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Carcavamiento en la Pampa Ondulada: 50 Años de Evolución en la Cuenca del Arroyo del Tala

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RESUMEN La erosión en cárcavas, clásicas o efímeras, es la manifestación más extrema del proceso de erosión hí-drica. El carcavamiento altera y fragmenta significativamente el paisaje y aumenta los costos productivos. Este estudio evalúa la dinámica del carcavamiento en la cuenca del arroyo del Tala (San Pedro, Bs. As.), representativa de la pampa ondulada. Sus objetivos fueron a) monitorear la evolución de las cárcavas en-tre 1968 y 2019 y b) estimar la actividad erosiva actual de las cárcavas en dos sectores contrastantes representativos de la fisiografía de la cuenca. El sector Los Patricios (LP) presenta pendientes suaves y largas, mientras que La Esperanza (LE) presenta pendientes más pronunciadas. En base a una escala de semidetalle se identificó la cantidad, longitud y densidad de cárcavas en 1968 y 1981, mediante fotografías aéreas. Estos datos se compararon con un mapa base de 2019 generado a partir de imágenes satelitales y validado a campo. Se relevó la morfometría de 33 cárcavas en ambos sectores y se estimó la velocidad y el caudal máximo del flujo hídrico en el cauce para determinar la actividad erosiva. Durante los últimos 50 años el avance de las cárcavas fue continuo. En 1968 LP poseía una densidad de cárcavas intermedia (0,01-0,05 km km-2), alcanzó una alta densidad en 1981 (0,5-1 km km-2), y una extremadamente alta (>1 km km-2) en 2019. LE partió de una alta densidad en 1968, donde se mantuvo hasta 1981, y alcanzó niveles extremadamente altos en 2019. El proceso erosivo sigue activo en ambos sectores, si bien LE presenta una red de drenaje más activa y desarrollada debido a su mayor energía geomórfica. Se concluye que la erosión está en desarrollo activo y se identifica la necesidad de estudiar los factores incidentes en el proceso, así como la identificación de áreas susceptibles. Palabras clave: erosión hídrica severa, escurrimiento, imágenes satelitales, densidad de cárcavas
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CARCAVAMIENTO EN PAMPA ONDULADA
Cienc. Suelo 42 (2): 168-179, 2024 ISSN 1850-2067 Versión electrónica
CARCAVAMIENTO EN LA PAMPA ONDULADA: 50 AÑOS DE EVOLUCIÓN
EN LA CUENCA DEL ARROYO DEL TALA
Lucía Worcel1,*, Sebastián Vangeli1, Celio Ignacio Chagas1
1 Cátedra de Manejo y Conservación de Suelos, Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Autónoma
de Buenos Aires, Argentina.
RESUMEN
La erosión en cárcavas, clásicas o efímeras, es la manifestación más extrema del proceso de erosión hí-
drica. El carcavamiento altera y fragmenta signicativamente el paisaje y aumenta los costos productivos.
Este estudio evalúa la dinámica del carcavamiento en la cuenca del arroyo del Tala (San Pedro, Bs. As.),
representativa de la pampa ondulada. Sus objetivos fueron a) monitorear la evolución de las cárcavas en-
tre 1968 y 2019 y b) estimar la actividad erosiva actual de las cárcavas en dos sectores contrastantes
representativos de la siografía de la cuenca. El sector Los Patricios (LP) presenta pendientes suaves y
largas, mientras que La Esperanza (LE) presenta pendientes más pronunciadas. En base a una escala de
semidetalle se identicó la cantidad, longitud y densidad de cárcavas en 1968 y 1981, mediante fotografías
aéreas. Estos datos se compararon con un mapa base de 2019 generado a partir de imágenes satelitales
y validado a campo. Se relevó la morfometría de 33 cárcavas en ambos sectores y se estimó la velocidad
y el caudal máximo del ujo hídrico en el cauce para determinar la actividad erosiva. Durante los últimos
50 años el avance de las cárcavas fue continuo. En 1968 LP poseía una densidad de cárcavas intermedia
(0,01-0,05 km km-2), alcanzó una alta densidad en 1981 (0,5-1 km km-2), y una extremadamente alta (>1 km
km-2) en 2019. LE partió de una alta densidad en 1968, donde se mantuvo hasta 1981, y alcanzó niveles
extremadamente altos en 2019. El proceso erosivo sigue activo en ambos sectores, si bien LE presenta una
red de drenaje más activa y desarrollada debido a su mayor energía geomórca. Se concluye que la erosión
está en desarrollo activo y se identica la necesidad de estudiar los factores incidentes en el proceso, así
como la identicación de áreas susceptibles.
