinculada a factores ambientales que, posteriormente, fueron sustituidos por otros más relacionados con los mercados o la tecnología disponible. De cualquier forma, todavía, hoy en día, el viñedo exige unas condiciones ambientales muy precisas (ligadas al clima y al suelo) para producir vino de buena calidad y fácilmente identificable por el consumidor experto (Pascual y Cabrerizo, 1995). Esto limita su cultivo comercial a algunos espacios muy concretos.

De lo dicho se desprende que puede resultar muy interesante conocer la localización y distribución del viñedo en La Rioja con el objeto de introducir información relevante para, con posterioridad, abordar el tema de la erosión de suelos en viñedos. En este apartado, pues, se pretenden analizar los factores topográficos, geomorfológicos y edafológicos que explican la organización espacial de la superficie del viñedo en el área de estudio.

4.1. El viñedo y la altitud

La altitud es un factor decisivo en la distribución espacial del viñedo y un indicador indirecto de las condiciones climáticas a escala local. Como se sabe, a partir de ciertos valores, la altitud se muestra como una variable desfavorable para el desarrollo de la propia vid, mermando la calidad de sus caldos (Andrades, 1991).

Se tiene constancia por textos literarios y fuentes que históricamente en La Rioja el viñedo estuvo presente a altitudes muy superiores a las actuales (García Santamaría y Martín Losa, 1982). La existencia de monasterios, obligados a disponer de vino para la liturgia y el autoconsumo, forzaron a cultivar el viñedo en un contexto geográfico poco

95

Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja favorable. En la actualidad, sin embargo, el viñedo sólo se labra en altitudes bajas donde se dan unas condiciones ambientales más apropiadas para una buena producción destinada a la elaboración de caldos de calidad. De hecho, en nuestra zona de estudio los viñedos hoy en día no sobrepasan los 1000 m.s.n.m.

Tabla 4.1. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por altitudes Altitud Superficie % Superficie de % Superficie de m.s.n.m total del área viñedo viñedo sobre el de estudio (ha) total de la franja (ha) altitudinal (%) 200-299 9052.8 4.0 593.8 1.3 6.6 300-399 30962.8 13.6 5692.8 12.7 18.4 400-499 54503.3 23.9 15815.3 35.3 29.0 500-599 63185.8 27.7 16386.5 36.6 25.9 600-699 34994.0 15.3 5551.8 12.4 15.9 700-799 13788.0 6.0 553.3 1.2 4.0 800-899 8051.3 3.5 157.5 0.4 2.0 900-999 5421.3 2.4 19.0 0.0 0.4 1000-1099 3674.3 1.6 1100-1199 2856.0 1.2 1200-1299 1724.0 0.8 1300-1399 268.2 0.1 1400-1499 7.2 0.0 228489 44770

En el área de estudio prácticamente todo el viñedo se cultiva entre los 300 y 700 m.s.n.m., aunque, en realidad, es la franja de los 400 a 600 m.s.n.m. la que dispone de más superficie, con el 72% del total. Por debajo de los 400 y por encima de los 600 m.s.n.m. la representación del viñedo se reduce considerablemente, siendo testimonial por encima de los 700 m.s.n.m. Los viñedos plantados a menor altitud se localizan en la Rioja Baja mientras que, por el contrario, los situados a mayor altitud se encuentran en el valle del Najerilla (Fig. 4.1).

La relación entre la superficie cultivada de viñedo y la superficie total del área de estudio por franjas altitudinales pone de manifiesto que en La Rioja más del 25% de la superficie entre los 400-500 y 500-600 m.s.n.m. se encuentra dedicada al viñedo. Este porcentaje desciende al 15.9% cuando el cálculo se realiza para la franja altitudinal de los 600 a 700 m.s.n.m. (Tabla 4.1).

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Figura 4.1. Localización del viñedo en el área de estudio por altitudes

Figura 4.2. Distribución altitudinal de diferentes cultivos en el área de estudio

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Si se comparan diferentes cultivos en el área de estudio, se constata que el viñedo alcanza una altitud media de 500.8 m.s.n.m. al igual que los frutales (502.1). Por encima de este valor medio se encuentran los cultivos herbáceos y ligeramente por debajo la huerta y los olivares (Fig. 4.2).

4.2. El viñedo y la pendiente

El área de estudio dispone de superficies con pendientes muy moderadas como corresponde a un relieve de fondo de valle. En la tabla 4.2 se observa como el 79.7% son laderas con menos de 10º de pendiente. Si superar este umbral se considera poco apto para las labores agrícolas, se deduce que muy poca superficie de nuestra área de estudio, un 20%, podría clasificarse como terreno no idóneo para la agricultura. Esta superficie corresponde a los escarpes existentes entre terrazas y glacis, laderas meridionales de los Montes Obarenes-Sierra del Toloño y algunos sectores del piedemonte del Ibérico.

Tabla 4.2. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por pendientes Pendiente Superficie total del % Superficie de % Superficie de (º) área de estudio viñedo viñedo sobre el (ha) (ha) total de la franja de pendiente (%) 0-4.9 139899.0 61.2 36089.5 80.6 25.8 5-9.9 42246.8 18.5 7730.1 17.3 18.3 10-14.9 24009.3 10.5 918.5 2.1 3.8 15-19.9 13899.0 6.1 30.3 0.1 0.2 20-24.9 5844.8 2.6 0.8 0.0 0.0 25-29.9 1710.3 0.7 0.5 0.0 0.0 30-34.9 526.0 0.2 35-39.9 203.8 0.1 0.3 0.0 0.0 >39.9 160 0.1 228489 44770

Por lo que respecta al viñedo, se puede afirmar que prácticamente toda la superficie cultivada se encuentra en laderas con menos del 10º de pendiente (98%). Es interesante subrayar que el 3.8% de la superficie con laderas entre el 10-15º se encuentra cultivada con viñedos, lo que nos indica que, probablemente, condicionado por su importante rentabilidad, el agricultor se anima a trabajar en sectores de relativa pendiente. Como se verá más adelante, son estos espacios los más frágiles desde el punto de vista de la actividad de los procesos erosivos. En algunos sectores estas

98

Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja inclinaciones se reducen por medio de pequeñas terrazas que, al configurar estructuras escalonadas, suavizan ligeramente la ladera.

Figura 4.3. Localización del viñedo en el área de estudio por pendientes

Por encima de 15º de pendiente el viñedo prácticamente no se cultiva dada las dificultades que se plantean para la ejecución de determinadas labores agrícolas como por las elevadas pérdidas de suelo que provoca la erosión.

La distribución de los diferentes cultivos agrícolas en el área de estudio según la pendiente es recogida en la Fig. 4.4. Los cultivos leñosos (viñedos, olivares y frutales) ocupan pendientes medias que superan ligeramente los 3º, mientras que los cultivos herbáceos y las huertas no superan este gradiente, lo que es comprensible si se tiene en cuenta que estos últimos son cultivados en valles en cuna o terrazas bajas.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Figura 4.4. Distribución de los diferentes cultivos en el área de estudio según la pendiente

4.3. El viñedo y la exposición

La exposición es un factor de gran importancia para el cultivo del viñedo, pues está relacionada directamente con la radiación que reciben las plantas a lo largo del año. Inicialmente hay que pensar que los agricultores seleccionan laderas bien orientadas para lograr una maduración adecuada de la uva y, en consecuencia, una mayor calidad de los caldos.

La Tabla 4.3 y las Fig. 4.5 y 4.6 aportan información de interés sobre la distribución del viñedo según la exposición. Las laderas con orientaciones meridionales son las que cuentan con mayores superficies de viñedos. Así, 7489.3 ha de viñedo son cultivadas en exposición sureste, 6641 ha en exposición sur y 6304.4 ha en exposición suroeste, es decir en orientaciones con tasas de radiación altas. En total, estas cantidades suman el 45% del viñedo. Un porcentaje más moderado (22%) corresponde a la superficie del viñedo orientada en umbría (noreste, norte y noroeste) y, por lo tanto, menos receptora de radiación.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Tabla 4.3. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por exposición Exposición Superficie total del % Superficie de % Superficie de área de estudio viñedo viñedo sobre el (ha) (ha) total de la exposición (%) Norte 6995.8 3.1 1060.0 2.4 15.2 Noreste 26485.5 11.6 5007.3 11.2 18.9 Este 30053.3 13.2 6055.3 13.5 20.1 Sureste 35971.0 15.7 7489.3 16.7 20.8 Sur 33128.5 14.5 6641.0 14.8 20.0 Suroeste 31201.3 13.7 6304.3 14.1 20.2 Oeste 26588.8 11.6 5303.8 11.8 19.9 Noroeste 17662.8 7.7 3762.5 8.4 21.3 Horizontal 20402.0 8.9 3146.5 7.0 15.4 228489 44770

Figura 4.5. Localización del viñedo en el área de estudio por exposiciones

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Fig. 4.6. Distribución de la superficie total del área de estudio y del viñedo según la exposición

4.4. El viñedo y la litología

Ya se ha indicado que la mayor parte del área de estudio ocupa el sector más occidental de la Depresión del Ebro. Es de esperar, pues, que los materiales predominantes correspondan a series sedimentarias acumuladas durante el Terciario y Cuaternario. De hecho, el dispositivo sedimentario es propio de una cuenca endorreica de origen tectónico, con márgenes muy activos. Así pues, los materiales más repetidos serán lo detríticos, con cambios rápidos y frecuentes de facies.

Las litologías más representadas en el territorio son los conglomerados, arenas y arcillas del Mioceno inferior con 115802 ha (Tabla 4.4). Sobre estos materiales se cultivan 21525.3 ha de viñedos. En la Fig. 4.7 puede observarse que este tipo de materiales aparecen en las viñas del curso medio del Najerilla e Iregua, y curso bajo del Tirón.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

4.4. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por litologías

Litología Superficie % Superficie % Superficie de total del área de viñedo viñedo sobre de estudio (ha) el total de (ha) litología (%) Materiales detríticos aluviales 100044.3 43.8 23162.5 51.7 23.2 y coluviales (Pleistoceno y Holoceno) Areniscas y arcillas 115802.0 50.7 21525.3 48.1 18.6 (Mioceno inferior) Calizas, dolomías y margas 1987.0 0.9 39.5 0.1 2.0 (Cretácico superior) Arenas, limos y arcillas 251.0 0.1 1.3 0.5 (Cretácico inferior) Areniscas, limonitas y arcillas 3832.0 1.7 1.8 (Cretácico inferior) Conglomerados, areniscas y 2494.3 1.1 3.8 0.2 arcillas (Cretácico inferior) Conglomerados, areniscas, 95.5 0.0 1.5 1.6 margas y calizas (Jurásico) Calizas 1605.0 0.7 8.5 0.5 (Jurásico) Conglomerados, areniscas y 2376.3 1.0 25.8 0.1 1.1 arcillas (Triásico)

Otros 1.5 0.0

228489 44770

El 43.8% (100044.3 ha) del área de estudio está configurado por materiales detríticos aluviales y coluviales cuaternarios (gravas, arenas y limos) (Tabla 4.4). El desalojo de los materiales terciarios de la Depresión y la continua reactivación de los escarpes marginales de la Sierra favorecieron el transporte de derrubios cuaternarios hacia el fondo de la Depresión. Las fluctuaciones climáticas del Pleistoceno determinaron una compleja evolución de la red fluvial, generándose una alternancia de momentos de acumulación con otros de incisión. Desde un punto de vista geomorfológico en estos materiales se han escalonado diferentes glacis y terrazas. El viñedo ocupa 23162.5 ha en este tipo de litologías (51.7% del total) (Tabla 4.4 y Fig. 4.7). El potente aparato radicular de la vid no encuentra dificultades para abrirse camino en este tipo de materiales. No obstante, las terrazas más bajas no son áreas preferentes de localización del viñedo, tanto por la competencia que le hacen los cultivos de regadío como por ser áreas menos aptas para el vino de calidad que los niveles de acumulación antiguos. En el curso bajo del río Najerilla, especialmente en el municipio de Cenicero, en el curso medio del río Oja, a lo largo de las orillas del río

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Ebro y en prácticamente toda la Rioja Baja es donde se localizan los viñedos sobre gravas y arenas. El 48.1% del viñedo se cultiva sobre areniscas y arcillas del Mioceno. El resto de litologías cuentan con muy escasa representación.

Figura 4.7. Localización del viñedo en el área de estudio por litologías

4.5. El viñedo y los suelos

Los suelos más habituales en la Depresión del Ebro riojana son los cambisoles calcáricos y los calcisoles háplicos (Tabla 4.5). Los primeros, con una superficie de 89873.5 ha, cuentan con un delgado perfil A (10 cm), un humus tipo mull, textura media, estructura grumosa y buena permeabilidad. Debajo se desarrolla un horizonte B de textura algo más limosa, con un elevado contenido en carbonato cálcico que a veces llega al 30% (Machín, 1994). Los calcisoles háplicos están presentes en las terrazas más recientes del Ebro y sus afluentes y ocupan una superficie de 35866.3 ha. Los niveles superiores no disponen de horizontes genéticos. Lo habitual es observar un horizonte antrópico con una textura más arenosa, menos compacta y más

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja fragmentada que la del subsuelo. Hay presencia de carbonato cálcico e importante proporción de gravas.

4.5. Distribución de la superficie del área de estudio y del viñedo por tipos de suelo

Suelos Superficie % Superficie % Superficie de total del área de viñedo viñedo sobre de estudio (ha) el total de tipo (ha) de suelo (%) Kastanozem 25131.8 11.0 4730.0 10.6 18.8 Cambisol calcárico 89873.5 39.3 19070.8 42.6 21.2 Cambisol dístrico 14744.5 6.5 788.5 1.8 5.3 Calcisol háplico 35866.3 15.7 8203.3 18.3 22.9 Calcisol pétrico 11106.0 4.9 1506.3 3.4 13.6 Regosol calcárico 26866.0 11.8 7901.3 17.6 29.4 Leptosol eútrico 3455.5 1.5 168.8 0.4 4.9 Fluvisol 21445.3 9.4 2401.0 5.4 11.2 228489 44770

Los regosoles calcáricos cubren en el área de estudio 26866 ha. Según Machín (1994), son suelos sin horizonte de humus. Normalmente, se trata de un horizonte antrópico y subsuelo potente. Tampoco hay una clara diferenciación de horizontes. Son, en general, suelos xerofíticos, con pH superior a 7.5 y en los que la proporción de carbonato cálcico llega a ser del 40%.

Se cultivan 19070.8 ha de viñedo en cambisoles calcáricos, 8203.3 ha en calcisoles háplicos y 7901.3 ha en regosoles calcáricos. En la Fig. 4.8 puede observarse que este tipo de litologías aparecen en las viñas del curso medio del Najerilla, en la Rioja Baja y cursos bajos del Tirón y Najerilla.

4.6. Modelos de organización espacial del viñedo

Con el objeto de conocer de forma integrada el papel de la topografía, litología y suelos en la distribución de la superficie del viñedo, se han utilizado técnicas estadísticas multivariables: análisis de conglomerados y análisis discriminante. Una descripción pormenorizada de ambas técnicas puede encontrase en el capítulo de métodos.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

En el análisis cluster, y después de realizar varias pruebas, se ha optado por distinguir 4 grupos de viñedos que aparecen caracterizados en la tabla 4.6 y representados en la Fig. 4.9.

Figura 4.8. Localización del viñedo en el área de estudio por tipos de suelos

El Modelo 1 (18.5% del total de la superficie del viñedo) corresponde a aquellos viñedos que se encuentran a una altitud media de 489 m, con una pendiente media del 2.8º y una exposición no claramente definida, aunque por los datos parece intuirse una preferencia por las orientaciones orientales (noreste, este, sureste). El 28 % de los cambisoles calcáricos del área de estudio están ocupados por viñedos pertenecientes a este modelo. Se instala también sobre areniscas y arcillas del Mioceno y calizas y dolomías del Cretácico superior. Aunque en estas últimas el viñedo ocupa el 82.3% de su superficie, hay que subrayar que el número de hectáreas en estos materiales es muy reducido (39.5 ha). En la Fig. 4.9 y 4.13 se observa que este modelo se distribuye especialmente por prácticamente toda el área de estudio, aunque con especial concentración en la Rioja Alta y la Rioja Media. En la primera representa el 40.1 % del total y en la segunda un 38.8 %.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Tabla 4.6. Grupos seleccionados por el cluster y características más significativas Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3 Modelo 4 Superficie (Ha) 8310 21990.8 6728 7741 Altitud media (m) 489.6 471.4 547.1 555.7 Pendiente media (º) 2.8 1.7 3.1 7.02 Exposición Norte (%) 18.2 24.9 15.2 41.6 Exposición Noreste (%) 22.2 37.1 15.9 24.8 Exposición Este (%) 22.4 39.0 17.1 21.5 Exposición Sureste (%) 21.2 41.2 17.6 20.0 Exposición Sur (%) 19.4 48.2 16.1 16.4 Exposición Suroeste (%) 17.6 50.9 15.9 15.5 Exposición Oeste (%) 17.5 55.5 15.2 15.8 Exposición Noroeste (%) 13.1 66.8 10.5 9.6 Mat. aluviales y coluviales (P/H) (%) 0 94.9 0 5.1 Areniscas y arcillas (MI) (%) 38.4 0 31.2 30.3 Calizas, dolomías y margas (CS) (%) 82.3 0 0 17.7 Arenas, limos y arcillas (CI) (%) 20.0 0 0 80.0 Arenis., limonitas y arcillas (CI) (%) 0 14.3 0 85.7 Congl., areniscas y arcillas (CI) (%) 0 0 6.7 93.3 Congl., arenis., marg., calizas (J) (%) 0 0 16.7 83.3 Calizas (J) (%) 11.8 0 0 88.2 Congl., areniscas y arcillas (T) (%) 0 1 31.1 68.0 Kastanozems (%) 14.7 25.2 27.0 33.1 Cambisoles calcáricos (%) 28.0 26.4 21.7 23.9 Cambisoles dístricos (%) 14.6 48.5 6.4 30.5 Cambisoles háplicos (%) 8.9 75.0 8.4 7.7 Calcisoles pétricos (%) 14.0 63.5 11.6 10.8 Regosoles calcáricos 14.4 76.1 4.2 5.3 Leptosoles (%) 7.4 41.0 19.3 32.3 Fluvisoles 2.9 90.9 1.6 4.7 P/H = Pleistoceno/Holoceno; MI = Mioceno inferior; CS = Cretácico superior; CI = Cretácico inferior; J = Jurásico; T = Triásico

El Modelo 2 acoge a casi la mitad de la superficie del viñedo (49.1%). Se trata de un viñedo que ocupa áreas con una altitud media inferior a los 500 metros (471.4 m), en pendientes muy suaves (pendiente media 1.7º). Preferentemente, estas laderas están orientadas en exposiciones meridionales y occidentales (sur, suroeste, oeste y noroeste) sobre cambisoles, regosoles y, especialmente, fluvisoles correspondientes a terrazas fluviales, principalmente las medias y altas. Este modelo es el que ocupa una mayor superficie en las tres comarcas riojanas, pero adquiere una mayor representación en la Rioja Alta (41%), en torno al curso del río Najerilla, y Rioja Baja (36%), en municipios como Alfaro, Autol y Aldeanueva (Fig. 4.10).

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Fig. 4.9. Distribución del Modelo 1 en las comarcas del área de estudio

Fig. 4.10. Distribución del Modelo 2 en las comarcas del área de estudio

El Modelo 3, que representa el 15% de la superficie del viñedo, ocupa laderas algo más inclinadas que los modelos anteriores (3.1º), a altitudes medias de 547 m y en prácticamente todas las orientaciones. Predomina sobre todo en kastanozems que cubren las areniscas y arcillas de los afloramientos del Mioceno inferior. La distribución de este modelo está muy localizada en el sector occidental del área de estudio, es decir, en la Rioja Alta (67%) (Fig. 4.11) y, especialmente, en el piedemonte de los Montes Obarenes y de la Sierra del Toloño. También aparece sobre glacis altos del valle del Najerilla.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Fig. 4.11. Distribución del Modelo 3 en las comarcas del área de estudio

El Modelo 4 suma 7741 hectáreas, es decir, el 17,3% del total. Es el modelo que presenta una mayor altitud media (555 m) y una pendiente más elevada (7º), con orientaciones septentrionales (norte y noreste). Superficies importantes del modelo 4 ocupan kastanozems (33.1%), leptosoles (32.3%) y cambisoles dístricos (30.5%) sobre materiales del Cretácico Inferior, Jurásico y Triásico. Se trata de un viñedo que se encuentra en los límites de nuestra área de estudio ya en los bordes del Sistema Ibérico. Como se puede comprobar en la Fig. 4.12, este modelo alcanza una mayor representación en la Rioja Alta, con un 64% de la superficie total, y una menor extensión en la Rioja Baja (8%).

Para conocer de forma precisa los factores que intervienen en la definición de los modelos y comprobar si la clasificación es correcta se ha recurrido a un análisis discriminante en el que, de inicio, se ha asignado a cada caso el grupo de pertenencia (modelo de viñedo) asignado por el cluster.

El análisis discriminante selecciona tres funciones, aunque destaca las dos primeras como más significativas ya que que de forma conjunta acumulan el 97,4% de la varianza. No obstante, es el primer factor con un 68,1% de la varianza el más determinante. De manera similar, la correlación canónica de las dos primeras funciones es alta (0.971 y 0.936) mientras que la de la tercera función es más baja (0.623)

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Fig. 4.12. Distribución del Modelo 4 en las comarcas del área de estudio

En la Fig. 4.14 y en la Tabla 4.8 se muestran, por un lado, la ubicación de los centroides de los cuatro grupos (el Modelo 1 y Modelo 3 se solapan) y, por el otro, la matriz de estructura para las dos funciones más decisivas que ofrece los coeficientes de correlación entre las variables independientes y las puntuaciones discriminantes de cada función.

