Subclase de Capacidad de Uso

Capacidad de uso y evaluacion de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Cordoba) Rocío Corral Fernández TESIS DOCTORAL Córdoba, diciembre de 2015

TITULO: Capacidad de uso y evalución de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Córdoba)

AUTOR: María Rocío Corral Fernández © Edita: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2016 Campus de Rabanales Ctra. Nacional IV, Km. 396 A 14071 Córdoba www.uco.es/publicaciones [email protected]

TITULO: Capacidad de uso y evaluación de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Córdoba) AUTOR: Rocío Corral Fernández © Edita: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Córdoba, 2015. Campus de Rabanales Ctra. Nacional IV, Km. 396 A 14071 Córdoba www.uco.es/publicaciones [email protected]

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA AGRÍCOLA Y EDAFOLOGÍA TESIS DOCTORAL CAPACIDAD DE USO Y EVALUACIÓN DE SUELOS PARA DISTINTOS USOS FORESTALES MEDIANTE SIG EN EL VALLE DE LOS PEDROCHES (CÓRDOBA) Rocío Corral Fernández Córdoba 2015

CAPACIDAD DE USO Y EVALUACIÓN DE SUELOS PARA DISTINTOS USOS FORESTALES MEDIANTE SIG EN EL VALLE DE LOS PEDROCHES (CÓRDOBA) MEMORIA PRESENTADA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR POR LA UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA POR: Rocío Corral Fernández LOS DIRECTORES DEL TRABAJO Dr. Prof. Luis Parras Alcántara Dra. Prof. Beatriz Lozano García

LUIS PARRAS ALCÁNTARA, Profesor Contratado Doctor y BEATRIZ LOZANO GARCÍA, Profesora Ayudante Doctora, del Departamento de Química Agrícola y Edafología de la Universidad de Córdoba INFORMAN Que el trabajo, Capacidad de uso y evaluación de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Córdoba), realizado por la Ingeniera de Montes Dña. Rocío Corral Fernández, bajo nuestra dirección se encuentra finalizado y puede ser presentado para su exposición y defensa como Tesis Doctoral en la Universidad de Córdoba. Córdoba 1 de Octubre de 2015

Fdo. Luis Parras Alcántara

Fdo. Beatriz Lozano García

TÍTULO DE LA TESIS DOCTORAL Capacidad de uso y evaluación de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Córdoba) DOCTORANDO Rocío Corral Fernández INFORME RAZONADO DE LOS DIRECTORES DE LA TESIS Esta tesis es una contribución, en términos generales, al conocimiento sobre la Capacidad de Uso del suelo y en términos particulares sobre la variación de carbono orgánico en el suelo en función de los cambios de manejo. El proyecto de tesis se realiza en la comarca de Pedroches, concretamente en la zona con litologías de naturaleza granítica. En esta memoria de tesis, se realiza un análisis de la Capacidad de Uso del suelo desde dos perspectivas diferentes, desde el punto de vista agrícola y desde el punto de vista forestal. En el primer caso, se realiza la capacidad de uso a partir de factores limitantes, como síntesis de las clasificaciones americana y portuguesa para establecer recomendaciones de uso a partir de parámetros físicos, químicos y ambientales. En el segundo caso, se analiza la idoneidad de diferentes especies forestales en los suelos objeto de estudio a partir de categorías (numéricas y categóricas). Además se ha analizado el efecto del cambio de manejo (convencional y ecológico) en las propiedades físico-químicas de los suelos dominantes en la zona

de estudio, los Cambisoles. En esta línea, se ha establecido como indicador de la calidad de los suelos el índice de estratificación del carbono orgánico y del nitrógeno. Ligado a estos procesos (análisis de las propiedades físico-químicas y estratificación del carbono y del nitrógeno), se ha establecido el análisis de los stock de carbono y de nitrógeno, entendidos los primeros (el carbono) como precursores o inhibidores de sumideros de carbono en función del cambio manejo. Los resultados que ofrece esta tesis pueden servir, en primer lugar, como estrategia a los gestores para establecer recomendaciones de uso y en segundo lugar para reflexionar si el cambio de manejo en el tiempo mejora o no las propiedades físicas y químicas del suelo. Inicialmente en la tesis se hace una introducción al problema mencionado anteriormente así como la justificación del mismo. También se presentan las hipótesis y objetivos del trabajo, derivados de la justificación del problema. En segundo lugar se esboza el marco conceptual y teórico en el que se encuadra la investigación, revisando el estado del conocimiento sobre el tema objeto de este estudio. Posteriormente, se presenta el marco metodológico general, en donde se describe la zona objeto de la tesis y el proceso seguido para el análisis de los datos de suelo, así como la estrategia utilizada para estratificar los perfiles y datos edáficos para integrarlos en un Sistema de Información Geográfica. Los capítulos siguientes tratan de evaluar la Capacidad de uso como estrategia metodológica de la presente tesis doctoral, además del análisis de las propiedades, principalmente químicas, en cuanto a calidad de los suelos (estratificación de variables) y como estas se ven afectadas por el cambio de manejo del suelo. Hasta la fecha de hoy se ha publicado un artículo en una revista científica indexada en el Journal Citation Reports. Corral-Fernández, R., Parras-Alcántara, L., Lozano-García, B., 2013. Stratification ratio of soil organic C, N and C:N in Mediterranean evergreen oak woodland with conventional and organic tillage. Agriculture, Ecosystems and Environment 164, 252-259. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2012.11.002.