Palabras clave: erosión hídrica severa, escurrimiento, imágenes satelitales, densidad de cárcavas
GULLY EROSION IN THE ROLLING PAMPA: 50 YEARS OF EVOLUTION
IN THE ARROYO DEL TALA BASIN
SUMMARY
Classical and ephemeral gully erosion represents the most extreme manifestation of water erosion proces-
ses. This phenomenon signicantly alters and fragments the landscape, leading to increased operational
production costs. This study evaluates the dynamics of gully erosion in the Arroyo del Tala basin (San Pedro,
Buenos Aires), representative of the Rolling Pampa. The objectives were: a) to monitor gully erosion evo-
lution between 1968 and 2019, and b) to estimate the current erosive activity of gullies in two contrasting
sectors representative of the basin’s physiography. The Los Patricios (LP) sector is characterized by gentler,
yet longer slopes, whereas the La Esperanza (LE) sector features steeper slopes. Using a semi-detailed
scale, the quantity, length, and density of gullies were identied for the years 1968 and 1981 through aerial
photographs. These data were compared with a 2019 base map of gullies, which was generated through hi-
Revista cientíca de la Asociación Argentina de la Ciencia del Suelo
* Autor de contacto:
lworcel@agro.uba.ar
Recibido:
13-09-24
Recibido con revisiones:
28-10-24
Aceptado:
29-10-24
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gh-resolution satellite imagery and validated through eld observations. The morphometric characteristics
of 33 gullies were surveyed in both sectors, and the maximum ow velocity and discharge in the channel
were estimated to determine the erosive activity. Gully advance has been continuous in both sectors over
the past 50 years. In 1968, LP had an intermediate gully density (0.01-0.05 km km-2), which increased to a
high density (0.5-1 km km-2) by 1981 and reached an extremely high density (>1 km km-2) in 2019. LE started
with a high gully density, which persisted until 1981, reaching an extremely high density in 2019. The erosive
process remains active in both sectors. However, LE exhibits a more active and developed drainage network
due to its higher geomorphic energy. Results indicate that gully erosion in the study area is active and on-
going, highlighting the need to study inuencing factors in the process and to identify susceptible areas.
Keywords: severe water erosion, runoff, remote sensing, gully density
INTRODUCCIÓN
La erosión en cárcavas, tanto clásicas como efímeras, es una de las manifestaciones más severas del pro-
ceso de erosión hídrica. Una vez desencadenada, se retroalimenta positivamente, ya que el avance de las
cabeceras genera saltos hidráulicos cada vez mayores, aumentando la energía cinética y el poder erosivo
del ujo de agua (Cisneros et al., 2012). Su avance incrementa la conectividad hidrológica y sedimentoló-
gica, acelerando los procesos erosivos a escala de microcuenca, y actuando como la principal fuente de
sedimentos que pueden adsorber y transportar diferentes tipos de contaminantes químicos y biológicos
hacia los cursos y cuerpos de agua (Ongley, 1997; Chagas et al., 2010a; Ares et al., 2016). El carcavamiento
fragmenta el paisaje y aumenta los costos operativos asociados a las dicultades para el desplazamiento
de maquinaria agrícola, junto a la caída en la productividad de cultivos y pasturas (Viglizzo y Jobbagy, 2010;
Chagas y Kraemer, 2018).
La dinámica del proceso, expresada en su avance y profundización, se encuentra regulada por la ocurrencia
de ujos hídricos concentrados de gran poder erosivo. Estos ujos se generan pendiente arriba en áreas
sujetas a lluvias intensas sobre suelos frágiles con escasa cobertura supercial. Los gradientes pronuncia-
dos de las pendientes les otorgan una mayor capacidad de corte, que junto a la resistencia del suelo regulan
la incisión inicial de las cárcavas. Algunas propiedades de los suelos, como la estabilidad estructural, la
textura y el contenido de materia orgánica, entre otras, inuyen en esta resistencia, que junto a las tasas de
inltración y la velocidad del ujo hídrico se encuentran a su vez condicionadas por la cobertura del suelo.
(Nearing et al., 2004; Cisneros et al., 2012; Denoia y Ruiz, 2014; Yang et al., 2023).
La Pampa Ondulada es una región con suelos altamente susceptibles a la erosión hídrica; en 1988, más
del 30% de la supercie de las cuencas presentaban erosión hídrica severa a grave (Irurtia et al., 1988). En
la Cuenca del arroyo del Tala, representativa de esta región, predominan los Argiudoles típicos y vérticos,
desarrollados a partir de loess pampeano, en las posiciones altas del paisaje. Su textura supercial, franco
limosa a franco arcillo limosa, les conere una alta susceptibilidad a la degradación física por su elevado
contenido de limo. Asimismo, sus horizontes subsuperciales poseen una elevada concentración de ar-
cilla (superior a 50%) con apreciables contenidos de esmectita que, al expandirse en húmedo, restringen
la percolación profunda pero que sin embargo le otorgan resistencia al corte (Knapen et al, 2007). En los
sectores bajos de la cuenca, asociados al plano aluvial del Arroyo del Tala, predominan los Natracuoles y
Natracualfes típicos (Chagas y Santanatoglia, 2016; Vangeli, 2019).
En esta cuenca se han registrado tasas de erosión hídrica por encima del nivel de tolerancia admitida, con
valores de entre 11,5 y 36 tn ha-1 año-1 de pérdida de suelos junto a una densidad de cárcavas extremada-
mente alta (> 1km km-2), con la consiguiente sedimentación de parte del material desprendido y transporta-
do hacia las posiciones bajas del paisaje (Bujan et al., 2003; Worcel et al., 2022).
