Erosión superficial y carstificación en Macuspana, Tabasco, Sureste de México
Superficial soil losses and karstification in Macuspana, Tabasco, Southeast of Mexico.
Violette Geissen1*, José G. López de Llergo–Juárez1, Adalberto Galindo–Alcántara2 y Rodimiro Ramos–Reyes1
1 El Colegio de la Frontera Sur.
2 Universidad Autónoma de Tabasco. 86100. Villahermosa, Tabasco, México. * Autor responsable: (vgeissen@web.de)
]]>Recibido: Junio, 2007.
Aprobado: Abril, 2008.
Resumen
El sureste de México está afectado por diferentes formas de erosión hídrica pero no hay información sobre su impacto en la región, la cual es necesaria para los programas de conservación de suelos. Por ello, se estudió la cantidad y ubicación de las diferentes formas de pérdida de suelos por erosión hídrica y por formaciones tipo Karst (carstificación) (i.e. un área de terreno de piedra caliza caracterizada por depresiones y corrientes subterráneas), en Macuspana, Tabasco, México. Esta zona se caracteriza por planicies y terrenos con pendientes mayores a 5% y precipitación media anual de 3186 mm. El uso principal del suelo es para pastoreo. Las principales formaciones geológicas de la región son rocas sedimentarias del Terciario como calizas, areniscas, y conglomerados. En una superficie de 2500 km2 se cuantificaron pérdidas de suelo por grietas, cárcavas, movimiento de masas, túneles y pozos con la metodología propuesta por DVWK (1996). La información de campo se incluyó en mapas digitales de topografía, tipo de suelo y geología. Se incluyen los datos del uso actual del suelo de acuerdo con lo observado en campo. Se identificaron 1334 puntos de pérdidas de suelo, de los que 28 fueron grietas, 33 cárcavas, 56 movimientos en masa, 1198 pozos, y 19 túneles. Se hicieron análisis para explorar relaciones entre los factores y formas de pérdidas de suelo. En regiones con pendientes menores de 5% y con vegetación de Cynodon plectostachyus hubo un fuerte efecto de túneles y pozos en los Leptosoles réndzicos ubicados sobre caliza del Oligoceno. Las grietas, cárcavas y movimiento de masas se encontraron principalmente en Vertisoles peliéutricos y Luvisoles crómicos con pendientes entre 5 y 30% y con vegetación de Paspalum notatum o Cynodon plectostachyus. La formación de pozos no está considerada en modelos predicativos para calcular el riesgo de erosión hídrica. Se concluye que las áreas estudiadas requieren urgentemente la aplicación de técnicas de conservación y restauración.
Palabras clave: Carstificación, erosión hídrica, erosión subterránea, sobrepastoreo.
Abstract
The Southeast of México is affected by different forms of hydrological erosion; however, there is no information about its impact on the region, which is necessary for soil conservation programs. Thus, the quantity and location of various forms of soil loss due to hydrological erosion were studied, as well as because of Karst formations (karsification) (that is, an area of land with limestone rock characterized by depressions and underground currents), in Macuspana, Tabasco, México. This area is characterized by plains and lands with slopes over 5% and average annual precipitation of 3186 mm. The main land use is for grazing. The primary geological formations in the region are sedimentary rocks from the Tertiary such as limestone, sandstone and conglomerate. In a surface of 2500 km2 , losses of soil were quantified through cracks, crevices, mass movements, tunnels and wells with the methodology proposed by DVWK (1996). Field information was recorded in digital maps for topography, land type and geology. The data of the current land use was included, according to what was observed on the field. There were 1334 points of soil loss identified, out of which 28 were cracks, 33 crevices, 56 mass movements, 1198 wells and 19 tunnels. Analyses were carried out to explore the relation between the factors and forms of soil loss. In regions with slopes of less than 5% and Cynodon plectostachyus vegetation. The rendzic Leptosols found over limestone from the Oligocene were strongly affected by tunnels and wells Cracks, crevices and mass movements were found mainly in peli–eutric Vertisols and chromic Luvisols with slopes between 5 and 30% and with Paspalum notatum or Cynodon plectostachyus vegetation. The formation of wells is not considered in predictive models used for estimating the risk of hydrological erosion. We conclude that the areas studied urgently require the application of conservation and restoration techniques.
]]> Key words: Karsification, hydrological erosion, underground erosion, over–grazing.
INTRODUCCIÓN
En las cinco décadas recientes, el aumento de la población y la pobreza extrema han provocado la devastación de la vegetación natural en el sureste de México, principalmente por el cambio de uso de suelo a agrícola y ganadero (Pool, 1997). En suelos de ladera y marginales, la presión de uso sobre los recursos naturales no permite periodos de descanso del suelo, lo que propicia la erosión hídrica (Kirby y Morgan, 1994; Palma y Triano, 2002). Las pérdidas de suelo cambian su fertilidad y productividad, al modificar negativamente sus características físicas, químicas y biológicas, y originan procesos de degradación como compactación y acidez; además, los sedimentos arrastrados durante la erosión se acumulan en el fondo de ríos y lagunas y causan eutrificación (Tollan, 2002).
