7. Selvicultura eco-hidrológica en contextos semiáridos: una gestión que mira y se articula en base al agua
Antonio J. Molina Herrera y Antonio D. del Campo García aj.molina@uco.es y ancamga@upv.es
2. La importancia de los bosques en el contexto regional: de los procesos eco-hidrológicos a los servicios
3. La gestión forestal y el agua:
4. Principales retos y desafíos para una implementación efectiva de la selvicultura ecohidrológica
Resumen
El estado actual de gran parte de la superficie forestal arbolada en el sureste de la Península Ibérica implica una alta vulnerabilidad a agentes tanto bióticos como abióticos que pueden afectar gravemente su persistencia en el tiempo y con ello la gran cantidad de bienes y servicios que proporcionan. La justificación económica de la gestión forestal en estos contextos semiáridos de limitada producción y altos costes de ejecución en base exclusivamente a la provisión de bienes tales como la madera se muestra a día hoy insuficiente, si bien poco a poco es un material que va ganando protagonismo en el sector de la construcción así como otros subproductos valorizables ligados a su aprovechamiento.
Adicionalmente, si consideramos el tiempo tan dilatado que necesita un bosque para alcanzar su estado adulto, unido al deterioro acumulativo de las condiciones ambientales necesarias para mantener un ecosistema forestal como consecuencia de afecciones cada vez más recurrentes (por ejemplo, zonas afectadas por varios incendios que han propiciado una escasez de suelo útil que merma drásticamente las probabilidades de éxito de actuaciones de repoblación forestal), hacen que el manejo activo debiera ser una prioridad que propicie la adaptación de los ecosistemas forestales y con ello aminore su riesgo de desaparición. Sin embargo, la dotación de recursos económicos e incentivos para la gestión de nuestros montes dista mucho de la requerida para mantenerlos en buen estado.
La restauración de los paisajes vegetales en el semiárido español
Se hacen necesarios otros enfoques que cuantifiquen el rol tan importante que la gestión juega en el ciclo hidrológico de ecosistemas forestales propios de ambientes caracterizados por poca cantidad de lluvia irregularmente distribuida, no sólo en lo que se refiere a la regulación de las escorrentías sino también en el incremento de recursos hídricos disponibles que puede conllevar un manejo adecuado, así como de otras externalidades positivas que se articulan en base al agua tales como la reducción de la vulnerabilidad frente a incendios.
En este sentido, este capítulo pretende profundizar en el rol que la selvicultura eco-hidrológica puede jugar en ecosistemas forestales semiáridos, para lo cual se hace necesario un marco conceptual que sistematice los tipos de actuaciones selvícolas, así como de una descripción y cuantificación de los procesos eco-hidrológicos que se verán afectados y posteriormente traspuestos a diferentes servicios ecosistémicos. Por último, se discutirán los principales retos y desafíos que se han de abordar desde la sociedad para propiciar una implementación efectiva de esta gestión forestal que mira al agua y que se articula en base a ella.
1. Introducción
La restauración ecológica puede definirse como el proceso por el cual se potencia la recuperación de un ecosistema que ha sido degradado, dañado o destruido (SER, 2004, en https://www.ser.org/page/serdocuments). Una distinción fundamental entre la restauración ecológica y otras formas de recuperación de ecosistemas es que la restauración ecológica busca "ayudar a la recuperación" de un ecosistema natural o seminatural en lugar de imponerle una nueva dirección o forma (SER, 2004), de manera que se busca un ecosistema de referencia como imagen objetivo. Sin embargo, en un contexto como el actual, con un aumento en la magnitud y la frecuencia de las perturbaciones propias del ambiente semiárido, puede ser necesario el replanteamiento del ecosistema de referencia como aquel que se encuentre mejor adaptado a las nuevas condiciones ambientales, y que por tanto puede ser diferente a un ecosistema tipo que se base en especies y estructuras forestales pasadas. Por otra parte, este empeoramiento de los regímenes de las perturbaciones, en especial los incendios, pueden imponer condicionantes muy limitantes para que repoblaciones forestales con especies arbóreas se consoliden en zonas con suelos muy pobres y esqueléticos y cuya potencial comunidad climácica sea ya de porte arbustivo (Peris-Llopis et al., 2024), tal es el caso de laderas recurrentemente quemadas en zonas forestales del sureste español.