La estimación de la tasa de avance de las cárcavas resulta de utilidad para analizar la direccionalidad
del proceso a una escala temporal de mediano o largo plazo. En los últimos años se han multiplicado los
estudios de la dinámica de las cárcavas, generalmente enfocados en la estimación de la tasa de avance
(m año-1), a escala tanto de cárcava individual como de microcuenca, basándose en la identicación por
fotogrametría con un corto tiempo de revisita (Frankl et al., 2012; Dong et al., 2019). Esta variable permite
evaluar la direccionalidad del proceso en el mediano (5-50 años) y largo plazo (> 50 años), habida cuenta de
las dicultades que ofrecen los análisis a corto plazo (< 5 años), en los cuales la incidencia de los eventos
climáticos extremos, así como las transformaciones abruptas en el uso de la tierra (desmontes, reempla-
zo de pastizales) tienen una incidencia signicativa (Vandekerckhove et al., 2003). A través del estudio
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del avance de estas formas de erosión resulta factible analizar los posibles factores incidentes, como la
morfometría, los factores climáticos y la incidencia de la cobertura vegetal a una escala temporal de largo
plazo (Govers, 1991; Vanmaercke et al., 2016). La determinación del crecimiento de las cárcavas en forma
lineal facilita la evaluación del cambio en la densidad de cárcavas en el tiempo en un área determinada y su
comparación con otras regiones del mundo.
La estimación de la actividad erosiva actual en el cauce de las cárcavas permite inferir la direccionalidad
del proceso a futuro, determinando si las cárcavas se encuentran activas o estabilizadas. La velocidad del
ujo que circula por la misma es un factor que incide directamente en su energía de corte, y está inuen-
ciada por las características morfométricas de las cárcavas o canales, tales como el área de la sección
transversal, el perímetro de mojado, el gradiente de la pendiente, y la rugosidad, dependiente de la cobertura
vegetal y las irregularidades superciales (Chow et al., 1994). En términos generales se considera que, en
cauces desnudos y renados, el ujo supercial adquiere capacidad de corte a una velocidad mayor a 0,5
m s-1, mientras que en cauces medianamente cubiertos con vegetación debe superar 1,5 m s-1 (Cisneros et
al., 2012; Chagas y Kraemer, 2018).
Con el propósito de evaluar la dinámica del carcavamiento en la Cuenca del arroyo del Tala, este trabajo se
propone: a) monitorear la evolución de las cárcavas y otras formas de erosión severa en los últimos 50 años
(1968-2019) en la cuenca del arroyo del Tala (San Pedro, Buenos Aires), representativa de la pampa ondula-
da y b) estimar la actividad erosiva actual de las cárcavas en dos sectores representativos de la variabilidad
ambiental y siográca de dicha cuenca. La hipótesis que se pone a prueba es que la erosión en cárcavas
se incrementó en los últimos 50 años y que el proceso se encuentra activo.
MATERIALES Y METODOS
Denición del área de estudio
Se estableció una escala de trabajo de semidetalle, en función de la cual se delimitaron dos sectores re-
presentativos de la variabilidad físico ambiental de la Cuenca del Tala, correspondientes a los tercios que
la componen, de acuerdo a Ackerman et al. (2000). Ambos sectores, ubicados en el Partido de San Pedro,
abarcan una supercie aproximada de 60 km2 cada uno. El primero, denominado “Los Patricios” (LP), co-
rresponde a los tercios superior y medio de la cuenca, y está compuesto por microcuencas primarias con
cauces paralelos y pendientes suaves (1-2%). El segundo sector, denominado “La Esperanza” (LE), abarca
el tercio inferior y se caracteriza por poseer una red de drenaje más compleja y desarrollada, que incluye
cauces primarios, secundarios, terciarios e incluso de cuarto orden, con pendientes máximas de 2-3% (Fig.
1). En ambos sectores predomina la actividad agrícola anual, si bien en LP se observa una mayor supercie
dedicada a la producción ganadera con pasturas perennes (Vangeli, 2019).
Figura 1: Ubicación de la Cuenca del Arroyo del Tala en Argentina y de los sectores bajo estudio dentro de la cuenca. Se
observa el Modelo Digital de Elevación (DEM) de la cuenca (metros).
Figure 1: Arroyo del Tala Basin and the sectors under study location. Digital Elevation Model (DEM) (meters) of the basin
is shown.
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Tasa de avance de las cárcavas
Con el propósito de cuanticar la tasa de avance de las cárcavas en los últimos 50 años, se comparó su
longitud en 1968, 1981 y 2019. Se utilizó un mapa base de cárcavas de ambos sectores del año 2019,
construido a partir de imágenes satelitales de alta resolución espacial y validado a campo (Worcel et al.,
2022). Aplicando la misma metodología se identicaron las cárcavas para el año 1965 y 1981 a partir de
fotografías aéreas proporcionadas por la Agencia de Recaudación de la Provincia de Buenos Aires (ARBA).
Se considera que las imágenes satelitales de alta resolución pueden tomarse como equivalentes a la foto-
grafía aérea para estudios de la dinámica del proceso erosivo que utilizan ambas fuentes de información
(Golosov et al., 2018) (Fig. 2). Las fotografías aéreas fueron georreferenciadas y se generó un mosaico.
Por faltantes en la disponibilidad de capturas del mosaico de 1968 en sectores reducidos de la cuenca se
denió un área de estudio determinada por la supercie cubierta por el vuelo mencionado. La extensión
estudiada en 1981 y 2019 fue correspondiente a esa supercie de referencia, a n de compatibilizar la
información.
