Cuantificación de la erosión en los canales mareales de las maarismas del Odiel (Huelva, SO de España)

CUANTIFICACIÓN DE LA EROSIÓN EN LOS CANALES MAREALES DE LAS MARISMAS DEL ODIEL (HUELVA, SO ESPAÑA) J. M. CASTILLO, C. J. LUQUE & M. E. FIGUEROA Depa amen o de Biología Vege al y Ecología. Facul ad de Biología. Uni e sidad de Se illa. Apdo. 1.095. 41080 Se illa. e-mail: [email p o ec ed] y [email p o ec ed] Resumen. Es e es udio se lle ó a cabo en las Ma ismas del Odiel (Huel a, SO España). En él se cuan i ican la ac e- ción y e osión de sedimen os en aludes desa ollados en canales in e ma eales y en las planicies in e ma eales suba- yacen es. Se egis ó una e osión gene alizada de los aludes, la cual se e ía po enciada po ac uaciones an ópicas como el á ico na al y la al e ación de la hid odinámica del es ua io po la cons ucción de diques. Las pé didas de ma ismas en la Rese a In eg al de Isla de Enmedio se es ima on en 3000 m2/ año, lo que supone una mo ilización de 1850 m3de sedimen os. Es a ue e e osión pod ía ene una g an in luencia en la conse ación de es e espacio na u- al p o egido, además de acele a la colma ación de los canales del es ua io. La ege ación, en e la que des aca on las p ade as de Zos e a nol ii, disminuyó la e osión, po enciando la ac eción. La dinámica e ical de sedimen os en las planicies in e ma eales mos ó un pa ón es acional con una elación cla a en e la e osión y la dis ibución de las llu- ias. Se discu en medidas de con ol de la e osión y ehabili ación de las zonas a ec adas. Palab as cla es: e osión, ac eción, es au ación, Zos e a nol ii, Huel a. Summa y. This s udy was ca ied ou in Odiel Sal ma shes (Huel a, SWSpain). E osion and acc e ion in slopes and in e idal mud la s we e measu ed. Ou esul s poin ou a gene al e og ession o slopes. I s in ensi y would depend on an h opic ac ions as boa s a ic and al e a ion o es ua y ci cula ion by dykes cons uc ion. In he In eg al Rese e o Enmedio Island, ho izon al losses by e osion in slopes eached 3000 m2/yea , which would imply he mobiliza ion o 1850 m3o sedimen s. This s ong e osion could cause impo an changes in his p o ec ed a ea and o sel -up o he na igable channels o he es ua y. Vege a ion, as p ai ie o eelg ass Zos e a nol ii, dec eased e osion and inc eased ac e ion a es. Sedimen e ical dynamic in in e idal mud la s showed a seasonal pa e n wi h a di ec ela ion be - ween e osion and ain all dis ibu ion. E osion con ol and ehabili a ion in e oded a eas a e discussed. Key - w o ds: e osion, acc e ion, es o a ion, Zos e a nol ii, Huel a. 1. In oducción Las ma ismas ma eales son ecosis emas de una g an impo ancia an o ecológica como económica. Tienen, a a és de sus al as asas de p oducción p ima ia, un impo an e papel en la cadena ó ica de los Cua e na io y Geomo ología, 13 (3-4), pág. 7-16 ISSN: 0214-1744 sis emas es ua inos y ma es adyacen es, con olan la calidad ambien al, y juegan un papel impo an e en el con ol de las a enidas lu iales, pa icipando c ucialmen e en la dinámica sedimen a ia de los es ua ios (DeLaune y Gamb ell, 1996; Tine , 1984; Woodhouse y Knu son, 1982). En los úl imos años han sido nume osos los es udios que han de e minado g andes pé didas de ma is- mas ma eales al ededo del mundo (DeLaune e al., 1983; Gagliano e al., 1981; Gosselink y Bauman, 1980; Kea ney y S e enson, 1991; Phillips, 1986; Chung, 1982; Ranwell, 1967). Pa a la oma de medidas de con ol de la e osión en es os ecosis emas se hace esencial la iden i icación de las causas y mecanismos que p o ocan es as pé didas. La subsidencia con inen al, una ac eción e i- cal insu icien e, debida a causas na