Agronanfa CosUirricense: 15(1/2): 197-203. 1991. Analisis y Comentarios TALLER DE EROSION DE SUELOS: RESULTADOS, COMENTARIOS Y RECOMENDACIONESI Wi/he/m-Ganth~rVahrson* ABSTRACT Soil erosion workshop: results, comments and recommendations.The results of the discussionsof the soil erosion workshop,which was held in july 1991 in the UniversidadNacional, Heredia,CostaRica are documented.Many of the discussionsfocussedon the applicability of soil erosionmodelsundertropical conditions.We concludedthat the Universal Soil Loss Equation has to be replacedby physical and processorientedmodels,becauseit is out of its range of calibration and becauseit produceshigh overestimationsof the soil loss. As possiblephysical models,OPUS and EPIC were mentioned,but emphasiswas madeon the more applied modelsof the WEPP family. The plant cover of the soil seemsto be the most indicatedmeasureof soil conservationbecauseit is cheepand avoids the on site damages.The possibledisadvantagesof it have to be investigated.The idea of a tolerable soil erosion rate has to be abandoned, first, becauseit assumesa soil formation underagriculture whoseexistencehas not beenproved, and second,becauseit still permits the off side damages.The role of paved roads and agricultural unpavedroads has to be taken more into account,becausethere,the highestratesof surfacerun off canbe observed. INTRODUCCION La erosi6n y la conservaci6nde suelosson - temasde primeraimportanciaparalos paisesen desarrolloquebasansuseconomfas, normalmente, enel sectoragncola.Losdafiosy perdidaspor erosi6nsonmultiples,y puedendiferenciarse en dafiosen el sitio (on site) y dafiosfueradel sitio (off site).Comodafiosmascomunes puedenmencionarse: En el sitio: perdidasde nutrimentos y mayornecesidad - ~I reducci6ndel rendimientode los cultivosa coTto y a largo plazo perdida del potencial agricola y productivo de terrenosaisladosy hastade zonasenteras, muchasvecescon el resultadode una emigraci6n dela poblaci6n. Fueradelsitio: dafiosen la infraestructura, por ejemploen represas hidroel6ctricas, carreteras, sistemas dedrenaje,etc. dafiosecol6gicos por ejemploen nos,lagos y litorales,por el aumentode la concentra- de fertilizantes perdida de suelo, reducci6n y perdida del horizonte A con su alto contenidode materia organica ci6n de los s6lidosen suspensi6ny de nutrimentosy plaguicidas mayoresproblemasde inundacionesen !as llanuras. Al mismo tiempo, la erosi6n provoca una degradaci6ngeneraldel ambiente. Recibido parapublic~ci6nell? de a~ostode 1~91. . Proyecto de Morfoclirna.tol°.8laApjicada;y Dm~lca Ex6gena, Escuela de Clenclas Geograncas,Umver- Para conocer y analizar el estado del arte en cuanto erosi6n y conservaci6n de suelos y para . . sidad Nacional. Heredia, CosUi Rica. dlscutIr los esfuerzos en este campo en Costa 198 AGRONOMIA COSTARRICENSE Rica, se celebr6 log dras 22, 23 Y 24 de julio de 1991, en lag instalaciones de la U ni versidad Nacional, Heredia,CostaRica, el primer Taller de Erosi6n de Suelos, organizado par el proyecto Morfoclimatologia Aplicada y DinamicaEx6gena de la Escuela de Ciencias Geograficas. Dicho evento rue patrocinadopar la FAa, el PRODAF (Proyecto de Desarrollo Agricola Forestal Puriscal-Acosta) y el IPGH (Instituto Panamericanode Geografiae Historia) y cont6 con la participacion activa de mas de 75 representantes de 21 organizacionesestatales,aut6nomasy privadasinvolucradasen estetema.Las siguientespaginag no pretendeDresumir todos log trabajos del