Se digitalizaron las cárcavas identicadas en toda la supercie de los sectores bajo estudio y se deter-
minaron la cantidad, longitud individual, longitud total y promedio y densidad (km de cárcava km-2). Los
márgenes del arroyo del Tala fueron excluidos en la identicación, ya que se trata de un sector que fue
sometido a una alta presión de pastoreo, redundando en la degradación física del suelo por pisoteo animal,
presentando características particulares que ameritan un estudio posterior más especíco.
Se estimó el avance de las cárcavas para cada período: 1968-1981 (Período I) y 1981-2019 (Período II) y se
obtuvo la tasa de avance anual mediante el cociente entre el avance lineal y la cantidad de años de cada
período. Luego, se aplicó la clasicación por densidad de cárcavas propuesta por Golosov et al. (2018),
que considera 4 clases de densidad: sin presencia signicativa de cárcavas (0-0,005 km km-2), muy baja
densidad de cárcavas (0,005-0,01 km km-2), alta densidad de cárcavas (0,5-1 km km-2) y densidad extrema-
damente alta (> 1 km km-2). Se incorporó la clase de densidad intermedia (0,01-0,5 km km-2) no descrita en
la clasicación original pero presente en el área de estudio y se calculó el cambio en la densidad para cada
uno de los sectores.
Figura 2: Ejemplo comparativo de una misma supercie. Arriba: fotografía aérea correspondiente al año 1981. Abajo:
imagen satelital de alta resolución espacial de Bing Aerial correspondiente al año 2019 (Microsoft Corporation, 2019).
Figure 2: Comparative example of the same area. Top: 1981 aerial photograph. Bottom: 2019 high-resolution satellite
image of Bing Aerial (Microsoft Corporation, 2019).
Actividad erosiva actual
Con el propósito de estimar la actividad erosiva actual en cada uno de los sectores, se calculó la velocidad
máxima del ujo hídrico en el cauce de las cárcavas, considerando que éstas se comportan como canales
abiertos. Se aplicó el modelo de Manning (Chow et al., 1994) (Ecuación 1) para identicar aquellas situacio-
nes en las cuales la velocidad estimada del ujo hídrico superaba la capacidad de corte del suelo.
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(Ecuación 1)
donde,
Q: caudal máximo (m3 s-1)
A: área máxima de la sección transversal medida in situ (m2)
V: velocidad máxima estimada de ujo (m s-1)
A su vez, la velocidad máxima estimada del flujo puede calcularse a partir de la siguiente ecuación
(Ecuación 2).
(Ecuación 2)
donde,
R: radio hidráulico (m), que resulta del cociente entre A y el perímetro mojado (PM)
S: pendiente longitudinal (m m-1) estimada para un tramo de 200 m aguas arriba y abajo del punto estudia-
do, empleando las cartas topográcas IGN
n: rugosidad estimada según grado de cobertura vegetal y de irregularidades del cauce relevados in situ.
Las características morfométricas de las cárcavas (perímetro de mojado, ancho y profundidad) fueron me-
didas a campo durante el año 2020. La sección transversal del cauce se obtuvo dividiendo la misma en una
secuencia de formas geométricas simples (dos triángulos rectángulos y dos trapecios), sumando el área
de cada una (Casalí et al., 2006; Liu et al., 2020). Esto se realizó a partir de la toma de medidas del perl de
33 cárcavas (19 en LP y 14 en LE): ancho, profundidad en el centro del cauce (P50), profundidad al 25% del
ancho (P25) y al 75% del mismo (P75). Todos los sitios relevados se ubicaron geográcamente mediante
GPS, se fotograaron y se describieron en función de las siguientes condiciones: cobertura vegetal del lote
en el cual se ubica, posición en el paisaje, signos de actividad erosiva de la cárcava, presencia de ramica-
ciones, presencia de sedimentos dispersos sobre la supercie, forma del cauce, vegetación presente en la
misma. En los casos en que fue posible acceder a las cabeceras, las medidas fueron tomadas en el punto
de ensanchamiento más próximo ubicado aguas abajo de las mismas. En aquellas cárcavas de acceso res-
tringido por ubicación de los caminos y rutas, se tomaron en cuenta puntos de la trayectoria de las cárcavas
distribuyendo los puntos de manera que sean representativos de los sectores estudiados.
Para el cálculo de rugosidad (n) se estimó la cobertura vegetal in situ y se ajustó en gabinete con respaldo
en las fotografías de cada sitio. Se denieron valores mínimos y máximos de 0,025 y 0,045 respectivamen-
te. El valor mínimo adoptado corresponde a cauces desnudos y es similar al que cita Geyik (1986), mientras
que el valor máximo corresponde a un cauce medianamente vegetado, considerado por encima del 50% de
cobertura estimada. Entre estos valores, se denieron intervalos rugosidad de 0,005 y de cobertura vegetal
asociada, lo cual coincide con lo propuesto por Arcement y Schneider (1989). Además, para cada sec-
ción medida se estimó el caudal máximo (Q) que podría transportar cada cárcava suponiendo que el agua
ocupara la totalidad de la sección relevada. Para corroborar esto último se vericó la presencia de restos
vegetales arrastrados por el ujo hídrico hasta el límite superior del cauce.
Se consideraron activas las cárcavas cuyas velocidades de ujo superaron los umbrales de velocidad de
corte de 0,5 m s-1 para suelos desnudos y de 1,5 m s-1 para suelos medianamente cubiertos por vegetación.