Tabla 4.7. Autovalores del análisis discriminante

Si se combina la lectura de ambas, se puede concluir que la Función 1, representativa de la pendiente, discrimina con claridad los Modelos 2 y 4. Recordemos que el primero recogía superficies de viñedos con pendientes medias del 1.7%, mientras que el segundo alcanzaban los 7º. La Función 2 está más relacionada con las variables litológicas y edafológicas. En la Fig. 4.14 se observa que esta función diferencia a los Modelos 1 y 3 (valores negativos) de los Modelo 2 y 4 (valores

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja positivos). Los viñedos enmarcados en los Modelos 1 y 3 se localizan sobre las areniscas y arcillas del Terciario. El Modelo 2, especialmente, se encuentra mayoritariamente sobre los materiales detríticos cuaternarios cubiertos en gran medida por fluvisoles.

5

M3 4 M1 3

2

1

0 -102 Función -8 -6 -4 -2 0 2 4 -1

-2 M2

M4 -3

Función 1 -4

Fig. 4.14. Representación de los centroides de los grupos a partir del análisis discriminante (M1: Modelo 1, M2: Modelo 2, M3: Modelo 3 y M4: Modelo 4)

Tabla 4.8. Matriz de estructura del análisis discriminante. (Sólo se ha considerado la mayor correlación absoluta entre cada variable y las dos funciones discriminantes principales, por lo que la tabla no muestra ni todas las variables ni todas las funciones)

Variables Función 1 Función 2 Pendiente (5-9.99º) -0.674 Pendiente (0-4.99º) -0.565 Calcisoles háplicos 0.053 Horizontal 0,049 Norte -0.026 Noroeste 0.024 Noreste -0.022 Este -0.017 Calcisoles pétricos 0.012 Altitud (900-999 m) -0.009 Pendiente (35-39.9º) -0.008 Calizas (Jurásico) -0.006 Conglomerados, areniscas, arcillas (CI) -0.004 Areniscas, limonitas, arcillas (CI) -0.002 Conglomerados, areniscas, calizas (Jurásico) -0.002 Materiales aluviales y coluviales (P/H) -0.787 Areniscas y arcillas (Mioceno inferior) 0.760 Cambisol calcárico 0.101 Fluvisoles -0.047

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

Altitud (200-299 m) -0.025 Altitud (800-899 m) -0.016 Sureste -0.015 Sur -0.006 Pendiente (20-24.9º) -0.004

Por último, en el análisis estadístico se ha procedido a comprobar la adecuada clasificación de los grupos. Esta es otra de las posibilidades que ofrece el análisis discriminante, con el fin de relacionar los casos determinados por el cluster con los pronosticados por el discriminante. Un número de aciertos elevado podría validar todo el proceso estadístico. En la tabla 4.9 se han señalado los resultados que alcanzan una clasificación correcta del 98.7 %. En los cuatro modelos o grupos el porcentaje supera el 95% pudiendo, pues, contrastar la fortaleza del proceso estadístico llevado a cabo.

Tabla 4.9. Resultados de clasificación Grupo de pertenencia pronosticado M1 M2 M3 M4 Total M1 100% 0% 0% 0 100%

M2 0% 98.6% 0% 1.3 100%

M3 0% 0% 100% 0 100%

M4 3% 0% 0.9% 96.1 100%

Clasificados correctamente el 98,7% de los casos agrupados originales

En resumen, se ha podido comprobar cómo las variables topográficas, geomorfológicas y edáficas son factores que tienen una importante incidencia para entender la distribución de la superficie del viñedo en La Rioja, permitiendo definir cuatro modelos con características propias.

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Distribución y caracterización geoambiental de la superficie cultivada de viñedo en La Rioja

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5. Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

En este capítulo se analizan los resultados conseguidos con las simulaciones de lluvia. La información sobre escorrentía y erosión relacionada con las intensidades de precipitación, características de los suelos y manejo agrícola nos ayudará a aplicar medidas de conservación de suelos.

5.1. Precipitación e intensidad de las precipitaciones en el área de estudio

Las precipitaciones representan un condicionante de primera magnitud en los procesos de erosión. Todos los modelos de erosión coinciden en el importante papel que desempeñan la cantidad, distribución e intensidad de las precipitaciones en la magnitud de las pérdidas de suelo.

El análisis de las series de datos del periodo 1951-2004 para la estación de Agoncillo indica que la precipitación media anual alcanza un valor de 404 mm, con datos que oscilan entre los 584.5 mm registrados en 1959, año más lluvioso de la serie, y los 241.1 mm recogidos en 1986, año más seco.

La distribución estacional de las precipitaciones es bastante homogénea (Fig. 5.1). Las mayores cantidades se registran en primavera (27.8% del total anual), con un máximo secundario en otoño (26.6%). Sin embargo, tanto en el invierno como en el verano se superan los 90 mm, siendo considerable su contribución al total anual (22.5% y 23%, respectivamente).

mm 120

100

80

60

40

20

0 Invierno Primavera Verano Otoño

Figura 5.1. Distribución estacional de las precipitaciones medias anuales en la estación de Agoncillo (1951-2004)

117 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Agosto, febrero y julio son, en ese mismo orden, los meses más secos (Fig. 5.2). Mayo y junio, por el contrario, son los meses más lluviosos, seguidos de cerca de noviembre y abril. Estos cuatro meses recogen el 41.4% de las precipitaciones anuales, pero en ningún caso puede hablarse de una clara concentración mensual de la lluvia. En este sentido, el valor del PCI (Índice de Concentración de las Precipitaciones) (Oliver, 1980) ofrece un resultado de 8.7, lo que significa que existe una cierta uniformidad mensual en la distribución de la lluvia. Valores de este índice superiores a 10 indicarían claras variaciones mensuales en la distribución, y superiores a 20 una gran variabilidad intermensual. De Luis (2000), por ejemplo, cita valores superiores a 15, e incluso a 24, en sectores de costa para la Comunidad Valenciana.

mm 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Figura 5.2. Distribución mensual de las precipitaciones medias (Agoncillo 1951-2004)

No obstante, los datos mencionados se refieren a valores medios, por lo que deben ser matizados con alguna medida de dispersión, como el coeficiente de variación anual, mensual o estacional. Este coeficiente relaciona la desviación estándar con la media, por lo que refleja bastante bien la variabilidad relativa de los datos. El valor interanual de este coeficiente es 20.8, cifra relativamente baja como corresponde a una serie homogénea. No ocurre lo mismo al considerar los meses de forma individual (Fig. 5.3). En este caso, se detecta una destacada variabilid118ad que, a excepción del mes de mayo, supera en todos los casos el 60%. Mayo se confirma así como el mes más lluvioso y regular, mientras que el resto presenta importantes variaciones. Destacan los valores correspondientes a los meses de julio y septiembre, con coeficientes del 88% y 91%, respectivamente. En general, tal como se observa en la Fig. 5.3, junio marca el punto

118 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela de inflexión hacia coeficientes de variación más elevados, que se van a mantener a lo largo de los meses de verano y otoño. De mayor a menor variabilidad, las estaciones se ordenan de la siguiente manera: otoño (83%), verano (79.7%), invierno (65.5%) y primavera (63.5%), coincidiendo las dos primeras con los momentos de lluvias de mayor intensidad horaria.

%100 90 80 70 60 50 40

30 20 10 0

Figura 5.3. Coeficientes de variación de las precipitaciones mensuales en Agoncillo (1951-2004)

Finalmente, en la Tabla 5.1 se muestran las precipitaciones mensuales máximas y mínimas de toda la serie.

Tabla 5.1. Precipitaciones mensuales máximas y mínimas en Agoncillo (1951-2003)

Mes Valor Valor máximo mínimo E 82.9 0.0 F 59.4 1.8 M 83.1 0.5 A 136.6 3.8 M 111.7 3.9 J 151.5 4.6 J 80.4 0.1 A 82.9 0.0 S 144.6 0.0 O 96.3 1.6 N 197.7 0.0 D 115.1 0.0

119 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

El área de estudio no es un espacio caracterizado por la alta intensidad de las precipitaciones, al menos en comparación con las áreas de montaña circundantes y las regiones más típicamente mediterráneas. En el observatorio de Agoncillo el valor más alto registrado en 24 horas es de 70 mm. Otros valores (tan sólo cinco) superan los 50 mm en 24 horas que, aun siendo intensos, quedan muy lejos de los datos aportados por las lluvias torrenciales mediterráneas, que pueden llegar hasta los 800 mm en 24 horas (López Bermúdez y Romero, 1992-93).

Son los meses de verano los que concentran el mayor número de máximas en 24 horas. Destacan los meses de junio, con 10 registros, y de julio, con 7, lo que significa que estas máximas se asocian tanto al paso de perturbaciones del frente polar como a tormentas de verano de fuerte intensidad horaria. En cualquier caso, coinciden con momentos de suelo saturado, tras las precipitaciones primaverales (recordemos que mayo es el mes más lluvioso) o con una mayor sequía en el mes de julio.

Los datos referidos a las precipitaciones máximas en 10, 30 y 60 minutos sólo están disponibles a partir de 1980 (Tabla 5.2). Los valores máximos recogidos en 10, 30 y 60 minutos han sido 38.3, 46.2 y 49 mm, respectivamente. Esto permite calcular intensidades de precipitación máximas de 229.8 mm h-1 para tormentas de 10 minutos, 92.4 mm h-1 para 30 minutos y 49 mm h-1 para 60 minutos. Las mayores intensidades horarias se concentran preferentemente en los meses de junio, julio y septiembre.

Tabla 5.2. Precipitaciones máximas para 10, 30 y 60 minutos en la estación de Agoncillo

Años P max P max P max Años P max P max P max 10 m 30 m 60 m 10 m 30 m 60 1980 5.0 5.0 5.0 1993 6.2 8.2 12.4 1981 5.4 9.1 9.2 1994 14.6 23.7 27.1 1982 4.8 6.7 9.0 1995 4.4 10.2 13.2 1983 38.3 46.2 49.0 1996 9.6 14.3 14.3 1984 2.7 4.1 6.2 1997 13.5 23.4 28.7 1985 18.8 29.2 31.6 1998 19.4 24.6 28.2 1986 6.4 6.9 7.8 1999 13.3 27.2 28.3 1987 18.0 22.4 22.4 2000 8.6 13.3 15.0 1988 8.4 15.4 18.8 2001 10.6 15.4 15.4 1989 10.0 17.8 17.8 2002 9.5 18.8 20.0 1990 15.0 23.0 30.7 2003 10.3 11.2 13.3 1991 7.2 12.4 15.4 2004 21.0 22.6 23.0 1992 14.0 11.3 11.4

Para la simulación de lluvia cobra especial interés las intensidades de precipitación caídas en 30 minutos (Tabla 5.3). Para el periodo de análisis las máximas intensidades han sido 92.4 mm h-1 y 58.4 mm h-1, lo que supone periodos de recurrencia de 51.4 y 13 años a partir de la curva de ajuste Gumbel-Tipo I (Tabla 5.3). En realidad, el 88% de los

120 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela registros de intensidades presentan un periodo de retorno inferior a 5 años. El resultado, pues, es la obtención de cifras relativamente modestas de precipitación, incluso en los periodos de retorno más elevados, valores que contrastan claramente con otros del ámbito mediterráneo, donde resulta habitual encontrar cantidades superiores a 100 mm h-1 en periodos de retorno de 2 años. En la Tabla 5.4 se han incorporado la intensidad de las precipitaciones para periodos de recurrencia de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500 años.

Tabla 5.3. Intensidad de precipitación en 30 minutos y periodo de recurrencia en Agoncillo

Años IP 30 m P. recurr. Años IP 30 m P. recurr. (mm h-1) años (mm h-1) años 1980 10.0 0.6 1993 16.4 0.8 1981 18.2 0.9 1994 47.4 4.4 1982 13.4 0.7 1995 20.4 1.0 1983 92.4 51.4 1996 28.6 1.6 1984 8.2 0.5 1997 46.8 4.2 1985 58.4 8.0 1998 49.2 4.8 1986 13.8 0.7 1999 54.4 6.4 1987 44.8 3.8 2000 26.6 1.4 1988 30.8 1.8 2001 30.8 1.8 1989 35.6 2.3 2002 37.6 2.5 1990 46.0 4.0 2003 22.4 1.1 1991 24.8 1.3 2004 45.2 3.9 1992 22.6 1.1

Tabla 5.4. Intensidades de precipitación en 30 minutos (mm h-1) esperadas para diferentes periodos de retorno en Agoncillo

Periodo de IP en 30 m retorno (años) (mm h-1) 2 30.93 5 50.67 10 63.73 25 80.24 50 92.49 100 104.65 200 116.76 500 132.74

5.2. Características de las precipitaciones en las simulaciones de lluvia

5.2.1. Intensidad de las precipitaciones

Para el estudio de la intensidad de precipitación fueron realizadas treinta y cuatro simulaciones. La más baja fue de 24 mm h-1. En el área de estudio es de esperar que

121 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 este tipo de precipitación se registre anualmente. Por el contrario, la intensidad simulada más elevada alcanzó los 126 mm h-1, con un periodo de retorno de 330 años (Tabla 5.5). En la Tabla 5.6 se resumen y clasifican las simulaciones en tres grupos de diferente intensidad: baja intensidad (<50 mm h-1 en 30 min), media intensidad (50-70 mm h-1 en 30 min) y alta intensidad (>70 mm h-1 en 30 min). Estos grupos corresponden a periodos de retorno de menos de 4 años, entre 4 y 15 años y más de 50 años. De este modo, en el análisis de la erosión se ha dispuesto de diferentes situaciones pluviométricas adaptadas a la realidad del entorno.

Tabla 5.5. Intensidad de las precipitaciones y periodos de retorno de las simulaciones de lluvia

Intensidad Periodo de precipitación 30 retorno min (mm h-1) (años) 24 1.2 29.6 1.6 29.6 1.6 30 1.7 31 1.8 33 2.0 34 2.1 40 2.9 40.3 2.9 40.5 3.0 42 3.2 42 3.2 42 3.2 43.5 3.5 45 3.8 46 4.0 46 4.0 51 5.3 51 5.3 51 5.3 51 5.3 52 5.6 54 6.2 56 7.0 57 7.3 58 7.8 59 8.2 61 9.1 70 15 92.5 51.4 97 65.7 104 96.5 117.5 202.1 126.5 330.9

122 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Tabla 5.6. Clasificación de las Intensidades de precipitación utilizadas en la simulación de lluvia

Intensidad IP para Nº IP mx para IP min para IP media para Periodo 30 min simulaciones 30 min 30 min 30 min retorno (mm h-1) (mm h-1) (mm h-1) (mm h-1) (años) Baja <50 17 46 24 37.5 (±6.8) <4 Media 50-70 12 70 51 55.9 (±5.6) 5-15 Alta >70 5 126.5 92.5 107.5 (±14.0) >50 Entre paréntesis desviación estandar

5.2.2. Tamaño de la gota de lluvia.

Los resultados obtenidos en las simulaciones de lluvia son recogidos en la Tabla 5.7. Los valores medios oscilan entre diámetros de 0.6 mm para precipitaciones con una intensidad de 34 mm h-1 y 1.2 mm para intensidades de 117.5 mm h-1. La distribución del diámetro de las gotas con respecto al número total de gotas y al volumen total está representada en las Figs. 5.4 y 5.5. Se comprueba como con intensidades bajas el simulador genera un alto porcentaje de gotas de pequeño tamaño (un 23% de las gotas tienen un diámetro de 0.3 mm). En altas intensidades, el histograma muestra una representación del tamaño de la gota de lluvia mejor distribuida y se produce un desplazamiento de las columnas hacia la derecha. Por lo que respecta al volumen de agua, en la simulación de 34 mm h-1 el 85% del volumen de agua cae con gotas de menos de 1.2 mm. Con las simulación de 117.5 mm h-1, este porcentaje se obtiene con gotas de más de 1.2 mm.

Tabla 5.7. Tamaño de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades IP 34 IP 40 IP 45 IP 102 IP 104 IP 117.5 Media (mm) 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 D50 (mm) 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.1 Desviación 0.3 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 Mínimo (mm) 0.03 0.09 0.09 0.2 0.2 0.09 Máximo (mm) 1.9 2.2 2.9 3.1 3.2 3.2

Existen en la bibliografía valores muy contrastados con respecto al diámetro de las gotas obtenidas a partir de la simulación de lluvias (Cerdá et al., 1997; Panini et al., 1993; Coutinho y Pereira Tomas, 1995). Navas et al. (1990) obtuvieron gotas de 1 mm

-1 en una lluvia de 58 mm h y Martínez-Mena et al. (2001) lograron valores de D50 de 1.05 mm y 1.85 mm para las intensidades de lluvia de 33 y 60 mm h-1, respectivamente. Cerdà et al. (1997) señalan que los tamaños de gota son mayores en las tormentas más

123 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

-1 intensas, con rangos desde 0.25 (D50) para lluvias de intensidades de 1 mm h hasta 2.69 mm h-1 en lluvias muy intensas de alrededor de 120 mm h-1.

En general, puede aceptarse que los tamaños característicos de gotas de lluvias oscilan entre 0.2 y 6 mm, y que a partir de 6 mm las gotas de lluvia se hacen inestables y se rompen (Roldán Soriano, 2006)

Figura 5.4. Distribución de los tamaños de gota (porcentaje del número total) para simulaciones de lluvia de 34 mm h-1 y 117.5 mm h-1

5.2.3. Velocidad de las gotas de lluvia

La velocidad media de la gota obtenida para las lluvias simuladas de 34, 40, 45, 102, 104 y 117.5 mm h-1 fue de 2.7, 3.1, 3.4, 3.6, 4.3 y 4.9 m s-1, respectivamente (Tabla 5.8).

Tabla 5.8. Velocidad de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades

IP 34 IP 40 IP 45 IP 102 IP 104 IP 117.5 Velocidad media (m s-1) 2.7 3.1 3.4 3.6 4.3 4.9 Desviación 1.4 1.6 1.4 1.7 1.6 1.4

124 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Figura 5.5. Distribución de los tamaños de gota (porcentaje del volumen total de lluvia) para simulaciones de lluvia de 34 mm h-1 y 117.5 mm h-1

5.2.4. Energía cinética

Los valores de energía cinética obtenidos fueron 300.4 J m-2 h- 1 y 1915.1 J m-2 h-1 para lluvias con intensidades de 34 y 117.5 mm h- 1 (Tabla 5.9). El análisis de los datos permite observar que los diámetros más pequeños, aunque son más numerosos, contribuyen en menor medida a la energía cinética total. Para la precipitación de 34 mm h-1, los diámetros de gota por debajo de 1 mm constituyen el 82% del número total de gotas pero aportan solo el 28.2% de la energía cinética. Sin embargo, tamaños de gota entre 1 y 2 mm, que suponen solo un 18.2% del total de las gotas, contribuyen a la energía cinética de la lluvia en un 71.7%. Si este análisis se aplica a la simulación de lluvia de 117 mm h-1, las gotas inferiores a 1 mm sólo representan el 28.8% y aportan el 13.7% de la energía cinética. Casi el 50% de la energía cinética proviene de las gotas con tamaños superiores a los 2 mm. Los valores de energía cinética obtenidos en esta experiencia son muy similares a los obtenidos por los autores Martínez-Mena et al. (2001): 275 J m-2 h-1 y 1070.2 J m-2 h-1 para lluvias de intensidades de 33 y 60 mm h-1.

125 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Tabla 5.9. Energía cinética de las gotas de lluvia para simulaciones de diferentes intensidades

IP 34 IP 40 IP 45 IP 102 IP 104 IP 117.5 Energía cinética (J m-2 h-1) 300.4 390.2 559.7 1077.8 1565.6 1915.1 Desviación 2.3 3.2 2.7 7.1 11.6 12.2

Como se ha comprobado, la energía cinética de las simulaciones de lluvia aumenta con la intensidad de la precipitación y lo hace de forma lineal (Fig. 5.6). El adecuado ajuste existente entre estas dos variables (r2= 0,91; p= 0.000) ha permitido extrapolar los datos para las simulaciones de lluvia realizados (Tablas 5.10 y 5.11).

2500 y = 16.913x - 280.6 R2 = 0.9116

2000 /h) 2 1500

1000 Energía cinéticaEnergía (J/m

500

0 0 20 40 60 80 100 120 140 IP mm/h

Figura 5.6. Relación entre la intensidad de las precipitaciones y la energía cinética

Tabla 5.10. Energías cinéticas de las simulaciones de lluvia para bajas, medias y altas intensidades de precipitación

Intensidad IP para 30 Nº EC min EC max EC media min simulaciones (J m-2 h-1) (J m-2 h-1) (J m-2 h-1) (mm h-1) Baja <50 17 125.31 497.40 354.63 (±116,4) Media 50-70 12 581.96 903.31 665.12 (±96,07) Alta >90 5 1283.85 1858.89 1537.55 (±240,45) Entre paréntesis desviación estandar

126 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Tabla 5.11. Intensidad de las precipitaciones y energía cinética en las simulaciones de lluvia

Intensidad EC precipitación (J m-2 h-1) 30 min (mm h-1) 24 125.31 29.6 220.02 29.6 220.02 30 226.79 31 243.70 33 277.53 34 294.44 40 395.92 40.3 400.99 40.5 404.38 42 429.75 42 429.75 42 429.75 43.5 455.12 45 480.49 46 497.40 46 497.40 51 581.96 51 581.96 51 581.96 51 581.96 52 598.88 54 632.70 56 666.53 57 683.44 58 700.35 59 717.27 61 751.09 70 903.31 92.5 1283.85 97 1359.96 104 1478.35 117.5 1706.68 126.5 1858.89

5.3. Microtopografía y características del suelo

La microtopografía y las propiedades del suelo donde se realizaron las simulaciones se incluyen en la Tabla 5.12. En general, la superficie del suelo presentó las rugosidades propias de los terrenos arados y volteados, con agregados (terrones) de cierto tamaño

127 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

(2.3 cm). Estas rugosidades y agregados desparecen totalmente en aquellas superficies de suelo que han sido apelmazadas por las rodadas de los tractores (Foto 5.1).