taller, sino que estanenfocadasbacia log resultadogde lag discusiones,conclusionesy recomendacionespracticas.La memoria del taller con todas lag ponencias esta a la venta en la Escuela de CienciasGeograficas,UniversidadNacional. RESULTADOS DEL TALLER La Ecuacion Universal de Perdida de Suelo Como el logro tal vez mas importante de este taller, debe mencionarseuna discusi6ncritica y profunda de la Ecuacion Universal de Perdida de Suelos(EUPS) y su aplicaci6n en un ambiente tropical. Varias ponencias del taller aplicabany analizabanestametodologia0 metodog derivados (Alfaro y Palacios, 1991; Bolanos y Fallas, 1991; Dercksen, 1991) 0 se basabanen resultados obtenidos con la EUPS (Echeverria, 1991). Como virtu des de esta ecuaci6n se puede mencionarque: para su calculo, se necesitanpocos datos que son normalmentedispanibles - - produceinformacionreproducible. Mientrasque,como desventajas,se mencionaronlog puntassiguie~tes: s610 calcula, p~omedlos anuales a largo plaza de l~ perdld~d~ suelo no determlna.laperdld~de suelopr?vocada p.o~event?s~slados,n~la escorrcntlasuperflclal 0 perdldade nu~lmen~s cs un modelo de la dlmcnsl6n 0, 0 sea, un solo punta reprcsentatoda 1apend~ente, ~r 10 ta~to, no pue?c tamar en consldcracl6n C~blOS del culuvo, de la forma de la pendiente,del suclo,etc. que pueden.observarse normalmenteen una toposecuencla - - - - pretendeanalizarsolamentela erosi6ndel suelo, dejando afuera una area supuestamente sin erosi6n (belt of no erosion) y no tomandoen consideraci6nla sedimentacion en zonasmasplanas es un modelo estadistico(regresi6n mliltipIe) calibrado para lag condiciones de log EstadosUnidos, con una dominanciaclara del media oeste de dicho pais, 0 sea, esta calibrado para condicionesdiferentesa lag de parsestropicales. no analiza log proc~sosfisicos sino trabaja como "caja negra" (black box) log diferentesfactoresde la ecuacionestan calibradosen conjunto y estan interactuando. Asi, no permiten la recalibracionde uno de log factoresen maDeraaislada log factores de la ecuaci6nencontradosen el tropico estan muchas veces fuera del fango de la calibracionde la ecuacion no sirve para el analisis de log efectos de obiasde conservaci6n sobreestima,par 6rdenes de magnitud, la erosion (en lag condicionesde Costa Rica) (CuadroI) Como resumen,puededecirseque la EUPS a veces puede servir para determinar en forma cualitativa y aproximadaareascriticas, pero que una cuantificaci6nde lag perdidaspar erosi6n no es posible en el ambiente del tr6pico par estar total mente fuera del ambito de la calibraci6n. Incluso en el area de calibraci6n, en log Estados Unidos, la EUPS ya no satisfacelag necesidades, par 10 tanto el mismo Servicio de Conservacion de Suelosde log EstadosUnidos estadesarrollando dentro del proyecto WEPP (Water Erosion Predicting Project) modelos fisicos para el analisis de la erosi6ny aplicacionespracticas. Parametros morrometricos Intentos de una zonificacion preliminar del problemade erosion en areasgrandes,basadaen la combinacion de parametros morfometricos, geol6gicosy geomorfol6gicos,se presentaronen dog estudios (Hernandez, 1991; Mora, 1991), cuyos resultadosenfocan,en primer lugar, la erosian geol6gica. Esta metodologia tiene la gran ventaja de que la informaci6n necesariapuede extraersede losmapastopograficosy fotos aereasexistentes,y permite cubrir grandesareas.AI mismo tiempo, par razonesde escala,no lama en consideracion VAHRSON: Taller de erosi6nde suelos 199 Cuadro 1. Valoresde