Aquellas en las que se calcularon velocidades de ujo menores a esos umbrales fueron consideradas no
activas o estabilizadas (Cisneros, 2012; Chagas y Kraemer, 2018).
RESULTADOS
Tasa de avance de las cárcavas
Se obtuvo un mapa de avance de cárcavas de ambos sectores de la cuenca para los tres años considerados
(1968, 1981 y 2019) (Fig.3). Las cárcavas se desarrollaron inicialmente (1968) sobre las vías naturales de
drenaje de las microcuencas. En el año 1981 se identicaron sobre vaguadas en las cuales no se habían
presentado anteriormente, al mismo tiempo que se estableció la conexión entre cárcavas individuales que
se unicaron como un cauce único. Para el año 2019 se evidenció un proceso de ramicación y se regis-
traron cárcavas de menor longitud, paralelas entre sí y dispuestas en forma perpendicular a las pendientes,
fundamentalmente en LE.
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Figura 3: Mapa de cárcavas identicadas en 1968, 1981 y 2019 en ambos sectores.
Figure 3: Map of identied gullies in 1968, 1981, and 2019 across both study areas.
El proceso erosivo avanzó en forma continua en el largo plazo en ambos sectores, los cuales presentaron
tasas de avance contrastantes. En el Período I (1968-1981) el ritmo de crecimiento lineal de la red de cár-
cavas fue mayor en LP respecto de LE, ocurriendo lo contrario durante el Período II (1981-2019), en el que
se evidenció un marcado aumento en la extensión lineal de las cárcavas de LE respecto de LP (Fig. 4; Tabla
1). De acuerdo con la clasicación de densidad utilizada (Golosov et al., 2018), el sector LP poseía en el año
1968 una densidad de cárcavas intermedia (0,01-0,05 km km-2), llegando en 1981 a una alta densidad de
cárcavas (0,5-1 km km-2), y en 2019 a la clase de densidad extremadamente alta (>1 km km-2). El sector LE
partió de una alta densidad de cárcavas, clase en la que se mantuvo durante el Período I, alcanzando una
densidad extremadamente alta al nalizar el Período II. El avance de las cárcavas y el cambio en la catego-
ría de densidad fue común a ambos sectores.
Figura 4: Tasa de Avance de cárcavas (m año-1) para los dos sectores y períodos (1968-1981 / 1981-2019).
Figure 4: Gully erosion rate (m year-¹) for the two study areas and time periods (1968-1981 / 1981-2019).
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Tabla 1: Avance lineal (m), tasa de avance (m año-1) y cantidad de cárcavas en ambos sectores para ambos períodos.
Table 1: Linear advance (m), advance rate (m year¹), and number of gullies in both sectors for each period.
Período I
(1968-1981)
Período II
(1981-2019)
LP
Avance
(m)
19.964,30 34.368,30
Tasa de avance
(m año-1)
1.535,70 904,4
Cárcavas nuevas 56 88
Incremento (%) 226 196
LE
Avance
(m)
10.349,00 91.477,40
Tasa de avance
(m año-1)
796,1 2407,3
Cárcavas nuevas 15 3 11
Incremento (%) 124 268
Actividad erosiva actual
En ambos sectores los sitios en actividad superaron a los estabilizados. De los 19 puntos medidos en LP,
12 se consideraron activos y siete no activos o estabilizados, mientras que en LE se identicaron 12 puntos
activos y dos estabilizados. Al mismo tiempo, durante el relevamiento se percibieron signos de actividad en
la mayoría de los sitios, como la presencia de derrumbe de cabeceras, restos de cultivo volteados o arras-
trados y sedimento suelto en el cauce (Fig. 5).
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Figura 5: Material suelto y restos de cultivo arrastrados por el cauce de la cárcava.
Figure 5: Loose material and crop residues transported across the gully.
Se identicó un comportamiento contrastante entre ambos sectores. Las cárcavas de LE tuvieron una acti-
vidad erosiva más intensa que las de LP, ya que las primeras evidenciaron en promedio un caudal máximo
estimado 320% superior y una velocidad máxima 16% mayor que en LP, acompañados de una menor cober-
tura vegetal (Fig. 6; Tabla 2). En el caso de LE, la velocidad máxima promedio superó el umbral de corte para
suelos medianamente cubiertos por vegetación (1,5 m s-1). Estos resultados son coherentes con el mayor
desarrollo de la red de drenaje en un geoambiente con relieves más pronunciados.
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Figura 6: Mapa de actividad erosiva de los sitios relevados. Los números indican la identicación de los sitios de mues-
treo. Dos o más números contiguos implican cercanía de los sitios no perceptible por la escala.
Figure 6: Erosive activity map of surveyed sites, with numbers identifying sampling locations. Contiguous numbers indi-
cate site proximity not discernible at this scale.
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Tabla 2: Caracterización de la actividad erosiva actual de las cárcavas.
Table 2: Current gully erosion activity characterization.
