Introducción

La gestión forestal es necesaria para la conservación de los bosques y la seguridad de los bienes naturales y de las personas. A mediados del siglo XX, en muchos países desarrollados, las prácticas agrosilvopastoriles fueron abandonadas debido al éxodo de la población del campo a la ciudad (^{Vélez, 2000}). Este hecho conllevó a que la vegetación de las zonas forestales fuese cada vez más densa y produjo el crecimiento de especies arbustivas que anteriormente eran utilizadas con fines domésticos o como alimento para el ganado. Paulatinamente, estas zonas agrícolas fueron convirtiéndose en zonas forestales debido al abandono, produciendo el avance del bosque y su densidad (^{Benayas, Martins, Nicolau, & Schulz, 2007}).

En Cataluña, zona de estudio, 65 % de la superficie está ocupada por bosques; 80 % de las propiedades forestales son privadas y de pequeña extensión (^{Cervera, Garrabou, & Tello, 2015}), en ocasiones menores de 25 ha. Esta combinación de factores ‒densidad elevada de la masa forestal, propiedad privada y dimensión pequeña de la propiedad‒ hace que la gestión forestal sea compleja. Además, otro factor determinante, y limitante al mismo tiempo, es la baja rentabilidad de la producción forestal, por lo que la mayoría de los propietarios abandonan sus bosques, desatendiendo las necesidades de gestión de sus parcelas (^{Martínez-Alier & Roca-Jusment, 2000}). Otra consideración importante a la hora de gestionar es la salud de los bosques. La falta de gestión forestal ha permitido el crecimiento abundante de árboles, aunque a menudo los individuos son pequeños en altura y grosor por la competencia entre ellos (^{Benayas et al., 2007}), lo que supone escasez de agua y nutrientes (^{Francos, Úbeda, Tort, Panareda, & Cerdà, 2016}).

Un problema relacionado con la falta de gestión forestal es el de los grandes incendios forestales; un problema no resuelto, pero sí identificado. En muchas ocasiones, la disponibilidad del combustible es producto de los grandes incendios forestales de décadas pasadas, lo que convierte al bosque en una trampa, debido a la imposibilidad de intervención de servicios de extinción en caso de incendio (^{Francos et al., 2018}). A esto se añade que, en ocasiones, debido a los fuertes vientos o nevadas, gran parte de los árboles débiles mueren y caen formando un sotobosque lleno de combustible muerto. La continuidad vertical y horizontal del combustible crea un escenario que, en caso de incendio forestal, hace imposible su extinción. El avance de las llamas puede llegar incluso a núcleos urbanos, siendo el impacto muy severo en el medio ambiente (^{Peix, 1999}).

A principios del siglo XXI, Cataluña comenzó a hacer gestión forestal desde la administración autónoma, incorporando el manejo a los planes de ordenación territorial (^{Plana, 2011}). El organismo encargado de ello es el Centro de la Propiedad Forestal (CPF) a través de los llamados Instrumentos de Ordenación Forestal (IOF), aplicables tanto en fincas privadas como públicas. En los IOF se engloban los Planes Técnicos de Gestión y Mejora Forestal (PTGMF) y los Planes Simples de Gestión Forestal (PSGF), figuras de ordenación en la planificación forestal. Mediante los IOF se proyectan las acciones que deben llevarse a cabo en una finca forestal en un plazo no superior a los 10 años, durante los cuales hay que alcanzar los objetivos básicos propuestos por el titular o representante legal y el gestor. Los PTGMF son un instrumento de ordenación para la gestión de fincas forestales con una superficie igual o superior de 25 ha. Este instrumento debe garantizar la mejora, sostenibilidad y multifuncionalidad de los sistemas forestales; hacer una parcelación forestal cuidadosa de la finca; considerar e integrar los planes de ordenación territorial, principalmente en el ámbito de la prevención y la lucha contra incendios forestales; introducir normas silvícolas para garantizar la regeneración de la masa arbórea; y minimizar los riesgos de erosión y de incendio. Esta figura normalmente es utilizada para la ordenación de los montes privados (^{Centre de la Propietat Forestal [CPF], 2013}).

