ENSAYO METODOLÓGICO DE EVALUACIÓN DE TIERRAS PARA LA CAPTACIÓN DE AGUA EN DOS MICROCUENCAS DEL RÍO SANTO DOMINGO, MÉRIDA, VENEZUELA

 

Silenia Rivas, Jajaira Oballos, Guido Ochoa y Jonny Santiago

 

Silenia Rivas. Geógrafo, Universidad de Los Andes (ULA), Venezuela. Estudiante de Maestría, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales, ULA, Venezuela. e-mail: dirime@hotmail.com

Jajaira Oballos. Ingeniero Forestal, ULA, Venezuela. Doctor, Universidad de Toulouse-Le Mirail, Francia. Profesora, ULA, Venezuela. Dirección: Centro de Estudios Forestales de Postgrado, Facultad de Ciencias Forestales, ULA, Venezuela. e-mail: oballos@ula.ve

Guido Ochoa. Ingeniero Forestal, ULA, Venezuela. DEA, Universidad de Paris V, Francia. Doctor, Universidad de Toulouse-Le Mirail, Francia. Profesor y Coordinador del Grupo de Investigación Medio y Pedología, ULA, Venezuela. e-mail: guidooch@ula.ve

Jony Santiago. Geógrafo, ULA, Venezuela. Especialista en SIG y Teledetección, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brasil. Especialista, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, Colombia. e-mail: jonnysantiago@yahoo.com

 

Resumen

A fin de evaluar la capacidad de captación de aguas de las tierras en zonas montañosas se seleccionaron, en la cuenca media alta del río Santo Domingo, las microcuencas Aguas Regadas y La Capellenía del Municipio Pueblo Llano, estado Mérida, Venezuela. La determinación de unidades homogéneas de tierras se realizó mediante la aplicación de un sistema de clasificación de paisaje. La aplicación del Índice de Homogeneidad Múltiple y un análisis de variabilidad espacial permitieron seleccionar las variables que mayor influencia ejercen en la capacidad de captación de agua en los suelos. Se estableció un Índice de Captación de Agua que fue aplicado a cada una de las unidades pedogeomorfológicas definidas. Se determinaron 3 clases de aptitud de la tierra para la captación de agua: Clase Apta, Clase Moderadamente Apta y Clase No Apta. No se definieron áreas como tierras Muy Aptas, lo que sugiere que existen limitaciones leves a severas que limitan la captación de agua en las microcuencas seleccionadas. Las zonas con menos limitaciones (Clase Apta) se corresponden con las áreas de tierras moderadamente escarpadas y las unidades de fondo de valle, mientras que las mayores limitaciones (Clase No Apta) las presentan las tierras de alta montaña, constituidas por unidades de afloramientos rocosos.

Summary

In order to evaluate the water retention capacity by the land in mountainous regions, the present study examines the microbasins of Aguas Regadas and La Capellanía in the medium high basin of the Santo Domingo River in the Pueblo Llano municipality in Mérida state, Venezuela. Homogeneous land areas were determined by a landscape classification system. The Multiple Homogeneity Index and a spatial variability analysis detected the variables with the greatest influence on the water retention capacity of the soils. A Water Retention Index was established and applied to each of the pedogeomorphologically defined units. The soil ability to retain water fell into three classes, ‘good’, ‘moderate’ and ‘poor’, while there were no areas in the ‘very good’ category. This suggests that limitations on water retention in the selected microbasins went from slight to severe. The areas with less limitations (in the ‘good’ category) were those on moderate slopes or valley bottoms, while the areas with most severe limitations (‘poor’), were high mountain areas with rocky outcrops.

Resumo

Com a finalidade de avaliar a capacidade de captação de águas das terras em zonas montanhosas se selecionaram, na bacia media alta do rio Santo Domingo, as microbacias Águas Regadas e La Capellanía do Município Pueblo Llano, estado Mérida, Venezuela. A determinação de unidades homogêneas de terras se realizou mediante a aplicação de um sistema de classificação de paisagem. A aplicação do Índice de Homogeneidade Múltipla e uma análise de variabilidade espacial permitiu selecionar as variáveis que maior influência exercem na capacidade de captação de água nos solos. Estabeleceu-se um Índice de Captação de Água que foi aplicado a cada uma das unidades pedogeomorfológicas definidas. Determinaram-se 3 classes de aptidão da terra para a captação de água: Classe Apta, Classe Moderadamente Apta e Classe Não Apta. Não se definiram áreas como terras Muito Aptas, o que sugere que existem limitações leves a severas que limitam a captação de água nas microbacias selecionadas. As zonas com menos limitações (Classe Apta) se correspondem com as áreas de terras moderadamente escarpadas e as unidades de fundo do vale, enquanto que as maiores limitações (Classe Não Apta) as apresentam as terras de alta montanha, constituídas por unidades de afloramentos rochosos.

PALABRAS CLAVE / Análisis Pedogeomorfológico / Evaluación de Tierras / Índice de Captación de Agua / Zonas de Montaña /

Recibido: 10/05/2004. Modificado: 06/05/2005. Aceptado: 10/05/2005.

 

Las zonas forestales de captación del agua son vitales para el bienestar ambiental del mundo. Ellas albergan una enorme biodiversidad, y proporcionan alimento, forrajes y productos forestales. Además, los bosques protegen las cuencas hidrográficas de las montañas, fuente del agua dulce que consume más de la mitad de la humanidad. La captación de agua de lluvia en los bosques permite la recarga de los acuíferos y da continuidad a los volúmenes de agua de ríos y lagos, fomentando el equilibrio en el ciclo hidrológico.