Sector LP LE
Puntos activos 12 (63%) 12 (86%)
Puntos estabilizados 7 (37%) 2 (14%)
Cobertura promedio
(%)
29 18
Caudal máximo pro-
medio
(m3 s-1)
1,08 4,54
Velocidad máxima
promedio
(m s-1)
1,4 1,63
DISCUSIÓN
Los resultados de esta investigación apoyan la hipótesis de que en la Cuenca del Arroyo del Tala el proce-
so de carcavamiento avanzó en los últimos 50 años y se encuentra activo. En ambos sectores se registró
un avance del carcavamiento a lo largo de la serie histórica, aumentando la densidad de cárcavas con su
consecuente cambio de categoría (Golosov et al., 2018). Asimismo, se estimó que la velocidad del ujo hí-
drico superó la capacidad de corte para las condiciones de cobertura estimadas en la mayoría de los sitios
analizados. La velocidad máxima promedio registrada en LE, que supera el umbral de corte incluso para los
suelos medianamente cubiertos por vegetación, sugiere que el proceso puede seguir activo incluso en las
cárcavas vegetadas.
El avance de carcavamiento en ambos sectores podría estar asociado a grandes volúmenes de escurri-
miento asociados al proceso de erosión laminar. Los ambientes altos de la cuenca han sido utilizados
durante más de 50 años para la producción de cultivos anuales con labranza convencional, en rotación con
ganadería de pasturas plurianuales mixtas bajo pastoreo directo convencional. La escasa cobertura en los
períodos de barbecho en posiciones moderadamente inclinadas y con siembras a favor de las pendientes
redundó en la pérdida de suelos por erosión hídrica (Bujan et al., 2003). Asimismo, en las últimas décadas
se incrementó la utilización agrícola bajo siembra directa de cultivos anuales, principalmente soja, al mis-
mo tiempo que se reemplazó la ganadería por la implantación de cultivos anuales en sectores del plano
aluvial del arroyo, que poseían una aptitud agrícola marginal, resultando en la manifestación de procesos
de degradación física, química y biológica en esas tierras (Vangeli, 2019).
En el periodo bajo estudio, se identicó un cambio en el patrón de distribución de las cárcavas clásicas y
efímeras, aumentando la conectividad entre las mismas y se registró el nacimiento de nuevos elementos
de erosión lineal. En el año 1968 las cárcavas se ubicaban casi exclusivamente sobre las vaguadas y vías
principales de drenaje. En el año 1981 se observó la ramicación y la conexión entre distintas cárcavas que
estaban ya, junto a la aparición de nuevos cursos sobre las vaguadas. El último registro, en el año 2019
evidencia la profundización del proceso de ramicación, así como el nacimiento de cárcavas de menores
dimensiones sobre las laderas de las pendientes, modicando el patrón original (Figura 3). Resulta espe-
rable que la complejización del patrón de distribución de este tipo de elementos afecte positivamente la
conectividad hidrológica y sedimentológica de la cuenca, profundizando el proceso erosivo.
La tasa de avance de las cárcavas, así como el caudal y la velocidad de ujo fueron contrastantes entre
sectores. De acuerdo con la descripción de Ackerman et al. (2000) el tercio inferior de la cuenca, del cual
forma parte el sector LE, está dominado por pendientes más pronunciadas y un patrón hidrológico más
complejo. En este tercio se identicaron las mayores tasas de erosión potencial y se documentó la relación
positiva entre las tasas de erosión y la longitud de las pendientes junto a pulsos de escurrimiento más fre-
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cuentes y pronunciados (Castiglioni et al., 2009; Chagas et al., 2010b; Kraemer et al. (2013). Es posible que
los mayores niveles de carcavamiento registrados en LE ya en el año 1968 se encuentren asociados a las
características morfométricas de este sector. Por otra parte, el patrón contrastante en la tasa de avance
de las cárcavas entre sectores para los períodos analizados requiere una explicación asociada a factores
dinámicos, que podrían estar asociados a un cambio en el uso del suelo diferencial en los mismos.
Los resultados aportan evidencias para concluir que la erosión en cárcavas en el área de estudio se en-
cuentra activa y en desarrollo. Si bien la densidad de cárcavas es extremadamente alta en estos sectores,
el proceso continúa desarrollándose, pudiendo alcanzar un mayor volumen de pérdida de suelo que lo
aproximen a las densidades registradas en regiones con condiciones de mayor susceptibilidad de acuerdo
con sus características morfométricas, climáticas y de génesis de suelos (Hayas et al., 2017). A su vez,
dado que ambos sectores se clasican con la máxima categoría de densidad de cárcavas del sistema de
clasicación propuesto por Golosov et al. (2018), resulta necesario desarrollar un sistema de clasicación
de cárcavas por densidad que se adapte a las condiciones particulares de la Pampa Ondulada.
La identicación de la dirección del avance del fenómeno y las consecuencias que tiene para la produc-
ción agrícola y ganadera, así como para la contaminación ambiental, sustenta la necesidad de identicar
áreas con mayor susceptibilidad al nacimiento y avance de las cárcavas. Estas áreas fueron generalmente
asociadas a la relación entre el gradiente de la pendiente y el área de aporte pendiente arriba respecto a
las cabeceras de las cárcavas (Torri y Poesen, 2014). Un análisis de estas características para el área de
estudio permitiría generar una herramienta predictiva de potenciales sectores frágiles al carcavamiento
sería fundamental para poder desarrollar sistemas de alerta y formular recomendaciones de manejo a
escala regional.