u ales o an ópicas, o la subida del ni el del ma han sido iden i icadas como algunas de las causas de pé didas de ma ismas (DeLaune e al., 1983; S e enson e al., 1985). El mecanismo p incipal causan e de es as pé didas ha sido la e osión (Kea ney and S e enson, 1991; Nyman e al., 1994; Phillips, 1986), aunque algunas se han a ibuido a degene ación de la ege ación (Pezeshki e al., 1991; Tu ne , 1990). Den o de es os p ocesos e osi os, se han desc i o impo an es pé - didas de ma ismas ma eales p oducidas median e soca amien o de aludes («unde mining») (Nyman e al., 1994; S e enson e al., 1985). Es e p oceso iene como esul ado la o mación de aludes con una al a pen- dien e en la in e ase ma isma con ege ación - canales de d enaje (B oome e al., 1992). En los úl imos años se ha obse ado una ue e e osion, median e caídas de g andes bloques de sus a- o en aludes desa ollados en canales ma eales, en el Pa aje Na u al de las Ma ismas del Odiel (Huel a). Es a e osión es á poniendo en pelig o á eas de g an alo ecológico de es e Pa aje Na u al, como la Rese a In eg al de la Isla de Enmedio. Los obje i os de es e es udio son: ca ac e iza y cuan i ica las pé didas de ma ismas po e osión ho izon al de aludes, así como la dinámica de sedimen os en las planicies ma eales subyacen es a lo la go del pe íme o de la Rese a In eg al de la Isla de Enmedio. 2. Á ea de Es udio Las Ma ismas del Odiel (37º15’- 37º37’N, 6º57’- 6º58’W, SO España) son las ma ismas ma eales más in e esan es y mejo conse adas del su de la Península Ibé ica (Figu a 1). Su es a égica si uación, en la enc ucijada eu o-a icana y a lán ico-medi e ánea le con ie e ca ac e es de excepcional alo ecológico. Es án p o egidas bajo la igu a de Pa aje Na u al, además de se «Rese a de la Bios e a». Asimismo, o - man pa e de un en o no con una impo an e zona indus ial, mine a (Luque e al., 1998) y ec ea i a. Es án si uadas en una zona de clima medi e áneo modi icado po in luencia a lán ica, con una sequía es i- al muy acusada y llu ias concen adas en los meses de o oño e in ie no p incipalmen e, con una p ecipi a- ción anual media de 505.6 mm. En el año de es udio (Julio 1996- Julio 1997), el 67% de las p ecipi aciones se concen a on en los meses de Diciemb e y Ene o (Tabla 1). Es as ma ismas poseen un égimen ma eal semi- diu no, con un ango ma eal (media equinoccial) de 2.97 m (0.40 – 3.37 m sob e el ce o hid og á ico español). El es ua io conjun o de los íos Tin o y Odiel es una o mación holocénica si uada en una incisión lu ial de 25 kilóme os si uada sob e sedimen os a eno-limosos del Neógeno. Los sedimen os más an iguos de es e es ua io han sido da ados en 6.715 ± 115 años BP. Los p ime os cinco me os de dos pe iles sedimen ológi- cos en zonas de ma isma al a, con es os ege ales y a cillas, co esponden al cambio de una planicie in e - ma eal (ma isma baja) a una ma isma sup ama eal (ma isma al a), que ocu ió ap oximadamen e 960 ± 100 años BP. Pa a los úl imos 2000 años BPse ha es imado una asa de ac eción ce cana a los 5 mm po año lo que indica ía, según La io (1996), un ápido elleno del es ua io du an e los dos úl imos milenios. Es e es udio se ha ealizado en la Rese a In eg al de la Isla de Enmedio, espacio na u al de ex ao di- na io alo biológico. Su supe icie cub e unas 463 Ha y se localiza en el complejo cen al de islas de las Ma ismas del Odiel. 