Foto 5.1. Detalle de la superficie de los suelos en viñedos

El porcentaje de gravas medio fue del 10.3%, aunque se incrementó en algunos sectores de las parcelas, especialmente al pie de la parcela. Las gravas normalmente no se encuentran incrustadas en el suelo. El tamaño medio de los fragmentos rocosos fue de 2 cm, aunque en algunos casos se midieron ejemplares de 7 y 8 cm. Las observaciones en el campo sugieren que los fragmentos rocosos son transportados por la escorrentía y depositados en las concavidades y sectores inferiores de los viñedos. El suelo carecía de cubierta vegetal, ya que los agricultores la eliminan con herbicidas.

Los resultados de los análisis de los suelos fueron bastante homogéneos. Las pruebas de simulación de lluvia se realizaron sobre suelos de estructura granular fina y color marrón claro (7.5 YR 5/4, Munsell), con un porcentaje de arenas, limos y de arcillas del 39.3, 40.4 y 19.9, respectivamente (Tabla 5.12). Es decir, se trata de suelos francos.

128 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

El pH medido fue 8.4 poniendo en evidencia el carácter básico del suelo. El porcentaje de materia orgánica es inferior a 1%, por lo que pueden considerarse suelos muy mineralizados. Los carbonatos son altos, con un 22.9%. Otros parámetros son recogidos en la Tabla 5.12.

Tabla 5.12. Características de los suelos Media Desv. estandar Cubierta gravas (%) 10.3 14.6 Tamaño gravas (cm) 2 0.9 Cubierta vegetal (%) - Arenas (%) 39.3 7.4 Limos (%) 40.4 6.4 Arcillas (%) 19.9 2.6 pH 8.4 0.1 Materia orgánica 0.9 0.3 Carbonatos (%) 22.9 8.5 Caliza activa (%) 9.5 2.9 Fósforo (ppm) 35.5 30.1 Potasio (ppm) 316.5 156.6 Densidad aparente (Mg m-3) 2.8 0.3 Resistencia (kg cm-2) 1.57-3.06 Humedad (%) 6.4-19.5

MEDIAS MENSUALES (ladera)

0,25 ) -3 m 3 0,2

0,15

0,1 Valor Valor humedad(m 0,05

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112 Meses

Figura 5.7. Evolución de la humedad del suelo a lo largo del año

Los valores medios de densidad aparente fueron 2.8 Mg m-3. Los datos de resistencia a la penetración oscilaron entre 1.57 y 3.06 kg cm-2. La humedad del suelo varía a lo largo del año. Como se puede comprobar en la Fig. 5.7, los valores máximos se

129 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 alcanzan en los meses invernales con valores que casi llegan al 20% (máximo mes de febrero). Por el contrario, los meses con suelos más secos corresponden a julio, agosto y septiembre, meses en los que la humedad es del 6-7%. En septiembre se registra el valor mínimo 6.4%, por lo que es este mes el seleccionado para las simulaciones de lluvia.

5.4. Escorrentía

La escorrentía obtenida a partir de las simulaciones de lluvia oscila entre 1.55 y 41.95 mm h-1 y los coeficientes entre 1.8 y 37.4%. Diferentes factores, que se discutirán seguidamente, justifican esta variabilidad. A modo de ejemplo, el comportamiento temporal de la escorrentía para tres pruebas de simulación de distinta intensidad es recogido en la Fig. 5.8. La respuesta de la escorrentía fue rápida en tormentas de elevada intensidad: comenzó a los 129 segundos en simulaciones de 104 mm h-1. En tormentas de baja intensidad (46 mm h-1), la escorrentía superficial comenzó a los 252 segundos. Las curvas muestran un rápido incremento durante los primeros minutos, especialmente en los experimentos de mayor intensidad de precipitación. Posteriormente, los caudales tienden a estabilizarse como consecuencia de la saturación y sellado de los primeros centímetros del suelo.

Runoff m h-1 60

50 Ip =104 mm h-1 40

30 Ip= 59 mm h-1 20

10 Ip= 46 mm h-1

0 0 500 1000 1500 2000 Time (s)

Figura 5.8. Comportamiento temporal de la escorrentía superficial para simulaciones de lluvia -1 2 -1 de diferente intensidad. Ip (104 mm h ): y = -87.390 + 43.736 log10 x, r = 0.97; Ip (59 mm h ): 2 -1 2 y = -50.237 + 22.318 log10 x, r = 0.86; Ip (46 mm h ): y = -41.624 + 17.071 log10 x, r = 0.86.

130 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

5.4.1. Escorrentía e intensidades de precipitación

La Tabla 5.13 muestra los resultados obtenidos de escorrentía superficial en las simulaciones de lluvia. Se ha incluido el tiempo transcurrido entre el arranque del experimento y el comienzo de la escorrentía, la escorrentía, el coeficiente de escorrentía y el frente de humectación para 28 simulaciones. Los resultados, además, se han agrupado para experimentos con diferentes intensidades de lluvia: baja, moderada y alta.

Tabla 5.13. Escorrentía superficial en las simulaciones de lluvia Ip 30 Recurren. Comienzo Escorr. CE (%) Frente (mm h-1) (años) escorr. (s) (mm h-1) humect. (cm) 29.6 1.6 801 4.29 9.86 6 29.6 1.6 961 4.53 9.19 6 30.0 1.7 573 7.26 16.70 9 31.0 1.8 2340 12.56 5.47 10 33.0 2 1479 1.55 1.81 6 34.0 2.1 668 9.44 17.45 10 40.3 2.9 581 2.60 4.35 9 40.5 3 488 5.69 10.23 7 43.5 3.5 741 9.18 12.41 6 45.0 3.8 565 5.26 8.02 10 46.0 4 733 3.96 5.15 11 46.0 4 252 9.73 18.74 8 51.0 5.3 555 11.55 16.81 9 51.0 5.3 1074 5.67 10.05 12 51.0 5.3 567 1.83 2.46 9 51.0 5.3 1255 18.23 7.61 8 52.0 5.6 665 10.37 12.58 8.5 54.0 6.2 570 14.17 18.40 9 56.0 7 1107 3.28 3.43 21 57.0 7.3 94 12.92 21.66 10 58.0 7.8 810 12.34 11.70 10.5 59.0 8.2 200 15.79 25.13 9 61.0 9.1 579 10.30 11.45 11.5 70.0 15 90 26.54 36.01 17 92.5 51.4 271 28.87 26.50 7.5 97.0 65.7 372 32.44 26.52 15 104.0 96.5 129 41.95 37.44 6.5 117.5 202.1 279 29.10 20.92 8

La escorrentía media para tormentas de alta intensidad (>70 mm h-1) fue de 33.1 mm h-1 y para tormentas de baja intensidad (<50 mm h-1) de 6.3 mm h-1 (Tabla 5.14). Similar

131 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 comportamiento fue encontrado para los otros parámetros. Con lluvias de alta intensidad, los coeficientes medios de escorrentía se sitúan en el 27.8%. En estos casos el comienzo de la escorrentía se adelantó a los 262.7 segundos. Los coeficientes de escorrentía fueron menores con tormentas de baja intensidad (9.9%). El comienzo de la escorrentía se detectó a los 848.5 segundos.

Tabla 5.14. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la escorrentía para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad

Intensidad IP 30 Nº Comienzo Escorrentía CE (%) Frente (mm h-1) simul. escorrentía (s) (mm h-1) humect. (cm)

Baja <50 12 848.5 (±556.6) 6.3 (±3.3) 9.9 (±5.4) 8.1 (±1.8) Media 50-70 12 630.5 ± (384.7) 11.9 (±6.7) 14.7 (±9.5) 11.2 (±3,9) Alta >70 4 262.7 (±100.2) 33.1 (±6.1) 27.8 (±6.9) 9.2 (±3.8) Anova F = 2.60 F= 36.98 F= 8.14 F= 2.86 p 0.092 0.000* 0.001* 0.076 * Nivel de significación <0,05

El cálculo del análisis de varianza (anova) confirma que puede rechazarse la hipótesis nula de igualdad de medias de las variables seleccionadas en la comparación para la escorrentía y el coeficiente de escorrentía, pues p es inferior a 0.05 (Tabla 5.14).

Efectivamente, la relación es positiva entre la escorrentía, el coeficiente de escorrentía, como variables dependientes, y la intensidad de la precipitación, como variable independiente (Figs. 5.9 y 5.10). La correlación es alta y significativa, con un coeficiente de determinación del 0.74 (p= 0.0000), para la escorrentía y algo menor para el coeficiente de escorrentía: 0.44 (p=0.0001). Las correspondientes ecuaciones de regresión permiten determinar los valores para determinados periodos de retorno (Tabla 5.15). Una escorrentía de 10.9 mm h-1 es esperable con un periodo de retorno de 5 años. Este valor se incrementa para un periodo de retorno de 100 años a 32.1 mm h-1.

Tabla 5.15. Escorrentía para diferentes periodos de retorno

Periodo de IP 30 m Escorrentía CE (%) retorno (años) (mm h-1) (mm h-1) 5 50.6 10.9 13.4 10 63.7 16.1 17.1 25 80.2 22.5 21.6 50 92.4 27.3 25.0 100 104.6 32.1 28.3 200 116.7 37.1 31.7 500 132.7 43.0 36.1

132 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Figura 5.9. Regresión lineal entre la intensidad de las precipitaciones y la escorrentía

Figura 5.10. Regresión lineal entre la intensidad de las precipitaciones y el coeficiente de escorrentía

133 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

5.4.2. Escorrentía y condiciones de la superficie del suelo

La escorrentía que circula por una ladera está condicionada por un determinado número de factores entre los que se encuentran las propiedades del suelo y las condiciones de la superficie del suelo. En nuestros experimentos se ha tratado de establecer las relaciones entre la generación de escorrentía, la pendiente de la parcela y la pedregosidad.

Resultados contradictorios se han obtenido al estudiar los efectos de la pendiente sobre la infiltración y la producción de escorrentía (Fox et al., 1997). Algunos autores incluso no han encontrado ninguna relación entre estas variables (Cerdà, 1995). No obstante, en condiciones normales es de esperar que la infiltración disminuya a medida que la pendiente se incrementa, por lo que hay que esperar una relación inversa. En el caso de la escorrentía, ésta aumenta con la inclinación de la ladera.

A partir de nuestros experimentos se concluye una relación positiva entre la generación de escorrentía y la pendiente de la parcela en las lluvias de moderada y alta intensidad (>50 mm h-1). La recta de regresión trazada en la Fig. 5.11 apunta unos coeficientes de escorrentía superiores en las parcelas con más pendiente (Tablas 5.16 y 5.17). No se puede afirmar lo mismo con las precipitaciones de baja intensidad (<50 mm h-1). En este caso, tanto los datos de escorrentía como los correspondientes a los coeficientes de escorrentía muestran un funcionamiento inverso: valores más altos en suaves pendientes (<5º). La recta de regresión presenta, pues, una relación negativa.

La explicación a este comportamiento podría estar relacionada con el sellado del suelo. Poesen (1987) señala que el sellado del suelo es menos intenso en las laderas más pronunciadas ya que aquí el splash y la erosión laminar son más activos y es más destacada la densidad y profundidad de las rigolas. Para las precipitaciones de baja intensidad es muy difícil romper el apelmazamiento y ligero encostramiento del suelo que se observan en las áreas menos inclinadas de las parcelas de viñedos. En estas condiciones se reduce considerablemente la infiltración y se incrementa la escorrentía.

El porcentaje de gravas que cubre la superficie del suelo donde se han realizado los experimentos ya se ha indicado con anterioridad que es variable, de modo que a priori puede ser un factor determinante en la producción de escorrentía. La bibliografía señala que la cubierta de gravas retrasa el inicio de la escorrentía (Cerdà, 2001) y así queda demostrado en nuestros experimentos (Tablas 5.19 y 5.20). Los coeficientes de escorrentía para tormentas de baja y moderada intensidad tienden a descender con el

134 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela incremento del porcentaje de fragmentos rocosos en la superficie del suelo. De hecho, en la Fig. 5.12 puede observarse cómo los valores más elevados del coeficiente de escorrentía se encuentran en suelos con pedregosidad inferior al 20%. Sin embargo, con tormentas de altas intensidades la tendencia es a aumentar el coeficiente de escorrentía con el porcentaje de gravas.

Figura 5.11. Regresión lineal entre la pendiente y el coeficiente de escorrentía para diferentes intensidades de precipitación

Tabla 5. 16. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 5º 5 542.8 (±187.3) 7.2 (±2.4) 13.6 (±5.7) > 5º 7 1066.8 (±641.1) 5.7 (±3.8) 7.3 (±3.6) Anova F 3.702 0.582 5.530 p 0.110 0.463 0.040* (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

135 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Tabla 5.17. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 5º 8 687.5 (±358.7) 12.5 (±7.5) 14.3 (±10) > 5º 4 516.5 (±465.2) 10.6 (±5.3) 15.7 (±4.8) Anova F 0.503 0.218 0.052 p 0.494 0.651 0.825 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

Tabla 5.18. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 5º 2 275.0 (±5.65) 28.9 (±0.16) 23.7 (±3.94) > 5º 2 250.5 (±171.8) 37.1 (±6.72) 31.9 (±7.72) Anova F 0.041 2.970 1.810 p 0.859 0.226 0.310 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

Este comportamiento puede explicarse del siguiente modo: en tormentas de baja o media intensidad una superficie de suelo con elevado porcentaje de cantos favorece una infiltración más rápida y una penetración más profunda del agua, ya que el contacto entre las piedras y la matriz del suelo favorecen flujos más rápidos y profundos (Poesen, 1990). Además, los fragmentos rocosos pueden interceptar una importante cantidad de lluvia (El Boushi y Davis, 1969) y es de esperar que las superficies rocosas sean rugosas por lo que la escorrentía será más lenta y la infiltración más importante. Finalmente, el suelo situado entre los fragmentos rocosos es rico en materia orgánica, es más estable y menos denso, y cuenta con un mayor número de macroporos lo que favorece la infiltración y reduce la escorrentía (Cerdà, 2001). Cuando las tormentas son de fuerte intensidad el papel de control de los fragmentos rocosos parece ser menos determinante, aunque con esta afirmación habría que ser prudentes, pues no se han realizado simulaciones de lluvia de fuerte intensidad sobre suelos con más de un 20% de pedregosidad.

136 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Figura 5.12. Regresión lineal entre la pedregosidad y el coeficiente de escorrentía para diferentes intensidades de precipitación

Tabla 5.19. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedreg. N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 20% 9 727.1 (±345.9) 6.03 (±3.04) 11.2 (±5.8) > 20% 3 1212.6 (±979.9) 7.2 (±4.6) 6.2 (±1.5) Anova F 1.843 0.291 2.033 p 0.204 0.601 0.184 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0,05

Tabla 5.20. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedreg. N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 20% 8 532.1 (±400.8) 11.4 (±8.0) 16.7 (±11.3) > 20% 4 827.2 (±300.6) 12.8 (±3.7) 10.8 (±2.2) Anova F 1.663 0.098 1.024 p 0.226 0.761 0.335 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0,05

137 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Tabla 5.21. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedreg. N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

< 20% 4 262.7 (±100.2) 33.0 (±6.1) 27.8 (±6.9) > 20% Anova F p (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

5.4.3. Escorrentía y laboreo agrícola

El viñedo riojano está exclusivamente orientado a la comercialización de la uva para la producción de vino y dispone de un alto nivel de mecanización. La mayor parte de las labores agrícolas en las vides se hacen con maquinaria. Se utilizan pequeños tractores de diversa potencia para labores de volteo (desplazamiento de la tierra de forma que el horizonte subsuperficial pasa a la superficie y viceversa), bina (remoción o mullimiento de la tierra sin desplazarla), aplicación de herbicidas y pesticidas, recolección (vendimia) o transporte de la uva. El paso de la maquinaria por el viñedo se realiza siguiendo la dirección de la pendiente y afecta directamente a las características físicas de los suelos. El indicador visual más obvio es la aparición de rodadas, de 45 a 50 cm de anchura y 5 a 7 cm de profundidad, en las que se observa un suelo compactado (Fig. 5.12).

Las simulaciones de lluvia aportaron información sobre la escorrentía en estos microambientes. En las Tablas 5.22, 5.23 y 5.24 se han incluido los datos medios en las áreas con rodadas de tractor frente a aquellas otras que no disponen de este tipo de incisiones (interrills). Se puede observar, como era de esperar, una activación más rápida de la escorrentía en las primeras. Además, como se pone de manifiesto en la Fig. 5.13, las rodadas fueron capaces de generar coeficientes de escorrentía más altos, especialmente con tormentas de moderada y alta intensidad. Este comportamiento es explicable por las características de la superficie de los suelos. El peso de los tractores compacta los primeros centímetros del suelo reduciendo el volumen de grandes poros y su capacidad de infiltración (Bengough, 1991; Materechera, 2009). Soane et al. (1981) señalan que la compactación del suelo es responsable de la reducción de la conductividad hidráulica, la permeabilidad y la circulación del agua y el aire entre los

138 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela poros del suelo. Según Botta et al. (2006), la relevancia de este problema estaría principalmente relacionada con las condiciones iniciales del suelo, la presión de inflado y anchura de las ruedas de los tractores y la intensidad de circulación. Con respecto a este último aspecto, se ha comprobado que causa un mayor nivel de compactación el primer paso de las ruedas del tractor que los sucesivos (Soane, 1980; Botta et al., 2009). Es de esperar, pues, que con estas condiciones la escorrentía actúe con mayor rapidez y en mayor cantidad en estos sectores que en aquellos otros que carecen de rodadas.

Figura 5.12. Viñedo cultivado en pendiente. Pueden observarse las rodadas dibujadas por el paso de la maquinaria

En la Tabla 5.25 se pueden consultar los datos correspondientes a la densidad aparente del suelo y a la resistencia a la penetración en nuestra área de estudio que son algo más elevados en las rodadas de tractor. Por lo tanto, es de esperar que la escorrentía actúe con mayor rapidez y en mayor cantidad que en el caso de los sectores

139 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 que no han sido pisados por la maquinaria agrícola. Estos presentan una mayor porosidad como consecuencia de la abundancia y disposición de los agregados.

A escala de ladera estas rodadas pueden canalizar la escorrentía favoreciendo el desarrollo de rigolas, aunque realmente las de mayores dimensiones se encuentran muy condicionadas por la pequeña red hidrográfica, muchas veces ocultada por las labores agrícolas.

Tabla 5.22. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

Rodadas de tractor 7 643.0 (±216.8) 6.3 (±2.9) 10.7 (±5.6) Interrill 5 1136.2 (±777.2) 6.2 (±4.1) 8.8 ±(5.6) Anova F 2.629 0.003 0.345 p 0.136 0.956 0.570 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0,05

Tabla 5.23. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

Rodadas de tractor 5 320.8 (±270.4) 15.4 (±6.5) 22.4 (±8.9) Interrill 7 851.7 (±292.6) 9.4 (±6.0) 9.3 (±5.4) Anova F 10.2 2.72 10.09 p 0.010* 0.130 0.010* (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0,05

Tabla 5.24. Comienzo de escorrentía, escorrentía y coeficiente de escorrentía para simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N Comienzo esc. (s) Esc. (mm h-1) CE (%)

Rodadas de tractor 2 321.5 (±71.4) 30.6 (±6.5) 26.5 (±8.9) Interrill 2 204 (±106.06) 35.5 (±6.0) 29.1 (±5.4) Anova F 1.689 0.533 0.104 p 0.323 0.541 0.777 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0,05

140 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Fig. 5.13. Regresión lineal entre intensidad de precipitación y coeficiente de escorrentía para interrills y rodadas de tractor

Tabla 5.25. Características de los suelos en áreas afectadas por rodadas de tractor y áreas sin rodadas (medias y desviaciones estándar)

Rodadas Sin rodadas Pendiente (º) 4.7 (±1.6) 3.5 (±1.07) Cubierta gravas (%) 13.8 (±18.8) 15.2 (±16.6) Tamaño gravas (cm) 1.7 (±0.6) 2.6 (±1.2) Cubierta vegetal (%) - - Arenas (%) 36.4 (±1.2) 37.3 (±1.2) Limos (%) 41.8 (±1.1) 41.8 (±0.6) Arcillas (%) 21.6 (±0.6) 19.7 (±0.7) pH 8.5 (±0.06) 8.5 (±0.06) Materia orgánica 0.9 (±0.06) 0.7 (±0.05) Carbonatos (%) 20.5 (±0.9) 17.2 (±0.9) Densidad aparente Mg m-3 1.3 (±0.2) 1.1 (±0.07) Resistencia kg cm-2 3.3 (±1.3) 2.9 (±0.6)

141 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

5.5. Erosión del suelo

La erosión del suelo durante una precipitación es un fenómeno complejo resultado del arranque y transporte de partículas por el impacto de la gota de lluvia y la escorrentía superficial (Ellison, 1944, 1945). La importancia relativa de estos procesos está relacionada con un número importante de factores, entre los que destacan la energía cinética e intensidad de la lluvia, las tasas de infiltración y escorrentía, las propiedades y condiciones de la superficie del suelo (humedad, rugosidad, cubierta vegetal), la longitud y pendiente de la ladera, el manejo agrícola, etc. En este apartado algunos de estos factores son analizados con relación a la concentración de sedimentos y tasa de erosión en las simulaciones de lluvia realizadas.

Figura 5.14. Concentración de sedimento en suspensión durante la simulación con diferentes -1 2 -1 intensidades. Ip (117.5 mm h ): y = 9.294-2.455 log10 x, r = 0.85; Ip (92.5 mm h ): y = 6.588- 2 -1 2 1.611 log10 x, r = 0.90; Ip (59 mm h ): y = 2.615-0.611 log10 x, r = 0.74

Las curvas de concentración de sedimento en suspensión para tres ejemplos de simulación de lluvia, con intensidades de 59, 92.5 y 117.5 mm h-1, son dibujadas en la Fig. 5.14. La mayor cantidad de sedimento se recogió al comienzo de los experimentos, especialmente con simulaciones de lluvia de más intensidad (92.5 y 117.5 mm h-1). La respuesta erosiva disminuye con el tiempo. Este funcionamiento está relacionado con la abundante disponibilidad de sedimentos en los primeros minutos. Cuando avanza la simulación, la salida de sedimentos disminuye debido al agotamiento de las partículas

142 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela y al efecto de protección que ocasiona la delgada lámina de la escorrentía frente al impacto de las gotas de lluvia.