perdidade suelocalculadoscon la EUPSparaCostaRica (erosi6nlaminar). Autor Uso del suelo Zooa % area Valor ( t/ha/ an 0 ) HanshOOlet ai.; 1982 Mora,1987 Dercksen,1991 pasto diferentes diferentes Rio Pejibaye CostaRica Alfaro y Palacios, 1991 diferentes Puriscal Vahrsony CelVantes,1991 cafe pasto Puriscal Puriscal 109cambiosedaficosy climaticos a muy pocadistancia (Mata, 1991; Vahrson,1991) y no permite ningunacuantificaci6nde log procesosactuales, - - 75'10 22 % 2% 1% 4% 2% 9% 16 % 22 % 28 % 17 % 2 '10 400-800 halla 1S15 0-10 10-50 51-200 2000-10 10-20 20-50 50-100 100-200 200-400 400-800 80049,1-55,4 12,3- flujo de aguaen la zonade lag falces drenaje fusi6n de nieve evapotranspiraci6n Modelos f'lSicos Existen varios modelos fisicos para el anaIi- - sis de la erosi6n, la escorrenuasuperficial y la perdida de nutrimentos. Estos modelos estan en realidadsimulandoya procesoshidrol6gicos,geomorfol6gicosy ecol6gicoscomplejosen una (perfil), dog (toposecuencia)0 tres (areade captaci6n - - entera) dimensiones. Como uno de log primeros, debe mencio- En cuanto a la informaci6n requerida es mas un modelo para fines de investigaci6n y - dinamica de nutrimentos en suelo (N, P, C) transporte de pesticidas en el suelo erosi6n, transporte y sedimentaci6n de suelo,nutrimentosy pesticidas formaci6nde costras descomposici6nde residuos crecimientodel cultivo. narse el CREAMS (a field scale model for menosparaaplicacionespracticas. Chemicals,Runoff and Erosion from Agricultural Para fines mas practicos y una aplicaci6n ManagementSystems)(Knisel, 1980) en el cual, mas amplia, el USDA esta actualmentedesarrotres m6dulos (hidrologla, erosi6n/sedimentaci6n, llando en el proyecto de predicci6n de erosi6n nutrimentos/pesticidas)actuanen forma indepen- hfdrica (WaterErosion PredictionProject,WEPP) diente para el calculo- de log diferentes parame- una generaci6nde modelosfisicos, que incluso en tros. Este modelo es relativamente exigente en cuanto a la informaci6n requerida y puede aplicarsepara fines de investigaci6n,sin embargo,no es acon~ejablepara trabajos practicos y ya esta superado, El modelo EPIC, (Erosion Productivity Impact Calculator),poseelag mismasnecesidades en cuantoa la informaci6n. El modelo tal vez masavanzadoactualmente, es el OPUS (Smith, 1988), que posee una estructurainteractivay calcula: escorrenuasuperficial - infiltraci6n log Estados Unidos pretendeD reemplazar la EUPS (Foster y Lane, 1987). De estos modelos esta en este momento disponible la versi6n 91.5 (octubre 1991, 2 dimensiones)para toposecuencias (hillslope profile version). Este modelo pretendediferenciar entre log efectosen el sitio y fuera del sitio, Algunasventajasdel WEPP son: es un modelofisico analiza toposecuencias,tomando en consideraci6n cambios de la pendiente, suel0, cultivo, manejo,etc. analizaefectosen el sitio y fuera del sitio - analizaefectosde obrasde conservaci6n 200 AGRONOMIA COSTARRICENSE - analiza escorrentia superficial, erosion y sedimentaci6n - tratandosede un modelo fisico, los componentes del modelo pueden adaptarse a ambientesdiferentesa los de EstadosUnidos necesitapoca informacion. Y algunasdesventajasdel WEPPson: no analiza el transporte de nutrimentos y pesticidas trabajacon un generadordel clima adaptado a las condiciones de los Estados Unidos, dejandoafueraeventosmuy extremos todavia no existen los parametros de los cultivos y su manejo para la agricultura del tropico De estasdesventajas,las que se refieren al climay a