3. Ma e iales y mé odos Pa a lle a a cabo los obje i os de es e es udio ue necesa io el uso de un mé odo que de ec a a el balan- ce e osión/sedimen ación an o ho izon al como e ical. Asimismo, nos enía que pe mi i un ápido segui- 8Cas illo, Luque & Figue oa mien o, conside ablemen e ex enso, de la dinámica sedimen a ia del es ua io. Con es e obje i o se ins aló una ed de 84 es igos (ba as de hie o de 1.7 m) a lo la go de odo el pe íme o de la Rese a In eg al de la Isla de Enmedio dis ibuidos en 21 pun os de mues eos (Figu a 2), con un núme o de es igos a iables en cada uno de ellos. Algunos de es os es igos se ins ala on sob e el alud, lo que nos pe mi ía medi la e osión ho izon al en és e, y o os, del mismo ipo, se dispusie on pe pendicula men e a la línea de ma ea sob e la planicie in e ma eal, pa a egis a la dinámica e ical de sedimen os (Figu a 2). En los pun os de mues eo se midió la al u a del alud con pendien e de 90º. Los mues eos ue on bimensuales y se eali- za on desde Julio de 1996 a Julio de 1997. Cua e na io y Geomo ología 9 Figu a 1. Localización geog á ica de las Ma ismas del Odiel y la Rese a In eg al de la Isla de Enmedio Loca ion o Odiel Sal ma shes and In eg al Rese e o Enmedio Island Año Mes P ecipi ación Días con llu ia Al u a Río Odiel 1996 Julio 4,6 1 0,309 ± 0,002 Agos o 0,0 0 0,300 ± 0,000 Sep iemb e 44,0 5 0,328 ± 0,005 Oc ub e 41,8 3 0,338 ± 0,004 No iemb e 88,2 5 0,360 ± 0,009 Diciemb e 374,7 19 1,193 ± 0,150 1997 Ene o 158,5 11 1,089 ± 0,083 Feb e o 0,0 0 0,458 ± 0,008 Ma zo 0,0 0 0,387 ± 0,002 Ab il 76,8 11 0,385 ± 0,007 Mayo 6,8 8 0,344 ± 0,003 Junio 3,2 4 0,352 ± 0,013 Tabla 1. P ecipi ación (l/m2), núm. de días de llu ia y al u a media del Río Odiel (m) desde Julio de 1996 a Julio de 1997 Rain all (l/m2), numbe o ainy days and mean heigh o Odiel i e (m) om July 1996 o July 1997 Pa a el análisis de los da os, los es igos se ag upa on según su p oximidad geog á ica, siguiendo el a- zado de cua o ejes con di e en es o ien aciones. Es os ejes delimi aban la zona de es udio en cua o á eas, co espondien es a los cua o canales p incipales que odean a la Isla de Enmedio (Figu a 3). 10 Cas illo, Luque & Figue oa Figu a 2. Mapa de la Isla de Enmedio. Pun os de mues eo (•) Map o Enmedio Island. Sampled poin s (•) Figu a 3. Esquema de la in e ase ma isma con ege ación - canal de d enaje. Tes igos sob e el alud y en la planicie in e ma eal. Tasas de e osión/ac eción e ical (V- ) y e osión ho izon al de los aludes (H-h) Scheme o ege a ed ma sh – d ainage channel in e ase. Ma ke s on bank and in e idal la . Ve ical e osion/ac e ion a es (V- ) and banks ho izon al e osion (H-h) Pa a analiza si las di e encias de las asas e osión anual en e los di e en es canales e an signi ica i as, y mayo es a las que se obse a on den o de cada canal, se u ilizó el análisis de a ianza de una sola ía ( es ANOVA), con la a ianza en e es igos de un mismo canal como el é mino de e o . Las di e encias mínimas signi ica i as en e medias se calcula on solo cuando el es de Fishe ue signi ica i o con un ni el de signi icación de 95% (S eel and To ie, 1960). Los da os ue on es ados pa a homogeneidad de a ianzas con el Tes de Le ene, con un ni el de signi icación del 95%. La e osión a lo la go del año, den o de cada canal, se analizó median e un es -s uden pa a mues as pa eadas. Con es e es compa amos las di e encias en la asa de e osión/sedimen ación en e mues eos consecu i os den o de cada canal, con un ni el de signi icación del 95 % (P og ama de o denado pa a análisis es adís icos: «Es a is ica e sión 5.1 S a So Inc.»). Las des iaciones espec o a la media se exp e- sa on como e o es ánda medio. 