Indicios de calidad ISI Web of Knowledge (sm), Journal Citation Reports, 2013 JCR Science Edition Impact Factor of 3.203 Indexada en tres categorías: AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY (1 de 56 – Q1), ENVIRONMENTAL SCIENCES (38 de 216 – Q1) y ECOLOGY (38 de 141 – Q2). Citas del paper Scopus 18; Scholar google 25; Academic google 25. Debido a lo anteriormente expuesto, consideramos que la tesis cumple todos los requisitos de calidad para su presentación. Por todo ello, se autoriza la presentación de la tesis doctoral.

Córdoba 11 de noviembre de 2015 Los directores

Fdo. Luis Parras Alcántara

Fdo. Beatriz Lozano García

AGRADECIMIENTOS Desde estas líneas me gustaría expresar mi más sincero agradecimiento a todas aquellas personas que con su ayuda tanto profesional como personal han colaborado a que esta memoria de Tesis Doctoral sea hoy una realidad. Ahora que me encuentro inmersa en la redacción de estas líneas me doy cuenta de lo difícil que resulta la misma, ya que son tantas las personas a las que debo agradecer su ayuda que probablemente pasaré alguna por alto. Si lo hago, mis disculpas de antemano. Cualquier trabajo o investigación se puede llevar a cabo gracias a que otras personas previamente han acumulado el conocimiento necesario para que otros podamos desarrollar el nuestro. A todos ellos, aunque su nombre no aparezca de forma explícita en la presente memoria, muchas gracias. En primer lugar, mi agradecimiento al Doctor D. Luis Parras Alcántara, Director de la presente Tesis Doctoral, por infinidad de razones, entre las que cabe destacar sus amplios conocimientos técnicos, su entusiasmo a la hora de abordar el presente proyecto, las innumerables horas de trabajo dedicadas, y su apoyo incondicional en todos los aspectos. A la profesora Dra. Beatriz Lozano García, por su ayuda técnica y las horas dedicadas entre redacciones, correcciones y demás tareas imprescindibles. Quisiera dedicar un agradecimiento especial a la profesora Dra. Dña. Marina del Toro Carrillo de Albornoz. En primer lugar por su inestimable consejo profesional y por concedernos una de las principales herramientas de trabajo de esta Tesis, el software Evaluator 4.0, del cual es propietaria y que ha accedido a prestarlo de forma desinteresada. Por su simpatía, cariño y ánimo para que este trabajo viera por fin la luz, por las visitas personales y las charlas telefónicas mostrando el ánimo necesario en momentos difíciles. Muchas gracias Marina, gran parte de este trabajo es tuyo. Al Profesor Dr. D. Luis Corral Mora, mi padre, que me ha influido desde el principio en la elección de mis estudios académicos, y que siempre me ha animado a continuar formándome. Tengo la gran suerte de haber contado con tus amplios conocimientos fruto de tu recorrido profesional, y con su ánimo y

disposición para trabajar fines de semana, fiestas, etc., restando tiempo a periodos de ocio y descanso. Has sido quien nos ha empujado a todos para que este trabajo viera al fin la luz. Un millón de gracias. Al Departamento de Química Agrícola y Edafología de la Universidad de Córdoba, por aportarnos gran cantidad de datos necesarios para la realización de la presente Tesis, y por las facilidades aportadas para su desarrollo. También quisiera mostrar mi agradecimiento a la Consejería Medio Ambiente de la Junta de Andalucía, propietaria de gran parte de la información de partida del presente trabajo. A mis padres y hermanas, que me han ayudado en todo momento (como ha sido desde que tengo uso de razón). Ya sabéis que hemos pasado momentos muy difíciles, y que sin vosotros hubieran sido mucho peores. Os quiero con todo mi corazón. A Salva y a mis hijos, que son el centro y el motor de mi vida, y por quienes lo daría todo. Os quiero. También a todas aquellas personas que hayan aportado su granito de arena, tanto en forma de consejo profesional como personal, y que pueda haber dejado atrás en este apartado de agradecimientos.

Muchas gracias a todos.