En 2002 la SEMARNAT (Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales) publicó mapas donde se señalan los riesgos de erosión y el nivel de degradación de los suelos en México. Según éstos, en Tabasco casi no existe pérdida de suelo. Sin embargo, Sánchez (1997) y la CNA (2002) definen algunas zonas de la Sierra de Tabasco como de alto riesgo por erosión: 707 188 ha con una alta tasa de erosión (pérdidas de 50 a 200 t ha año–1) y 106 950 ha con una erosión mayor (pérdidas de más de 200 t ha año–1). Además, los productores del municipio de Macuspana, observaron un incremento en la formación de pozos y túneles en sus suelos, que puede ser la consecuencia de un proceso de carstificación (formación de Karst, i.e. la formación de depresiones o pozos en terrenos de piedra caliza). Según Gerstenhauer (1966, 1978) y Li y Wang (1990), la carstificación es típica en suelos delgados que se encuentran sobre calizas en zonas tropicales. Debido al ingreso del agua al subsuelo se forman escurrimientos o corrientes subterráneas que fragmentan y arrastran partículas que desembocan en los ríos, formándose túneles. Estos aumentan rápidamente su diámetro durante la época de lluvias, por lo que su pared superior se adelgaza, hasta que no puede soportar el peso, se derrumba y se forman pozos (Li y Wang, 1990). Además de los pozos, con el descenso del manto freático aumenta la velocidad del agua subterránea, lo que causa la erosión y formación de túneles entre la roca madre y la superficie del suelo. En suelos poco profundos el túnel crece hasta que el suelo colapsa (Gerstenhauer, 1966; Li y Wang, 1990).
El presente estudio se realizó para investigar el impacto de la erosión superficial y la carstificación en el municipio de Macuspana, Estado de Tabasco, con el fin de caracterizar las áreas más afectadas por pérdidas de suelo y correlacionar los diferentes tipos de pérdidas con los suelos, formaciones geológicas, pendientes, elevaciones y vegetación. Esto se realizó para obtener una base de datos para los responsables de planificar la conservación del suelo en Tabasco.
MATERIALES Y MÉTODOS
El área de estudio fue el municipio de Macuspana, en Tabasco, México, entre 17° 32' 48" y 18° 05' 48" N y 92° 07' 54" y 92° 41' 48" O (Figura 1). Tiene una superficie de 223 827 km2, limita al norte con los municipios de Centla y Centro, al sur con el Estado de Chiapas, al este con el municipio de Jonuta y al oeste con el de Jalapa. La mayor parte es una planicie, aunque en el sur del municipio hay una zona de lomeríos y cerros (Figura 1).
El clima (Af(m)) es cálido húmedo con abundantes lluvias en verano; la temperatura media anual es 23.6 °C y la precipitación media anual es 3186 mm; el mes más lluvioso es septiembre y el más seco es abril. La mayoría de los suelos se usan para pastoreo, menos del 10% en la agricultura, y las áreas boscosas y de acahuales son mínimas (INEGI, 2000).
]]> Para caracterizar el área de estudio se digitalizaron los mapas de tipo de suelos, geología y topografía del INEGI (Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática) (1983, 1985, 1990). La escala de análisis para la cartografía digital de geología y tipos de suelos fue 1:250 000, mientras que la correspondiente a la topografía fue 1:50 000 (INEGI, 1983, 1985, 1990).En el municipio de Macuspana se realizaron recorridos en las 220 comunidades, y se hicieron entrevistas abiertas a cinco campesinos de cada pueblo para definir con ellos las áreas dañadas por erosión. Además, se realizaron recorridos por cuatro meses en el municipio para calcular las pérdidas de suelo. En campo se identificaron y clasificaron los tipos de erosión en los sitios: grietas (erosión lineal <40 cm de profundidad), cárcavas (erosión linear > 40 cm de profundidad), movimiento de masas (pérdida por movimiento de suelo en superficies con cierto grado de pendiente) según la metodología DVWK (1996). Además se identificaron pozos (hundimientos de suelo) y túneles (excavación subterránea) que se formaron como consecuencia del proceso de carstificación (Cuadro 1). Cada sitio fue localizado mediante GPS y en cada uno se determinó el grado de pendiente y el tipo de vegetación (Cuadro 1). Se elaboraron mapas donde se ubicaron las zonas dañadas por diferentes tipos de erosión usando el programa Arc View 1.2. Se confrontaron mapas de diferentes formas de pérdida de suelo sobre los de topografía (escala 1:50 000) (INEGI 1990), tipos de suelo (escala 1:250 000) (INEGI, 1985) y formaciones geológicas (escala 1:250 000) (INEGI, 1983).