En estos contextos, es de vital importancia realizar actuaciones selvícolas preventivas que potencien estructuras forestales mejor adaptadas a las condiciones venideras para aminorar al máximo posible el riesgo de perder masas forestales de manera irreversible, esto es, restaurar gestionando. Así, creemos necesario enmarcar la restauración forestal en un contexto más holístico, donde tratamientos preventivos de manejo forestal que modifiquen la cobertura, estructura y/o composición de especies del bosque (y con ello su funcionalidad), se considerarían también actuaciones restauradoras (Jones et al., 2022) (Figura 1).
Figura 1. La restauración forestal, en contexto de mayor adversidad climática, debería considerar de manera decisiva la gestión forestal adaptativa como herramienta que reduzca la vulnerabilidad de los bosques y potencie su resiliencia a través de cambios en su estructura y funcionalidad, y con ello, en los servicios hidrológicos tan importantes que provisionan.
En contextos semiáridos esta selvicultura adaptativa debería basarse fuertemente en el recurso hídrico, no sólo por ser el principal limitante para los propios ecosistemas forestales sino también por sus relaciones directas e indirectas con la provisión de bienes y servicios ecosistémicos (crecimiento en biomasa, disponibilidad hídrica, etc.) y otros aspectos centrales de la gestión forestal como el riesgo de incendio (hidratación del complejo vegetación-suelo y reducción de la carga de combustible) o el efecto “cooling” de la vegetación (Figura 2).
La restauración de los paisajes vegetales en el semiárido español
Figura 2. La gestión forestal con base eco-hidrológica impacta en el recurso hídrico disponible pero también en otros aspectos clave como la reducción del riesgo de incendio por mayor hidratación del complejo vegetación-suelo y la consecuente reducción de la inflamabilidad del combustible. En este ejemplo, una mayor recarga del agua del suelo promovida por una reducción en el número de árboles hace que el combustible vivo y muerto tenga un mayor grado de humedad, lo que se traduce en métricas de comportamiento de incendio potencial de menor magnitud (calor liberado y altura de llama). Imagen cortesía de L. Blanco
2. La importancia de los bosques en el contexto regional: de los procesos ecohidrológicos a los servicios ecosistémicos
Los ecosistemas forestales proporcionan una serie de bienes y servicios ecosistémicos (en adelante SE) tales como la producción de madera, la regulación del ciclo hidrológico, el control de la erosión, la mejora de la calidad del aire, la preservación de la biodiversidad o el secuestro de carbono, sin olvidarnos de otros no menos importantes de tipo recreativo y cultural (Thorsen et al., 2014). De forma general, los SE tienen una relación directa con la composición, estructura y procesos que ocurren en los bosques, de manera que un ecosistema forestal puede ser entendido como un sistema eco-sociológico en base a las conexiones que aparecen entre sus características ecológicas y la repercusión en la sociedad (Peñuelas et al., 2017; Fu et al., 2013). Los ecosistemas forestales en España ocupan algo más de veintisiete millones de hectáreas, de las cuales casi quince millones están arboladas y unas doce desarboladas, que suponen respectivamente el 29% y el 23% del territorio nacional. Tradicionalmente estos ecosistemas se han distinguido entre proveedores de bienes (especialmente madera) o proveedores de servicios relacionados fundamentalmente con la regulación de escorrentías y la consecuente reducción de la erosión del suelo. Esta dicotomía se refleja de forma clara cuando se comparan las dos grandes regiones climáticas de nuestro país, la “España húmeda” y la “España seca”, de manera que la producción se ha venido primando en la primera, mientras que el rol protector predomina en zonas semiáridas de clima mediterráneo donde normalmente las lluvias torrenciales pueden llevar asociados fuertes fenómenos de erosión de suelo y la rentabilidad de la obtención de madera y subproductos de ésta dista mucho de la primera. En este sentido, si bien es cierto que la realidad forestal en nuestro país no sólo se enmarca en estos dos grandes planteamientos simplificados (generación de bienes versus conservación y protección de recursos), no existe actualmente un marco conceptual que sistematice de manera clara y concisa las funciones, procesos e indicadores necesarios para una correcta evaluación de todos los SE generados en un determinado ecosistema forestal, así como de los potenciales impactos esperados de la gestión forestal en éstos. Así, mientras que para la cuantificación de algunos SE tales como el control de la erosión o el secuestro de carbono se utilizan aproximaciones más o menos similares (Lecina-Diaz, 2021; Fu et al., 2013), otros SE presentan todavía una caracterización y evaluación más difícil, siendo especialmente compleja, las de aquellos relacionados con la preservación de la biodiversidad y la regulación del ciclo hidrológico.