El agua que ingresa al ecosistema depende del régimen de lluvias, asociado a la posición topográfica de la región, la circulación planetaria de las masas de aire, temperatura, vegetación y otros factores. Una parte del agua que ingresa al ecosistema es interceptada por la vegetación y evaporada, otra parte llega a la superficie del suelo, donde puede escurrir sobre la superficie o percolar en él. A este movimiento de agua que penetra en el suelo se le llama toma de agua o captación de agua, la que depende de diversos factores entre los cuales se incluye la infiltración, que consiste en el proceso de entrada de agua al suelo (Pla, 1977). El agua captada y retenida por el suelo representa una reserva; cuando el agua que ingresa al suelo sobrepasa su capacidad de retención, entonces por gravedad pasa al nivel freático y egresa del ecosistema (Grimm y Fassbender, 1981).

El proceso de infiltración del agua en el suelo ha sido intensamente estudiado, debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, la conservación del recurso suelo y en otras actividades. La velocidad de infiltración determina la cantidad de agua de escurrimiento superficial y con ello, el peligro de erosión hídrica. La evaluación de la captación de agua de las tierras requiere de la delimitación de unidades pedogeomorfológicas.

Numerosos modelos han sido aplicados en el estudio de las relaciones suelo-paisaje (Simonson, 1959; Jahn, 1968; Von Bertalanffy, 1968; Dijkerman, 1974; Canacher y Dalrymple, 1977; Steegmayer y Bustos, 1980; Zinck, 1981; Elizalde, 1983). A través del enfoque sistémico y de la aplicación de modelos es posible estudiar el paisaje bidimensional y tridimensionalmente, a partir de la premisa de que los suelos se comportan como sistemas abiertos, ya que reciben y pierden materiales y energía desde sus límites (Jaimes, 1985). Según Elizalde (1983) los sistemas de clasificación de paisajes utilizados en Venezuela (Freile, 1962; Zinck, 1981; Steegmayer y Bustos, 1980) son difíciles de emplear como consecuencia de definiciones insuficientes en algunas categorías geomorfológicas, por lo que resulta difícil la extrapolación de las clasificaciones de paisajes a áreas diferentes de las cuales fueron definidas. En la clasificación de Elizalde (1983) cada categoría corresponde a la expresión del sistema pedogeomorfológico con cierto grado de amplitud y de generalización; en todas ellas los componentes del sistema se pueden agrupar en tres subsistemas: forma del terreno, suelo e hidrológico (Elizalde y Jaimes, 1989). Según Jaimes (1985) la utilización de la clasificación de paisaje propuesta por Elizalde (1983) en los niveles de abstracción más generalizados (1 al 4) en escalas iguales o menores a 1:250000, permite definir unidades geomorfológicas que son homogéneas con respecto a la incidencia de procesos orogenéticos y estructura geológica.

La superficie montañosa andina venezolana es de unos 30000km² (3,3% del territorio nacional; Mogollón y Comerma, 1994). Estas tierras tienen gran importancia desde el punto de vista ambiental, por constituir un medio con una diversidad biológica particular y por ser consideradas tierras abastecedoras de agua, donde tiene sus orígenes buena parte de la red hidrográfica del país.

En este trabajo se presenta una propuesta de evaluación de tierras en función de la captación de agua de los suelos, tomando la clasificación sistemática de paisaje de Elizalde (1983) y el modelo pedogeomorfológico de Elizalde y Jaimes (1989) como bases conceptuales para el inventario de la información básica.

Zona de estudio

Se seleccionaron las microcuencas Aguas Regadas y la Capellanía del Municipio Pueblo Llano, estado Mérida, Venezuela, las que forman parte de la subcuenca del río Pueblo Llano, cuenca media alta del río Santo Domingo. Están situadas entre 2200 y 3800msnm y ocupan una superficie aproximada de 1543,75ha (Figura 1).

Del punto de vista litológico la zona esta conformada por materiales de la Asociación Sierra Nevada, constituida por gneises, esquistos y rocas graníticas, con alto grado de metamorfismo, discordantes infrayacentes a las filitas de la Formación Mucuchachí (Figura 2; MEM, 1997).

El modelado del relieve en el área es el producto de una larga evolución geomorfológica suscitada en el trascurso del periodo cuaternario. Las geoformas cuaternarias que caracterizan la zona son de origen glacial de erosión, glacial de acumulación y aluviales de acumulación, siendo las primeras los más abundantes, en forma de circos glaciales, a lo largo de toda la superficie divisoria ubicada por encima de los 3500msnm (Figura 2; Bezada, 1990).

El clima es de tipo Mesotropical Templado de Invierno Seco ("Cmgi"; Köeppen, 1948) o Perhúmedo Mesotérmico ("AB'₂b'₂"; Thorntwaite modificado por Sánchez Carrillo, 1979). La precipitación promedio anual es de 1593,3mm y la temperatura de 16,7ºC. Según Ewel y Madriz (1968) las zonas de vida que se encuentran representadas son: Bosque Húmedo Montano Bajo (bh- MB), Bosque Muy Húmedo Montano (bmh-M) y Bosque Pluvial Montano (bp-M).