Con la información sobre las características del área y la manifestación de las formas de pérdidas de suelo (grietas, cárcavas, movimientos de masas, pozos, túneles, Cuadro 1), se determinó la frecuencia de la apariencia de cada forma de erosión en las diferentes pendientes, formaciones geológicas, tipos de suelos y vegetación, para analizar la relación entre estos factores y las formas de pérdida de suelo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Características del área de estudio
De acuerdo con los mapas del INEGI (1983, 1985, 1990), el área de estudio está ubicada en una planicie (72%), en zona de cerros (11 %) y en zona de lomeríos (17%) (Figura 1). En la planicie se encontraron principalmente sedimentos del Cuaternario, de los cuales se formaron Gleysoles (60% del área total) y Fluvisoles (2.17%) (Cuadros 2 y 3; Figuras 2 y 3). En la zona de cerros (200 a 250 m) se encontraron principalmente Leptosoles réndzicos sobre calizas del Oligoceno (2.96%); en la zona de lomeríos se formaron Acrisoles férricos (2.48%), Luvisoles crómicos (20.6%), Vertisoles eútricos (4.46%) y pelieútricos (4.52%) sobre rocas sedimentarias como Arenisca y Lutita–Arenisca del Terciario (Cuadros 2 y 3; Figuras 2 y 3).
Pérdida de suelo
En las 220 comunidades del municipio de Macuspana se ubicaron 16 comunidades con pérdidas de suelo, y en 1334 puntos; 33 fueron cárcavas, 28 grietas localizadas en 3 sitios, 56 movimientos de masas, 19 túneles y 1198 pozos en 84 sitios (Cuadro 4; Figuras 2, 3, 4).
La anchura de las cárcavas varió de 1 a 40 m, su longitud de 6 a 100 m y su profundidad de 1 a 3 m. Las grietas tuvieron longitudes de 7 a 48 m y anchuras de 9 a 30 m. Las grietas y cárcavas tienen diferentes profundidades. La anchura de los movimientos de masas varió de 5 a 78 m, y su longitud de 2 a 30 m. Los tamaños de las diferentes formas de erosión superficial coincidieron con los descritos por Wijdenes y Bryan (2001) en países con trópicos húmedos.
Los pozos tienen formas circulares u ovales y diámetros de 4 a 80 m; los túneles tuvieron anchuras de 4 a 10 m y longitudes de 3 a 38 m. El diámetro de los pozos coincidió con el de 5 a 50 m reportados para la mayoría de los pozos por Denizman (2003).
Los pozos y túneles resultantes del proceso de carstificación se encontraron en Leptozoles réndzicos formados sobre caliza del Oligoceno en una planicie con pendiente menor de 1 %, a alturas de 200 y 250 m en la zona de los cerros, al sureste del municipio (Cuadro 4; Figuras 2, 3, 4). La mayoría de los pozos se encontraron en pastizales cultivados con Cynodon plectostachyus y en áreas de cultivo de maíz, mientras que los túneles estaban en áreas no cultivadas (Cuadro 5).
Esta área de estudio no está considerada en peligro por pérdida de suelo en el mapa de la SEMARNAT (2002) porque el fenómeno de carstificación no se considera en estos mapas. En 1978, el territorio del municipio de Macuspana estaba aún protegido por vegetación natural (Gerstenhauer, 1978). Sin embargo, en los últimos 40 años la tasa de deforestación fue muy alta y una gran parte de los bosques ha desaparecido; ahora los suelos son utilizados principalmente como pastizales (Palma y Cisneros 2000).
Según Li y Wang (1990), la deforestación causa cambios en el balance hídrico y descenso en el nivel freático. La infiltración del agua de lluvia es un factor muy importante, debido a que al entrar en contacto más cantidad de agua con la roca, la disolución de la caliza es más alta (Keqiang et al., 2004). La poca profundidad de los Leptosoles réndzicos facilita el acceso del agua hasta la roca madre. Esto explica la formación de pozos en el área después de la deforestación en los últimos 40 años.
Aunque la inclinación de la pendiente es muy ligera, la teoría de Li y Wang (1990) explica parcialmente por qué los pozos y túneles sólo aparecieron en Leptosoles réndzicos asociados con calizas del Oligoceno y no en Luvisoles o Vertisoles asociados con la misma roca. Los túneles formados debajo de la superficie de suelos más profundos no se colapsan (Li y Wang, 1990). La formación del karst en el área del estudio es menos intensa que en otras áreas, como en Yucatán, México, donde también se han encontrado los Leptosoles más dañados por carstificación en relación con Luvisoles o Cambisoles (Bautista–Zuñiga et al., 2004); pero dichos autores también observaron pozos en Luvisoles y Cambisoles.