Por otra parte, las acciones de manejo forestal pueden ocasionar un efecto negativo en algunas propiedades del suelo. El desbroce del sotobosque de manera mecánica puede descomponer los primeros horizontes, debido al arranque de raíces y arrastre de la vegetación (^{Johnson, Johnson, Huntington, & Siccama, 1991}). Además, puede haber un cambio hidrológico a nivel superficial del suelo, pues el área de interceptación cambia por completo y el suelo puede quedar más desprotegido ante los impactos de las gotas de lluvia. En consecuencia, después de dicho manejo forestal, puede haber un aumento de la escorrentía y erosión (^{McBroom, Beasley, Chang, & Ice, 2007}). Los estudios de generación de escorrentía y de erosión pueden llevarse a cabo a nivel de cuenca instrumentalizando el cauce de los ríos o a nivel de parcela en las vertientes de estas cuencas. Hay algunos métodos para evaluar el aumento de escorrentía y erosión como las parcelas, trampas de sedimento o simulaciones de lluvia.

En el presente estudio, el objetivo fue comprobar si la gestión forestal (PTGMF) en una cuenca de bosque mediterráneo, compuesta por Quercus suber L. y Pinus halepensis Mill., es causante de una mayor escorrentía y material erosionado a nivel de vertiente; la generación de escorrentía y erosión se compararon con el de un bosque denso control o sin gestionar, un camino forestal y un área yerma o de vegetación escasa.

Materiales y métodos

Área de estudio

El área de estudio se encuentra en el noreste de España en la provincia de Girona en el Macizo de Les Gavarres, donde por más de 30 años se han realizado estudios sobre hidrología y erosión en diferentes usos del suelo, tanto a nivel de vertiente como de cuenca. La cuenca experimental de la riera de Vernegà de 2.5 km² es la unidad de estudio (Figura 1). La riera de Vernegà es intermitente o estacional debido a la lluvia limitada y altamente variable y a la naturaleza granítica del sustrato que proporciona alta permeabilidad, teniendo en su interior un acuífero granítico. El clima es mediterráneo subhúmedo con una precipitación media anual de alrededor de 650 mm. La mayor parte de la precipitación ocurre durante el otoño y la primavera. La profundidad de suelo clasificado como Luvisol (^{IUSS Working Group WRB, 2006}) es de 1 m, con una estructura compuesta por 80 % de arena, 18 % de limo y 2 % de arcilla. La vegetación está compuesta por Q. suber y Quercus ilex L. y en algunas áreas Pinus pinaster Aiton., P. pinea L. y P. halepensis, además de un sotobosque importante de Erica arborea spp. y Arbutus unedo L. como arbustos principales. La densidad de caminos forestales en la cuenca es de 2.1 km·km^-2.

Figura 1 Localización del área de estudio. España, Cataluña, Macizo de Les Gavarres y Cuenca de Vernegà. 

En esta zona se han ejecutado dos PTGMF (2002-2012 y 2013-2023), cuyos objetivos fueron el desbroce de sotobosque para favorecer el crecimiento de Q. suber (aprovechamiento del corcho); desbroce de sotobosque, sobre todo de E. arborea y A. unedo, para el favorecimiento de P. halepensis (producción de madera); y el desbroce en general de la propiedad para disminuir el riesgo de incendio forestal. La gestión en esta propiedad se hizo de manera mecánica con desbrozadora.

Metodología

Se seleccionaron siete unidades de investigación: bosque denso, bosque de Q. suber gestionado recientemente, bosque de Q. suber gestionado hace dos años, bosque de P. halepensis gestionado recientemente, bosque de P. halepensis gestionado hace dos años, una zona yerma con vegetación escasa y un camino forestal (Figura 2). En cada área se hicieron cuatro simulaciones de lluvia en el mes de junio del 2014; en total se hicieron 28 simulaciones de una hora de duración. Las cuatro simulaciones, en cada una de las áreas, se realizaron en una extensión de 0.5 ha.

Figura 2 2a) Bosque denso; 2b) parcela de simulación en área de Quercus suber con gestión reciente; 2c) simulación en área de Pinus halepensis con gestión reciente; 2d) simulación en el área yerma; 2e) área de Quercus suber tras dos años de gestión; 2f) camino forestal con escorrentía. 