Delimitación de unidades de paisaje para la evaluación de las tierras

Como base metodológica para definir unidades homogéneas de tierras se utiliza la clasificación sistemática de categorías de paisajes de Elizalde (1983). En este sistema las unidades elementales de paisaje se agrupan en ocho (8) categorías de diferente jerarquía. En la Tabla I se presenta una síntesis de los criterios para la definición y determinación de las categorías. La clasificación se llevó a cabo hasta el nivel seis (6) de abstracción.

Los documentos utilizados fueron el Mapa Base, de 1976, escala 1:25000 de la Cartografía Nacional; el Mapa Político Territorial del Estado Mérida, 3ª ed., de 1994, escala 1:350000 de la Cartografía Nacional; el Mapa de unidades de tierra de la Cuenca del río Pueblo Llano, escala 1:25000 (Henrriquez, 1984); y el Mapa Geomorfológico del cuaternario Santo Domingo-Pueblo Llano-Las Mesitas, escala 1:25000 (Bezada y Schubert, en Bezada, 1990).

Para cada una de las unidades homogéneas de paisaje definidas se estableció el balance de procesos mediante la aplicación del modelo pedogeomorfologico de Elizalde y Jaimes (1989), sistema que consta de tres niveles: factores formadores, procesos formadores y las propiedades de los componentes del sistema pedogeomorfológico. En la base del sistema se ubican los factores formadores que, interactuando entre si, dan lugar a gran cantidad de procesos de los que resultan las propiedades específicas de los diferentes componentes. En la parte intermedia del sistema se encuentran los procesos, que pueden agruparse en cuatro categorías: los procesos de alteración y pedogénesis, que caracterizan principalmente el subsistema suelos; los procesos de sedimentación y los procesos de denudación, que inciden fundamentalmente en el subsistema forma del terreno; y los procesos hidrológicos. La parte superior del modelo esta destinada a exponer las propiedades de los componentes del sistema: las del manto de alteración y del suelo, las del manto sedimentario y de erosión, las del agua superficial y subsuperficial, y las del sustrato. El balance entre la intensidad de los procesos de alteración y pedogénesis, de sedimentación y de erosión, determinan el estado del sistema pedogeomorfológico en un punto y en un momento dados, así como la tendencia del sistema a evolucionar. Ese balance cambiará a lo largo de las secuencias topográficas. El balance entre los procesos se expresa mediante la expresión

La alteración y pedogénesis se producirá a consecuencia del movimiento del agua a través del sistema, movimiento que puede ser vertical (Mv) o paralelo (Mh). Según las características de cada sitio la proporción de agua que se mueve en forma vertical o paralela a la superficie puede variar. Entonces, la expresión (1) puede expresarse como

donde entre paréntesis se encuentra la tasa de alteración y pedogénesis.

Los proceso de alteración y pedogénesis, de sedimentación y de erosión, tienen efectos excluyentes: el incremento de uno de ellos en un punto y en un momento dado, limitan el desarrollo de los otros. No ocurre lo mismo con los procesos hidrológicos: el incremento del agua que ingresa al sistema o el incremento de su tasa de transferencia dentro del mismo, tiende a fomentar la intensidad de los otros procesos más que a limitarlos (Elizalde y Jaimes, 1989).

Caracterización de los suelos y de la cobertura vegetal

Suelos

Se utilizaron dos tipos de muestreo, libre y anidado. El muestreo libre fue realizado para todas las unidades pedogeomorfológicas y el muestreo anidado solo para dos unidades (vertiente y cono glaciotorrencial). Este último muestreo fue con el fin de evaluar la variabilidad espacial de los suelos (Figura 1)

Muestreo libre. Consistió en la descripción de perfiles de suelos (7 en total) y posterior recolección de muestras, considerando para ello la presencia de diversos factores tales como pedregosidad (dentro y fuera del perfil), cobertura vegetal, geomorfología inclinación de la pendiente y drenaje externo e interno.

Muestreo anidado. Se aplicó a una parcela representativa sobre vertiente y cono de deyección de 3,75ha (250×150m), localizada a una altitud de 2682msnm. Se utilizaron 4 niveles jerárquicos de muestreo (50, 25, 12,5 y 6,25 m). Los puntos de muestreo del primer nivel (50m) fueron ubicados en la intersección de las cuadrículas, el primero fue ubicado aleatoriamente para evitar la introducción de un sesgo subjetivo a la muestra. La dirección de ubicación de los otros puntos se realizó siguiendo la rosa de los vientos. Para cada uno de 32 puntos se realizó una perforación con barreno. Las muestras fueron analizadas de acuerdo a las metodologías establecidas en el National Soil Survey Center (1996): textura por el método del hidrómetro de Bouyucos; retención de humedad por el método de las ollas de presión a 33kPa y 1500kPa; densidad aparente por el método del terrón parafinado; carbono orgánico por el método de Walkley y Black; nitrógeno por el método micro-Kjeldhal modificado por Winkler; y pH determinado en agua y en KCl, relación 1:1 por el método potenciométrico.

Infiltración

Se utilizó el método de cilindros infiltrómetros con la finalidad de calcular la velocidad de infiltración del agua sobre la superficie del suelo, considerando para ello la presencia o no de cobertura vegetal en cada una de las unidades de paisaje establecidas.

Vegetación

En cada una de las unidades de paisaje se realizaron chequeos de campo a fin de diferenciar y clasificar las comunidades vegetales según sus características fisionómicas y estructurales. Para cada una de las comunidades vegetales reconocidas se tomaron muestras de las especies más representativas y se registraron el porcentaje de cobertura, la pendiente media y la altitud de la zona.