Figura 3. Procesos eco-hidrológicos que gobiernan el ciclo hidrológico
Tenemos una idea bastante clara sobre la relación existente entre los bosques de alta y media montaña y los recursos hídricos que están disponibles aguas abajo en cantidad y calidad suficientes, esto es, su rol tan importante en la provisión de agua de calidad. Sin embargo, tenemos un menor conocimiento sobre los procesos eco-hidrológicos que directamente gobiernan el ciclo hidrológico y su trasposición a métricas que permitan cuantificar servicios ecosistémicos, pasando de una evaluación cualitativa a otra cuantitativa (Figura 3). ¿Cuánta cantidad de agua intercepta y transpira la vegetación?, ¿cómo, cuándo y cuánto se recarga un acuífero y/o cuánto escurre por las laderas a través de las escorrentías?, ¿cómo varia a lo largo del año la evapotranspiración (evaporación directa desde el suelo y transpiración forestal)? ¿cómo varía el caudal de un río a lo largo del año? ¿cómo se relaciona el agua disponible y el crecimiento de la vegetación? Esta cuantificación es especialmente importante en contextos semiáridos donde el agua juega un papel crítico como recurso hídrico y principal limitante para la funcionalidad óptima del ecosistema forestal. Por ejemplo, si queremos estimar para una determinada cuenca como se reparte la lluvia entre consumo de la vegetación (agua devuelta a la atmósfera a través de la interceptación y la transpiración) y agua libre (escurre por las laderas y/o recarga acuíferos), y con ello cuantificar el recurso hídrico disponible para uso humano “aguas abajo” del bosque, es indispensable abordar una medición espacial y temporal de los citados procesos eco-hidrológicos de una manera robusta (Figura 4). En este sentido, en los últimos años están produciéndose avances notables en el campo de la sensorización ambiental que permiten acceder a datos de sensores instalados en regiones forestales remotas basados en el “internet de las cosas”, lo que implica poder disponer de información cuantitativa de manera instantánea.
Figura 4 La sensorización ambiental en el campo de la eco-hidrología es fundamental para monitorear y entender procesos. Sensores como pluviómetros, flujos de savia, de capacitancia para la humedad del suelo, etc. son habituales en estudios realizados en contextos forestales
3. La gestión forestal y el agua: la selvicultura adaptativa con base eco-hidrológica
3.1. Definiciones
El manejo adaptativo podría definirse como un proceso sistemático con el cual se produce una mejora continua de las prácticas de manejo y enfoques a través de un aprendizaje en base a resultados. Concretamente en el ámbito forestal, la selvicultura adaptativa debe incluir un conjunto de intervenciones cuyo objetivo sea a) reducir la vulnerabilidad de los bosques a las nuevas condiciones climáticas y b) potenciar la resiliencia y la capacidad de adaptación de los bosques (Lindner, 2010). Estos objetivos en contextos de aridez elevada deberían cristalizarse en base al agua, por constituir el factor más limitante para alcanzarlos de manera adecuada. Así, tal y como describimos anteriormente, la cuantificación de los procesos eco-hidrológicos son la base para objetivar la provisión de servicios ecosistémicos, no sólo por su correcta evaluación sino también porque permite conocer el margen de acción que tiene la selvicultura para potenciarlos.