5.5.1. Tasas de erosión e intensidad de las precipitaciones

Las Tablas 5.26 y 5.27 muestran las concentraciones de sedimento en suspensión y las pérdidas totales de suelo (tasa de erosión) para todas las simulaciones y para las simulaciones organizadas en grupos de alta, moderada y baja intensidad de precipitación.

Tabla 5.26. Concentración de sedimento en suspensión y tasas se erosión en las simulaciones de lluvia

Ip 30 Recurrencia Concentración Tasa Erosión (mm h-1) (años) Sedimento (g m-2 h-1) Suspensión (g l-1) 29.6 1.6 0.14 0.58 29.6 1.6 3.23 14.64 30.0 1.7 2.50 18.20 31.0 1.8 1.33 16.66 33.0 2.0 1.13 1.76 34.0 2.1 4.70 44.40 40.3 2.9 1.60 2.75 40.5 3.0 5.30 30.00 43.5 3.5 2.60 24.40 45.0 3.8 0.80 4.20 46.0 4.0 1.30 5.00 46.0 4.0 3.60 34.89 51.0 5.3 0.70 8.00 51.0 5.3 0.50 2.60 51.0 5.3 3.90 7.20 51.0 5.3 1.10 13.40 52.0 5.6 0.40 4.60 54.0 6.2 3.90 54.80 56.0 7.0 11.30 37.00 57.0 7.3 1.87 24.16 58.0 7.8 0.70 8.60 59.0 8.2 0.60 10.00 61.0 9.1 0.60 5.80 70.0 15.0 1.70 45.20 92.5 51.4 2.00 75.80 97.0 65.7 3.00 63.00 104.0 96.5 2.20 93.20 117.5 202.1 1.70 49.60

143 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Las tasas de erosión más elevadas fueron recogidas en tormentas con intensidades superiores a los 90 mm h-1 (media: 65.9 g m-2 h-1). De hecho, la simulación con mayor producción de sedimento fue la correspondiente a 104 mm h-1, con 93.2 g m-2 h-1. Sin embargo, las pérdidas de suelo son muy moderadas con intensidades de precipitación bajas y medias (valores medios: 14.4, para las primeras, y 18.4, para las segundas). El valor mínimo recogido en las simulaciones fue de 0.58 g m2 h-1 para precipitaciones de intensidades de 29.6 mm h-1. El análisis de varianza pone de manifiesto la diferenciación de los tres grupos por lo que respecta a las tasas de erosión.

Tabla 5.27. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la concentración de sedimento en suspensión y tasa de erosión para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad

Intensidad IP 30 Nº CSS (g l-1) Tasa Erosión (mm h-1) simul. (g m-2 h-1) Baja <50 12 2.35 (±1.59) 16.44 (±14,48) Media 50-70 12 2.27 (±3.10) 18.44 (±17,70) Alta >90 4 2.22 (±0.55) 65.90 (±19,01) Anova 0.006 14.76 p 0.994 0.000* * Nivel de significación <0.05

Figura 5.15. Regresión lineal entre intensidad de precipitación y tasa de erosión

144 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

En la Fig. 5.15 se observa cómo las tasas de erosión se incrementan con la intensidad de las precipitaciones. Sin embargo, algunos puntos del gráfico quedan muy alejados de la recta de ajuste. El coeficiente de determinación calculado es 0.47, con un nivel de significación de 0.000. Este resultado prueba que la variabilidad en la pérdida de suelo no está exclusivamente relacionada con la intensidad de la tormenta.

No obstante, se ha calculado a partir de la ecuación de la recta de regresión las tasas de erosión para diferentes periodos de retorno. Siendo prudentes con el resultado –que posteriormente se ajustará con mayor fiabilidad-, es de esperar que para periodos de retorno de 5 años las tasas de erosión superen los 20 g m-2 h-1. Para tormentas de alta intensidad (más de 100 mm h-1) con periodos de recurrencia de 100 años esta tasa se incrementa a 59.9 g m-2 h-1. Por último, si la tormenta alcanza una intensidad de 132.7 mm h-1 (periodo de retorno de 500 años), la tasa de erosión se situará en 79.8 g m2 h-1 (Tabla 5.28).

Tabla 5.28. Tasas de erosión para diferentes periodos de retorno

Periodo de IP 30 m TE (g m-2 h-1) retorno (años) (mm h-1) 5 50.6 21.2 10 63.7 30.8 25 80.2 42.5 50 92.4 51.2 100 104.6 59.9 200 116.7 68.5 500 132.7 79.8

5.5.2. Tasa de erosión y escorrentía

La relación entre las tasas de erosión de las simulaciones y la escorrentía es muy aceptable, con un coeficiente de determinación de 0.64. A partir de la Fig. 5.16 puede concluirse que la erosión se incrementa con la escorrentía. En la Tabla 5.29, un análisis de varianza pone de manifiesto que, si se agrupan las intensidades de precipitación en tres grupos (baja, moderada y alta), tanto la escorrentía como las tasas de erosión muestran unos niveles de significación superiores al 95% indicando una clara diferenciación entre los grupos. Es decir, la escorrentía y la erosión son marcadamente diferentes con tormentas de distinta intensidad.

145 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Figura 5.16. Regresión lineal entre escorrentía y tasa de erosión

Tabla 5. 29. Valores medios, desviaciones estandar y anovas de la escorrentía y tasas de erosión para grupos de tormentas de baja, media y alta intensidad

Intensidad IP 30 Nº Escorrentía Tasa Erosión (mm h-1) simul. (mm h-1) (g m-2 h-1) Baja <50 12 6.3 (±3.3) 14.44 (±14.48) Media 50-70 12 11.9 (±6.7) 18.44 (±17.70) Alta >90 4 33.1 (±6.1) 65.90 (±19.01) Anova 36.98 14.76 p 0.000* 0.000* * Nivel de significación <0,05

5.5.3. Tasa de erosión y condiciones de la superficie del suelo

Aun siendo la intensidad de las precipitaciones un factor clave para determinar las tasas de erosión, otros controles pueden intervenir en las dimensiones de los procesos erosivos. En las simulaciones de lluvia se ha tratado de establecer las relaciones entre la tasa de erosión, la pendiente de la parcela y la pedregosidad.

Algunos estudios han analizado los efectos de diferentes pendientes e intensidades de la lluvia en la dinámica de la erosión (Huang, 1998; Fox y Bryan, 1999; Romkens et

146 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela al., 2002). Los resultados obtenidos muestran datos contradictorios. Kinnell (2000) señala que la concentración de sedimentos se incrementa con la inclinación de la ladera, especialmente si ésta excede el 10%. Fox y Bryan (1999) encontraron que, para una tasa constante de escorrentía, la erosión se incrementa de forma considerable con la raíz cuadrada del gradiente de la ladera y la velocidad de la escorrentía. Sin embargo, estudios de erosión a partir de pequeñas parcelas con pendientes del 4 y 8% en campos cultivados señalan que la concentración de sedimentos no está tan claramente correlacionada con el gradiente de la ladera (Chaplot y Le Bissonnais, 2003).

En nuestro caso, se puede observar que en las precipitaciones de menos de 50 mm h-1 las tasas de erosión disminuyen con la pendiente (Fig. 5.17). Por el contrario, a partir de los 70 mm h-1 de precipitación, el incremento de la pendiente se correlaciona positivamente con las tasas de erosión. Esto también se pone de manifiesto en las Tablas 5.30, 5.31 y 5.32.

Figura 5.17. Regresión lineal entre pendientes y tasa de erosión para diferentes grupos de intensidades de precipitación

Si se compara el comportamiento de la escorrentía y las tasas de erosión según la pendiente (Tablas 5.16, 5.17, 5.18, 5.30, 5.31 y 5.32), se concluye que con precipitaciones de baja intensidad, inferiores a 50 mm h-1, la escorrentía y la erosión son más elevadas en pendientes suaves (<5º). Como ya se ha indicado, el ligero encostramiento que manifiesta la superficie del suelo en sectores de viñedos con escasa

147 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 pendiente favorece el incremento de la escorrentía y una mayor disponibilidad de agua para el transporte de sedimento.

Por el contrario, con precipitaciones de intensidad alta (>70 mm h-1) son las pendientes más inclinadas donde se observa un incremento tanto de la escorrentía como de la erosión. Como indican Moss (1988) y Kinnell (1990), la tasa de erosión en interrills es directamente proporcional a la velocidad de la escorrentía y ésta se incrementa con el gradiente de la pendiente (Lattanzi et al., 1974; McCooll et al, 1987).

Tabla 5.30. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 5º 5 3.4 (±1.6) 26.4 (±15.2) > 5º 7 1.5 (±1.0) 9.2 (±9.2) Anova F 6.34 5.96 p 0.031* 0.035* (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

Tabla 5.31. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de media intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 5º 8 1.6 (1.4) 18.2 (20.0) > 5º 4 3.5 (5.2) 18.9 (14.6) Anova F 1.006 0.004 p 0.339 0.949 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

Tabla 5.32. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pendiente

Pendiente N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 5º 2 1.8 (0.2) 53.7 (5.7) > 5º 2 2.6 (0.1) 78.1 (21.3) Anova F 3.08 2.43 p 0,221 0.259 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

148 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

El papel de las gravas de la superficie del suelo en el control de las tasas de erosión puede observarse en la Fig. 5.18. Con precipitaciones de baja y moderada intensidad, la relación es inversa: la tasa de erosión disminuye a medida que aumenta el porcentaje de piedras en el suelo. En las Tablas 5.33 y 5.34 se constata que en suelos con <20% de cubierta de piedras las tasas medias de erosión son 19.05 g m-2 h-1 para tormentas de <50 mm h-1 y 23.6 g m-2 h-1 para intensidades de lluvia entre 50 y 70 mm h-1. Valores muy inferiores puede obtenerse en suelos con >20% de pedregosidad: 8.6 g m-2 h-1 y 8.1 g m-2 h-1 también para tormentas de <50 mm h-1 y 50-70 mm h-1, respectivamente.

Así pues, el comportamiento de la erosión con relación a la pedregosidad del suelo es muy semejante a la ya definida con la escorrentía. Estos resultados coinciden con el alcanzado por diversos autores (Poesen et al., 1997; Abrahams, et al., 2000; Cerdà, 2001; Descroix et al., 2001; Mandal, et al., 2004) que justifican la influencia de los fragmentos rocosos sobre la hidrología y la erosión del suelo apoyándose en los siguientes criterios: a) una superficie rocosa, como ya se ha indicado más arriba, favorece una mayor y más rápida infiltración; b) los fragmentos rocosos pueden interceptar gran cantidad de lluvia; c) una cubierta de fragmentos rocosos favorece un mejor desarrollo de los sistemas de macroporos del suelo y, por lo tanto, de la infiltración d) una cubierta de gravas previene el sellado del suelo. En definitiva, los fragmentos rocosos reducen la erosividad de la lluvia, incrementan las tasas de infiltración, retardan la escorrentía superficial y disminuyen la concentración de sedimentos y la pérdida de suelos.

En las simulaciones realizadas con precipitaciones de alta intensidad (> 70 mm h-1) las tasas de erosión se incrementan con la pedregosidad, animándonos a concluir que cuando las precipitaciones son importantes el papel de las piedras como protector del suelo se reduce considerablemente. Sin embargo, se tiene que ser prudentes con esta afirmación, pues el número de simulaciones es reducido y no se dispone de ningún ejemplo de simulación en suelos cubiertos con >20% de cubierta de rocas (Tabla 5.35).

149 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Figura 5.18. Regresión lineal entre pedregosidad y tasa de erosión para diferentes grupos de intensidades de precipitación

Tabla 5.33. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedregos. N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 20% 9 2.7 (±1.6) 19.05 (±15.6) > 20% 3 1.1 (±0.3) 8.6 (±6.9) Anova F 2.62 1.18 p 0.136 0.301 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

Tabla 5.34. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de media intensidad (50-70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedregos. N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 20% 8 3.05 (±3.6) 23.6 (±19.8) > 20% 4 0.70 (±0.3) 8.1 (±3.9) Anova F 1.63 2.29 p 0.231 0.161 (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

150 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Tabla 5.35. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1) y diferente pedregosidad de la superficie del suelo

Pedregos. N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) < 20% 4 2.2 (±0.55) 65.9 (±19.01) > 20% Anova F p (entre paréntesis: desviación estándar) *nivel de significación 0.05

5.5.4. Erosión y laboreo agrícola

Las tasas de erosión están condicionadas por diferentes labores que se realizan en la parcela por parte del agricultor. La mecanización de las diferentes tareas agrícolas conlleva el uso de pequeños tractores que circulan entre las calles de los viñedos en dirección de la máxima pendiente. Ya se ha indicado que las ruedas dejan en el suelo unas marcas (rodadas) muy significativas y claramente diferenciadas del resto de la superficie del suelo (Fig. 5.12). En este apartado, pues, se aborda el funcionamiento de estas rodadas desde un punto de vista de la erosión.

En la Fig. 5.19 se observa que el incremento de las tasas de erosión con la intensidad de las precipitaciones es prácticamente semejante en las áreas interrills y en las rodadas de tractores. De hecho, a través de los análisis de varianza (Tablas 5.36, 5.37 y 5.38), se comprueba que entre los tres grupos de intensidad de precipitación (baja, moderada y alta) no existen diferencias apreciables, al menos la que cabría esperar como consecuencia del comportamiento de la escorrentía. Es probable que, en las zonas afectadas por las ruedas de los tractores, el apelmazamiento del suelo reduzca la disponibilidad de sedimentos, de modo que, aunque hay una relativa cantidad de escorrentía superficial, no se produce un proporcional arranque de sedimentos. En el caso de las zonas sin rodada, sí habría una mayor cantidad de sedimentos en condiciones de ser transportados. No obstante, la capacidad de infiltración de los suelos reduce la disponibilidad de agua superficial y su capacidad para movilizar partículas.

151 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Figura 5.19. Regresiones lineales entre intensidad de precipitación y tasas de erosión para interrills y rodadas de tractor

Tabla 5.36. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de baja intensidad (< 50 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) Interrill 5 2.08 (±1.9) 13.4 (±12.5) Rodada de tractor 7 2.5 (±1.3) 18.6 (±16.4) Anova F 0.232 0.348 p 0.641 0.568

Tabla 5.37. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de moderada intensidad (50-70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) Interrill 7 3.1 (±3.9) 18.5 (±19.6) Rodada de tractor 5 1.0 (±0.6) 18.4 (±16.7) Anova F 1.367 0.000 p 0.269 0.993

152 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Tabla 5.38. Concentración de sedimentos en suspensión y tasas de erosión en simulaciones de lluvia de alta intensidad (>70 mm h-1), rodadas de tractor e interrills

N CSS (g l-1) TE (g m-2 h-1) Interrill 2 1.9 (±0.3) 71.4 (±30.8) Rodada de tractor 2 2.5 (±0.7) 60.4 (±3.6) Anova F 0.968 0.251 p 0.429 0.666

Figura 5.20. Regresiones lineales entre el coeficiente de escorrentía y la tasa de erosión para interrills y rodadas de tractor

En la Fig. 5.20 se han relacionado los coeficientes de escorrentía y las tasas de erosión para interrills y rodadas de tractor. Los resultados refuerzan lo dicho hasta ahora. Con los mismos coeficientes de escorrentía, las áreas de rodadas de tractor generan mucha menos movilización de sedimentos. Por mostrar algún ejemplo, con un coeficiente de escorrentía del 16.8%, ocasionado por una precipitación de intensidad media, en el caso de las rodadas, se genera una tasa de erosión de 8 g m2 h-1; en el caso de las áreas de interrills, con este mismo coeficiente de escorrentía, se alcanzan los 18.2 g m2 h-1. Si el coeficiente de escorrentía es propio de una tormenta de alta intensidad, con un valor del 36%, en las rodadas la producción de sedimentos es de

153 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

45.2 g m2 h-1 mientras que en los interrills es de 93.2 g m2 h-1. El apelmazamiento del suelo por las rodadas reduce las posibilidades de disponibilidad de sedimentos.

A escala de ladera las rodadas pueden canalizar la escorrentía favoreciendo el desarrollo de rigolas, aunque realmente desde un punto de vista de la producción de sedimentos se muestran mucho más activos procesos como el arroyamiento laminar. Las incisiones y rigolas –incluso cárcavas-, que aparecen con tormentas de elevada intensidad, se desarrollan aprovechando más la microred de drenaje, muchas veces oculta por las labores agrícolas, que las rodadas de los vehículos.

5.6. Predicción de la erosión

Los resultados obtenidos con las simulaciones de lluvia, así como el análisis de los factores que se muestran más determinantes en el comportamiento hidro- geomorfológico de las laderas cultivadas con viñedos, nos permiten diseñar algunos modelos para el cálculo de la erosión. En nuestro caso, se ha confeccionado una ecuación, a partir de un análisis de regresión múltiple, que incluye los factores apuntados en el capítulo metodológico: Rum (erosividad) (Tabla 5.39), la resistencia del material del suelo, el gradiente de la ladera y la cubierta de gravas de la superficie del suelo. El cálculo de estos parámetros se específica en el apartado de métodos.

El análisis de regresión múltiple explica el 75.56% de la varianza (sig.: 0.000). La ecuación resultante es:

Er = -200.34 + 0.118Rum + 0.501rs - 1.482S - 0.636G

-2 -1 Donde Er es la tasa de erosión en g m h ; Rum es Qr E I30 (Escorrentía, energía cinética

-1 -1 -1 e intensidad de la precipitación) (MJ mm ha h ); rs es la resistencia del suelo al levantamiento por impacto de gotas de lluvia (J kg-1), S es la pendiente (º), G son las gravas en la superficie del suelo (%).

Los coeficientes de regresión parcial (b) incluidos en la ecuación (Tabla 5.40) no pueden ser comparados directamente para comprender la significancia de las variables independientes. Para conseguir este fin es más apropiado estandarizarlos a través de los pesos beta (b*) que jerarquiza de mayor a menor importancia las variables incorporadas. En nuestro caso, el factor Rum es el más determinante con un peso beta de 0.73, seguido por la pedregosidad de la superficie del suelo.

154 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Tabla 5.39. Cálculo de Rum (erosividad) para el análisis de regresión múltiple

Ip 30 Recurrencia Rum (mm h-1) (años) MJ mm-1 ha-1 h-1 29.6 1.6 6.42 29.6 1.6 5.44 30.0 1.7 11.36 31.0 1.8 4.14 33.0 2.0 1.65 34.0 2.1 17.47 40.3 2.9 7.03 40.5 3.0 16.75 43.5 3.5 24.57 45.0 3.8 17.34 46.0 4.0 11.78 46.0 4.0 42.88 51.0 5.3 49.90 51.0 5.3 19.04 51.0 5.3 8.15 51.0 5.3 22.60 52.0 5.6 39.16 54.0 6.2 62.86 56.0 7.0 12.81 57.0 7.3 84.38 58.0 7.8 47.52 59.0 8.2 106.34 61.0 9.1 52.48 70.0 15.0 227.68 92.5 51.4 314.70 97.0 65.7 349.90 104.0 96.5 573.37 117.5 202.1 419.57

Tabla 5.40. Resultados del análisis de regresión múltiple b* Err.est. b Err.est. t(23) valor-p de b* de b Intersección -200.340 242.3545 -0.82664 0.416934

Rum 0.738145 0.107727 0.118 0.0173 6.85199 0.000001 Pedregosidad -0.423780 0.203837 -0.636 0.3061 -2.07901 0.048955 Pendiente -0.211382 0.112480 -1.482 0.7889 -1.87929 0.072935

Rs 0.200334 0.213029 0.501 0.5323 0.94041 0.356781

La Tabla 5.41 incorpora los resultados obtenidos con la ecuación y la Fig. 5.21 relaciona los valores registrados en la simulación de lluvia con los predichos a través de

155 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 la ecuación. Como puede observarse, se obtiene un ajuste razonable. No obstante, el gráfico indica una sobreestimación de las pérdidas de suelo con tasas bajas. Un coeficiente de eficiencia Nash y Sutcliffe (1970) de 0.75 pone de manifiesto la bondad de la fórmula para ser utilizada en la predicción.

Figura 5.21. Pérdidas de suelo calculadas a partir de la ecuación y las observadas en las simulaciones de lluvia

La Tabla 5.42 presenta los resultados de erosión de suelo para diferentes periodos de recurrencia. Ya se ha indicado que un factor determinante en la ecuación es el porcentaje de gravas que cubren la superficie del suelo. Por ello, se han calculado tasas de erosión en suelos con escasa presencia de cantos (valor medio del 3%) y en suelos muy pedregosos (valor medio del 34%) (Foto 5.2). Para los factores rs (resistencia del suelo) y g (gradiente) se han mantenido un único valor medio para todas las situaciones. Para tormentas de 116.7 mm h-1 (PR 200 años), la pérdida total de suelo alcanzó los 93.2 g m-2 h-1. Con tormentas de baja intensidad y alta frecuencia (PR < 10 años), las pérdidas no superaron los 35 g m-2 h-1 en suelos de escasa pedregosidad (3%). Sin embargo, para estas mismas intensidades y periodos de recurrencia los resultados de la erosión son bastante más moderados en suelos cultivados con viñedos y protegidos por un importante porcentaje de piedras (33%). En este caso, para tormentas con un

156 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela periodo de retorno de 200 años, las tasas de erosión se han calculado en 73.8 h m-2 h- 1. Para las de baja intensidad (<10 años de periodo de recurrencia) estas tasas no alcanzan los 15 g m-2 h-1. Se pone de manifiesto, pues, el importante papel de la cubierta de gravas en la protección frente a la erosión de los suelos cultivados con viñedos.

En la Fig. 5.22 los valores calculados por la ecuación obtenida con la regresión múltiple es relacionada con los datos obtenidos por la ecuación USLE-M con el objeto de tener una referencia comparativa con otro modelo para el cálculo de la erosión. Puede observarse que los resultados obtenidos con USLE-M son más altos, situándose los puntos por encima de la línea de ajuste 1:1.