Selección de variables y clasificación de tierras

Para evaluar la capacidad de captación de agua de las tierras se estableció un Índice de Captación de Agua (ICA) determinado a partir de la sumatoria de los valores ponderados de las características que mayor influencia ejercen en la captación de agua. Para seleccionar estas características se aplicará el Índice de Homogeneidad propuesto por Jaimes (1988) y un análisis de variabilidad espacial.

Índice de Homogeneidad Múltiple.

El IHM fue definido con base en el análisis de componentes principales (ACP; Jaimes, 1988; Jaimes et al., 2005) como el producto de los valores propios mayores o iguales a uno (lj ³1,00). Para calcularlo se multiplica el primer valor propio por el segundo, el producto obtenido se multiplica por el tercero y así sucesivamente hasta utilizar todos los valores propios mayores o iguales a uno. Algebraicamente se representa mediante la ecuación

donde IHM: Índice de Homogeneidad Múltiple; P: "producto acumulado de …."; lj: valor propio del j-enésimo componente principal cuya magnitud es ³1,00; m: número de componentes principales cuyos valores propios son ³1,0.

Para la determinación del IHM se utilizó el programa IH, lenguaje Turbo-Basic, creado por Daza y Elizalde (1988). Se construyó una matriz de datos generales con los resultados provenientes de los 39 suelos muestreados, la cual consta de 20 columnas (variables) y 62 filas (observaciones). Se seleccionaron las siguientes variables o atributos: espesor del horizonte (E), % de arcilla (A), % de arena muy gruesa (amg), % de arena gruesa (ag), % de arena media (am), % de arena muy fina (amf), % de arena fina (af), % de retención de humedad a 33kPa (H33) y 1500kPa (H1500), pH agua (pHa) y pHKCl (pHK), % de carbono orgánico (CO), relación carbono-nitrógeno (C/N), pendiente del terreno (P), infiltración (I) y vegetación (V). Se tomaron todos los horizontes presentes para cada perfil. Los valores de las observaciones para cada horizonte se calcularon con las unidades aceptadas internacionalmente, salvo para los correspondientes a vegetación e infiltración, los cuales fueron estimados a partir de rangos establecidos en función de los valores reales.

Para el análisis de los datos la matriz general fue dividida en dos submatrices. El criterio utilizado para su separación es el contenido de humedad a ‘capacidad de campo’ (33kPa). Los suelos presentaron valores que varían entre 16 y 65,6%, con promedio de 45,6%. El valor de 52% de retención de humedad a 33kPa permitió separarlos en dos submatrices con más o menos igual número de observaciones. Submatriz 1, suelos con contenidos de humedad <52% y submatriz 2, suelos con contenidos de humedad ³52%. Para cada una se determinó la contribución relativa de los atributos edáficos en la homogeneidad del sistema suelo (Ochoa y Oballos, 2002) y aquellos con mayor contribución son los que mayor influencia tienen en el comportamiento de la retención de humedad de los suelos.

Variabilidad espacial de los suelos

El análisis de la variabilidad espacial de los suelos se realizó a manera de ensayo en una parcela representativa de dos unidades pedogeomorfológicas (cono glaciotorrencial y vertiente) con el fin de observar la relación entre la retención de agua de los suelos y los principales atributos relacionados con su capacidad de almacenamiento. Los atributos considerados fueron E, A, amg, ag, am, af, H33, H1500, P, CO y C/N. Se consideraron las observaciones correspondientes a los horizontes A (32 observaciones). Estos datos fueron sometidos a un análisis estadístico univariado (análisis exploratorio) en el que se calcularon los estadísticos básicos como media, desviación estandar, valores máximos y mínimos y coeficiente de variación (CV) para cada variable o atributo seleccionado.

El análisis de varianza anidado fue realizado con el módulo Nest del Programa PC-GEOSTAT (Burrough y Van Keulen, 1986). Para estimar el comportamiento de los semivariogramas se utilizaron los datos provenientes del muestreo anidado, es decir no se realizó un segundo muestreo a la distancia definida, ya que en estudios anteriores hechos para la cuenca, los semivariogramas generados a partir de los datos del muestreo anidado ajustaron a modelos teóricos (Manrique, 1997; Rondón y Salas, 1999; Velásquez, 1997; Sánchez, 1999; Sosa, 1999; Briceño, 2000).

Los semivariogramas fueron calculados y ajustados con el Programa VARIOWIN (University of Laussane, versión 2.21, 1998). Se consideró una condición de isotropía para todos los semivariogramas, pensando en que la variabilidad de los atributos no depende de la dirección, debido al tamaño del área seleccionada. Los semivariogramas se ajustaron a modelos teóricos, por el método exponencial, a fin de obtener una mejor determinación de sus parámetros, los cuales se utilizaron para establecer la interpolación por kriging puntual (Mateos, 1987; Ovalles, 1992).