4. Resul ados Alo la go de odo el pe íme o de la Isla de Enmedio se obse a on aludes e icales, usualmen e soca- ados en su zona in e io , enómenos de emoción en masa y desp endimien os de bloques de sus a o, en la in e ase ma ismas con ege ación-canales de d enaje. La e osión ho izon al de los aludes comenzó, ípi- camen e, con el desgas e de la zona in e io del alud, jus o po debajo del sus a o ocupado po las aíces i as de la ege ación que c ecía sob e los aludes. Es e soca amien o ue seguido po desp endimien os de bloques de sus a o de la zona supe io del alud, que a as a on a la ege ación que c ecía sob e ellos. La e osión ho izon al de los aludes y la e osión e ical en las planicies ma eales subyacen es del canal 4 ue on mayo es que en el es o de los canales (ANOVA: F = 17.11, p < 0.01; ANOVA: F = 7.70, p < 0.01, espec i amen e) (Tabla 2). Alo la go de odo el pe íme o de la Isla de Enmedio, ue on muy pocos los es igos que mos a on un balance ne o de e osión/ac eción e ical posi i o as el año de es udio. Conc e amen e, és os ue on los si uados sob e es os de moluscos (C assos ea angula a,Ca dium edule, e c.) y ege ación ane ógama sume gida (Zos e a nol ii) (Figu a 4). Po con a, la mayo ía de los pun os de mues eo egis a on un balance ne o de e osión, con alo es comp endidos en e -1 y -5 cm/año. Tan solo en el canal 4 la mayo- ía de los es igos egis a on alo es ne os de e osión mayo es a -5 cm, siendo muy abundan es las pé di- das mayo es a -10 cm. La e osión ho izon al media de los aludes en odo el pe íme o de la isla (10584 m) ue de -29 cm/año, lo que supuso, sob e una al u a de alud media de 60 cm, la pé dida ap oximada de 3000 m2de ma ismas eme gidas con ege ación, y la mo ilización de al ededo de 1850 m3de sedimen os. Los p ocesos de e osión/sedimen ación e ical en las planicies in e ma eales de los canales 1, 2 y 3 mos a on un cla o pa ón es acional a lo la go del pe íme o de la Isla. Así, en los meses de o oño e in ie - no en los que las llu ias ue on más abundan es y o enciales, y el caudal del Río Odiel ue mayo , p e- dominó la e osión. Po el con a io, en los meses de e ano y en el pe íodo de sequía de Feb e o y Ma zo Cua e na io y Geomo ología 11 Canales O ien ación Nº E osión/ Ac eción E osión ho izon al Pe íme o Al u a p incipal de es igos e ical media media aludes alud Canal 1 SE 23 +0.2 ± 0.4 -25.3 ± 5.5 8374 51.3 ± 3.5 Canal 2 NE 11 -2.7 ± 1.3 -23.9 ± 5.6 5643 58.3 ± 4.3 Canal 3 NW 17 -2.4 ± 0.6 -25.2 ± 4.4 6351 64.3 ± 2.8 Canal 4 SW 23 -5.9 ± 1.8 -71.6 ± 7.7 1981 93.0 ± 2.9 Tabla 2. O ien ación, núme o de es igos, e osión (-) o ac eción (+) e ical media (cm/año), e osión (-) ho izon al media (cm/año), pe íme o de aludes (m) y al u a del alud (cm) en los canales que delimi an a la Isla de Enmedio O ien a ion, numbe o ma ke s, mean anual e ical e osion (-) o ac ea ion (+) (cm/yea ) and mean ho izon al e osion (-) (cm/yea ), pe ime e o banks (m) and banks heigh (cm) o Enmedio Island channels p edominó la sedimen ación. Las planicies in e ma eales del canal 4 p esen a on una e osión ue e y con- inua du an e odo el año (Figu a 5). 5. Discusión y conclusiones El mecanismo de e osión ho izon al obse ado en los aludes es simila al desc i o po o os au o es en es ua ios de Es ados Unidos (Nyman e al., 1994; S e enson e al., 1985). Las al as asas de e osión e ical de ec adas en es de los cua o canales que delimi an la Isla de Enmedio (has a -5.9 ± 1.8 cm/año en el canal 4) es án en el ango a las egis adas en algunas ma ismas asiá icas (Chung, 1982). Po o o lado, la ac eción egis ada en el canal 1 (al ededo de los 0.2 cm/año) es simila a las medidas po o os au o es en ma ismas usando di e en es mé odos de medidas, como isó opos adiac i os (Callaway e al., 1996; Callaway, 1997), análisis polínico (Kea ney e al., 1994) u ho izon es de ma caje (Cahoon, 1992). Las ue es asas de e osión, an o