Tabla 5.41. Tasas de erosión obtenidas con la simulación de lluvia y calculadas a partir de la ecuación

Ip 30 Recurrencia Valores Valores (mm h-1) (años) obtenidos predichos (g m-2 h-1) (g m-2 h-1) 29.6 1.6 0.58 15.76 29.6 1.6 14.64 14.37 30.0 1.7 18.20 21.62 31.0 1.8 16.66 3.40 33.0 2.0 1.76 2.70 34.0 2.1 44.40 21.29 40.3 2.9 2.75 12.87 40.5 3.0 30.00 15.17 43.5 3.5 24.40 16.08 45.0 3.8 4.20 0.47 46.0 4.0 5.00 9.77 46.0 4.0 34.80 26.87 51.0 5.3 8.00 27.43 51.0 5.3 2.60 21.96 51.0 5.3 7.20 21.30 51.0 5.3 13.40 13.38 52.0 5.6 4.60 8.54 54.0 6.2 54.80 41.18 56.0 7.0 37.00 15.90 57.0 7.3 24.16 20.54 58.0 7.8 8.60 13.19 59.0 8.2 10.00 16.57 61.0 9.1 5.800 11.57 70.0 15.0 45.20 46.40 92.5 51.4 57.80 57.33 97.0 65.7 63.00 57.13 104.0 96.5 93.20 82.60 117.5 202.1 49.60 67.91

157 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5

Tabla 5.42. Tasas de erosión a partir de la ecuación para diferentes periodos de retorno y cubierta de gravas

Periodo de IP 30 m TE (g m-2 h-1) TE (g m-2 h-1) retorno (años) (mm h-1) para G (3%) para G (34%) 5 50.6 26.3 6.9 10 63.7 34.1 14.7 25 80.2 47.6 28.1 50 92.4 60.3 40.9 100 104.6 75.4 56.0 200 116.7 93.2 73.8 500 132.7 118.7 99.3

Foto. 5.2. Superficie de suelos en viñedos con elevado porcentaje de gravas

158 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Figura 5.22. Pérdida de suelo calculado por la USME-M versus pérdida de suelo a partir de la regresión múltiple.

5.7. Erosión en viñedos

Es interesante poder comparar los resultados de nuestro estudio con los conseguidos con la misma metodología (simulación de lluvia) en otras áreas. Como ha podido comprobarse, las tasas de erosión en viñedos riojanos fueron, en general, bastante moderadas. Las suaves pendientes, la alta capacidad de infiltración y el almacenamiento del agua en las depresiones del suelo controlaron los procesos erosivos.

La tasa más elevada de pérdida de suelo fue de 93.2 g m‐2 h‐1 con una lluvia simulada de 104 mm h‐1. Con intensidades de precipitación bajas (<50 mm h‐1), la tasa media de erosión fue de 16.4 g m‐2 h‐1. Usando simulaciones de lluvia y reproduciendo condiciones climáticas, edáficas y topográficas muy semejantes, Wainwright (1996) calculó una pérdida de suelo en viñedos franceses de 252 g m‐2 h‐1. Para intensidades de 60 mm h‐ 1, Battany y Grismer (2000) recogieron valores de 264 g m‐2 h‐1 en viñedos cultivados en laderas de 5.7º. Gril et al. (1989) contabilizaron pérdidas de suelo de 112 g m‐2 h‐1 en

159 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 viñedos sin cubierta vegetal y 9.6º de pendiente. Para estas intensidades en viñedos riojanos la tasa media fue de 18.4 g m‐2 h‐1 (Tabla 5.43).

Tabla 5.43. Tasas de erosión en viñedos de diferentes áreas de estudio obtenidas con simulación de lluvia

Región IP Pendiente C. vegetal TE (mm h‐1) (º) (%) (g m‐2 h‐1) Napa (CA, USA)1 60 5.7 8.8 264 Theize (Francia)2 60 9.6 No 112 Vaison‐la‐Romaine (Francia)3 100 6.8‐7.8 0‐20 252 1Battany y Grismer (2000); 2Gril et al. (1989); 3Wainwright (1996)

5.8. Erosión en viñedos y otros usos del suelo

Los datos de escorrentía y erosión en viñedos a partir de simulaciones de lluvia pueden compararse con los obtenidos en otros usos del suelo a los que se les ha aplicado la misma metodología. En concreto, para este fin fue utilizada la información aportada por Arnáez et al. (1996), Lasanta et al. (2001), Oserín et al. (2007) y Arnáez et al. (2012) para campos en pendiente y bancales.

Los bancales se localizan en el Sistema Ibérico riojano y se encuentran actualmente abandonados. Los más próximos a las aldeas están siendo reutilizados para el pastoreo del ganado vacuno. Otros, por el contrario, están cubiertos con mayor o menor intensidad por el matorral.

Los campos en pendiente se encuentran en las cabeceras de los valles de Aísa y Borau (Pirineo aragonés). Se corresponden con parcelas adaptadas a la inclinación y forma de la ladera. A diferencia de los bancales, su puesta en cultivo no supuso alteraciones en el perfil de la vertiente. Actualmente, se encuentran abandonados y muestran diferentes estados de conservación en relación con el tiempo de abandono. Algunos presentan un destacado cubrimiento vegetal de matorral o herbáceas, mientras que en otros los cantos y piedras cubren prácticamente la totalidad de la superficie del campo.

En la Tabla 5.44 se describen las características de los suelos sobre los que se realizaron las simulaciones de lluvia en los tres ambientes considerados. Por lo que respecta a los viñedos, se constata, como ya se comentó con anterioridad, la presencia de texturas con un alto porcentaje de arenas y limos (39.3 y 40.4%, respectivamente). Son suelos calcáreos, con un pH que oscila entre 8 y 8.5. Los niveles de materia orgánica son relativamente bajos (0.9%).

160 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela

Los suelos de los bancales disponen de un horizonte A poco profundo y pobre en materia orgánica (2.7%). El horizonte B ofrece una estructura poliédrica muy poco desarrollada y poco estable. La textura de los suelos analizados es franco‐limosa con una proporción elevada de limos (61%). Las arcillas representan el 16.6% del total de las partículas. El pH es propio de ambientes básicos (7.7). En la superficie prácticamente no hay cantos y la cubierta vegetal protege el 75.4% del suelo.

Los suelos de los campos en pendiente son pardos forestales, de textura franca y elevada pedregosidad. Son pobres en materia orgánica y nutrientes (1.6%) y ricos en carbonatos (35.7%) con un pH entre 8 y 8.5. En estos campos en pendiente la pedregosidad aumenta con relación a los otros usos del suelo y es más abundante en aquellos que cuentan con un mayor tiempo de abandono. Aquí los procesos de erosión se han encargado de transportar el material más fino. La vegetación, especialmente matorral (Genista scorpius y Rosa gr. Canina) cubre los suelos de las parcelas con porcentajes variables.

Tabla 5.44. Características generales de suelos y parcelas con diferentes usos del suelo (valores medios)

Viñedos Bancales Campos en pendiente

Fracción arenas (%) 39.3 (±7.4) 22.4 (±9.2) 36.4 (±9.6)

Fracción limos (%) 40.4 (±6.4) 61.0 (±9.8) 40.0 (±7.6)

Fracción arcillas (%) 19.9 (±2.6) 16.6 (±4.4) 23.5 (±5.2)

Materia Orgánica (%) 0.9 (±0.3) 2.7 (±1.1) 1.6 (±0.5)

Carbonatos (%) 22.9 (±8.5) 27.5 (±10.6) 35.7 (±7.2)

pH 8.4 (±0.1) 7.7 (±0.2) 8.2 (±0.1)

Pendiente (º) 4.5 (±2.4) 5.0 (±1.5) 19.2 (±9.2) Pedregosidad (%) 10.3 (±14.6) 3.3 (±6.2) 26.7 (±30.3)

Cubierta vegetal (%) ‐ 75.4 (±23.5) 66.5 (±29.7)

Las intensidades medias de precipitación aplicadas aparecen en la Tabla 5.45 y los resultados de generación de escorrentía se incorporan en la Tabla 5.46. En general, puede afirmarse que, en los tres usos del suelo, una importante proporción del agua de las tormentas se infiltra en el suelo. En campos en pendiente y bancales se observa que la escorrentía supone el 25‐30% del agua precipitada. Por el contrario, en viñedos los porcentajes se muestran mucho más moderados: 11.2%. Los valores más altos, no

161 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 obstante, se obtienen en campos en pendiente, con un coeficiente de casi el 30%. Hubiese sido esperable una menor producción de escorrentía en los bancales, ya que éstos fueron construidos para reducir la inclinación de la ladera haciéndola cultivable, retener más agua y frenar los procesos de erosión. Sin embargo, la intensidades de precipitación en las pruebas de simulación en bancales fueron ligeramente más elevadas que en los otros usos del suelo y que los suelos de algunos de estos bancales son utilizados para el pastoreo del ganado que reduce con el pisoteo la capacidad de infiltración (Oserín et al., 2007)

Tabla 5.45. Intensidades de precipitación para las simulaciones de lluvia en diferentes usos del suelo

Usos del suelo Nº Ip mm h‐1 Viñedos 23 45 (± 10) Bancales 12 62 (± 11.5) Campos en pendiente 60 53 (± 4.9)

Tabla 5.46. Resultados principales de las simulaciones de lluvia para diferentes usos del suelo

Inicio Escorrentía Coef. escorrentía (%) TE (g m‐2 h‐1) (s) Viñedos 776 (± 480) 11.3 (± 6.5) 16.7 (± 15.2) Bancales 874 (± 498) 26.2 (± 17.3) 11.9 (± 6.7) Campos en pend. 626 (± 490) 29.9 (± 28.4) 29.8 (± 39.9)

También la Tabla 5.46 muestra la respuesta erosiva de los diferentes usos del suelo tras las pruebas de simulación de lluvia. Las tasas de erosión son más elevadas en los campos en pendiente (29.8 g m‐2 h‐1) y viñedos (16.7 g m‐2 h‐1) y se muestra más moderada en los bancales (11.9 g m‐2 h‐1).

A partir de los datos mostrados se comprueba que el viñedo es el uso del suelo que genera una menor escorrentía (11.3%), aunque produce una importante cantidad de sedimentos. Las diversas labores agrícolas favorecen la existencia de suelos muy sueltos y permeables, con altas capacidades de infiltración. Del mismo modo, los suelos con viñedos disponen de suficiente material suelto para poder ser transportado por el agua de escorrentía.

Los bancales, en comparación con los viñedos, muestran unos coeficientes de escorrentía más elevados (26.2%) (Fig. 5.23). La capacidad de infiltración de los suelos

162 Hidrología y erosión del suelo en viñedos a escala de microparcela de los bancales es más reducida. Se trata de suelos acumulados detrás de un muro de piedras que desde hace décadas no han sido sometidos a labores agrícolas. Algunos de ellos, además, están siendo utilizados en la actualidad para el pastoreo del ganado que, con el pisoteo constante, reduce la capacidad de infiltración. Las tasas de erosión, no obstante, son moderadas con valores medios de 11.9 g m‐2 h‐1. Este comportamiento está relacionado con la importante cubierta herbácea o de matorral que cubre los suelos de los bancales. De hecho, se comprueba que las tasas de erosión se reducen considerablemente a medida que el porcentaje de cubierta vegetal es más importante. Cerdà (1994) en el País Valenciano, utilizando también un simulador de lluvia de características muy semejantes al nuestro, y con intensidades de precipitación de 55 mm h‐1, recogió tasas medias de erosión de 167.9 g m‐2 h‐1 en bancales abandonados situados sobre margas, con porcentajes de cubrimiento vegetal inferior al 20%. En nuestro caso, los porcentajes de cubierta vegetal se sitúan en torno al 75% lo que justificaría la moderación de las tasas de erosión.

Figura 5.23. Escorrentía y erosión en diferentes usos del suelo (valores medios)

Los campos en pendiente aportan los datos más elevados en cuanto a generación de escorrentía y producción de sedimentos. El valor medio del coeficiente de escorrentía alcanza el 30% y la tasa de erosión media ha sido calculada en 29.8 g m‐2 ha‐1. El análisis estadístico pone de manifiesto que en campos en pendiente los volúmenes de escorrentía se relacionan muy adecuadamente con las tasas de erosión. Los campos

163 José Ángel Llorente Adán Capítulo 5 en pendiente del área de estudio, en la actualidad, muestran diferentes microambientes que son determinantes para explicar la actividad de la erosión (Arnáez et al., 1996). Algunas de estas parcelas están muy degradadas, con escasa cubierta vegetal y procesos de erosión muy activos.

164

6. Hidrología y erosión del suelo en la ladera

En este capítulo se pretende conocer, por un lado, el comportamiento de la humedad del suelo en laderas cultivadas con viñedos y, por el otro, la distribución y organización espacial de las formas de erosión y sedimentación que se generan después de tormentas de cierta intensidad. Ambos factores pueden ayudar a comprender el funcionamiento hidro-geomorfológico a escala de ladera.

6.1. Análisis de la humedad del suelo

La humedad de los primeros centímetros del suelo (topsoil water content) juega un papel crucial en la interacción de los procesos hidrológicos y ecológicos (Grayson et al., 1997; Ma et al., 2004). Es, además, un factor significativo para predecir la generación de escorrentía (Penna et al., 2015) y el arranque de las partículas del suelo en los primeros momentos de un evento erosivo (Yu et al., 2014). Su variabilidad y funcionamiento en el tiempo y en el espacio están condicionados por un buen número de factores (Nyberg, 1996). La pendiente o la orientación tienen efectos importantes en la distribución de la humedad de la superficie del suelo en una ladera. Por otro lado, la microtopografía, los tipos de suelo, las precipitaciones estacionales o anuales y las tormentas de fuerte intensidad horaria pueden favorecer las fluctuaciones de la humedad del suelo. Todos estos aspectos son tratados en este apartado.

6.1.1. Precipitación

A partir de los datos ofrecidos por la estación meteorológica de Agoncillo, gestionada por el Gobierno de La Rioja, se han extraído los registros pluviométricos del periodo de estudio (2009-2011). En la Tabla 6.1 se han incorporado los datos de la precipitación total mensual y anual. Puede comprobarse que el año 2009, con 434 mm, fue ligeramente más húmedo que la media de la serie (419 mm). Por el contrario, los años 2010 y 2011 acumulan una precipitación muy inferior a la media, pudiéndose considerar como años más secos.

En la Fig. 6.1 se sigue la evolución de las precipitaciones a lo largo del año. Se concluye que el mes más lluvioso fue junio, especialmente para los años 2010 y 2011 mientras que en el 2009 las máximas precipitaciones se registraron en los meses de noviembre y diciembre, siendo junio también un mes húmedo. En los tres años los valores mínimos se registraron en julio para el año 2009 y agosto para el 2010 y 2011. El balance global de los tres años pone de manifiesto que la estación más lluviosa fue la primavera, con un 33% de las precipitaciones. El otoño y el invierno se repartieron las precipitaciones de forma bastante homogénea (un 28%, en el primer caso, y un 25%, Hidrología y erosión del suelo en ladera en el segundo). Finalmente, en el verano se redujeron las precipitaciones de forma considerable (14%) (Fig. 6.2).

Tabla 6.1. Precipitaciones recogidas en la estación meteorológica de Agoncillo para el periodo de estudio

2009 2010 2011 Enero 55.3 38.8 16.3 Febrero 15.9 26.7 33.6 Marzo 35.7 16.3 30.2 Abril 38.8 33.6 25.2 Mayo 25.8 30.7 34.2 Junio 51.2 45.9 68.8 Julio 1.8 32.8 7.8 Agosto 11.8 0 3.2 Septiembre 42.8 10.4 39.3 Octubre 26.0 33.4 8.3 Noviembre 61.5 35.2 37.9 Diciembre 67.8 29.6 6.9 Total 434.4 333.4 311.7

80

70

60

50

40 2009 mm 30 2010 2011 20

10

0

Figura 6.1. Evolución de las precipitaciones a lo largo de los años analizados

168 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

28% 25%

14% 33%

Invierno Primavera Verano Otoño

Figura 6.2. Reparto de las precipitaciones del 2009-2011 por estaciones

6.1.2. Características de los suelos

Las muestras de suelo analizadas nos indican que en el conjunto de la ladera predominan los suelos francos, es decir suelos texturalmente equilibrados donde las arenas representan el 38.6% del total de partículas, los limos un 40.9% y las arcillas un 20.5%, con pH moderadamente alcalino (8.4). El porcentaje de materia orgánica es bajo (1.1%) y el correspondiente a los carbonatos alto (25.3%) (Tabla 6.2). En la Fig. 6.3 se dibuja la evolución de los componentes texturales del suelo a lo largo de la ladera sin que se observen variaciones importantes por lo que respecta a las arcillas. Los porcentajes de arenas tienden a incrementarse ligeramente hacia los sectores bajos de la ladera mientras que, por el contrario, los limos tienden a descender.

Tabla 6.2. Características medias de los suelos del área de estudio

Media Desviación Arenas 38.6 5.3 Limos 40.9 5.4 Arcillas 20.5 1.6 Carbonatos 25.3 8.5 Materia Orgánica 1.1 0.4 Caliza Activa 10.5 2.6 pH 8.4 0.1

169 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 Arenas 20,0 Limos Porcentaje 15,0 Arcillas 10,0 5,0 0,0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Distancia al sector alto de la ladera (m)

Figura 6.3. Evolución de arenas, limos y arcillas a lo la largo de la ladera

6.1.3. Evolución temporal de la humedad del suelo

Desde el 16 de enero del 2009 hasta 31 de marzo del 2011, el contenido de humedad de los primeros centímetros del suelo fue medido en los puntos seleccionados (ver metodología). La humedad media anual de la ladera fue de un 12.3%. Las Fig. 6.4, 6.5 y 6.6 muestran la variabilidad temporal de la humedad del suelo a lo largo del año así como con la precipitación total, la evapotranspiración total y la dureza media del suelo. En las figuras se observa que durante los meses invernales (diciembre, enero y febrero) los suelos presentan los mayores porcentajes de humedad (18.1% en diciembre, 19.2% en enero y 19.5% en febrero). Por el contrario, en septiembre se reducen considerablemente estos porcentajes (6.4%). Estos valores tan bajos también se detectan en julio y agosto (6.9 y 7.4%). En realidad, y de forma simplificada, pueden observarse tres ciclos de humedad del suelo: uno alto, que comienza en noviembre y termina en febrero, otro bajo, que abarca los meses de julio, agosto y septiembre, y, finalmente, otro intermedio coincidente con los meses primaverales.

La relación entre la precipitación total mensual caída en el periodo de estudio y la humedad del suelo no es del todo evidente (r2=0.16). De hecho, siendo la primavera la estación en la que se recoge mayor cantidad de lluvia, no es este periodo el que presenta unos suelos más húmedos. Tampoco se detecta una muy buena relación entre humedad y dureza del suelo, aunque mejora con respecto al caso anterior (r2=0.24). Mejor conexión puede detectarse entre la humedad del suelo y la evapotranspiración

170 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

(r2=0.70). En este último caso, coinciden los meses con suelos más secos con los periodos de mayores pérdidas de agua por evapotranspiración (abril-septiembre).

60 20

50 15 40

30 10

20 (%) Humedad Precipitación (mm) Precipitación 5 10

0 0

Precipitacion (mm) Humedad (%)

Figura 6.4. Evolución temporal de las precipitaciones y la humedad del suelo

25 200 180 20 160

140 (mm)

(%) 15 120 100 10 80

Humedad 60 5 40 Evapotranspiración 20 0 0

Eto (mm) Humedad (%)

Figura 6.5. Evolución temporal de la humedad del suelo y la evapotranspiración

171 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

25 3,50

3,00 20 2,50

15 2,00

10 1,50 Humedad (%) Humedad

1,00 Kg/cm2) Dureza 5 0,50

0 0,00

Dureza (kg/cm2) Humedad (%)

Figura 6.6. Evolución temporal de la humedad del suelo y la dureza

Las Fig. 6.7, 6.8 y 6.9 muestran la relación entre el contenido de humedad de los suelos y la cantidad de precipitación antecedente para 3, 5 y 10 días. Y es aquí donde se puede afirmar que la humedad está realmente afectada por la precipitación. Los contenidos de humedad están positivamente relacionados con la precipitación antecedente en los tres casos. Sin embargo, el mejor resultado, con un coeficiente de determinación más elevado (r2= 0.43), se obtiene con la precipitación antecedente de 5 días. En cualquier caso, puede concluirse que en nuestra área de estudio el suministro de agua en el suelo depende principalmente de las precipitaciones.

30 y = 0,72x + 9,5782 R² = 0,2533 25

20

15

Humedad (%) 10

5

0 0 5 10 15 20 Precipitación antecedente 3 días (mm)

Figura 6.7. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 3 días

172 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

35,0 y = 0,5983x + 8,5144 R² = 0,4361 30,0

25,0

20,0

15,0 Humedad (%) 10,0

5,0

0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Precipitación antecedente 5 días (mm)

Figura 6.8. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 5 días

30 y = 0,3397x + 8,178 R² = 0,3424 25

20

15

Humedad (%) 10

5

0 0 10 20 30 40 50 Precipitación antecedente 10 días

Figura 6.9. Relación entre la humedad de la superficie del suelo y la precipitación antecedente 10 días

173 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

6.1.4. Comportamiento espacial de la humedad del suelo

Para conocer la variabilidad espacial de la humedad del suelo en la ladera se han utilizado dos métodos complementarios. Por un lado, se ha seguido la evolución de humedad media desde el sector alto al sector bajo de la ladera y, por el otro, se ha aplicado el método de interpolación IWC para disponer de una representación en dos dimensiones. En ambos casos, y siguiendo la información aportada hasta el momento, se han seleccionado tres momentos temporales:

• Periodo húmedo. Corresponde a los meses de enero, febrero, noviembre y diciembre. La humedad del suelo supera el 15% en todos los puntos de la ladera pudiendo superar en alguno de ellos el 20%.

• Periodo intermedio. Corresponde a los meses primaverales (abril, mayo, junio) y comienzos del otoño (octubre). La humedad del suelo se ha reducido alcanzando valores medios que oscilan entre el 8.5 y 14%.