El simulador de lluvia y el método utilizado son descritos por ^{Calvo, Gisbert, Palau y Romero (1988)}. Durante el tiempo que duró la precipitación simulada, se mantuvo una presión de 1.7 kg·cm^-2 lo que equivale a una intensidad de precipitación de 60 mm·h^-1. El área de experimentación fue de 0.24 m² (Figura 2b) y la lluvia simulada precipitó desde una altura de 2 m (Figura 2c). Un registrador de humedad (Delta T Devices AT HH2) monitoreó constantemente los primeros 10 cm del suelo.

La parcela de 0.24 m² tuvo una salida por donde se recogió y cuantificó el agua de escorrentía y también el sedimento transportado por esta agua. En cada simulación se calcularon las siguientes variables: 1) humedad inicial y final de los primeros 10 cm del suelo, 2) precipitación total (L), 3) aportación total (L·m^-2), 4) coeficiente de escorrentía (%), 5) relación erosión/lluvia (g·L^-1), 6) relación erosión/escorrentía (g·L^-1), 6) erosión (g·m^-2). Posteriormente se hizo un ANOVA y las diferencias significativas se comprobaron mediante una prueba de Tukey post-hoc (P < 0.05).

Resultados

Acorde con el Cuadro 1, la humedad en los primeros 10 cm del suelo era muy baja (0.5 a 0.8 %) antes de las simulaciones de lluvia; al final, la humedad en las áreas con vegetación estuvo por encima del 30 %, mientras que en el yermo fue del 25 % y en el camino de tan solo 14.5 %. Esto indica que el suelo yermo y el camino tuvieron menos capacidad de absorber agua en sus primeros centímetros.

El Cuadro 2 muestra el resto de las variables analizadas después de la simulación de lluvia. La aportación en el camino forestal fue significativamente más alta (P < 0.01, 14.59 L·m^-2) que en el resto de las parcelas analizadas. Las parcelas de P. halepensis y Q. suber, ambas con gestión reciente, de P. halepensis con dos años de gestión, y las de bosque denso mostraron los valores más bajos (<1 L·m^-2).

El camino forestal y la zona yerma, áreas desprovistas de vegetación, produjeron escorrentía de manera mucho más elevada (4 a 12 %) que las zonas más vegetadas (<1 %). Estos datos se relacionan con los de humedad, ya que estos dos usos del suelo tuvieron menos capacidad de absorber agua en los primeros 10 cm del suelo. Los subgrupos encontrados en el análisis estadístico fueron los mismos que en el análisis de la aportación (Cuadro 2).

La relación erosión/lluvia fue significativamente más alta en el camino forestal (0.69 g·L^-1) que en el resto de las parcelas. En este caso, el uso del suelo yermo no tuvo diferencias significativas (P < 0.01) con los otros usos; al parecer, el manejo forestal no influyó en el resultado. Los valores de concentración fueron realmente bajos, desde 0.0001 g·L^-1 en Q. suber con gestión reciente a 0.0088 g·L^-1 en Q. suber con gestión de dos años (Cuadro 2).

Con respecto a la relación erosión/escorrentía, el camino forestal tuvo el valor más elevado con 6.5 g de sedimento por litro de escorrentía, luego destacó P. halepensis con gestión reciente (2.7 g·L^-1) y después los otros usos con valores menores de 1 g·L^-1 (Cuadro 2).

Los resultados de la erosión fueron similares a los del análisis de la relación erosión/lluvia, ya que el camino forestal destacó por tener el valor más alto con un total de 96 g·m^-2. El resto de los usos del suelo tuvieron valores similares estadísticamente, siendo menores de 4 g·m^-2 (Cuadro 2).

Discusión

En la cuenca de Vernegà, ^{Úbeda y Sala (2001)} determinaron la erosión en vertientes de bosque denso, utilizando cajas de erosión tipo Gerlach. Dichos autores indicaron que el valor máximo de erosión fue de 3 g·m^-2, valor mayor al obtenido en el bosque denso del presente estudio, pero similar a la parcela yermo (3.5 g·m^-2). En otro trabajo de investigación en Les Gavarres, la escorrentía en el bosque sin gestionar fue similar, ya que no superó los 0.9 L·m^-2 (^{Sala & Rubio, 2000}).