CONCLUSIONES
Este estudio de 50 años sobre la dinámica del carcavamiento en la cuenca del arroyo del Tala ofrece una
visión detallada de la evolución de la erosión en cárcavas en la pampa ondulada. Utilizando tanto fotogra-
fías aéreas históricas como imágenes satelitales actuales, se monitoreó la progresión de las cárcavas y se
evaluó la actividad erosiva actual. Los resultados indican que la erosión sigue siendo activa y signicativa
en ambos sectores estudiados (LP y LE), con una mayor intensidad en LE debido a su red de drenaje más
desarrollada. Este relevamiento no solo conrma la actividad continua del carcavamiento, sino que también
establece un primer paso para colaborar en la identicación de áreas susceptibles a este proceso y mejorar
la comprensión del proceso de erosión en cárcavas y los factores que lo regulan en la Pampa Ondulada.
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Article
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La erosión en cárcavas es un fenómeno irreversible que puede afectar el ciclo hidrológico de las microcuencas, incrementando la conectividad del paisaje y el movimiento de agua y sedimentos. En la Argentina, si bien se publicaron algunos trabajos al respecto en regiones áridas o semiáridas, este tipo de erosión no ha sido suficientemente estudiado. En la Pampa Ondulada, región con mayor historia de uso agrícola del país, se observa la presencia de erosión en surcos y cárcavas. El objetivo de este trabajo consiste en determinar el grado de carcavamiento en la Cuenca del Arroyo del Tala, representativa de la variabilidad físico ambiental de la región. Con este propósito, se realizó una identificación visual de cárcavas a través de imágenes satelitales de alta resolución espacial en dos sectores representativos de la cuenca, contrastantes entre sí de acuerdo a sus características morfológicas. El producto fue validado a campo, resultando en una eficiencia de identificación del 85,3%. De acuerdo a la bibliografía internacional, se puede determinar que ambos sectores se encuentran afectados por una densidad de cárcavas extremadamente alta (>km/km2). Esta investigación resulta pionera en alertar sobre la gravedad de la problemática en esta región de intenso uso agrícola.
Article
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There are 239,100 gullies in southern China, which cause the degradation of ecological system etc in southern China. However, studies on gully development at the regional scale is relatively lack. Consequently, the purpose of this study is to analyze the regional gully dynamics and explore how land use and topographic factors affect gully development. Input data consists of land use maps derived from high-resolution images from 2004 to 2014, and topography maps from a digital elevation model with a pixel size of 8 m × 8 m in two 25-km² study sites of Anxi (AX) and Xingning county (XN). The following results were obtained: (1) AX gullies decreased from 2006 to 2014 while XN first increased from 2004 to 2009, and then decreased from 2009 to 2014. Both AX and XN gully area in percentage of the total area ranged from 1% to 3%, which was higher than the average 0.25% of the whole southern China by the artificial survey in 2005. (2) Most of AX and XN gullies occurred along the ridgeline and had the close relationships with the upstream contributing area and slope gradient. (3) New gullies developed on the exposed land and forestland. The lost gullies were converted into forestland and grassland. In fact, most of these gullies were only covered by vegetation, not real disappearance. These results proved that gully decreased, but construction of roads and buildings intensified gully development. Consequently, these findings reveal that vegetation protection and ecological restoration should be adopted in southern China.
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Esta pequeña obra procura esclarecer algunos interrogantes y controversias acerca de la relación compleja entre agricultura y ambiente en la Argentina. A menudo somos testigos de posiciones dogmáticas o interesadas que hoy requieren ser abordadas con el mejor conocimiento científico disponible ¿Cuánto hay de mito y de realidad en los impactos ambientales de la expansión agrícola? ¿Es progresiva la expansión de la frontera agrícola, o hay avances y retrocesos territoriales? ¿Aumenta la contaminación por plaguicidas? ¿Aumenta la erosión de los suelos por el mayor cultivo? ¿Se deforesta en Argentina a tasas tan altas como denuncian las organizaciones ambientalistas? ¿Se pierden áreas de pastizales y pasturas? ¿Cuán afectados están el hábitat y la biodiversidad? ¿Hay una pérdida desmedida de minerales esenciales como el carbono, el nitrógeno y el fósforo? ¿Cuál es el impacto real del cultivo de soja sobre la ecología y el ambiente? ¿Qué muestran nuestros indicadores ecológicos y ambientales respecto a otros países del mundo? Ninguno de estos interrogantes tiene una respuesta sencilla, pero sí es posible aproximarla a través del análisis de 50 años de avance de nuestra frontera agropecuaria.