• Periodo seco. Julio, agosto y septiembre se incluirían en este grupo. La humedad del suelo desciende hasta el 5% y no supera el 10%.

25

20

15

10 Humedad Humedad (%)

5

0 0 200 400 600 800 Distancia al sector alto de la ladera (m)

Enero Febrero Noviembre Diciembre

Fig. 6.10. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo húmedo

174 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

En las Fig. 6.10, 6.11 y 6.12 se han representado los comportamientos de la humedad del suelo a lo largo de la ladera. En los tres periodos seleccionados se observa que son el sector alto y el pie de la ladera los que disponen de porcentajes más elevados mientras que en el sector intermedio la humedad se reduce considerablemente. Por lo que respecta al periodo húmedo, en la cabecera de la ladera los porcentajes de humedad oscilan entre el 17 y el 23%, siendo febrero el más húmedo. Al pie de la ladera estos valores oscilan entre 19.5% y 23%. En este caso, el mes de enero es el que registra los valores más altos. En el periodo intermedio, en el sector superior de la ladera la humedad oscila entre el 13 y 14% mientras que al pie de la misma se registran valores entre el 11 y el 16%. Por último en el periodo seco el comportamiento es muy similar, aunque en este caso todos los registros son mucho más bajos.

25

20

15 (%)

10 Humedad

5

0 0 200 400 600 800 Distancia al sector alto de la ladera (m)

Abril Mayo Junio Octubre

Fig. 6.11. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo intermedio

175 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

25

20

15

Humedad Humedad (%) 10

5

0 0 200 400 600 800 Distancia al sector alto de la ladera (m)

Julio Agosto Septiembre

Fig. 6.12. Evolución de la humedad en la ladera en el periodo seco

El uso de un método de interpolación en un sistema de información geográfica nos permite conocer el comportamiento de la humedad del suelo en los tres periodos de análisis seleccionados en el conjunto de la ladera analizada. El método utilizado ha sido el IDW que interpola una superficie raster a partir de puntos utilizando una técnica de distancia inversa ponderada. La superficie que se interpola debe ser la de una variable dependiente de la ubicación. Este modelo espacial determinista se basa en la siguiente ecuación:

= ∗

Donde Z(s0) es el valor que se intenta predecir para el lugar s0; N es el número de puntos muestrales alrededor del lugar que se va a predecir y que se tendrán en cuenta en el cálculos, λi es el peso asignado a cada punto muestral y Z(si) es el valor observado del lugar si.

176 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

4697900N 4697900N

4697800N 4697800N

4697700N 4697700N

4697600N 4697600N

15% 16% 4697500N 4697500N 17% 18% 19% 20% 21% 4697400N 4697400N 22% 23% 24% 25% 4697300N 4697300N 26% 27% 28% 29%

4697200N 4697200N Red hidrograf ica 551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

0 100 200 Metres

Figura 6.13. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo húmedo

177 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

4697900N 4697900N

4697800N 4697800N

4697700N 4697700N

4697600N 4697600N

4697500N 4697500N

6% 7% 8% 4697400N 4697400N 9% 10% 11% 12% 13% 4697300N 4697300N 14% 15% 16% 17% 18% 4697200N 4697200N Red hidrograf ica 551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

0 100 200 Metres

Figura 6.14. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo intermedio

178 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

4697900N 4697900N

4697800N 4697800N

4697700N 4697700N

4697600N 4697600N

4697500N 4697500N

4697400N 4697400N 4% 5% 6% 7%

4697300N 4697300N 8% 9% 10% 11% 12% 4697200N 4697200N Red hidrograf ica 551700E 551800E 551900E 552000E 552100E

Figura 6.15. Distribución de la humedad de la superficie del suelo en la ladera durante el periodo seco

179 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

En las Fig. 6.13, 6.14 y 6.15 se ha representado la distribución de la humedad en los tres periodos considerados en el conjunto de la ladera. Los resultados son muy semejantes a los logrados con el análisis de perfiles. La humedad se acumula en los sectores más altos de la ladera, se reduce considerablemente en los sectores intermedios y vuelve a incrementarse en el pie de la ladera, especialmente en el sector más sudoccidental coincidiendo con la dirección de la microred de drenaje de orientación noreste-suroeste. Es probable que estas áreas actúen como áreas de contribución parcial en primevara e invierno.

6.1.5. Factores que afectan a la variabilidad de la humedad del suelo

Es difícil determinar los factores que influyen en la variabilidad de la humedad del suelo. Sin duda, la pendiente, las formas de la superficie del suelo, sus propiedades, los usos del suelo, las precipitaciones o las labores agrícolas son elementos a considerar. En nuestro análisis ya se ha comprobado el efecto de las precipitaciones antecedentes.

Tabla 6.3. Coeficientes de correlación entre la humedad del suelo y diferentes variables Altitud (m) 0.125 Pendiente (%) 0.707** Arenas (%) -0.809** Limos (%) 0.898** Arcillas (%) -0.341 Carbonatos (%) 0.295 Materia orgánicas (%) 0.018 Caliza (%) -0.092 Dureza (kg cm-2) 0.500

En la tabla 6.3 se han incluido los coeficientes de corrrelación obtenidos entre la humedad del suelo, la pendiente, la textura del suelo, el contenido de carbonatos, la materia orgánica, la caliza activa y la dureza del suelo para determinar el factor o factores que influyen en la variabilidad de la superficie del suelo. Se comprueba que la humedad media anual se correlaciona positivamente con la pendiente y el contenido de limos en el suelo. También existe una buena correlación, aunque negativa, con el porcentaje de arenas. El papel de la textura del suelo en la variabilidad de la humedad también ha sido constatada por Orfánus y Eitzinger (2010) y Muñoz-Pardo et al. (1990). La dureza del suelo, aunque estadísticamente no manifieste una fuerte correlación, es un factor a considerar. A mayor dureza es esperable un mayor porcentaje de humedad, pues el apelmazamiento del suelo puede reducir la acción de la evaporación. Por el contrario, un suelo suelto o recién labrado pierde mayor cantidad de agua por este

180 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera proceso.

6.2. Formas de erosión y sedimentación

1 Dos tormentas con intensidades máximas para 10 minutos de 36.6 y 31.2 mm h‐ provocaron el desencadenamiento de un conjunto de procesos de erosión y sedimentación en una ladera cultivada con viñedos que fueron cartografiados (Foto 6.1) En el capítulo de metodología se especifica de manera pormenorizada el procedimiento seguido para realizar este trabajo y la descripción del área de estudio.

Las formas de erosión y sedimentación recogidas fueron:

• Arroyamiento laminar. Superficies donde se observa la actividad de la escorrentía superficial que actúa en forma de manto. En algunos sectores el agua ha actuado con intensidad transportando gran cantidad de partículas y suelo. Al mismo tiempo que dejaba una importante proporción de cantos superficiales y pequeñas incisiones. Podríamos hablar, pues, de áreas sometidas a un arroyamiento laminar severo. En la mayor parte de la ladera, no obstante, lo que predomina es la categoría arroyamiento laminar moderado, con evidencias de la actuación del agua, pero con un mínimo transporte de sedimentos.

• Rigolas. Incisiones bien definidas a lo largo de la parcela. Siguen la dirección de la pendiente y se disponen de forma paralela, sin jerarquización. Casi todas tienen una pequeña cabecera que evoluciona por medio de la erosión remontante. Algunas pueden alcanzar profundidades de hasta 30 cm y anchuras de 60 cm. Por ellas ha circulado el agua a gran velocidad. En su interior no hay depósitos ni cantos gruesos. Las paredes del canal están pulidas y lisas.

• Pequeños deslizamientos. Se sitúan en los taludes de los pequeños bancales o lindes que separan las parcelas. El material desprendido suelo depositarse al pie de la cicatriz.

• Sedimentación de material fino. Superficies amplias de espesores variables sobre las cuales se configuran pequeños canales que dejan ver el perfil del depósito. En algunos de estos depósitos se intuyen formas parecidas a alluvial fans. Suelen encontrarse en el sector inferior de la parcela, encima del salto del bancal donde hay una evidente reducción de la pendiente. A veces el agua desborda el linde encontrándose material en la parcela inferior.

181 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Foto 6.1. Diferentes formas de erosión y sedimentación en parcelas cultivadas con viñedos después de una tormenta de intensidad horaria

La confección de una cartografía con estas formas de erosión y sedimentación nos facilitó conocer su representación en la ladera (Fig. 6.16). En la Tabla 6.4 se incluyen los datos. Se observa que, después de la precipitación, el arroyamiento laminar moderado ocupó el 35.6% del área analizada y el severo un 17.6%. Las áreas de sedimentación cubrieron el 40.9% de la ladera.

Tabla 6.1. Superficie ocupada por las formas de erosión y sedimentación Formas de erosión y sedimentación Ha % Áreas sin erosión o arroyamiento laminar muy moderado 8.09 35.6 Áreas con arroyamiento laminar severo 3.99 17.6 Rigolas y cárcavas 1.19 5.2 Pequeños Deslizamientos 0.03 0.1 Áreas con sedimentación 9.27 40.9 Otros 0.10 0.44 22.67

182 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Figura 6.16. Mapa de formas de erosión y sedimentación en el área de estudio

6.3. Factores de control en la distribución de formas de erosión y sedimentación

En la activación de los procesos de erosión interviene un número amplio y complejo de factores como la intensidad de las precipitaciones, las características de los suelos, el tipo y grado de cubierta vegetal, la pendiente, o los tipos y sistemas de laboreo. En nuestro caso, al trabajar a escala de ladera, algunos de estos parámetros, como la precipitación y su intensidad o las técnicas agrícolas utilizadas, son aplicables a toda el área de estudio. Por lo tanto, los factores más determinantes en la organización espacial de los procesos de erosión observados tienen que estar necesariamente relacionados con las características topográficas del territorio y la disposición de los campos. En el conjunto de variables topográficas, la altitud y la exposición tampoco son significativas; la primera porque presenta valores máximos de 490 m y mínimos de 419 m (desviación estándar: 16.7); la segunda porque también ofrece escasa variabilidad al predominar las orientaciones solana en toda la ladera. Por lo tanto, y para nuestros fines, los parámetros

183 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera que mejor puede determinar la distribución y organización espacial de los procesos de erosión son la pendiente, las estructuras agrarias (parcelario con lindes de fincas y caminos rurales), la microtopografía (umbrales y depresiones) y las concentraciones de flujo.

El factor pendiente presenta suficiente diversidad para ocasionar variaciones en el funcionamiento de la escorrentía superficial. La pendiente media en la ladera de estudio ha sido calculada en 9.4º y en la superficie muestreada desciende a 8.4º, siendo los valores mínimo 0º y 58º, respectivamente. En la Tabla 6.5 se incluye la distribución de las formas de erosión y sedimentación en relación con la pendiente. Los desniveles más pronunciados están ocupadas por el arroyamiento laminar severo y los deslizamientos, mientras que las formas de acumulación se centran en las pendientes más suaves. La ANOVA alcanza un nivel de significación del 0.000, indicador de la diferenciación de los grupos.

Tabla 6.5. Distribución de las formas de erosión y sedimentación según la pendiente Formas de erosión y sedimentación (º) % Áreas sin erosión o arroyamiento laminar muy moderado 7.9 4.9 Áreas con arroyamiento laminar severo 11.1 4.2 Rigolas y cárcavas 8.3 5.1 Pequeños Deslizamientos 12.9 7.5 Áreas con sedimentación 7.5 4.2 Anova 0.000

El parcelario, obtenido a partir de la cartografía, incluye un total de 65 pequeñas parcelas que, como es habitual en La Rioja, son resultado de un sistema de reparto hereditario. En la Fig. 6.17 puede observarse su disposición. El 44.6 % de las parcelas tienen menos de 0.5 ha, el otro 44.6 % entre 0.5 y 1 ha, y solamente el 10.7% poseen dimensiones superiores a 1 ha.

184 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Figura 6.17. Parcelario de la ladera estudiada

El parcelario ha facilitado el desarrollo de un buen número de lindes y divisiones que pueden observarse en la Fig. 6.18. También se distinguen los caminos rurales principales (con una trayectoria oeste‐este) y secundarios. Algunas lindes están configuradas por un pequeño talud de 0.5 a 3 metros de altura que limita con la parcela inmediatamente inferior. El interés del parcelario está relacionado con el desarrollo de microtopografías decisivas en la distribución de procesos de erosión. El sector inferior de las parcelas (siempre ladera abajo) es utilizado como área de maniobra y cambio de sentido de la maquinaria agrícola o bien coincide con caminos o, en muchos casos, está asociado al rellano de los pequeños bancales. En todo caso en estos sectores se forman superficies llanas o en contrapendiente que favorecen la acumulación de sedimentos. Por el contrario, en los saltos de los bancales o los bordes de los caminos rurales se activan pequeños deslizamientos que, a menudo, actúan de cabeceras de rigolas o cárcavas.

185 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Figura 6.18. Linderos, caminos, saltos de bancal y áreas con pendientes superiores a 13º

La microtopografía es un factor a considerar en el comportamiento de los procesos de erosión. La distribución en la ladera de las rupturas de pendiente, las depresiones, las convexidades o las zonas llanas es decisiva para explicar las direcciones de las escorrentías. En las rupturas de pendiente el pequeño desnivel incrementa la velocidad del agua. En las zonas llanas o de escasa pendiente (algunas localizadas en la parte superior de la ruptura) se favorece la acumulación de agua y la sedimentación de partículas. Lo mismo ocurre con las depresiones. Esta topografía de las ladera suele coincidir con los sectores situados al pie de las parcelas (allí donde los tractores realizan sus giros), en el fondo del valle o al pie de la ladera. El MDT permite, a partir de los sistemas de información geográfica, calcular las distancias de los pixel a estos factores.

Finalmente, se ha dispuesto de un mapa hidrológico que recoge la organización de las líneas de exportación y acumulación de escorrentía. Este es un mapa relativamente complejo, porque se requiere un modelo digital del terreno “hidrológicamente correcto”, es decir, sin depresiones internas que impidan el drenaje de la red. Toda celda debe aportar flujo a uno o varios pixels. Esto se consigue a partir del SIG. El mapa resultante

186 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera es de un gran interés explicativo, porque en realidad dibuja una muy precisa red de drenaje superficial (Fig. 6.19).

Figura 6.19 Red de drenaje del área de estudio

6.4. El peso de los factores y la distribución espacial de las formas de erosión y sedimentación

Como ya se ha explicado en el capítulo de metodología, la relación entre las formas de erosión‐sedimentación y las variables fue cuantificada a través de un análisis multifactorial (análisis discriminante) que perseguía tres objetivos: a) identificar los factores más determinantes en la organización espacial de las formas de erosión y sedimentación, b) comprobar el ajuste de los resultados en el área de estudio y, finalmente, c) confeccionar una cartografía predictiva para el conjunto de la ladera, es

187 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera decir, extrapolar los resultados del sector en el que se cartografiaron las formas de erosión y sedimentación -22 ha- al conjunto de la ladera -45 ha.

Se han tenido en cuenta las conexiones existentes entre las formas de erosión y sedimentación (áreas sin erosión o arroyamiento laminar moderado, áreas de arroyamiento laminar severo, rigolas, áreas de sedimentación y deslizamientos) y las variables topográficas: pendiente, distancia a los umbrales topográficos/convexidades, distancia a las depresiones, distancia a los linderos/límites de las parcelas (ladera arriba y ladera abajo), áreas de concentración de flujos y áreas de exportación de flujos.

En el análisis discriminante el 89.3% de la varianza se acumula en la primera función mientras que la segunda sólo representa un 7.8% (Tabla 6.6). Esta primera función, como se puede comprobar en la Tabla 6.7, resalta la importancia de las distancias a los límites de las parcelas (0.636 y 0.610) y diferencia claramente el arroyamiento laminar severo de los otros procesos, tal y como queda reflejado en la posición de los centroides: valor positivo para el primer tipo de formas de erosión y sedimentación; y negativos para el resto (Fig. 6.20). La segunda función enfatiza la importancia del gradiente de la ladera, distinguiendo los deslizamientos y las áreas de sedimentación (Fig. 6.20). Por lo tanto, el análisis muestra el papel de la estructura de la parcela y la pendiente en la distribución de la erosión.

La Tabla 6.8 recoge los resultados de la clasificación realizada mediante los criterios del análisis discriminante. El modelo clasifica adecuadamente el arroyamiento laminar severo (65.8%), los deslizamientos (63.4%) y las áreas de sedimentación (44.25). Sin embargo, las rigolas (29.5%) no se ajustan adecuadamente en este tipo de análisis.

Tabla 6.6. Autovalores del análisis discriminante Función Autovalor % de varianza % acumulado Correlación canónica 1 0.193 89.3 89.3 0.402 2 0.017 7.8 97.1 0.129 3 0.004 2.0 99.1 0.065 4 0.002 0.9 100.0 0.044

188 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Tabla 6.7. Matriz del análisis discriminante para las funciones 1 y 2 (92% de la varianza acumulada) Función 1 2 Distancia al lindero ladera arriba de las parcelas 0.636* -0.005 Distancia al lindero ladera debajo de las parcelas 0.610* -0.281 Distancia a las depresiones 0.559* -0.196 Gradiente 0.299 -0.867* Áreas de exportación de flujos -0.073 0.102 Áreas de acumulación de flujos -0.041 0.060 Distancia a los umbrales topográficos (ladera abajo) -0.255 -0.364 Distancia a los umbrales topográficos (ladera arriba) -0.073 -0.433

Figura 6.20. Centroides de las formas de erosión y sedimentación a partir del análisis discriminante (MSWE: áreas sin erosión o arroyamiento laminar moderado; SSWE: arroyamiento laminar severo; RG: Rigolas; SA: áreas de sedimentación; LS: deslizamientos)

Tabla 6.8. Clasificación a partir del análisis discriminante Grupo predicho (%)

Arroyamiento Arroyamiento Rigolas Áreas de Deslizamientos laminar laminar sedimentación moderado severo Arroyamiento 14.3 18.0 15.7 33.4 18.6 laminar moderado Arroyamiento 9.8 65.8 11.1 12.5 0.9 laminar severo Rigolas 11.2 10.4 29.5 33.6 15.2

Áreas de 15.5 13.5 17.9 44.2 8.8 sedimentación Deslizamientos 3.7 1.5 7.9 23.4 63.4

189 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

La cartografía obtenida a partir de este análisis discriminante es mostrada en la Fig. 6.21 y representa un modelo predictivo de distribución de formas de erosión y sedimentación. Dicho de otra forma, un mapa donde se incorporan las áreas más proclives a la aparición de uno u otro proceso de erosión con tormentas de cierta intensidad en una ladera de 45 ha en relación con las variables microtopográficas. De este mapa podemos extraer las siguientes ideas (Tabla 6.9):

• El sector superior del mapa, coincidente con la parte alta de la ladera, tiene probabilidades de verse afectado por arroyamiento laminar.

• Los sectores intermedio y bajo de la ladera, por el contrario, son áreas que podrían recoger y acumular sedimentos.

• Esta distribución general es localmente alterada por los umbrales topográficos, linderos de las parcelas y caminos rurales. La disposición de estos últimos perpendiculares a la dirección de la máxima pendiente actúa como trampa de sedimentos favoreciendo la sedimentación. Aguas abajo de estas estructuras, el análisis discriminante predice áreas que podrían verse afectadas por rigolas.

• Las rigolas, una vez iniciadas, siguen la dirección de la red de drenaje camuflada, en parte, por las labores agrícolas.

Tabla 6.9. Área ocupada por formas de erosión y sedimentación en diferentes sectores de la ladera

Sector alto Sector medio Sector bajo Caminos rurales y linderos Arroyamiento laminar moderado 7.5% 13.7% 23.7% 1.4% Arroyamiento laminar severo 56.1% 10.2% 5.4% 1.3% Rigolas 11.1% 24% 12.3% 17% Áreas de sedimentación 17.8% 48.5% 40.4% 6.1% Deslizamientos 7.5% 3.5% 18.2% 74.1%

190 José Ángel Llorente Adán Hidrología y erosión del suelo en ladera

Figura 6.21. Organización especial de las formas de erosión y sedimentación a partir del análisis discriminante.

191 José Ángel Llorente Adán

7. Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

Para el estudio de la erosión a escala regional se aplican metodologías que se han reforzado por la generalización y el desarrollo, primero, de los sistemas de información geográfica y, después, de la teledetección. Los SIG´s han permitido aplicar los resultados obtenidos con ecuaciones como la USLE a amplias regiones. La utilización del SIG y la teledetección se ha centrado en la determinación de las características de la erosión y de las superficies erosionadas, la estimación de los factores que controlan la erosión o las características del suelo y la cubierta vegetal (Beguería, 2005, 2006). De cara a la gestión medioambiental, la obtención de cartografías de riesgo de erosión, que permiten concentrar actuaciones de conservación en los lugares donde éstas resultan más adecuadas, puede resultar de gran interés (IDER, 2005).

En este capítulo nuestra intención no es aportar información cuantitativa precisa sobre tasas de erosión en suelos cultivados con viñedos a escala regional, sino más bien presentar una primera aproximación que abra camino a retos más ambiciosos. Por ello, este apartado se ha apoyado en la aplicación de métodos cualitativos con parámetros accesibles y fáciles de manejar. Este tipo de métodos ya han sido utilizados con anterioridad (Stocking y Elwell, 1973; Lavado Contador, et al., 2009). Morgan (2005) apunta varios inconvenientes asociados a estas técnicas. En primer lugar, las variables pueden ser sensibles a diferentes sistemas de puntuación. Por ejemplo, un diferente planteamiento en la delimitación de los grupos de pendiente puede influir directamente en el resultado. En segundo lugar, cada factor es tratado de forma independiente cuando en la realidad se encuentran interrelacionados. Por último, a cada factor se le aplica el mismo peso, cuando, dependiendo del área de estudio, uno o varios de ellos pueden ser más decisivos. A pesar de estos inconvenientes, el método es fácil de utilizar y tiene la virtud de incorporar factores que, de otro modo, presentarían dificultades para ser cuantificados. En definitiva, cuando la técnica se aplica cuidadosamente puede aportar una valoración general de riesgo e indicar las áreas más vulnerables.