^{Sidle et al. (2006)} trabajaron en varios lugares del sur de Asia y comprobaron que, tras la gestión forestal, la escorrentía a escala de vertiente aumentó e incluso se notó a nivel de cuenca. El motivo es que los trabajos de gestión pueden cambiar la conductividad hidráulica de los primeros centímetros edáficos y romper la estructura más superficial. En las áreas del presente estudio no hubo grandes cambios en los primeros centímetros del suelo con respecto al coeficiente de escorrentía en las áreas de bosque denso y bosque gestionado, siendo inferior al 1.5 %, pero sí fue superior en el área yerma (4.1 %) y en el camino forestal (12.5 %). ^{Mohamadi y Kavian (2015)} estudiaron la generación de escorrentía en áreas descubiertas de vegetación y obtuvieron un máximo de 5.6 % y un mínimo de 4.7 %, valores semejantes a los obtenidos en la parcela yerma con 4.1 % de coeficiente de escorrentía. En el mismo trabajo, las concentraciones de sedimento en las aguas de escorrentía (0.58 g·L^-1) también se asemejan a las del presente estudio en la parcela yermo (0.62 g·L^-1). ^{Sidle et al. (2006)} mencionan que solo con trabajos a largo término se pueden comprobar los efectos de manejo forestal en términos erosivos, ya que hay material que puede quedar suelto en las vertientes y solo después de grandes eventos de lluvia es movilizado aguas abajo e incluso pueden presentarse posibles movimientos de tierra. Un evento detonador puede darse mucho tiempo después de la gestión forestal. En cambio, ^{Croke, Hairsine, y Fogarty (2001)} sí experimentaron movimiento de sedimento y cargas superiores de partículas en suspensión, justo después de trabajos de desbroce del sotobosque en ríos de Escocia. La falta de absorción de agua por parte del suelo y el movimiento de raíces y estructura superficial pueden provocar estos deslizamientos.

Los datos de erosión en bosques sin algún tipo de gestión también pueden ser dispares; la pendiente, cubierta, tipo de suelo e intensidad de precipitación son algunas de las variables que pueden entrar en juego. Por ejemplo, en Panamá, ^{Zimmermann, Francke, y Elsenbeer (2012)} obtuvieron una tasa de erosión de 0.01 t·ha^-1 para un año con poca precipitación y de 0.02 t·ha^-1 para un año más lluvioso, lo cual refleja que los cambios fueron mínimos debido a modificaciones en la precipitación. En la cuenca de estudio de este artículo, ^{Úbeda y Sala (1998)} determinaron que las tasas en las vertientes de bosque denso fueron de 0.12 t·ha^-1·año^-1. En el presente estudio, las características de las parcelas son similares en pendiente, tipo de suelo e intensidad de precipitación, y diferentes en la cubierta vegetal; por tanto, se puede deducir que esta última variable fue la que afectó la generación de erosión en mayor medida, ya que el yermo y el camino forestal tuvieron valores más altos que los suelos con algún tipo de cubierta.

^{Mena, Benavides, y Castillo (2011)} estudiaron la generación de escorrentía y erosión resultantes de la lluvia simulada en varios usos agrarios en Colombia y lo compararon con un bosque denso sin gestionar. El mínimo de escorrentía que obtuvieron en esta parcela fue de 0.090 L·m^-2 y el máximo de 0.389 L·m^-2. En nuestro caso, la escorrentía en el bosque denso fue superior (0.80 L·m^-2), aunque no se puede considerar que sea una tasa muy elevada comparada con los 14.59 L·m^-2 del camino forestal. Por lo que se refiere a la erosión, los autores obtuvieron 1.9 g·m^-2 como mínimo y 6.3 g·m^-2 como máximo, los cuales son mayores que los obtenidos en el bosque sin gestionar del presente estudio (0.35 g·m^-2); no obstante, dichas tasas de erosión no se consideran elevadas.

^{Labrière, Locatelli, Laumonier, Freycon, y Martial (2015)} hicieron una revisión extensa sobre erosión en el trópico en 18 tipos de usos de suelo. En dicho estudio, el rango de erosión varió de 1 g·m^-2·año^-1 a 2 458 g·m^-2·año^-1. Los usos del suelo agrario produjeron mayor erosión. En esta revisión, los bosques con gestión tuvieron un máximo de 6 g·m^-2·año^-1. Cabe mencionar que los datos corresponden a trabajos que no se realizaron con lluvia simulada, sino con parcelas de erosión.

