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Presión antrópica sobre cuencas de drenaje en ecosistemas frágiles: variaciones en las existencias (stock) de carbono orgánico asociadas a cambios morfológicos fluviales

    1. [1] Consejo Superior de Investigaciones Científicas

      Consejo Superior de Investigaciones Científicas

      Madrid, España

    2. [2] Universidad de Murcia

      Universidad de Murcia

      Murcia, España

    3. [3] Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

      Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

      Leioa, España

  • Localización: Cuadernos de investigación geográfica: Geographical Research Letters, ISSN-e 1697-9540, ISSN 0211-6820, Vol. 45, Nº 1, 2019, págs. 245-269
  • Idioma: español
  • Títulos paralelos:
    • Anthropic pressure on drainage basins in fragile ecosystems: variations in the organic carbon stock associated to fluvial morphological changes
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      Cambios antrópicos en el área de drenaje de cuencas hidrológicas determinan los procesos de erosión dominante y las fuentes de sedimento, movilizando ciertos reservorios (pools) de carbono. Además, estos cambios en el área de drenaje influyen en la dinámica sedimentaria con consecuencias en la morfología fluvial. Éstas, a su vez, pueden crear las condiciones para estabilizar carbono orgánico (CO) en los sedimentos por enterramiento, preservación de carbono, ralentización de la mineralización y colonización vegetal terrestre o acuática; causando todo ello un efecto importante en el sumidero o fuentes de carbono fluvial. Este trabajo explora el impacto de las alteraciones en el área de drenaje (reforestaciones, construcción de diques, abandono agrícola) en la morfología fluvial y en el sumidero de CO sedimentario, en una cuenca semiárida y de elevada erodibilidad. La aproximación metodológica combina el análisis cartográfico de los usos del suelo, la fotointerpretación geomorfológica del cauce y formas adyacentes en dos escenarios (1956 y 2016); y muestreos recientes de suelos y sedimentos para la determinación de las existencias (stock) de CO. La cobertura del suelo varió de un escenario principalmente agrario hacia un patrón forestal. Esa evolución alteró la dinámica sedimentológica de la cuenca que se tradujo en importantes cambios morfológicos en el cauce, disminuyendo la superficie de cauce activo (52%), incrementando la erosión lateral (77%) y las cárcavas adyacentes (11%), así como llanuras (31%) y abanicos aluviales (37%). Además, el cauce se revegetó ligeramente (16%). Todo ello propició un aumento del reservorio total de CO en los sedimentos fluviales (12%), ligeramente por encima del aumento del reservorio en los suelos de la cuenca (10%). La razón de las existencias (stock) de CO sedimentos/suelos fue >0.8, lo cual nos indica la gran capacidad de secuestro de carbono de los sedimentos, con existencias de CO por encima de los suelos agrícolas. Se constató que la dinámica geomorfológica fluvial juega un papel relevante en los flujos de CO, y en la capacidad de estabilizar sedimentos que generan sumideros de CO, en condiciones de estrechamiento del cauce activo y reverdecimiento del lecho. Estos procesos de secuestro de carbono en lechos secos y efímeros, tienen una gran relevancia para variados servicios ecosistémicos, y deberían ponerse en valor en la gestión de zonas sedimentarias fluviales.

    • English

      Anthropic changes in the drainage area of catchments can influence dominant erosion processes and sediment sources and mobilize specific carbon pools. It also causes changes in the sedimentary dynamics and thus in the fluvial morphology. At the same time fluvial morphologies can create the conditions for stabilizing organic carbon (OC) in sediments by burial, carbon preservation, slowing down mineralization processes, and terrestrial or aquatic plant colonization. All this might have a significant impact on the fluvial carbon sink or sources. This work explores the impact of changes in the drainage area (reforestation, check-dam building, agricultural abandonment) on fluvial morphology and on the sedimentary carbon sink of an arid and erodible catchment. The methodological approach combines cartographic analysis of land use, geomorphological photointerpretation of the channel and slope-channel connections in 1956 and 2016. Furthermore, soil and sediment sampling across the catchment for organic carbon stock determination was carried out. The watershed underwent a drastic transformation of land use from 1956, changing from an agrarian scenario to a forest pattern in 2016. This evolution altered sedimentological dynamics and fluvial morphologies. The active channel was narrowed (52%) whereas bank erosion (77%) and the adjacent gullies (11%) increased. The inner alluvial plain increased up to 31% and alluvial fans up to 37%. In addition, vegetation in the channel increased up to 16%. All this led to an increase of the total OC pool of fluvial sediments (12%), slightly above than the increase of OC total pool in the soils of the catchment (10%). The ratio of the OC stock sediments/soils was > 0.8, which indicates the large capacity of carbon sequestration of fluvial sediments, with OC stocks larger than those of agricultural soils. It was found that the geomorphological dynamics plays an important role in the OC fluvial flows. In scenarios of channel narrowing and vegetation encroachment of fluvial morphologies, the sediments can stabilize and generate OC sinks. These processes of OC sequestration in dry and ephemeral channels can have a large relevance for various ecosystem services and should be considered in the management of fluvial sedimentary areas.


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