e ical como ho izon al de ec adas en el canal 4 en compa ación con los demás canales de la Isla de Enmedio pueden debe se al á ico de ba cos, ya que es el único canal de los es udiados na egable po emba caciones de medio y g an calado, las cuales gene an olas de al o pode e osi o. Además, Ojeda e al. (1995) desc iben como es e canal posee una hid odinámica especial en el es ua io, al comunica la ía de Huel a con la de Pun a Umb ía, a aíz de las cons ucción de los espigo- nes de Juan Ca los I y de Pun a Umb ía. Es o ambién pod ía con ibui al aumen o en las asas de e osión de es e canal. Aunque la e osión g adual de los aludes es un p oceso na u al p oducido po el lujo y e lu- jo de las ma eas y las co ien es lu iales (Chapman, 1974; Rubio, 1985; S ee s, 1977), el á ico na al y la ci culación de ue es co ien es po es e canal la aumen a ía de mane a impo an e. Así, He ke and Roge s (1993) ca ego iza on las pé didas de hábi a en es ua ios como na u ales e inducidas po el hom- b e, y concluye on que, no malmen e, los e ec os an ópicos po encian y acele an las pé didas na u ales. Con nues o es udio se ha podido comp oba que el ma e ial e osionado en los aludes no se deposi ó di ec amen e en las planicies in e ma eales subyacen es, ya que los es igos en es as zonas mos a on, como ha sido desc i o, una e osión ne a gene alizada. Así, los sedimen os e osionados de los aludes, jun o con los apo ados po los íos, pod ían con ibui a la colma ación de los di e en es canales de la ma isma y de las ías de Huel a y Pun a Umb ía. En onces, es os sedimen os deben se d agados pa a acili a el acceso de emba caciones de g an calado al Pue o de Huel a. Pos e io men e los ma e iales d agados gene an una doble 12 Cas illo, Luque & Figue oa Figu a 4. E osión/ac eción e ical (cm) en dos es igos si uados en una p ade a de Zos e a nol ii y en suelo desnudo, du an e el año de es udio Ve ical e osion/ac e ion (cm) in wo ma ke s loca ed in a Zos e a nol ii p ai ie and in open mud du ing he s udy p oblemá ica: la esuspensión y emo ilización de sedimen os con al as concen aciones de me ales pesados (Luque, 1996) y la cons ucción de g andes depósi os es ancos pa a almacena es os lodos con aminados. Además, la ue e e osión pues a en e idencia en es e es udio puede gene a una g an pé dida de supe - icie de un espacio conside ado Rese a In eg al, poniendo en pelig o impo an es luga es de anidamien o de nume osas colonias de a es p o egidas como la espá ula (Pla alea leuco odia). Del mismo modo, es a e osión con ibuye a la pé dida de ma isma media y al a de ca ác e madu o que a da on cien os de años en o ma se, y sob e la que se asien a una ege ación haló ila singula . La p o ección en e a la e osión y la po enciación de la sedimen ación a o ecidas po la ege ación (Cas ellanos e al., 1998), pues as de mani ies o en es e es udio en las p ade as de la ane ógama ma ina Zos e a nol ii en las llanu as in e ma eales, ha sido desc i o en o os sis emas es ua inos (Moelle e al., 1996; Van Dijk e al., 1996). El pa ón es acional de e osión obse ado en los aludes y en las llanu as subyacen es es a ía de e mi- nado po la ma cada es acionalidad del clima medi e áneo, en el que se encuen a es e es ua io. En el año Cua e na io y Geomo ología 13 Figu a 5. P ecipi ación (l/m2) y e osión/ac eción e ical (cm) en los canales de la Isla de Enmedio du an e el año de es udio Rain all (l/m2) and e ical e osion/ac e ion (cm) in Enmedio Island channels du ing he s udy de es udio la p ecipi ación ue de 799 mm, p oduciéndose al ededo del 70% en 30 días de Diciemb e y Ene o. Es as ue es llu ias se aduje on en un aumen o conside