El tipo de maquinaria utilizada para hacer los trabajos forestales también es determinante, ya que no solo puede llegar a talar árboles y arbustos, sino que puede arrancar raíces, lo que conlleva un movimiento de partículas finas y gruesas que son susceptibles de ser movilizadas después de una lluvia (^{Stott, Leeks, Marks, & Sawyer, 2001}). La maquinaria que se utilizó en la cuenca de Vernegà es también bastante agresiva con la superficie del suelo, incluso capaz de arrancar raíces; sin embargo, el suelo mineral nunca fue descubierto, ya que existen restos vegetales y materia orgánica fresca (hojas y ramas) y en descomposición (humus) que logran un efecto de almohadillado y favorecen la capacidad de infiltración, evitando la escorrentía acelerada. ^{Hartanto, Prabhu, Widayat, y Asdak (2002)} indican que hay factores que los trabajadores forestales deben conocer para no provocar daños irreparables en la superficie edáfica. Estos autores indican la necesidad de dejar una capa de hojarasca para evitar salpicaduras por parte de las gotas de lluvia y así no alterar la densidad aparente del suelo. Otro tema que consideran vital es procurar cierta rugosidad de la superficie del suelo, para que, en caso de erosión, las partículas queden atrapadas en el terreno.

^{Ehigiator y Anyata (2011)} comparan la erosión producida por maquinaria pesada y por desbroce manual a nivel de vertiente y cuantifican tasas de erosión de hasta 13.8 t·ha^-1·año^-1 con maquinaria de arrastre y 2.5 t·ha^-1·año^-1 cuando la gestión es menos agresiva. Estos autores, cuya área de estudio se centra en bosques tropicales, encontraron tasas de erosión elevadas debido a la formación de taludes. El objetivo de estos taludes era precisamente evitar la erosión para que el efecto de la gestión pudiera ser notable en términos de movimiento de partículas, incluso 18 años después del tratamiento forestal. Los autores consideraron que la pendiente fue el factor clave para entender este tipo de procesos. En el actual caso de estudio, la pendiente es muy baja e incluso nula por lo que no influyó en los resultados. El camino forestal registró valores de erosión significativamente más altos que el resto de los usos de suelo, por lo que se considera que la ausencia de cubierta vegetal fue el factor determinante para que se produjera la erosión.

^{Croke et al. (2001)} y ^{Stott et al. (2001)} estudiaron la forma de las vertientes como variable importante para la generación de erosión en Escocia y Gales. Las vertientes convexas y con mayor pendiente experimentaron mayor movimiento de partículas. A la misma conclusión llegan ^{O'Farrell, Heimsath, y Kaste (2007)}. Este tipo de vertientes también se encuentran en la cuenca de Vernegà; en una de las zonas donde se realizaron trabajos de desbroce de madroños y brezos, el grado de pendiente es muy elevado y la vertiente es convexa. En la cuenca de Vernegà, 43.6 % de la superficie es convexa, 40.6 % es cóncava y solo 15.8 % es llana. Las zonas más llanas de la cuenca corresponden a las zonas agrícolas (^{Pacheco, Farguell, Úbeda, Outeiro, & Miguel, 2011}).

^{Neary, Ice, y Jackson (2009)}, después de investigaciones en varias cuencas de Estados Unidos, concluyen que la gestión forestal siempre produjo cambios cuantitativos y cualitativos en la hidrología. ^{Neary et al. (2009)} indican que el suelo es un gran filtro, desde la hojarasca hasta las capas más profundas; por tanto, se debe evitar que los trabajos en el bosque dañen estas capas para que la purificación del agua sea efectiva. Por este motivo, es de extrema necesidad proteger el suelo y gestionarlo tratando de evitar, en la medida de lo posible, los daños derivados de la gestión y la generación de erosión. En nuestro caso, los tratamientos silvícolas no afectaron significativamente la masa forestal gestionada, protegiendo de esta manera el sistema suelo.