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En las tierras altas de la Pampa Ondulada el avance de la agricultura, principalmente en siembra directa, ha sido un fenómeno conocido. Sin embargo, resulta escasa la información acerca del cambio de uso de la tierra y la adopción de este sistema de manejo en suelos frágiles que ocupan áreas bajas, otrora bajo uso ganadero. Ello supondría un importante riesgo de erosión hídrica al eliminar los pastizales naturales por cultivos anuales como la soja. Por ello, se estimaron las posibles consecuencias de este cambio a través del estudio de la producción de sedimentos y el escurrimiento en la cuenca del arroyo del Tala (Prov. Buenos Aires). Los resultados muestran que la ganadería se venía realizando principalmente en el área del plano aluvial y por lo tanto el presente análisis se centró en dicho sector (138 km ). Los cambios de agricultura hacia ganadería fueron despreciables, mientras que en el sentido inverso se registró una superficie total de 2506 ha, ubicada principalmente en el sector de deslinde del interfluvio y el plano aluvial. A su vez dicha superficie fue mayor en la subcuenca alta que en la subcuenca media. Se estimó que dicho cambio en el uso de la tierra determinaba un aporte adicional de 250.000 a 500.000 m de escurrimiento y de 1100 t de sedimento al año. Dada la cercanía al arroyo del Tala y la extrema fragilidad de las tierras, principalmente de aquellas ubicadas en la cuenca media, las mismas podrían estar exportando mayor cantidad de contaminantes físicos (sedimentos) y químicos (nutrientes, fertilizantes, pesticidas) al arroyo comparado con esas mismas tierras bajo uso ganadero. Si bien el avance de la agricultura en las tierras altas ocurrió de forma paralela a la adopción de sistemas conservacionistas asociados a la siembra directa, los resultados obtenidos muestran un aspecto negativo de la agriculturización que sufrieron algunas tierras frágiles correspondientes al plano aluvial, que también debería ser tenido en cuenta.
Article
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Runoff water and sediments from crop and cattle production fields of the Rolling Pampas accumulate in small depressions along the drainage network. We studied the concentration of biological contamination indicators in these small sinks located in bottomlands devoted to cattle production of the Tala River basin. The stocking rate was closely related to the concentration of microorganisms in the depressions. The intensity of rainfall events previous to each sampling date and the time between the last significant runoff event and each sampling date proved to be sensible variables for predicting the concentration dynamic of total coliforms and faecal enterococci and streptococci, respectively. Our results show a close relationship between runoff, soil erosion and surface water biological contamination in the studied area. We propose a simple conceptual model of inputs and outputs of potential contaminants in the depressions which may constitute the base for a future early warning program of regional surface water contamination.
Article
A large‐scale mapping of gully density was carried out for the Middle Volga region of the Russian Plain (188 thousand km²) based on the interpretation of aerial photos (scale 1: 17, 000; surveys undertaken during 1956‐1970). In addition, spatial‐temporal dynamic of gully density were assessed for some parts of the study area (the Udmurt Republic and the Mesha and Ulema River basins of Tatarstan), based on the interpretation of aerial photographs (survey 1986‐1991) and high resolution satellite images (2012‐2015). Information on factors potentially controlling gully formation and development were collected and a GIS analysis was conducted. Results show the strong development of gullies in the study area over the 1956‐70 period with an average gully density of 0.21 km km‐2. For the Udmurt region, we found that gully densities varied little in the period 1956‐1986, during which the total active gully length reduced with only 2%. This period was characterized by low variable climatic conditions and a stable fraction of arable land with a relatively continuous crop rotation system. However, gully dynamics seems to have changed more strongly during recent decades. We found a strong (order of magnitude) reduction in active gully density for the period 2010‐2015 as compared to 1986‐1991. The main reason for this is likely the increasing winter air temperatures. This leads to a significant reduction in surface runoff during spring as a result of snowmelt. Nonetheless, in some regions (i.e. the Udmurt Republic in the taiga zone), also the abandonment of arable land after 1991 likely plays a significant role. Likewise, a decline in the frequency of extreme rainfall events (> 50 mm) may have played a role. All of these factors contribute to a reduction of surface runoff to the gullies and their subsequent stabilization.
Article
Topographical threshold conditions (s >= k a -b), expressed by local slope (s) and drainage area (a), have been widely used to predict gully incision locations. However, little attention has gone to the variation of the thresholds over time. Rainfall variability and changing land use or vegetation cover can potentially lead to important shifts in established thresholds. In this study, we determine topographic thresholds for gullies forming under olive groves and herbaceous crops between 1956 and 2013 in a catchment in Southern Spain. For 10 different time periods, we then analyzed the impact of rainfall, land use and vegetation cover on the variation of these thresholds. The results show similar topographic thresholds for olive groves and herbaceous crops. However, important variations were found over time. Rainfall indexes, in particular Rainy Day Normal, were generally best correlated. Finally, although overall no effect of land use was obtained, the results did show a significant effect of vegetation cover, but mainly in those years where rainfall was low. This seems to indicate that during years with high rainfall, topographic thresholds are primarily controlled by rainfall, while vegetation cover seems to exert a secondary control.
Article
Soil erosion is a global concern because of its consequences for the environment and the economy of countries. In the Argentine Pampas Region, soil erosion process is a priority issue, although there is little information about sediment concentration (SC) in agricultural catchments. The study aimed at assessing the factors that have a major influence on SC and discussing the dynamics of hydrological and sedimentological connectivity during 2012, a year with precipitation over the mean and significant erosive events. The study was conducted in a watershed of Buenos Aires province, Argentina. A linear regression model, that considered autocorrelation, was obtained. Maximum rainfall intensity in 30 minutes and peak flow were related to SC. An analysis of satellite images was carried out to discuss the hydrological connectivity, and a connectivity index was calculated to assess changes in sedimentological connectivity. The analyses suggested increments in hydrological and sedimentological connectivity, associated with the drainage area expansion and with water erosion rills. Hydrological connectivity is needed for sedimentological connectivity. However, increments in sedimentological connectivity may have been conditioned by the input of energy to detach and to transport particles. This may have been evidenced when flows exceeded a threshold runoff coefficient.