]]> En el área de estudio no se encontraron formaciones de pozos en calizas del Cretáceo, sino sólo calizas del Oligoceno. Esto no coincide con otros reportes que describen la formación de pozos en calizas de diferentes edades geológicas como en calizas del Plioceno, Mioceno y Eoceno (Bautista–Zuñiga et al., 2004) y en calizas del Siluro y Devónico (Applegate, 2003). Según Gerstenmeier (1978), en suelos formados sobre calizas del Cretáceo en la región de estudio, se forman conos de caliza, Kegelkarst, y no se forman pozos. Se requieren otros estudios para caracterizar la composición y la degradación de las dos formaciones de caliza en el área de estudio, para explicar las diferencias en la degradación de los dos tipos de calizas.En la zona de lomeríos (de 50 a 100 m) y la de planicies (hasta 50 m) predominaron grietas, cárcavas y movimientos de masas. Un 72% de las cárcavas se encontraron áreas con pendientes menores a 1 % en Luvisoles, Leptosoles, Gleysoles y Vertisoles. De ellos, 28% se observaron en áreas con pendientes mayores de 10% en Luvisoles crómicos y Vertisoles peli–éutricos. Todas las grietas se encontraron en áreas con pendientes menores a 1 %; 68 % de los movimientos de masas en áreas con pendientes menores a 1% en Gleysoles, Vertisoles, Luvisoles y Leptosoles; 11% en áreas con pendientes entre 5 y 10% en Vertisoles peli–éutricos, Luvisoles crómicos y Leptosoles réndzicos; 21% de los movimientos de masas aperecieron en áreas con pendientes mayores a 10% en Vertisoles peli–éutricos y Luvisoles crómicos. El sobrepastoreo y mal manejo de pastizales probablemente causó primero erosión laminar y con el tiempo se generaron diferentes formas de erosión linear también en áreas menos inclinadas. Esto concuerda con Jordan et al. (2003), quienes encontraron señales de erosión lineal intensa como grietas, cárcavas y movimientos de masas a bajas pendientes (Figura 2).
El 50% de las grietas y la mayoría de las cárcavas y movimientos de masas se encontraron sobre Vertisoles peli–éutricos (Figura 4) y, en menor cantidad, sobre Luvisoles crómicos y Leptosoles réndzicos (Cuadro 4). Palma y Cisneros (2000), encontraron que los Vertisoles peli–éutricos cubiertos por vegetación espesa, raramente presentan problemas de erosión hídrica; sin embargo, en el presente estudio hay severas pérdidas de suelo si se usan como pastizales, especialmente con C. pseudostachyus y Paspalum notatum (Cuadro 5). En gran medida, ésto se debe a que la formación de grietas en la época de sequía favorece la erosión lineal, por lo que al permitir el ingreso del agua por los agrietamientos típicos de estos suelos, se facilita la formación de cárcavas. En las condiciones climatológicas de la zona y el cultivo de C. pseudostachyus, estos suelos no tienen la capacidad para resistir los procesos de erosión.
En los Vertisoles peli–éutricos, la manifestación de los movimientos de masas se debe a que sobre la lutita–arenisca hay caras de deslizamiento, las cuales son superficies pulidas o acanaladas producidas cuando una masa de suelo se desliza sobre otra (Figura 3, Figura 4). Este fenómeno, aunado a la falta de raíces profundas que sujeten el suelo, facilita el desarrollo de movimientos de masas durante la época de lluvias. Los Luvisoles crómicos sobre Tm_arenisca también fueron impactados por movimiento de masas. Probablemente la intemperización de la arenisca donde se forma la saprolita pudo causar corrientes internas debido a la intensidad de los movimientos de masas.
CONCLUSIONES
Es urgente aplicar técnicas de conservación y restauración de suelos en pastizales, como la plantación de cercas vivas, siembra de árboles y arbustos, así como instalar sistemas agroforestales o multicultivos en el gran número de áreas dañadas por formas de erosión superficial. En los pastizales, la conservación del suelo también requiere manejo del ganado y de la carga animal. La carstificación es el proceso que más daña al municipio de Macuspana y urge aplicar programas de restauración y conservación en esta área. Debe sembrarse árboles dentro de los pozos y túneles para evitar su aumento y sembrar cercas vivas para disminuir la velocidad de las aguas superficiales que ocurren después de lluvias en zonas tropicales.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a la Secretaría de Desarrollo Agropecuario, Forestal y Pesca (SEDAFOP), Tabasco, por su soporte financiero, a Rufo Sánchez Hernandez por su apoyo en la redacción.
]]>LITERATURA CITADA
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