Resultados y Discusión

Unidades homogéneas de tierras

Para el área de estudio fueron definidas 7 unidades homogéneas de paisaje o unidades pedogeomorfológicas (Figura 3) en tres niveles:

Nivel I: Unidades de alta montaña

Tope de circo glaciar (OAMDICi). Área de montaña que se desarrolla sobre patrones de tierras glaciales y periglaciales, formada por materiales de la Formación Sierra Nevada; ubicada entre 3560 y 3750msnm, con temperatura promedio anual de 3 a 6ºC y precipitación promedio anual entre 1000 y 1200mm; los suelos están cubiertos entre 80 y 100% vegetación típica de Páramo (Frailejón, Gramíneas y matorral andino). La unidad presenta un relieve suavemente ondulado, con pendientes que en algunos casos supera 40% con formas cóncavo-convexas. Los suelos son poco profundos, con altos contenidos de materia orgánica y texturas arenosas de granos finos. El movimiento vertical del agua es igual al movimiento horizontal (Mv=Mh) y las transferencias de material son iguales a las pérdidas y estas a su vez son iguales a las ganancias (T=P=G). Ello indica un equilibrio entre los procesos, producto de la estabilidad que presenta el paisaje en su forma. La denudación es mayor que la sedimentación (D>S) y la morfogénesis domina a la pedogénesis (Mg>Pg).

Afloramiento rocoso (OAMDIA). Área de montaña que se desarrolla sobre patrones de tierras glaciales y periglaciales derivados de materiales pertenecientes a la Formación Sierra Nevada; ubicada entre 3300 y 3550msnm, con temperatura promedio anual de 3 a 6ºC y precipitación entre 1200 y 1400mm; los suelos están cubiertos entre 80 y 100% vegetación típica de Páramo (Frailejón, Gramíneas y matorral andino). La topografía que caracteriza está unidad es variable, con pendientes entre 20 y 50% de forma cóncava-convexa. Los suelos son muy incipientes (poco profundos, 0-13cm), con altos contenidos de materia orgánica y texturas arenosas de grano fino, que le confieren al suelo moderada retención de humedad. El movimiento vertical del agua es mayor que el horizontal (Mv>Mh); las transferencias son menores que las pérdidas y estas mayores que las ganancias (T<P>G), debido a la dinámica de las vertientes que ha generado la deposición de grandes bloques erráticos. La denudación es mayor que la sedimentación (D>S) y la morfogénesis domina a la pedogénesis (Mg>Pg).

Till morrénicos o morrenas (OAMDIM). Área que se desarrolla sobre materiales ígneos metamórficos pertenecientes a la Formación Sierra Nevada; ubicada entre 2890 y 3550msnm; con temperatura promedio anual de 11,5 a 12,5ºC y precipitación entre 1300 y 1380mm; los suelos están cubiertos por vegetación con varios estratos que alcanzan hasta 230cm de altura (Graminaceae, Betulaceae, Rosaceae, Onagraceae, Solonacea, Polydium, Asteraceae, Melastomataceae y Asteraceae). La unidad presenta una topografía suavemente ondulada, con pendientes de 15 a 30% de formas cóncavas-convexas. Los suelos son incipientes (moderadamente profundos, 0-75cm), caracterizados por la presencia de altos contenidos de materia orgánica y texturas areno francosas a franco arenosas de granos finos. El movimiento vertical del agua es mayor que el horizontal (Mv>Mh). Las transferencias son lentas, menores que las pérdidas y estas doblemente inferiores a las ganancias (T<P<<G). La sedimentación es mayor a la denudación (S>D) y la morfogénesis domina a la pedogénesis (Mg>Pg).

Nivel II: Unidades de tierras moderadamente escarpadas

Vertientes (OAMDIV). áreas moderadamente escarpadas que se desarrollan sobre depósitos de tierras glaciales, constituidos principalmente por residuos de gneis y esquistos metamórficos, pertenecientes a la Formación Sierra Nevada; ubicadas entre 2600 y 2800msnm; con temperatura promedio anual de 14ºC y precipitación entre 1357 y 1400mm; los suelos están cubiertos en un 100% por vegetación en varios estratos que alcanzan hasta 100cm de altura (Pteridaceae, Piperaceae, Poaceae Asteraceae, Melastomataceae, Asteraceae). La unidad presenta una topografía irregular, con pendientes mayores o iguales a 45%. Los suelos son poco profundos, con muy altos contenidos de materia orgánica y texturas areno-francosas a francas de grano finos. El movimiento vertical del agua es mayor que el horizontal (Mv>Mh). Las transferencias son menores que las pérdidas y estas a su vez mayores que las ganancias (T<P>>G). La sedimentación es superior a la denudación (S>D) y la morfogénesis domina a la pedogénesis (Mg>Pg).

Nivel III: Unidades de fondo de valle

Cono glaciotorrencial y cono fluvioglacial (OAMDICg). áreas de fondo de valle que se desarrollan sobre depósitos glaciales y aluviales producto de los flujos torrenciales disectados ocurridos en el pleistoceno superior y holoceno reciente, constituidos por materiales pertenecientes a la Formación Sierra Nevada; ubicadas entre 2500 y 2700msnm; presentan temperatura promedio anual de 11,7 a 12,9ºC y precipitación de 1290 mm. Los suelos están cubiertos en un 80% por vegetación en varios estratos que alcanzan hasta 200cm de altura (Pteridaceae, Poaceae, Solanaceae, Rosaceae, Asteraceae, Cyperaceae, Lauraceae, Tropolaceae, Ranulaceae, Crassulaceae, Polygonaceae). La topografía de estas unidades es suavemente ondulada, con pendientes que varían entre 15 y 35% de formas cóncava-convexa y plana. Los suelos son poco a moderadamente profundos con muy altos contenidos de materia orgánica y texturas areno-francosas a francas de grano fino. El movimiento vertical del agua es igual al movimiento horizontal (Mv=Mh). Las transferencias son menores que las ganancias y estas doblemente mayores que las pérdidas (T<G>>P). La sedimentación es mayor a la denudación (S>D) y la morfogénesis está en equilibrio con pedogénesis (Mg=Pg).