los cultivos y su manejo,requierentodavia de una investigacionexhaustivapara su adaptaci6n. El primer pasopara eso debe seTla medici6n de la escorrentiay de la erosionbajo diferenrescultivos en el campo. Parael disefio y la instalacionde estasparcelas deben tomarse en cuenta los siguientes puntos: Se debeevitar una interferenciade las parcelas y sus limites con las medicionesmismas. POT10 tanto, se utiliza muchasveces como parcela areas de captacion naturales y se instala bordes s610en la parte inferior de la parcela para la captacion de las aguas. La instalacion de bordes siempre significa cambios en las situacionesnatufales, pOTejemplo la concentracion del flujo POTel borde, escorrentiaartificial pOT las lluvias que chocancon el borde, perturbacion del suelo mismo pOTlos bordes y, finalmente, una medicion de la tasa de la erosion provocada pOTlos bordes y no la erosion natural. En el caso de una instalacion de parcelas con bordes,debe utilizarse como borde un material como lamina de zinc, que puede seTintroducido en el suelosin mayoresperturbaciones. El tamafio de las parcelasdebe reflejar las condicionesnaturalesexistcntesen la zona de estudio; como relacion entre largo y ancho de las parcelas se recomienda un valor menorde 4/1. El equipo de recolecciondcbe estar disefiado para captar10sevcntosTarosy extremos con periodos de retorno superiores a 500 afios,paraevitar que sepierdanlas medicionesmas importantes. Se deben monitorcar cuidadosamentc las condicionesclimaticas; pOT10 mcnos dcbe existir un pluviografo ccrcano. Es aconscjablc enfocar las mediciones directamcntchacia la adaptaciony validacion dc un modclo fisico y levantar al mismo tiempo toda la informacion necesaria paraestcmodclo. Parcelas de medicion de escorrentia superficial y de erosion Variascontribucionestrataronel analisisde la escorrentiasuperficial, la erosion y la perdida de nutrimentospOTmedio de parcelas(Cervantes y Vahrson, 1991; Forsythe, 1991; San~ho,1991; Vahrsony Cervantes,1991). Aunque los valores obtenidosPOTlas parcelassolo representanla crosion en las misma$ parcelas,0 sea, que no son transferiblesa otraszonaspOTcambiosdc las condiciones (suelo, manejo, uso, pendiente, etc.), estasparcelasson una de las pocasposibilidades para analizardirectamenteen el campolos procesos y las perdidas,y sirven para la adaptaciony validacionde los modclosfisicos. Los resultadosde las medicionesde las parcelas mostraron perdidas, pOTvarios ordcnes de magnitud, inferiores a los resultados obtcnidos con la EUPS (Cuadros1 y 2). Cuadro2. Valoresde perdidade suelosobtenidospur medio de mediciooesen parcelas(erosionlaminar). Autor Lugar Forsythe,1991 Turrialba Sancho,1991 Naranjo " Vahrsoo (.OJ y Cervan!es, 1991 '0 , Puriscal Usoy manejodel suelo :) j" mal7lfrijollimpio mal7lfrijol mulch malz malz cafe cero labranza labranza' barrerasvivas ~ J$.\tllitlii pasto pasto Perdida (lAIa/aiio) 1,72 0,22 - 0,27 04 ' 1,8 - 4,1 0,18 - 1,5 r I! J10<it,, il 0,37 \.?t N'~ f~ENIA, e \'fPV'4":~~ VAHRSON:TaI1erdeerOSi6ndeS~~IO Obras de conservacion Los anaiisis historicos de la erosion (Bork, 1991b) muestran claramente la importancia de eventosextremosy muy extremos;sin embargo, las obras ffsicas de conservacion estan muchas vocesdiseriadaspara perfodosde retorno de sOlo 10 arias (Vahrson, 1991). Esto permite deducir que, teoricamente, la capacidad de estas obras puedeser sobrepasada par 10 menos 10 vocesen 100 arios, y que las obras en estassituacionesde lluvias