La metodología aplicada para el cálculo de la susceptibilidad a la erosión hídrica en laderas cultivadas con viñedos ya ha sido descrita en el apartado de metodología. No obstante, se recuerda que se ha apoyado en el manejo de algunos de los parámetros de la RUSLE. De este modo, se ha considerado: la intensidad máxima de las precipitaciones con una duración de 30 minutos y para un periodo de retorno de 10 años, la escorrentía, la pendiente, la longitud de la ladera y la erodibilidad de los

195 José Ángel Llorente Adán Capítulo 7 suelos. Estos parámetros han sido normalizados siguiendo las indicaciones incluidas en el capítulo de métodos.

7.1. Análisis de los factores para el cálculo de la susceptibilidad a la erosión

Los valores de intensidad máxima de las precipitaciones, con una duración de 30 minutos y para un periodo de retorno de 10 años, fueron obtenidos de la aplicación MAXIM (De Salas Regalado, 2005) que estima los valores de intensidad, duración y frecuencia para precipitaciones de la España peninsular. Para nuestro área de estudio fueron seleccionados 350 puntos que recogen una intensidad que oscila entre los 27.1 y 49.8 mm. Los valores mínimos corresponden a los municipios de la Rioja Baja (Alfaro o Rincón de Soto). Por el contrario, en la Rioja Alta la mayor parte de los registros superan los 40 mm.

Los datos han sido sometidos a un método de normalización, de modo que se ha dispuesto de una escala de 0 a 1 para cada píxel, siendo 0 el píxel con menor intensidad máxima de precipitación y 1 el píxel con mayor intensidad máxima de precipitación. Un resumen estadístico de los resultados tanto para el área de estudio como para el viñedo puede contemplarse en la tabla 7.1. En ambos casos, casi la mitad de la superficie tendría unos valores inferiores a 0.6 y el intervalo 0.6-0.7 sería el más representativo, correspondiendo a las zonas de la Sonsierra riojalteña y los piedemontes del Najerilla y el Iregua.

Tabla 7.1. Valores obtenidos, tras la normalización, para la intensidad máxima de precipitaciones para una duración de 30 minutos y un periodo de retorno de 10 años

Valores Área Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado 0.0-0.1 10.5 10.5 13.8 13.8 0.1-0.2 4.6 15.1 2.2 16.0 0.2-0.3 7.8 22.9 4.0 20.0 0.3-0.4 7.8 30.6 5.3 25.3 0.4-0.5 5.8 36.4 3.6 28.9 0.5-0.6 17.4 53.8 16.1 45.0 0.6-0.7 31.6 85.4 41.8 86.8 0.7-0.8 12.6 98.0 12.0 98.8 0.8-0.9 1.9 99.9 1.1 99.9 0.9 -1.0 0.1 100 0.1 100

196 Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

La escorrentía que circula por la ladera ha sido calculada con el sistema de información geográfica que ofrece la posibilidad de diseñar un mapa de circulación hídrica superficial, al calcular el flujo acumulado que pasa por una celda durante el proceso de drenaje procedente de la precipitación (en nuestro caso de la intensidad máxima de precipitación de 30 minutos y un periodo de retorno de 10 años). Los datos obtenidos también han sido sometidos a una normalización considerando que el píxel por el que circula más agua dispone de un valor máximo (1) y el que recibe menos agua asume un valor mínimo (0). En la tabla 7.2 se ha cuantificado el porcentaje que representan los distintos valores obtenidos en el cálculo del drenaje. En realidad, la mayor parte del área de estudio dispone de valores entre 0 y 0.1 (99.3%) y sólo habría pequeños sectores con valores de alta concentración de escorrentía. Lo mismo sucede en las parcelas cultivadas con viñedo. Estos resultados son esperables en un área donde las pendientes son muy poco contrastadas y, además, poco elevadas.

Tabla 7.2. Valores obtenidos, tras la normalización, para la escorrentía

Valores Área Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado 0.0-0.1 99.3 99.3 99.1 99.1 0.1-0.2 0.5 99.8 0.6 99.7 0.2-0.3 0.1 99.9 0.1 99.9 0.3-0.4 + + 0.4-0.5 + + 0.5-0.6 + + 0.6-0.7 + + 0.7-0.8 + + 0.8-0.9 + + 0.9-1.0 + 100 + 100 + Porcentajes escasamente representativos

El factor topografía en el análisis ha sido estimado a partir del mapa de pendientes y longitud de la ladera. Para disponer de unos resultados finales coherentes y comparables con los otros parámetros, todos los valores del área de estudio también han sido normalizados.

Obviamente, se parte del principio de que una elevada pendiente incrementa los procesos de erosión (Tabla 7.3). En el caso de la superficie del viñedo la totalidad de

197 José Ángel Llorente Adán Capítulo 7 su superficie se encuentra por debajo de los valores 0.4-0.5, pero el 95.9% lo hace por debajo de 0.1-0.2, poniendo de manifiesto el predominio de laderas con muy poca inclinación. Únicamente, se aprecian parcelas con importantes desniveles en localizaciones muy concretas (Foto 7.1).

Foto 7.1. Viñedo sobre ladera de importante desnivel (Cenicero)

Tabla 7.3. Valores obtenidos, tras la normalización, para la pendiente

Valores Área Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado 0.0-0.1 61.0 61.0 78.3 78.3 0.1-0.2 17.5 78.5 17.6 95.9 0.2-0.3 9.7 88.2 3.6 99.5 0.3-0.4 5.7 93.9 0.5 99.9 0.4-0.5 3.1 97.0 0.1 0.5-0.6 1.5 98.4 + 0.6-0.7 0.7 99.2 + 100 0.7-0.8 0.4 99.5 0.8-0.9 0.2 99.7 0.9-1.0 0.3 100 + Porcentajes escasamente representativos

198 Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

Tabla 7.4. Valores obtenidos, tras la normalización, para la longitud de la ladera

Valores Área Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado 0.0-0.1 85.2 85.2 84.9 84.9 0.1-0.2 10.7 95.9 10.9 95.8 0.2-0.3 3.0 98.9 3.1 98.9 0.3-0.4 0.7 99.6 0.7 99.6 0.4-0.5 0.2 99.9 0.2 99.9 0.5-0.6 0.1 + 0.1 99.9 0.6-0.7 + + + 0.7-0.8 + + + 0.8-0.9 + + + 100 0.9-1.0 + 100.0 + Porcentajes escasamente representativos

Como se muestra en la tabla 7.4, en el conjunto del área de estudio el mayor porcentaje de superficie (85.2%) se encuentra en el intervalo 0-0.1 representativo de laderas con longitudes de menos de 50 metros. Es de suponer que en éstas las escorrentías superficiales tienen menos posibilidades de alcanzar velocidad y, por lo tanto, de arrastrar sedimentos. Porcentajes muy parecidos se obtienen en las laderas con viñedo. Por debajo del índice 0.4 se encuentra el 99.6% de las laderas.

La erodibilidad del suelo o factor K se ha calculado a partir de los datos aportados por el Inventario Nacional de Erosión de Suelos 2002-2012-La Rioja, publicado en el 2003 por el Ministerio de Medio Ambiente. Basándose en las litofacies, calcula el factor K máximo, mínimo y medio (Tabla 7.5). El valor más bajo se aplica a las rocas plutónicas, filonianas y metamórficas muy resistentes o de muy alto grado de metamorfismo (0.232) y el más elevado a las formaciones superficiales no consolidadas (0.309). El conjunto de valores se asigna al mapa litológico de La Rioja y se normalizan asignando un valor máximo de 1 cuando la variable tiene una alta susceptibilidad para ser erosionada y 0 cuando la variable ofrece una mínima susceptibilidad. En nuestra área de estudio predominan las arcillas rojas, areniscas y limos del Mioceno inferior, que han sido consideradas rocas sedimentarias blandas, con un bajo factor K, y las gravas, arenas y limos del Cuaternario, correspondientes a terrazas y glacis, que han sido catalogadas como formaciones superficiales no consolidadas, con un factor K alto. Las primeras representan el 50.7% del territorio y

199 José Ángel Llorente Adán Capítulo 7 las segundas un 43.8%. Estos porcentajes son muy semejantes en la superficie de viñedos, con una mínima erodibilidad para el 48% de las parcelas y una máxima para el 51.7% (Tabla 7.6).

Tabla 7.5. Factor K medio por litofacies erosivas

Litofacies erosiva Factor K

Formaciones superficiales no consolidadas 0.309

Formaciones superficiales consolidadas 0.253

Rocas sedimentarias blandas 0.237

Rocas sedimentarias poco resistentes. Rocas metamórficas poco resistentes 0.292 o blandas Alternancia de rocas sedimentarias blandas y duras. Rocas metamórficas algo 0.300 resistentes Rocas sedimentarias y metamórficas resistentes 0.300

Rocas plutónicas, filonianas y metamórficas muy resistentes o de muy alto 0.232 grado de metamorfismo

Tabla 7.6. Valores obtenidos, tras la normalización, para la erodibilidad de la ladera

Valores Área Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado 0.000 50.7 50.7 48.0 48.0 0.764 3.9 54.6 0.07 48.1 0.875 1.6 56.2 0.1 48.2 1.000 43.8 100 51.7 100

7.2. Susceptibilidad a la erosión en viñedos

La susceptibilidad a la erosión en el viñedo se ha obtenido a partir de la suma de los parámetros descritos y la fórmula incluida en el apartado de los métodos.

Los resultados han sido incorporados a la Tabla 7.7 y a la Fig. 7.1. Se comprueba como tanto para el conjunto del área de estudio como para las superficies cultivadas de viñedos la susceptibilidad a la erosión es baja. De hecho, el 97.2% del área de estudio podría incluirse en esta categoría. Este porcentaje es algo más elevado

200 Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

(99.2%) en el caso del viñedo. Sólo pequeños sectores podría acogerse a la categoría de susceptibilidad a la erosión moderada.

Tabla 7.7. Susceptibilidad a la erosión en viñedos

Valores Categorías Área de Porcentaje Viñedo (%) Porcentaje estudio (%) acumulado acumulado

0.0-0.1 9.9 9.9 6.1 6.1 Muy baja 0.1-0.2 34.4 44.3 39.5 45.6

0.2-0.3 21.8 66.1 20.6 66.2 Baja 0.3-0.4 31.1 97.2 33.0 99.2

0.4-0.5 2.6 99.8 0.8 100.0 Moderada 0.5-0.6 0.2 100.0

0.6-0.7 Alta 0.7-0.8

0.8-0.9 Muy alta 0.9-1.0

7.3. Modelos de distribución del viñedo y susceptibilidad a la erosión

Para finalizar este capítulo se ha relacionado la susceptibilidad a la erosión con los modelos de viñedos definidos por el análisis multifactorial del apartado 4. De este modo, se pretende conocer qué modelo plantea más problemas de cara a la pérdida de suelo por erosión hídrica desde una perspectiva cualitativa.

La Tabla 7.8 y la Fig. 7.2 nos indican que los cuatro modelos se enmarcan en la categoría de erosión baja, aunque un análisis de detalle diferencia a los Modelos 1 y 3, que presentan unos valores bajos (media: 0.129 y 0.149), y los Modelos 2 y 4, con valores más elevados, especialmente el modelo 2 (media: 0.308).

Es más, como se indica en la Tabla 7.9, el Modelo 2 carece de superficie cultivada de viñedos con valores inferiores a 0.2 y acoge al 64% de los pixeles con valores superiores a 0.3. Se recuerda que el Modelo 2 corresponde a aquellos viñedos que se encuentran en terrazas y glacis compuestos por materiales sueltos de gravas, arenas y limos, con suelos tipo fluvisol.

Los Modelos 1 y 3 muestran una susceptibilidad a la erosión baja. Ambos cuentan con pendientes muy moderadas y los suelos predominantes (cambisoles calcáricos y kastanozems) se muestran más resistentes a la erosión.

201 José Ángel Llorente Adán Capítulo 7

Tabla 7.8. Valores medios y estadística descriptiva correspondiente a la susceptibilidad a la erosión en los modelos de viñedos seleccionados

Modelo Media Desviación Mínima Máxima 1 0.129 0.048 0.001 0.367 2 0.308 0.054 0.200 0.496 3 0.149 0.032 0.012 0.354 4 0.193 0.078 0.006 0.472

Figura 7.2. Diagrama de cajas indicando los valores estadísticos de la susceptibilidad de los modelos

202 Aproximación a la erosión de suelos en viñedos a escala regional

Tabla 7.9. Susceptibilidad a la erosión hídrica de los diferentes modelos de viñedos Valores Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3 Modelo 4 % % % % 0.0-0.1 23.0 - 7.9 4.9 0.1-0.2 74.3 - 88.1 70.9 0.2-0.3 2.7 36.0 4.0 10.6 0.3-0.4 21.34 62.8 0.1 12.5 0.4-0.5 0.0 1.2 - 1.2 0.5-0.6 - - - - 0.6-0.7 - - - - 0.7-0.8 - - - - 0.8-0.9 - - - - 0.9-1.0 - - - -

El Inventario Nacional de Erosión de Suelos 2002-2012-La Rioja, publicado en el 2003 por el Ministerio de Medio Ambiente, aporta datos cuantitativos de la erosión del suelo riojano cultivado con viñedos para diferentes tipos de pendientes. Los resultados aparecen incorporados a la Tabla 7.10 y nos han ayudado, en primer lugar, a comprobar las tasas de erosión que corresponderían a cada grupo de susceptibilidad y, en segundo lugar, a cada modelo de distribución de viñedos.

La relación entre la susceptibilidad y las tasas de erosión se resume en la Tabla 7.11. Al valor de la susceptibilidad 0-0.1 puede asignársele una tasa de erosión de 14.22 t ha-1 año-1. A medida que se incrementa la susceptibilidad lo hace también la tasa de erosión, de modo que para una erosión de 42.57 t ha-1 año-1 los valores más repetidos corresponden a la susceptibilidad 0.1-0.2, para 98.18 t ha-1 año-1 la susceptibilidad sería de 0.1-0.2 y 0.2-0.3, y para 150.11 t ha-1 año-1 le correspondería una susceptibilidad de 0.2-0.3. No parece detectarse una buena adecuación entre la tasa de erosión de 4.39 t ha-1 año-1 y los valores más bajos de susceptibilidad.

Finalmente, las tasas de erosión se han cruzado, como se indica en la Tabla 7.12, con los modelos. El modelo 4 registra unas tasas medias de 33.26 t ha-1 año-1. Este modelo corresponde al viñedo cultivado a una mayor a altitud media (555 m) y una pendiente elevada (7º), con orientaciones septentrionales (norte y noreste) y en suelos kastanozems, leptosoles y cambisoles dístricos. Por el contrario, en el modelo 2 las tasas de erosión medias descienden a 6.76 t ha-1 año-1. Se trata de un viñedo que ocupa áreas con una altitud media inferior a los 500 metros (471.4 m), en laderas muy suaves (pendiente media 1.7º) orientadas en exposiciones meridionales y occidentales

203 José Ángel Llorente Adán Capítulo 7 sobre cambisoles, regosoles y, especialmente, fluvisoles correspondientes a terrazas fluviales, especialmente las medias y altas. En el modelo 2 se observa el mayor desajuste entre el método de la susceptibilidad de la erosión y las tasas calculadas con la USLE del Inventario Nacional de Erosión de Suelos. De hecho, para el método de la susceptibilidad el valor medio se sitúa en 0.308 (el más elevado de los cuatro modelos) mientras que para el Inventario el valor medio sería el más bajo de los modelos.

Tabla 7.10. Tasas de erosión en viñedos según pendiente

Pendiente (%) Erosión media (t ha-1año-1) <5 4.39 5-10 14.22 10-20 42.57 20-30 98.18 30-50 150.1 >50 234.52

Tabla 7.11. Relación entre los valores de susceptibilidad a la erosión y tasas de erosión

Susceptibilidad Tasas de erosión (t ha-1 año-1) 4.39 14.22 42.57 98.18 150.11 0-0.1 26.0% 63.1% 4.2% 0.9% 0.1-0.2 27.8% 13.2% 68.4% 37.4% 11% 0.2-0.3 45.7% 22.9% 11.1% 44.8% 77% 0.3-0.4 0.5% 0.7% 14.5% 6.6% 6% 0.4-0.5 1.8% 10.3% 6%

Tabla 7.12. Tasas de erosión (t ha-1 año-1) para los modelos de organización del viñedo Media Desv. estandar Modelo 1 10.55 10.68 Modelo 2 6.76 7.30 Modelo 3 12.39 14.4 Modelo 4 33.26 18.6

204

8. Conclusiones

Conclusiones

Este estudio se ha llevado a cabo en el sector septentrional de la Comunidad Autónoma de La Rioja. Se trata de un territorio que, en gran parte, se encuentra sobre los materiales terciarios y cuaternarios de la Depresión del Ebro. Los primeros están conformados con areniscas de tonos amarillentos o rojizos; los segundos son gravas envueltas en una matriz arenosa. Los materiales cuaternarios corresponden a terrazas fluviales y glacis. Las terrazas se conservan bien en los lóbulos de los meandros y en las orillas de los ríos donde ocupan importantes extensiones. Los glacis se configuran escalonadamente y tienen en las terrazas de los ríos su nivel de base. En líneas generales, domina una topografía de formas suaves y escasa altitud.

El clima del área de estudio está condicionado por la situación geográfica que ocupa en el contexto de la Península Ibérica, de modo que esta región está afectada tanto por las influencias atlánticas, especialmente en su sector occidental, como por las mediterráneas, en el sector más oriental. Al mismo tiempo, en este territorio, intervienen factores topográficos, especialmente los relacionados con la disposición de las áreas montañosas del Sistema Ibérico. Las temperaturas medias anuales oscilan entre los 11 y 13º C. Desde un punto de vista de las precipitaciones, el sector occidental participa de algunas de las características propias de las influencias atlánticas, mientras que las condiciones mediterráneas se hacen más marcadas en el sector oriental, la Rioja Baja. Por ello la mayor cantidad de precipitación anual se recoge en la estación meteorológica de Haro (485 mm) y la menor en las estaciones más orientales: Calahorra, 404 mm, y Alfaro, 374 mm.

En el área de estudio predomina el espacio agrario, aunque pueden distinguirse comunidades de vegetación natural en algunos sectores como los Montes Obarenes- Sierra del Toloño, en la Rioja Alta (encinares y quejigales), en las riberas de los ríos (álamos blancos y negros, sauces) o en las laderas del piedemonte del Ibérico (robles y repoblaciones de coníferas).

El viñedo ha estado incorporado al paisaje agrario riojano desde muy antiguo. Sin embargo, su desarrollo más espectacular hay que situarlo a finales del siglo XIX, con la crisis del viñedo francés, invadido por la filoxera en 1867, y la construcción de las primeras grandes bodegas. En las últimas décadas la superficie cultivada del viñedo se ha incrementado, con fuerte demanda de más plantaciones, y ha experimentado profundas transformaciones tanto en la producción como en la elaboración.

El viñedo exige unas condiciones ambientales precisas (ligadas al clima y suelo) para producir vino de buena calidad y fácilmente identificable por el consumidor experto, lo

209 José Ángel Llorente Adán Capítulo 8 que limita su cultivo comercial a algunos espacios muy concretos. En este sentido, se puede afirmar que el viñedo tiene una fuerte componente espacial. Su localización puede repercutir de forma muy acusada en la calidad del vino, con evidentes consecuencias socioeconómicas.

Por ello, un objetivo de este estudio ha sido conocer los espacios preferentes en los que se localiza el viñedo. Aunque en la actualidad la mayoría de los cultivos se organizan en el territorio de acuerdo a la dinámica del mercado y a la disponibilidad de mano de obra, todavía, en determinados paisajes agrarios históricos, juega un importante papel la interacción de factores ambientales. Y son estos factores ambientales los que se han tenido en cuenta para definir, en una primer momento, su relación con la superficie cultivada de vid y, posteriormente, para delimitar unidades homogéneas espaciales (modelos de viñedo). En concreto,

1. Se ha constatado que el viñedo se cultiva entre los 300 y 700 m.s.n.m., aunque, en realidad, es la franja de los 400 a 600 m.s.n.m. la que dispone de más superficie, con el 72% del total. Por debajo de los 400 y por encima de los 600 m.s.n.m. la representación del viñedo se reduce considerablemente, siendo testimonial por encima de los 700 m.s.n.m. Los viñedos plantados a menor altitud se localizan en la Rioja Baja mientras que, por el contrario, los situados a mayor altitud se encuentran en el valle del Najerilla. La altitud es un factor importante en la distribución del viñedo y un indicador indirecto de las condiciones climáticas a escala local.

2. Se puede afirmar que la mayor parte de la superficie cultivada de viñedo se encuentra en laderas con menos del 10º de pendiente (98%). Es interesante subrayar que el 3.8% de la superficie con laderas entre el 10-15º se encuentra cultivada con cepas. Lo que nos indica que, probablemente, condicionado por su importante rentabilidad, el agricultor se anima a trabajar en sectores de relativa pendiente. Son estos espacios los más frágiles desde el punto de vista de la actividad de los procesos erosivos.

3. Las laderas con orientaciones meridionales son las que cuentan con mayores superficies de viñedos. Así, 7489.3 ha de viñedo son cultivadas en exposición sureste, 6641 ha en exposición sur y 6304.4 ha en exposición suroeste. Es decir, en orientaciones con tasas de radiación altas. En total, estas cantidades suman el 45% del viñedo. Un porcentaje más moderado (22%) corresponde a los campos de vides orientados en umbría (noreste, norte y noroeste).

210 Conclusiones

4. El 43.8% del área de estudio está configurado por materiales detríticos aluviales y coluviales cuaternarios (gravas, arenas y limos). El desalojo de los materiales terciarios de la Depresión y la continua reactivación de los escarpes marginales de la Sierra favorecieron el transporte de derrubios cuaternarios hacia el fondo de la Depresión. Las fluctuaciones climáticas del Pleistoceno determinaron una compleja evolución de la red fluvial, generándose una alternancia de momentos de acumulación con otros de incisión. Desde un punto de vista geomorfológico en estos materiales se han escalonado diferentes glacis y terrazas. El viñedo ocupa 23162.5 ha en este tipo de litologías (51.7% del total). El potente aparato radicular de la vid no encuentra dificultades para abrirse camino en este tipo de materiales. No obstante, las terrazas más bajas no son áreas preferentes de localización del viñedo, tanto por la competencia que le hacen los cultivos de regadío como por ser áreas menos aptas para el vino de calidad. El 48.1% del viñedo se cultiva sobre areniscas y arcillas del Mioceno. El resto de litologías cuentan con muy escasa representación.