Colina (OAMDICo). área de fondo de valle que se desarrolla sobre depósitos glaciales y aluviales, producto de flujos torrenciales disectados ocurridos en el pleistoceno; ubicadas entre 2400 y 2500msnm; con temperatura promedio anual de 12 a 16ºC y precipitación entre 1200 y 1600mm. Los suelos están cubiertos en un 80% por vegetación en varios estratos que alcanzan hasta 120cm de altura (Pteridaceae, Melastomataceae, Asteraceae, Poaceae, Oxilidaceae, Iridaceae, Onograceae). La topografía es irregular con pendientes que varían entre 45 y 65%. Son suelos profundos, con altos contenidos de CO y texturas franco arenosas. El movimiento vertical de agua es mayor que el horizontal (Mv>Mh). Las transferencias son moderadas, pero iguales a las pérdidas y estas a su vez iguales a las ganancias, pero también moderadas (T=P=G). La denudación supera a la sedimentación (D>S) y la morfogénesis domina a la pedogénesis (Mg>Pg).

Zona de transición Vertiente-cono, cono terrazas y cono de deyección (OAMDIZ). Se desarrolla sobre depósitos aluviales del pleistoceno superior y reciente; ubicada entre 2200 y 2400msnm, con temperatura promedio anual de 13ºC y precipitación promedio anual de 1390mm. Los suelos están cubiertos en un 30% por vegetación que alcanza 40cm de altura (Solanaceae). La topografía es moderadamente irregular con pendientes que varían entre 25 y 45%, de forma cóncava-convexa, el cono de deyección presenta pendientes que varían entre 3 y 5% de forma plana. Los suelos son moderadamente profundos, con moderados a altos contenidos de materia orgánica y texturas areno-francosas a franco-arcillo-arenosa El movimiento vertical del agua es mayor al movimiento horizontal (Mv=Mh). Las transferencias son menores que las ganancias y estas doblemente superiores a las pérdidas (T<G>>P). La sedimentación es mayor que la denudación (S>D) y la morfogénesis está en equilibrio con la pedogénesis (Mg=Pg).

La retención de humedad de los suelos

Variabilidad espacial. Los suelos en su conjunto presentan una alta variabilidad espacial, la mayor parte de las variables seleccionadas mostraron porcentajes de varianza superiores a 40% a corta distancia. Las variables físicas presentan una mayor variabilidad que las químicas. La distancia que mejor resuelve el patrón de variación de los suelos es 12,5m (Tabla II)

Los atributos que ajustan a modelos teóricos se presentan en el Tabla III. Las arenas medias, finas y muy finas son los atributos que muestran mayor dependencia espacial. La distribución espacial de la retención de humedad en el área muestra una relación muy estrecha con la distribución de las fracciones de arena, principalmente con las arenas finas y muy finas. Igualmente, se observa relación con el contenido de CO, C/N y P. Por consiguiente, los parámetros de textura y materia orgánica pueden ser considerados para el establecimiento del ICA.

Índice de Homogeneidad Múltiple

Los valores del IHM para la matriz general y las dos submatrices se presentan en el Tabla IV. La comparación entre las submatrices (suelos separados por contenido de humedad a 33kPa) y la matriz total muestran diferencias significativas para los suelos con porcentajes de retención de humedad inferior a 52%. Este resultado sugiere que la población de estos suelos constituye una población con bajo grado de homogeneidad, y se confirma cuando se comparan los IHM para las dos submatrices; la población de suelos con retención de humedad superior a 52% presenta valores del IHM más altos.

Los atributos que presentan mayor contribución a la homogeneidad en la población de suelos con retención de humedad superior a 52% son amf, amg, CO, arena total, P, af, C/N y E. Muchos de estos atributos coinciden con los que mostraron mayor relación con la retención de humedad en el análisis de variabilidad espacial.

Índice de captación de agua:

De los análisis anteriores se desprende que las variables que más influyen en la retención de humedad de los suelos son la granulometría, el contenido de CO, P y E. En la mayor parte de la bibliografía revisada se reseñan, además, la infiltración y la cobertura vegetal, como variables que influyen en la capacidad de captación de agua de los suelos. Por ello, todas estas variables, además del agua útil, son utilizadas como características y cualidades de la tierra para establecer el ICA, que permitirá evaluar la capacidad de captación de agua de las microcuencas en estudio.

El índice de captación de agua (ICA) se define como la sumatoria de los valores ponderados asignados a cada una de las características seleccionadas y se representa como

ICA = E +T +AU +CO + P +V+I  (4)

donde E: espesor del suelo, T: clase textural, AU: agua útil, CO: carbono orgánico, P: pendiente, V: cobertura vegetal, e I: infiltración.

En la Tabla V se presentan los valores asignados a cada una de las características y cualidades consideradas. Los valores del ICA varían entre 7 y 27, donde 7 representa una condición pésima y veintisiete (27) la óptima. Ello define cuatro clases de aptitud de tierras en función de los rangos de valores asignados: Clase muy apta, Clase Apta, Clase Moderadamente Apta y Clase No Apta. A continuación se presenta la definición de cada una de las clases de unidades de tierra:

 

Clase Muy Apta (ICA: 22-27). Tierras cuyos suelos presentan pocas o ninguna limitación para captar agua. Suelos profundos o muy profundos, texturas finas que retienen gran cantidad de humedad, pendientes muy suaves, altos contenidos de CO producto de una alta cobertura vegetal, que protege al suelo de la erosión, mantiene la humedad y favorece una alta capacidad de infiltración. En el área de estudio no existen tierras dentro de esta clase.