able del caudal del Río Odiel, lo que se a- dujo en un aumen o de la e osión. Como en nues o es udio, Ba os (1996) desc ibió en un es ua io de la cos a a lán ica de Po ugal que las ma eas ue on las p incipales ue zas dominan es en la hid odinámica es ua ina, si bien las endencias es acionales ue on moduladas po las desca gas lu iales. Algunos au o es han desc i o p ocesos de sedimen ación y e osión en ma ismas y zonas cos e as elacionados con enóme- nos climá icos (Cahoon e al., 1996; Sajee e al., 1996; Zedle , 1983). Así, en años secos p edomina ían la sedimen ación mien as que en años húmedos lo ha ían la e osión. Es os esul ados es án de acue do con las eo ías geomo ológicas de los p ocesos lu iales a g an escala, de mane a que en los pe iodos cua e na ios íos y húmedos domina ía la e osión a lo la go de los cauces lu iales, mien as que en los pe iodos cáli- dos y secos domina ía la sedimen ación (He nández, 1928). En la ac ualidad, en un escena io de cambio cli- má ico, con un aumen o en la i egula idad y o encialidad de las p ecipi aciones, la e osión en sis emas es ua inos bajo clima medi e áneo pod ía e se inc emen ada de mane a signi ica i a. En is a de los p oblemas enunciados se hace u gen e la oma de medidas de con ol de la e osión y de egene ación de las zonas deg adas, al menos de las más a ec adas, pa a ena los p ocesos de e osión que es án p o ocando de e io os impo an es en es e ecosis ema cos e o. En e las medidas de con ol cabe des- aca el con ol de la elocidad de na egación de los ba cos a a és de los canales del es ua io, así como el es udio p e io y exhaus i o de los posibles e ec os ambien ales p o ocados po las g andes ob as de ingenie ía. Las medidas de egene ación de las zonas deg adas po la e osión que se pod ían oma son la siemb a en las planicies in e ma eales desnudas de especies de ma ismas que a o ecen la ac eción de sedi- men os e impiden la e osión, como Spa ina ma i ima (Cas ellanos e al. 1998), Spa ina densi lo a o Zos e a nol ii, así como la cons ucción de ompeolas de made a, de bajo cos e ambien al y económico, en la base de los aludes de e osión, que impidan el impac o di ec o del oleaje. Ag adecimien os Es e es udio se ha ealizado g acias a un con enio de in es igación que pa a es e in inancian la Au o idad Po ua ia de Huel a y la Di ección Gene al de P o ección Ambien al de la Jun a de Andalucía. Asimismo, ag adecemos a la DGICYT la concesión del p oyec o PB-1455 (1994) que con ibuye ambién a la ejecución de es a in es igación, y a la Di ección del Pa aje Na u al «Ma ismas del Odiel» po su cola- bo ación. G acias a la Con ede ación Hid og á ica del Guadiana po acili a los da os clima ológicos e hid ológicos. Re e encias bibliog á icas Ba os, A.P. (1996): An e alua ion o model pa ame e iza ions o sedimen pa hways: a case s udy o he Tejo es ua y. Con inen al Shel Resea ch, 16 (13): 1725-1749. B oome, S.W., Roge s S.M. J . & Seneca, E.D. (1992): Sho eline e osion con ol using ma sh ege a ion and low-cos s uc u es. Ca la B. Bu gess Ed. pp. 1-16. Cahoon, D.R. (1994): Recen acc e ion in wo managed ma sh impoundmen s in coas al Louisiana. Ecological Applica ions 4 (1): 166-176. Cahoon, D.R., Lynch, J.C. & Powell, A.N. (1996): Ma sh e ical ac ea ion in a Sou he n Cali o nia Es ua y, U.S.A. Es ua ine, Coas al and Shel Science, 43: 19-32. Callaway, J.C., DeLaune, R.D. & Pa ick J ., W.H. (1996): Che nobyl 137Cs used o de e mine sedimen scc e ion a es a selec ed no he n Eu opean coas al we lands. Limnol. Oceanog . 41 (3): 444-450. Callaway, J.C., DeLaune, R.D. & Pa ick J ., W.H. 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