muy severas,masbien sirvenparaconcentrar lag aguas y causar perdidas eventualmente mayorespar el fiujo concentrado. Otra dificultad de las obras fisicas es la necesidadde una inversion muy alta, que aparentementesolo puedefinanciarsecon rondosexternos adicionales0 con un sistemade crCditosblandos (Fernandez,1991). Una solucion a esteproblemapodrfaseruna coberturavegetalcompletadel sueloen el mismo lugar, que ademasde mejorarlag condicionesedaficas resulta mas barata. Existen en Costa Rica algunos sistemastradicionales que trabajan con coberturascompletas,comoel sistemade la siembra tapada (frijol tapado) que mantienen una coberturaadecuadadel suelo.Ademas,lag fuentes hist6ricasindican claramenteque duranteeventoS muy extremoslogsitiosconunacobertura compiela muestranlos menacesproblemasde erosion. Algunasventajasde las coberturasson: constituyenuna medidapoco costosa - . .,.. 'ic;, ~ el caso del cafe, u s clAsicoscultivos en limpio, la practicade recogerel cafe del suelose vuelve, con log mayores precios de la mana de obray' logbajospreciosdel cafe,cadavezmenos rentable.Entonces,una coberturabaja no disturba la cosecha. El problemamayoresaparentemente quepar razonesesteticas,culturales,etc., logagricultores(y extensionistas?) prefierenun cultivo "limpio". Erosion tolerable Como erosiontolerablese entiendeuna tasa de erosi6n que esta en un equilibria con la supuestatasade formaciondel suelo. En cuantoa log procesosen el sitio,el estudio de alredooorde 800 perfiles de suelo (Bork, 1991c)indica que para condicionestempladasno existe una formacion de suelos en terrenos bajo agricultura. Estos resultados,aunque tal vez no sean directamente transferibles alas diferentes condicionesdel tropico, muestranclaramenteque el conceptode una erosi6ntolerablees cuestionahie. Eso quiere decir que, mientras no se pueda comprobarclaramenteunaformaci6nde suelosen terrenos con"agricultura en el tropico, la unica tasade erosi6ntolerabledeberfaseTla tasade erosian natural. Otradeficiencia deesteconcepto esqueno aprecialog dariosfuera del sitio ocasionadospar la erosion, porque esta unicamente basado en una supuestay quiza no existentetasa de forma- mejoranlagcaracterfsticas fisicasdel suelo cionde suelosenel sitio. Esollevadenuevoa la y evitan la formacion de costras conclusion:Erosi6ntolerable=0 t/ha. - puedenaumentarel contenidode materia organicay de nutrimentos(leguminosanitr6geno) evitan 0 par 10menosreducenla erosi6n - directamenteen el sitio. Algunasdesventajasde lagcoberturasson: puedencompetir con log cultivos par nutri- Caminosy carreteras Un aspectoimportanteen cuantoa la escorrenuasuperficialy la erosionesel papelquejue- puedendisturbar el manejo del cultivo y la cosecha gall lag carreteraspavimentadas,no pavimentadas y log caminosagrfcolas.Aquf, par la pavimentaci6n y par la compactaci6ndel suelo se produce rapidamente una tasa de escorrenua superficial importante, que normalmente supera la tasa observadaen log cultivos. Se debebuscarformas pueden ser hospederos de enfermedades 0 adecuadas de manejar este problema, no s610 en mentos,aguay luz - 201 plagas. A pesarde ello, estasdesventajasno necesariamentese presentansiempre.Se puedenescoger coberturasque no compitancon log cultivos, e investigarsi realmentecausanuna mayor incidencia de enfermedades. lag carreteras principales, sino tambien en log caminosdentrode lag fincas. Los problemas de la cosechamuchasvoces no sedanenungradoimportante; par ejemplo,en - CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES No se debeseguircon la aplicacionde la EUPSencondiciones tropicales. , I..'