Clase Apta (ICA: 17-22). Tierras que incluyen algunas limitaciones que reducen la capacidad de retención de humedad en los suelos, entre las cuales las más comunes son suelos moderadamente a poco profundos, pendientes moderadas, moderados contenidos de CO y texturas finas. Dentro de esta clase se encuentran las tierras moderadamente escarpadas (vertientes) y las unidades de fondo de valle (cono glacial, cono fluviotorrencial y colinas).

Clase Moderadamente Apta (ICA: 12-17). Tierras que incluyen más características limitantes que la clase anterior. Pendientes fuertes, contenidos medios de CO y texturas livianas. Dentro de esta clase se encuentran las unidades pedogeomorfológicas de alta montaña (Till morrénico y morrenas, Tope de circo glacial) y los depósitos aluviales (zonas de transición-vertiente-conos-, cono de deyección y cono-terraza).

Clase No Apta (ICA: 7-12). Tierras cuyos suelos presentan severas limitaciones para la captación de agua. Suelos superficiales e incipientes o litosuelos, de textura livianas a muy livianas, deficientes contenidos de CO y una baja infiltración. Dentro de esta clase se encuentran las unidades de alta montaña (aforamientos rocosos).

De acuerdo con los criterios establecidos en la zona no existen tierras muy aptas para la captación de agua (Figura 4). Las tierras que mayor captación de agua presentan (Clase Apta) son las tierras moderadamente escarpadas (vertientes) y las unidades de fondo de valle (cono glaciotorrencial, cono fluvioglacial y colinas), que representan aproximadamente el 15% del área de las microcuencas. Por su parte, las tierras no aptas representan aproximadamente un 35% de la zona (tierras de alta montaña, unidades de afloramientos rocosos). En estas últimas, gran parte del agua que llega a la superficie se pierde por escorrentía superficial como consecuencia de la baja capacidad de infiltración, son zonas con escaso desarrollo de suelos.

Conclusiones

El método de clasificación de paisajes de Elizalde (1983) y la definición de unidades pedogeomorfológicas permitió el establecimiento de áreas homogéneas para evaluar la capacidad de captación de aguas de las Microcuencas Aguas Regadas y La Capellanía.

El análisis del balance de procesos realizado para cada una de las unidades pedogeomorfológicas (Elizalde y Jaimes, 1989) permitió comprender las interrelaciones entre las diferentes unidades y la caracterización de los suelos de las microcuencas.

La determinación del peso de las variables que mayor influencia ejercen en la homogeneidad de los suelos con mayor capacidad de almacenamiento de agua permitió, conjuntamente con el análisis de variabilidad espacial, seleccionar los atributos y cualidades a utilizar para definir el Índice de Captación de Aguas y cuatro clases de aptitud de la tierra para la captación de las aguas.

Las tierras de la zona de estudio fueron clasificadas dentro de las clases Apta, Moderadamente Apta y No Apta. No se definieron áreas como Muy Aptas. Ello sugiere que existen limitaciones leves a severas que limitan la captación de agua en las microcuencas. Las zonas con menos limitaciones (Clase Apta) solo representan el 15%, aproximadamente, mientras que las tierras con mayores limitaciones ocupan un porcentaje importante, aproximadamente el 35% del área total.

Los resultados de la clasificación de las tierras coincide con la descripción de los procesos hechos para el establecimiento de los balances de procesos en cada una de las unidades pedogeomorfológicas, por lo que cabe concluir que la metodología de aproximación utilizada para hacer la sectorización de la cuenca se adapta bien a los objetivos propuestos: evaluación de la captación de las tierras.

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su agradecimiento al Consejo de Desarrollo Científico, Humanístico y Tecnológico (CDCHT) de la Universidad de Los Andes por el financiamiento del Proyecto FO-467-00-01-A.

REFERENCIAS

1.Bezada M (1990) Geología glacial del Cuaternario de La Región Santo Domingo-Pueblo Llano-Las Mesitas (Estados Mérida y Trujillo). Centro de Estudios Avanzados. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas. Caracas, Venezuela. 245 pp.        [ Links ]

2.Briceño BI (2000) Estudio comparativo de la variabilidad espacial de los suelos de la cuenca del río Santo Domingo, entre los estados Mérida y Barinas, y Pedogénesis del sector Vega del Puente, Barinitas, Barinas, Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela. 125 pp.        [ Links ]

3.Burrough P, Van Keulen J (1986) PC-GEOESTAT. A geostatiscal package for microcomputers. University of Utrecht. Holanda.        [ Links ]

4.Canacher AJ, Dalrymple JB (1977) The Nine Unit Landsurface model: An Approach to Pedogeomorphic Research. Geoderma 18: 1-15        [ Links ]

5.Daza E, Elizalde G (1988) Programa IH para la determinación del índice de homogeneidad múltiple mediante microcomputadoras. Instituto de Edafología, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela. 20 pp.        [ Links ]

6.Dijkerman JC (1974) Pedology as a Science: The Role of Data, Models and Theories in the Study of Natural Soil Systems. Geoderma 11: 73-93.        [ Links ]

7.Elizalde G (1983) Ensayo de Clasificación Sistemática de Categorías de Paisaje. Primera Aproximación. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela. 37 pp.        [ Links ]