5. Los suelos más habituales en la Depresión del Ebro riojana son los cambisoles calcáricos y los calcisoles háplicos. Estos últimos están presentes en las terrazas más recientes del Ebro y sus afluentes. Se cultivan 19070.8 ha de viñedo en cambisoles calcáricos, 8203.3 ha en calcisoles háplicos y 7901.3 ha en regosoles calcáricos.

Mediante un análisis cluster y un discriminante se han identificado 4 unidades homogéneas de cultivo del viñedo que responden a condiciones ambientales concretas. Estas unidades permiten comprobar que el viñedo de La Rioja se distribuye en un espacio geográfico heterogéneo buscando obtener unas buenas producciones de uva en cantidad y calidad.

Se ha podido comprobar cómo las variables topográficas, geomorfológicas y edáficas configuran grupos de factores que tienen una importante incidencia para entender la distribución de la superficie del viñedo. En la Tabla 8.1 se han compendiado estas características pudiendo establecer tres paisajes de viñedos muy característicos:

• El que se encuentra sobre terrazas fluviales, en litologías de gravas, arenas y limos y con cambisoles-fluvisoles, a baja altitud y pendientes muy suaves (Modelo 2).

• El que ocupa laderas inclinadas sobre materiales terciarios (conglomerados, areniscas o margas) y glacis, en altitudes más elevadas (Modelo 1 y Modelo 3). Se observan pequeñas diferencias en este paisaje entre los viñedos en

211 José Ángel Llorente Adán Capítulo 8

cambisoles y exposiciones orientales (Modelo 1) y los localizados en kastanozems y orientación indiferente (Modelo 3).

• El paisaje del viñedo que se encuentra en laderas inclinadas, orientaciones septentrionales y altitud superior a los 500 m (Modelo 4). A partir de estos datos puede plantearse que este modelo es el más susceptible a verse afectado por el desarrollo de procesos de erosión.

Tabla 8.1. Esquema-resumen de los modelos de distribución de viñedos

Modelo Variables Variables geoedáficas Localización topográficas 1 Exp. orientales Areniscas del Mioceno. Cambisoles Rioja Alta Pendiente: 2.8º calcáricos. Rioja Media Altitud: 489 m 2 Exp. meridionales Materiales aluviales y coluviales del Rioja Alta Pendiente: 1.7º Cuaternario. Fluvisoles, Rioja Baja Altitud: 471 m Cambisoles 3 Exp. indiferente Areniscas y arcillas del Mioceno. Rioja Alta Pendiente: 3.1º Kastanozems. Altitud: 547 metros 4 Exp. septentrionales Materiales del cretácico inferior, Rioja Alta Pendiente: 7º jurásico y triásico. Kastanozems, Altitud: 555 metros leptosoles y cambisoles dístricos.

Con pruebas de simulación de lluvia se ha valorado el comportamiento de la escorrentía y la erosión a partir de determinadas variables. De este modo, se han calculado escorrentía y tasas de erosión a partir de la intensidad de las precipitaciones, las pendientes, las características de la superficie del suelo y el laboreo agrícola. Los resultados permiten concluir que:

1. La escorrentía en viñedos muestra valores moderados para tormentas de baja intensidad (<50 mm h‐1). Las simulaciones de lluvia producen coeficientes medios de escorrentía del 10%. Estos valores son muy inferiores a los hallados en otros usos del suelo. En bancales abandonados los porcentajes alcanzan el 26% y en campos en pendiente el 30%. Ries et al. (2000) calcularon unos coeficientes de escorrentía del 50%, con intensidades de precipitación de 40 mm h‐1, en barbechos con 6 años de antigüedad. En los viñedos, la moderada producción de escorrentía está muy relacionada con la existencia de unos suelos con destacada capacidad de infiltración consecuencia de las diferentes tareas del laboreo.

2. Con tormentas de media y alta intensidad (50-70 mm h-1 y >70 mm h-1), los coeficientes de escorrentía se incrementan hasta alcanzar el 14.7 y 27.8%. No

212 Conclusiones

obstante, estos valores siguen siendo muy contenidos si se comparan con los resultados obtenidos en viñedos de otras regiones.

3. La pendiente y la pedregosidad de la superficie del suelo actúan como controles de la generación de escorrentía con diferentes matices. En las tormentas de baja intensidad los coeficientes de escorrentía son más elevados en las pendientes más suaves, probablemente porque las gotas de lluvia se ven incapaces de romper el apelmazamiento y ligero encostramiento del suelo. En estas condiciones se reduce considerablemente la infiltración. A medida que la intensidad de la lluvia aumenta es de esperar un papel más determinante de la inclinación de la ladera. La pedregosidad de la superficie del suelo, en general, favorece una reducción de los coeficientes de escorrentía ya que intercepta las gotas de lluvia y favorece una infiltración más rápida.

4. Las tasas de erosión fueron también moderadas. El valor más elevado de pérdida de suelo fue de 93.2 g m‐2 h‐1 con una lluvia simulada de 104 mm h‐1. Con intensidades de precipitación bajas (<50 mm h‐1), la tasa media de erosión fue de 16.4 g m‐2 h‐1. Y con altas intensidades (>70 mm h-1) de 65.90 g m-2 h-1. Estas cifras están muy por debajo de los resultados obtenidos en otros estudios de viñedos utilizando las mismas técnicas. Los resultados de nuestro trabajo sugieren que las consecuencias erosivas de los eventos de intensidad baja y media podrían ser controladas si los agricultores aplicasen sencillas técnicas de conservación del suelo.

5. Las conclusiones obtenidas de las simulaciones de lluvia confirman la extrema complejidad de los procesos de erosión, especialmente las relaciones entre las pérdidas de suelo y la intensidad de las precipitaciones. El coeficiente de determinación en el análisis de regresión lineal fue sólo de 0.64. Está relación mejora y se hace más significativa con la consideración de otras variables: ratio de escorrentía, intensidad de la lluvia, energía cinética, resistencia del suelo al arranque de partículas, pendiente y cubierta de gravas.

6. Incorporados estos factores a un análisis de regresión múltiple, el coeficiente de determinación se incrementa hasta el 0.75. La jerarquización de estas variables permite afirmar que la escorrentía, intensidad de la precipitación y energía cinética, sintetizadas en el parámetro Rum de la USLE-M, son los factores más determinantes seguido de la cubierta del suelo por gravas. Éstas protegen a la superficie del suelo de la erosión. Una capa superficial pedregosa favorece una más rápida infiltración, disminuye la descarga de escorrentía, absorbe la energía

213 José Ángel Llorente Adán Capítulo 8

cinética de las gotas de lluvia y disipa la escorrentía superficial. Un manto de fragmentos rocosos ha sido utilizada en algunas regiones para proteger el suelo de la erosión e incrementar la cantidad y calidad de la producción de uva (Natchtergaele et al., 1998).

7. La ecuación de la regresión múltiple permite predecir las pérdidas de suelo con una cierta precisión, aunque se observa una sobre-estimación en eventos de baja erosión e intensidad de lluvia. Está desviación entre lo observado y lo calculado con la ecuación podría ser explicada por el control del agua almacenada en las depresiones de la superficie del suelo y en la baja energía de las gotas de lluvia en los test de simulación de baja intensidad.

8. Dado que el viñedo está orientado a la comercialización de la uva para la producción de vino, con una elevada rentabilidad, los campos son sometidos a diferentes tareas con maquinaria, especialmente con tractores. El peso de esta maquinaria inscribe rodadas en la superficie del suelo en dirección de la máxima pendiente que tienen consecuencias en la generación de escorrentía y producción de sedimento. De hecho, la compactación del suelo por maquinaria empeora la calidad de los suelos, al reducir la infiltración y la capacidad de retención de agua, incrementa la escorrentía y plantea problemas a la producción agrícola.

9. A partir de simulaciones de lluvia realizadas con diferentes intensidades de precipitación se ha comprobado que la escorrentía es más alta en las rodadas de los tractores. Desde un punto de vista de la producción de sedimentos, especialmente de la procedente del impacto de las gotas de lluvia (que es la que realmente registra una simulación de lluvia de las características aplicadas en este trabajo), el papel de las rodadas es más limitado, lo que se justifica con toda probabilidad por la falta de disponibilidad de material como consecuencia del apelmazamiento del suelo.

Como se ha podido comprobar a través de las simulaciones de lluvia, los procesos de erosión en viñedos son activados por un amplio y complejo conjunto de factores: energía cinética de la tormenta, intensidad de la lluvia, escorrentía, resistencia del suelo, presencia de gravas en la superficie del suelo o la densidad de la cubierta vegetal. Sin embargo, la distribución especial de estos procesos en las laderas está relacionada con la topografía del suelo (por ejemplo, el gradiente, la rugosidad, las depresiones, etc.) y con las estructuras humanas en el paisaje cultivado (por ejemplo, parcelas, saltos de terrazas, linderos, caminos rurales, etc.).

214 Conclusiones

El uso de un análisis discriminante permitió confeccionar una cartografía de distribución de las formas de erosión y sedimentación constatándose que este reparto a escala de ladera está muy determinada por la distribución de los linderos de las parcelas y los caminos rurales que afectan de forma directa al volumen de escorrentía, al transporte de sedimentos y a la conectividad hidrológica. Algunos de los linderos de parcelas en el área de estudio están dispuestos transversalmente a la dirección de la máxima pendiente y forman pequeñas parcelas que actúan como trampa de sedimentos: las terrazas retienen la escorrentía y reducen la cantidad de sedimentos que se mueven ladera abajo. Por esta razón, las áreas de sedimentación se acumulan detrás de las terrazas, incluyendo pequeñas coladas de barro. Por el contrario, el fuerte desnivel del escarpe de la terraza favorece el desarrollo de pequeños deslizamientos y cabeceras de rigolas. López-Vicente et al. (2011) sugieren que los procesos de conectividad hidrológica se intensifican en los muros de las terrazas agrícolas.

Los caminos rurales también están construidos transversalmente a la pendiente en el área de estudio, afectando directamente al funcionamiento hidrológico y geomorfológico de la ladera. La compactación y sellado de las superficies de los caminos favorece la reducción de la capacidad de infiltración y el incremento de la generación de escorrentía. También se pueden desarrollar rigolas y pequeñas cárcavas con tormentas de fuerte intensidad, convirtiéndose, de este modo, en áreas fuente de sedimentos. Además, estos caminos, a menudo, están acompañados de canales laterales de drenaje que funcionan como líneas de concentración de escorrentías (Hösl et al., 2011).

El análisis discriminante puede ser un simple, rápido y eficaz instrumento para predecir el comportamiento espacial de la erosión y sedimentación generada por la escorrentía superficial con el objeto de diseñar sistemas de control de los procesos erosivos. Sin embargo, se ha comprobado su ineficacia para la predicción de la localización concreta de rigolas y cárcavas.

La humedad de los primeros centímetros del suelo (topsoil water content) juega un papel crucial en la interacción de los procesos hidrológicos y ecológicos, en la predicción de la generación de escorrentía y en la erosión. Su variabilidad en el tiempo y en el espacio ha sido analizada en este trabajo. Desde un punto de vista temporal, los meses invernales (diciembre, enero y febrero) presentan los mayores porcentajes de humedad (18.1% en diciembre, 19.2% en enero y 19.5% en febrero). Por el contrario, en septiembre se reducen considerablemente estos porcentajes (6.4%). Estos valores tan bajos también se detectan en julio y agosto (6.9 y 7.4%). En realidad, y de forma simplificada, pueden observarse tres ciclos de humedad del suelo:

215 José Ángel Llorente Adán Capítulo 8

• Periodo húmedo. Corresponde a los meses de enero, febrero, noviembre y diciembre. La humedad del suelo supera el 15% en todos los puntos de la ladera pudiendo superar en alguno de ellos el 20%. • Periodo intermedio. Corresponde a los meses primaverales (abril, mayo, junio) y comienzos del otoño (octubre). La humedad del suelo se ha reducido alcanzando valores medios que oscilan entre el 8.5 y 14%. • Periodo seco. Julio, agosto y septiembre se incluirían en este grupo. La humedad del suelo desciende hasta el 5% y no supera el 10%.

Desde una perspectiva espacial, la humedad se acumula en los sectores más altos de la ladera, se reduce considerablemente en los sectores intermedios y vuelve a incrementarse en el pie de la ladera, coincidiendo con la dirección de la microred de drenaje. Es probable que estas áreas actúen como áreas de contribución parcial en primevara e invierno.

Los factores que determinan la distribución temporal y espacial de la humedad de los primeros centímetros del suelo son:

• La evapotranspiración. Los meses con suelos más secos son los periodos de mayores pérdidas de agua por evapotranspiración (abril-septiembre). • La cantidad de precipitación antecedente para 3, 5 y 10 días. El mejor resultado se obtiene con la precipitación antecedente de 5 días. • La textura del suelo. En concreto el porcentaje de arenas y limos. Las arcillas no se correlacionan con la humedad. • La dureza del suelo, aunque estadísticamente no manifieste una fuerte correlación, es un factor a considerar. A mayor dureza es esperable un mayor porcentaje de humedad, pues el apelmazamiento del suelo puede reducir la acción de la evaporación. Por el contrario, un suelo suelto o recién labrado pierde mayor cantidad de agua por este proceso.

Para el estudio de la erosión del suelo a escala regional se ha aplicado una metodología cualitativa con parámetros accesibles y fáciles de manejar. Se ha pretendido conocer la susceptibilidad a la erosión de la superficie cultivada con viñedos en La Rioja, entendiendo por susceptibilidad el riesgo de degradación que puede sufrir el suelo. Para este análisis se ha partido de los parámetros fundamentales que incorpora la ecuación de la RUSLE (E= R.K.L.S.C.P) adaptándolos a nuestra disponibilidad de datos y a la necesidad de simplificar el proceso de cálculo. De este modo, se han considerado la intensidad máxima de las precipitaciones para un periodo de tiempo determinado (equivalente al factor R), la escorrentía, la pendiente (equivalente al factor

216 Conclusiones

S), la longitud (equivalente al factor L) y la erodibilidad de los suelos (equivalente al factor K).

Con los resultados obtenidos, se ha comprobado que tanto para el conjunto del área de estudio como para las superficies cultivadas de viñedos la susceptibilidad a la erosión es baja. De hecho, el 99.2% del viñedo podría incluirse en valores inferiores a 0.4 sobre 1 (máximo valor).

Los Modelos 1 y 3 de distribución del viñedo definidos por el análisis multifactorial presentan unos valores bajos (media: 0.129 y 0.149), mientras que los Modelos 2 y 4 representan valores más elevados, especialmente el Modelo 2 (media: 0.308).

La relación entre la susceptibilidad y las tasas de erosión obtenidas a través de la USLE (Inventario Nacional de Erosión del Suelo) es bastante correcta por encima de 14.22 t ha-1 año-1. A medida que se incrementa la susceptibilidad lo hace también la tasa de erosión. No parece detectarse, por el contrario, una buena adecuación entre bajas tasas de erosión (4.39 t ha-1 año-1) y los valores más bajos de susceptibilidad.

Tabla 8.2. Esquema-resumen de los modelos de distribución de viñedos con valores de susceptibilidad a la erosión y tasas de erosión

Modelo Variables Variables Localización Suscep. USLE topográficas geoedáficas a la erosión t ha-1 año-1 1 Exp. orientales Areniscas del Rioja Alta 0.129 10.55 Pendiente: 2.8º Mioceno. Rioja Media ±0.048 ±10.68 Altitud: 489 m Cambisoles calcáricos.

2 Exp. meridionales Materiales Rioja Alta 0.308 6.76 Pendiente: 1.7º aluviales y Rioja Baja ±0.054 ±7.30 Altitud: 471 m coluviales del Cuaternario. Fluvisoles, Cambisoles 3 Exp. indiferente Areniscas y Rioja Alta 0.149 12.39 Pendiente: 3.1º arcillas del ±0.032 ±14.4 Altitud: 547 m Mioceno. Kastanozems. 4 Exp. septentr.. Materiales del Rioja Alta 0.193 33.26 Pendiente: 7º cretácico inferior, ±0.078 ±18.6 Altitud: 555 m jurásico y triásico. Kastanozems, leptosoles y cambisoles dístricos.

Finalmente, las tasas de erosión se han cruzado con los modelos (Tabla 8.2). El Modelo 4 registra unas tasas medias de 33.26 t ha-1 año-1. Por el contrario, en el Modelo

217 José Ángel Llorente Adán Capítulo 8

2 las tasas de erosión medias descienden a 6.76 t ha-1 año-1. En el Modelo 2 se observa el mayor desajuste entre el método de la susceptibilidad a la erosión y las tasas calculadas con la USLE. En concreto, para el método de la susceptibilidad el valor medio se sitúa en 0.308 (el más elevado de los cuatro modelos) mientras que para el Inventario Nacional de Erosión del Suelo el valor medio sería el más bajo de los cuatro modelos. La razón de esta falta de ajuste podría estar vinculada al peso de las variables consideradas. En el caso del análisis de la susceptibilidad juega un papel determinante la erodibilidad (valores máximos para los fluvisoles sobre materiales de gravas y arenas sueltos). Para el valor de la USLE los datos son ofrecidos por pendientes, de modo que, siendo el Modelo 2 el que ostenta unas pendientes más suaves, registra unas tasas de erosión más bajas. De cualquier forma, estos aspectos deben ser estudiados con más detalle en próximos trabajos.

En resumen, en este estudio se ha intentado abordar el importante tema de la erosión del suelo en espacios cultivados, en concreto en viñedos riojanos. Se dispone ahora de abundante información a diferentes escalas (microparcela, ladera y región) y se conoce el peso de determinados factores en el funcionamiento de la erosión. Estos factores son de tipo físico y humano teniendo mayor o menor peso según la intensidad y la escala. Con la información aportada, se puede reflexionar acerca de los tipos de medidas necesarios para la conservación de suelos.

218

9. Referencias bibliográficas

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241 José Ángel Llorente Adán Capítulo 9

242

Anexo I

Anexo I

Municipios del área de Termino municipal (Km2) Superficie viñedo (ha) estudio Rioja Alta Ábalos 18.03 33 673 Alesanco 17.31 67 475 Alesón 6.41 41 200 Anguciana 5.05 0 0 Arenzana de Abajo 8.21 68 256 Arenzana de Arriba 5.96 24 175 Azofra 11.76 200 238 Badarán 20.47 136 360 Bañares 29.68 9 95 Baños de Río Tobía 17.5 71 129 Baños de Rioja 9.21 15 67 Bobadilla 4.69 8 16 Briñas 2.4 27 77 Briones 37.79 392 984 Camprobín 20.62 29 148 Canillas de río Tuerto 3.52 16 103 Cañas 9.84 13 105 Cárdenas 4.02 25 136 Casalarreina 8.08 17 54 Castañares de Rioja 10.94 0 19 Cenicero 20.7 570 1549 Cidamón 12.32 0 60 Cihuri 9.71 64 290 Cirueña 12.17 0 30 Cordovín 4.61 9 129 Cuzcurrita del Río Tirón 19.18 50 541 Fonzaleche 16.93 26 284 Galbárruli 15.4 3 131 Gimileo 4 35 68 Haro 40.32 364 820 Hervías 13.95 0 41 Hormilla 16 89 236 Hormilleja 7.35 85 137 Huércanos 18.73 429 853 Leiva 12.6 0 30 Manjarrés 6.13 16 183 Nájera 39.87 262 832 Ochánduri 11.64 0 34 Ollauri 2.57 18 67 Rodezno 14.36 83 388 Sajazarra 13.72 10 320 San Asensio 32.25 360 1559 San Torcuato 10.84 0 15 San Vicente de la 102 1744 Sonsierra 48.33 Tirgo 9 40 117 Tormantos 10.99 0 26 Torrecilla sobre Alesanco 4.35 15 151 Torremontalbo 8.28 53 328 Treviana 34.65 0 129 Tricio 6.32 55 114 Uruñuela 10.46 198 496 Ventosa 9.38 8 209 Villalba de Rioja 8.97 33 299 Zarratón 18.63 71 168 Rioja Media Agoncillo 34.14 48 134 Albelda de Iregua 22.93 38 128 Alberite 20.16 68 200 Arrúbal 7.52 0 5 Clavijo 19.53 80 98 Entrena 20.69 260 477 Fuenmayor 33.95 885 755 Hornos de Moncalvillo 7.48 17 164 Lagunilla del Jubera 34.34 42 97 Lardero 20.26 62 13 Leza de Río Leza 11.21 0 10 Logroño 77.45 404 729 Medrano 7.55 83 233 Murillo de Río Leza 46.16 226 571 Nalda 24.63 48 103 Navarrete 28.32 536 582 Ribaflecha 34.61 108 322 Santa Engracia del Jubera 85.93 38 255 Sojuela 15.28 33 97 Sorzano 10.09 18 62 Sotés 14.78 0 0 Villamediana de Iregua 20.56 139 210 Rioja Baja Alcanadre 30.94 111 468 Aldeanueva de Ebro 39.01 1244 232 Alfaro 193.36 977 3082 Arnedo 85.76 84 333 Ausejo 56.69 442 1177 Autol 85.3 389 702 Bergasa 26.94 41 322 Bergasilla Bajera 9.68 0 8 Calahorra 94.41 439 400 Corera 8.21 74 113 El Redal 8.33 88 167 El Villar de Arnedo 18.22 48 245 Galilea 10.03 112 82 Herce 17.08 30 56 Ocón 60.81 91 456 Pradejón 31.4 130 136 Quel 55.98 199 394 Rincón de Soto 19.58 147 66 Santa Eulalia Bajera 8.43 0 11 Tudelilla 18.97 95 670 TOTAL área de estudio 2253 12113 31053