.. : \. (.;\i ,"':~):" ",\ "':" 202 ~ .:-, - - r ..'c., . '. , " ,,': '~'.' ~. J' AGRONOMIA COSTARRI CENSE ,):.- Para reemplazar Ia EUPS, deben investigarse log modelos fisicos como OPUS y EPIC, pero en primer lugar los modelos del WEPP para poder adaptarlos en forma rapida a las condiciones diferentes en el tr6pico. Esto debe ser un foco de lag investigaciones futurag en el campo de la erosi6n y conservaci6n de suelos. EI concepto de una tasa de erosi6n tolerable es cuestionable, porque supone una formaci6n de suelos bajo agricultura, que debe comprobarse primero. Ademas, no toma en consideraci6n log dafios fuera del sitio causadospor la erosi6n. Deben analizarse y protegerse log caminos y carreteras en una maDera mas amplia, porque, muchas veces, son lag fuentes principales de la Las medicionesen parcelasde escorrentiay escorrenuasuperficial. erosi6n son vitales para conocer tasas reales de erosi6n y perdida de suelos, y para la adaptaci6n de model os. Estas mediciones - - - AGRADECIMIENTOS .. . deben enfocarse de una vez hacia Ia adaptaci6n y validaci6n de log modelos mencionadog. Las parcelas deben instalarse sin perturba- AI Dr. H.R. Bork de Ia Umversldad Tecmca de Berlin, Alemania, por su participaci6n como ~xl;><>sitorprincipal, a todos log expositores y par- ciones del ambiente natural. Preferiblemente parcelas sin bordes, que correspondan a pequeftas areas de captaci6n. EI equipo de medici6n debe tener una capacidad suficientemente alta para log eventos tI~lp~tes del taller y al person.al d~ la Escu~la de Clenc~s Geograficas de la Um~ersldad Naclonal, especlalme~te a log se.ftores L~c. M. Alfaro, R. Mendez, .1:lc. G. Palac~os, .y,LIC. L. Solo por la cooperaclon en la organlZaclon de este taller. mas extremos. La mejor protecci6ndel sueloes una cobertufa completa del mismo. Se debe investigar ills posibilidades, ven~jas y desventajas de estas coberturas, en prImer lugar, en log cultivos en limpio. La unica tasa de erosi6n tolerable es de 0 t/ha . . . . LITERATURA CITADA Se debe profundlzar mas el analISISde log ALFARO, M.; PALACIOS, G. 1991. Aplicaci6n de Ia Ecuaci6nUniversal de Perdidade Suelo a nivel de una microcuenca, el caso de la quebrada Pital, Puriscal.In Taller de Erosioo de Suelol (I., 1991, Heredia, Costa Rica). Memoria. Ed. por W-G. Vahrson, M. Alfaro y G. Palacios. Universidad Nacional,Heredia,Colta Rica. p. 144-163. problemas causados por lag carreteras y por los caminos agricolas. BO~OS, RESUMEN Se presentan los resultados de !as discusiones sostenidas durante de BORK, H.R. 199Ia. Soil erosionduring the past millenium in Suelos,celebradoen el roesde JulIOde 1991en la Central Europe andits significance wi!hin!hegeo- Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. Una gran parte de la discusi6n se centr6 en morphodynamics of the holocene. In Taller de Erosi6n.de Suelos(I., 1991, Heredia,CostaRica). la aplicabilidad de modelos para el anal isis de la Mem~na. Ed.. par .W-G. V~rsoo, M. A~aro y G. PalaCIOS. UmversIdad NacIonaI, Heredia, Costa erOSI n en con IClones troplca es. En este campo, se debe cambiar de la Ecuaci6n Universal de Rica.p. 1-6. d. .6 el Tal~er. de Erosi6n A.; FALLAS, J. 1991. Evaluaci6n del riesgo de erosi6n potencial de la cuenca del rio Blanco, Guanacaste,utilizando IDRISI y el sistemaIUM. 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