8.Elizalde G, Jaimes E (1989) Propuesta de un Modelo Pedogeomorfológico. Revista Geográfica Venezolana 30: 5-35        [ Links ]

9.Ewel J, Madriz A (1968) Zonas de Vida de Venezuela. Ministerio de Agricultura y Cría. Caracas, Venezuela. 265 pp.        [ Links ]

10.Freile AJ (1962) Fisiografía de Venezuela. En Atlas de Venezuela (1979). Dirección de Cartografía Nacional. MARNR. Caracas, Venezuela. pp. 171-170.         [ Links ]

11.Grimm U, Fassbender H (1981) Ciclos biogeoquímicos en ecosistema forestal de los Andes Occidentales de Venezuela. III. Ciclo hidrológico y translocación de elementos químicos con el agua. Turrialba 31: 89-99.        [ Links ]

12.Henrríquez M (1984) Clasificación y Evaluación de Tierras con Fines Agrícolas en la cuenca del río Pueblo Llano. Mérida. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela. 91 pp.        [ Links ]

13.Jahn A (1968) Denudational Balance of Slopes. Geog. Polit. 13: 9-29.        [ Links ]

14.Jaimes E (1985) Análisis de las Relaciones Geomorfológicas-Suelo en las Cuencas Altas de los Ríos Aragua y Petaquire Serranía del Litoral Central Cordillera de la Costa. Tesis. Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela. 167 pp.         [ Links ]

15.Jaimes E (1988) Determinación de índices de homogeneidad múltiples globales en sistemas pedogeomorfológicos de la Cordillera de la Costa, Serranía del Litoral Central. Maracay. Venezuela. Tesis. Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela. 224 pp.        [ Links ]

16.Jaimes EJ, Mendoza JG, Pineda NM, Rodríguez HR (2005) Homogeneidad pedomorfológica y pedogénesis en la cuenca del río Motatán, Trujillo, Venezuela. Interciencia 30: 73-80.        [ Links ]

17.Köeppen W (1948) Climatología. Hendrichs PR (Trad.). Fondo de Cultura Económica. México-Buenos Aires. 478 pp.        [ Links ]

18.Manrique VJA (1997) Estudio pedogenético en la cuenca del río Santo Domingo, Sector Los Frailes, Mérida, Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela. 74pp.        [ Links ]

19.Mogollón LF, Comerma JC (1994) Suelos de Venezuela. Ex-Libris. Caracas, Venezuela. 265 pp.        [ Links ]

20.Mateos A (1987) Spatial analysis of soil properties for crop modeling studies in Venezuela. Thesis. Universidad de Utrecht, Holanda. 70 pp.        [ Links ]

21.MEM (1997) Léxico Estratigráfico de Venezuela. Boletín de Geología. Publicación Especial Nº12. 3ª ed. SERVIGEOMIN. Ministerio de Energía y Minas. Caracas, Venezuela. 828 pp.        [ Links ]

22.National Soil Survey Center (1996) Soil Survey Laboratory Methods Manual. Soil Survey Investigation Report Nº42. Vers. 3. USDA. Washington DC, EEUU. 716 pp.        [ Links ]

23.Ochoa G, Oballos J (2002) La homogeneidad múltiple y la evolución de los suelos en la región de Socopó-Barinas, Venezuela. Agrochimica 46: 220-230.        [ Links ]

24.Ovalles F (1992) Metodología para determinar la superficie representada por muestras tomadas con fines de fertilidad. Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Maracay, Venezuela. Serie B. 44 pp.        [ Links ]

25.Pla I (1977) Metodología para la caracterización física con fines de diagnóstico de problemas de manejo y conservación de suelos en condiciones tropicales. Facultad de Agronomía. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela. 112 pp.        [ Links ]

26.Rondón G, Salas D (1999) Génesis y distribución de los suelos en la cuenca media del río Santo Domingo. Sector Las Piedras. Mérida. Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela. 85 pp.        [ Links ]

27.Sánchez Carrillo J (1979) Mesoclimas de Venezuela. Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias. MAC. Maracay, Venezuela. 17 pp.        [ Links ]

28.Sánchez J (1999) Génesis y distribución de los suelos en la cuenca media-alta del Santo Domingo. Sector El Baho. Mérida. Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela. 83 pp.        [ Links ]

29.Simonson R (1959) Outline of a Generalized Theory of Soil genesis. Proc. Soil Sci. Soc. Am. 23: 152-156.        [ Links ]

30.Sosa RJ (1999) Génesis y distribución de los suelos en la cuenca alta del río Santo Domingo. Sector Mucubají. Mérida. Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela. 90 pp.        [ Links ]

31.Steegmeyer P, Bustos R (1980) Proposición Metodológica para Estudios de Suelos en Cuencas Altas. MARNR. Táchira, Venezuela. 35pp.        [ Links ]

32.Velásquez MJC (1997) Génesis de suelos en la cuenca media-baja del río Santo Domingo, Sector La Soledad, Barinas, Venezuela. Tesis. Facultad de Ciencias Forestales. Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela. 108 pp.        [ Links ]

33.Von Bertalanffy LV (1968) General System Theory: Foundation, Development, Applications. Braziller. Nueva Cork, EEUU. 289 pp.        [ Links ]

34.Zinck A (1981) Definición del Ambiente Geomorfológico con Fines de Descripción de Suelos. S.C-46. CIDIAT. Mérida, Venezuela. 114 pp.        [ Links ]