Una pregunta que se podría hacer es: ¿Qué recurrencia puede tener un manejo forestal para no dañar al suelo? ^{McDonald, Healey, y Stevens (2001)} comprobaron cómo la calidad del suelo se veía afectada cuando los manejos forestales eran muy recurrentes, y más si las pendientes eran pronunciadas. Los trabajos forestales pueden afectar las propiedades orgánicas y químicas del suelo, no solo por el efecto mecánico de la instrumentación utilizada sino por el aumento de lavado del suelo (^{Francos, Úbeda, & Pereira, 2019}). En estos casos se debe tener en cuenta que evaluar el posible impacto de cada gestión en el suelo es esencial para tomar la decisión de realizarla o no. Además, las zonas de pendiente elevada son propensas, por sus características, a tener un mayor lavado de suelo y estar sometidas a la erosión. Por lo anterior, es primordial introducir el factor “calidad del suelo” para determinar la frecuencia y el lugar donde se realiza un tipo determinado de gestión. En la cuenca de Vernegà, el indicador que determina la frecuencia en que debe realizarse un desbroce es la altura del sotobosque y no los parámetros edáficos. ^{Wakiyama, Onda, Mizugaki, Asai, y Hiramatsu (2012)} han utilizado trazadores de erosión para determinar puntos críticos de erosión en Japón y recomiendan no utilizar gestiones agresivas en esos lugares. Los autores concluyen que los lugares más frágiles son los puntos donde el suelo tiene una menor cantidad de materia orgánica. Por ello, los estudios de calidad del suelo, previos a la gestión forestal, son necesarios para evitar elevadas tasas de erosión y degradación del suelo.

Con respecto a la generación de escorrentía y erosión que ocurre en los caminos forestales, ^{Zemke (2016)} utilizó también lluvia simulada en un estudio en Alemania en varios escenarios de caminos forestales y obtuvo un máximo de 62.76 L·m^-2 de escorrentía y un máximo de 272.2 g·m^-2 de erosión. Estos resultados los comparan con una superficie de suelo sin alterar y los datos son de 2.5 L·m^-2 y 4.7 g·m^-2, respectivamente. En este caso, de acuerdo con el autor, el paso de maquinaria por los caminos forestales para hacer tareas de gestión forestal favorece los procesos erosivos. También utilizando lluvia simulada, ^{Butzen et al. (2014)} obtuvieron valores de erosión dispares en caminos forestales de Luxemburgo y Alemania, con mínimos de 2.6 g·m^-2 y máximos de 122.5 g·m^-2. Los valores reportados por ^{Zemke (2016)} y ^{Butzen et al. (2014)} son altos en comparación con los obtenidos en el presente estudio.

El uso y manejo influyen en la magnitud de la pérdida de suelo (^{Panagos et al., 2015a}). Entre los factores de riesgo de erosión del suelo, la gestión de la cobertura es el factor en el que los responsables políticos y los propietarios pueden influir fácilmente para ayudar a reducir las tasas de pérdida de suelo. A escala europea, los bosques y matorrales se situan con los valores más bajos de pérdida de suelo (^{Panagos et al., 2015b}) con 7 g·m^-2·año^-1 en promedio, aunque son necesarios estudios a nivel parcela y cuenca para obtener datos precisos.

Conclusiones

Este estudio confirma que no hay diferencia significativa en la generación de escorrentía y erosión en las áreas gestionadas, tanto de pino como alcornoque, en comparación con el bosque denso o sin gestionar. La gestión del bosque con herramientas mecánicas no tuvo un gran impacto a nivel superficial del suelo con respecto a la generación de escorrentía y erosión, ya que las cantidades no fueron elevadas. Es fundamental que a la hora de realizarse este tipo de acciones se conserve la hojarasca, no se altere el humus o centímetros más orgánicos del suelo, y se dejen los restos vegetales más finos y fácilmente biodegradables en la superficie, para proteger el suelo de la lluvia y de agentes externos. La gestión forestal es necesaria para el aprovechamiento de productos del bosque (corcho y madera en este caso), la minimización de los posibles efectos en caso de incendio forestal y la facilitación de la entrada de efectivos antincendios, tal como marcan los planes técnicos de gestión y mejora forestal.