La gestión forestal con base eco-hidrológica (SEH) está convirtiéndose poco a poco en una realidad en nuestro país, si bien es importante mencionar experiencias previas desarrolladas desde hace décadas en otros países orientadas a la producción y provisión de agua (Figura 5).
Figura 5. Experiencia de cuencas pareadas (cuencas contiguas, en una se trata realiza una corta en
diferentes parches y en la otra no se interviene); en la cuenca tratada se llevó a cabo una eliminación del 24 % de la cobertura forestal en 240 claros. El caudal aumentó un 17 % en la cuenca tratada (Troendle et al., 2001).
Los cambios de las relaciones bosque-agua con la gestión forestal dependen en gran medida del tipo de bosque, suelo/fisiografía, régimen dominante de precipitación y meteorología durante la lluvia. Tras una clara, como ejemplo de intervención forestal, la partición de la lluvia resultante será diferente según la estructura forestal específica dónde se actúe y las características meteorológicas de la lluvia (Llorens et al., 1997; Mateos y Schnabel, 2001). Así, el aumento de la precipitación neta en una estructura forestal aclarada podría contrarrestarse con una mayor evaporación desde el suelo y/o menor precipitación bajo condiciones semiáridas (Sadeghi et al., 2015), con lo que podría argumentarse en contra sobre la efectividad de la SEH para mejorar el estado hídrico. Con respecto a la redistribución del agua infiltrada, los procesos hidrológicos subterráneos se relacionan también con la estructura forestal por su papel determinante en la dinámica de la ladera y la hidrología del suelo (Devitt y Smith, 2002; Coenders-Gerrit et al., 2012). La gestión forestal puede aumentar la humedad del suelo y la recarga del agua subterránea, pero esto depende mucho de la heterogeneidad subsuperficial y dinámica de flujo espaciotemporal (conectividad y patrones de flujo preferencial en laderas), que a su vez depende de las características de la lluvia, el estado de humedad del suelo antecedente, la hidrofobicidad, el tipo de suelo y el espesor y la topografía (Lin y Zhou, 2008). La termicidad e irregularidad del clima (precipitaciones) son factores que no contribuyen a la efectividad en la producción de agua con la selvicultura (Del Campo et al., 2019). Estos autores encontraron una mayor importancia relativa de la convectividad de la lluvia en la recarga de humedad del suelo y otros procesos relacionados con la producción de agua (recarga acuíferos y escorrentía) en las zonas semiáridas (los períodos húmedos son casi ausentes) que en las zonas sub-húmedas más frías. En este último caso, se dan estaciones húmedas marcadas, con temporales concatenados durante varios días, lo que hace que el régimen de humedad del suelo se mantenga en capacidad de campo y por tanto que aguaceros de poca magnitud, duración e intensidad sean capaces de generar flujos sub-superficiales y subterráneos.
Conviene también distinguir entre agua azul y verde cuando nos referimos a la gestión forestal. Así, la primera tiene que ver con las reservas tanto de agua superficial (ríos, lagos y embalses) como subterráneas (acuíferos), mientras que el agua verde se corresponde con aquella que es interceptada o transpirada por la vegetación. En este sentido, diferentes trabajos han evaluado cómo pueden ser afectadas dichas “aguas” tras una intervención forestal que se base en la reducción de densidad (Figura 6).
Figura 6 Izquierda: Relación lineal entre el ratio de agua azul sobre agua verde y la cobertura forestal, mostrando que cuanto mayor sea la reducción de la densidad forestal más incrementada será el agua azul frente al agua verde; derecha: cambio en el ratio según las condiciones climáticas medias para una masa de repoblación de pinar sin tratar y otra tratada según intensidad media. En González-Sanchis et al. (2015)
De esta manera, el objetivo de la SEH podría ser el de modificar las relaciones eco-hidrológicas en los bosques, intentando conocer la estructura forestal óptima que mejore la funcionalidad del bosque (respuesta frente a sequía, incendios y patógenos) y a su vez pueda incrementar el recurso hídrico “aguas abajo”. Así, podemos definir la SEH como como aquella que tiene por objeto incrementar la infiltración del agua de lluvia y su posterior almacenamiento en suelo (consumida como “agua verde”) y/o en el subsuelo y capas subterráneas (“agua azul”), proveyendo de una correcta hidratación y manteniendo así la eco-resiliencia de los ecosistemas forestales objeto de actuación.
3.2. Posibles actuaciones de SEH
La SEH puede concebirse en base a la aptitud de la zona de estudio para producir y proveer agua más allá del bosque donde ésta se plantea, es decir, incrementando también la disponibilidad hídrica en la cuenca donde se localiza el rodal. En este sentido, podemos clasificar las actuaciones en dos grandes grupos: aquellas focalizadas en mejorar el agua verde (ciclo hidrológico local) o aquellas que, además de incrementar el agua verde, hacen lo propio con el agua azul, de manera que el impacto de dichas actuaciones es mayor en cuanto a su escala espacial.
A afectos de intentar sistematizar la información disponible y con ello considerar uno u otro tipo de actuación, podríamos enumerar una serie de características potenciales del medio para hablar de actuaciones de SEH focalizadas principalmente en el agua azul:
- Cobertura forestal densa o muy densa (por encima del 80 % de cobertura), donde una intervención silvícola afectará notablemente la evapotranspiración del sistema (componentes interceptación y transpiración).
- Precipitación mínima anual de 550 mm
- Laderas con pendientes entre el 15 y 30 %
- Suelos bien desarrollados con buena capacidad de retención
Por otra parte, para las zonas de agua verde, tendríamos estas otras:
- Cobertura forestal densa o muy densa (por encima del 80 % de cobertura), donde una intervención silvícola afectará notablemente la evapotranspiración del sistema (componentes interceptación y transpiración).
- Precipitación por debajo de 550 mm, siguiendo un trabajo recientemente elaborado por del Campo et al., (en revisión).
- Pendientes por debajo del 15%
- Indiferente en cuanto a la tipología edáfica
En resumen, zonas con alta y adecuada distribución temporal de su pluviometría, suelos bien desarrollados con buena capacidad de retención y orografía adecuada pueden considerarse zonas potencialmente aptas para plantear acciones que favorezcan el incremento significativo del recurso hídrico a escala de cuenca. En estas zonas cabe esperar una mejora de las condiciones hídricas locales (rodales donde se lleva a cabo la intervención forestal) pero también en la recarga de las aguas subterráneas, de manera que las aguas líquidas circulantes “aguas abajo” no se vean incrementadas sustancialmente como consecuencia de la intervención gracias a la alta capacidad de los suelos forestales para controlar las escorrentías superficiales y subsuperficiales. Por otra parte, encontramos zonas donde, si bien la pluviometría no permite que la SEH sea del tipo anterior, su efecto positivo en el incremento del agua del suelo será tal que los procesos ecosistémicos locales sean mejorados como consecuencia de la intervención.
7. Las cortas de mejora son las actuaciones que más se han estudiado en el ámbito de la gestión forestal eco-hidrológica en nuestro país, en especial las aplicadas en reforestaciones de pinar en estado adulto y con exceso de densidad (primer caso de la figura).
La restauración de los paisajes vegetales en el semiárido español
La SEH puede abarcar un amplio abanico de tratamientos forestales al vuelo y/o al suelo, incluyendo cortas de mejora (ej. reducción de la densidad), de regeneración (ej. cortas a hecho), mejora de pastizales/sistemas agrosilvopastorales, fuego técnico, etc. Las actuaciones más estudiadas se enmarcan en las cortas de mejora (“thinning” en inglés), donde se elimina un porcentaje de árboles para favorecer a los remanentes (Figura 6). En esta gestión se mejora notablemente el crecimiento de los árboles como consecuencia de una mayor entrada de agua al sistema en el corto plazo (Molina y Del Campo, 2012; Del Campo et al., 2014; Del Campo et al., 2019), si bien dependiendo de la intensidad de corta la mejora en las condiciones hidrológicas se mantiene más o menos tiempo condicionada por la incorporación de una mayor carga de sotobosque y/o la tangencia de copas de nuevo entre los árboles remanentes. En este sentido, existen evidencias de que una intervención que elimine al menos el 50 % del área basimétrica puede traer 9-10 años de efectos positivos tanto para la masa remanente como los recursos hídricos liberados aguas abajo (aguas verde y azul), siempre y cuando la precipitación supere el umbral de los 550 mm (Molina et al., 2021; Del Campo et al., 2022).
4. Principales retos y desafíos para una implementación efectiva de la selvicultura eco-hidrológica
Hemos visto que existen cada vez más evidencias científicas que avalan una gestión forestal que mire y se articule en base al agua, especialmente en contextos áridos y semiáridos de nuestro país donde se argumenta con demasiada frecuencia en base a la escasa rentabilidad de los aprovechamientos forestales por una conjunción de costes altos y poco volumen de madera de calidad. La SEH, como selvicultura adaptativa que es, pretende generar resultados y datos que permitan aprender haciendo y con ello dote de fundamentos robustos la ordenación forestal cuando el objetivo mayoritario sea la generación de recursos hídricos, si bien existen otras consecuencias indirectas positivas sobre aspectos tales como la reducción de la carga de combustible y su mejor hidratación (y con ello el riesgo de incendio), el aumento de la resiliencia climática de la masa forestal (menor dependencia de la precipitación), etc. Sin embargo, la SEH también puede generar mayor propensión de la masa forestal a caídas masivas de árboles en tormentas de viento (árboles muy esbeltos por crecer en competencia durante muchos años), así como otros impactos negativos relacionados directamente con las consecuencias ecohidrológicas (tasas muy elevadas de evaporación directa desde el suelo que compensen las ganancias por interceptación y transpiración). Como cualquier externalidad, se necesitan pues más estudios que permitan cuantificar los impactos en el corto y largo plazo para, al menos, las tipologías forestales más representativas de nuestro país, de manera que podamos ir viendo como poco a poco el agua pase de ser una externalidad a un objetivo prioritario cuando diseñemos y moneticemos los tratamientos forestales en todas sus dimensiones.
En este sentido, creemos que uno de los principales retos de la SEG es llegar a generar itinerarios selvícolas que sirvan de base a las personas gestoras de nuestros montes, de manera que puedan relacionar cambios en variables típicas de inventario forestal con impactos directos en el recurso hídrico para un periodo de tiempo que abarque al menos la revisión del proyecto de la ordenación forestal (documento donde se diseñan las intervenciones en el monte para un largo periodo de tiempo), que para el caso de por ejemplo Andalucía se trata de 10 años.
Por último, en el plano divulgativo, es necesario realizar una mayor labor de difusión que ahonde en las bondades del rol de la gestión forestal en la adaptación de nuestras masas forestales al cambio climático, y, particularmente, sobre el gran campo de acción que la SEH tiene como una herramienta indispensable para enfrentarnos al gran reto de la sequía en nuestro país. Hemos de ser capaces de que los tomadores de decisiones consideren la gestión forestal como una alternativa más para incrementar las reservas de agua disponibles para consumo humano, generando a su vez con ello un mejor estado de nuestros montes.
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