Capacidad de uso y evaluación de suelos para distintos usos forestales mediante SIG en el Valle de los Pedroches (Córdoba)

ÍNDICE i. Índice de Figuras……………………………………………………………………….. ii.Índice de Tablas………………………………………………………………………... iii. Índice de Mapas………………………………………………………………………. 0.Objetivos…………………………………………………………………………….... 1.Introducción…………………………………………………………………………… 1.1.Un poco de historia………………………………………………………………… 1.1.1.El suelo. Devenir histórico…………………………………………………….. 1.1.2.Los estudios edáficos en España………………………………………………… 1.1.3.El estudio de los suelos en la provincia de Córdoba……………………………… 1.2.Evaluación de los suelos. Capacidad de uso………………………………………….. 1.2.1.Aptitud Relativa del Suelo (Land suitability Evaluation)…………………………. 1.2.2.Capacidad de Uso del Suelo (Land Capability Evaluation)……………………….. 1.2.3.Capacidad de Uso Forestal (Land Capability Evaluation)…………………………. 1.3.Indicadores de calidad del suelo y efectos del manejo en Pedroches…………………… 1.3.1.Fertilidad natural de los suelos de la zona de estudio…………………………….. 1.3.2.El manejo de la dehesa en Pedroches……………………............................... 1.3.3.La estratificación del carbono como índice de calidad……………………………. 1.4.Cartografía de suelos……………………………………………......................... 1.4.1.Cartografía geocientífica………………………………………………………. 1.4.2.Sistemas de Información Geográfica (SIG)………………............................... 1.4.3.Herramientas de cartografía……………………………............................... 2.Material y métodos……………………………………………………....................... 2.1.Descripción del área de estudio…………………………………………………….. 2.1.1.Localización y caracterización del área de estudio……………………………….. 2.1.2.Medio Físico………………………………………………………………….. 2.1.2.1.Geología del área de estudio…………………....................................... 2.1.2.2.El Plutón Granítico de Los Pedroches……………………………………… 2.1.2.3.Los suelos………………………………………………………………… 2.1.2.4.La Red fluvial…………………………………………………………….. 2.1.2.5.Geomorfología y dinámica geomorfológica…………………………………. 2.1.2.6.Estudio del clima. Análisis Climático………………………………………. 2.1.3.Medio biótico…………………………………………................................ 2.1.3.1.Vegetación…………………………………........................................ 2.1.3.2.Fauna………………………………………....................................... 2.2.Cartografía geocientífica…………………………………………......................... 2.3.Material y métodos para la toma y descripción de perfiles…………......................... 2.4.Determinación de la selección de muestras de suelo………………......................... 2.5.Asignación de perfiles a unidades cartográficas……………………......................... 2.6.Preparación de las muestras y análisis de laboratorio………………......................... 2.6.1.Gravas………………………………………………………………………... 2.6.2.Color…………………………………………………...............................

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2.6.3.Textura del suelo………………………………………............................... 2.6.4.Densidad aparente…………………………………………………………….. 2.6.5.Retención de agua a 1/3 y 15 atmósferas……………………………………….. 2.6.6.Permeabilidad…………………………………………............................... 2.6.7.Agua utilizable por las plantas………………………………………………….. 2.6.8.pH……………………………………………………………………………. 2.6.9.Conductividad eléctrica……………………………………………………….. 2.6.10.Determinación de los Carbonatos totales………………............................... 2.6.11.Determinación de carbono orgánico y materia orgánica total…………………… 2.6.12.Determinación de Cationes de Cambio y de la capacidad e intercambio catiónico… 2.6.13.Porcentaje de Saturación en bases (V)…………………………………………. 2.6.14.Determinación del nitrógeno total y la relación C/N…….............................. 2.6.15.Determinación del fósforo asimilable………………………………………….. 2.6.16.Determinación de los macroelementos asimilables (Ca, Mg, Na, K)…………….. 2.6.17.Determinación de metales pesados (Fe, Cu, Mn, Zn)…………………………... 2.6.18.Conductividad eléctrica………………………………………………………. 2.6.19.Stock de Carbono y de Nitrógeno…………………………………………….. 2.6.20.Índice de estratificación………………………………………………………. 2.7.Estudio de la erosión hídrica………………………………………………………... 2.7.1.Erosividad de la lluvia (R)………………………………............................... 2.7.2.Erosionabilidad del Suelo (K)………………………………………………….. 2.7.3.Longitud-Pendiente de la ladera (LS)……………………............................... 2.7.4.Cultivos (C)…………………………………………………………………... 2.7.5.Prácticas de conservación (P)…………………………….............................. 2.8.Aptitud relativa de los suelos - Land Suitability Evaluation……………………………. 2.9.Capacidad de Uso del Suelo (Land Capability Evaluation)……………………………. 2.9.1.Erosión hídrica (e)………………………………………............................. 2.9.2.Pendiente (p)…………………………………………………………………. 2.9.3.Espesor efectivo (x)…………………………………………………………… 2.9.4.Afloramientos rocosos (r)……………………………………………………… 2.9.5.Pedregosidad (g)………………………………………………………........... 2.9.6.Salinidad (s)…………………………………………….............................. 2.9.7.Alcalinidad (n)…………………………………………............................... 2.9.8.Propiedades físicas (f)………………………………………………………….. 2.9.9.Propiedades químicas (q)………………………………………………………. 2.9.10.Exceso de agua (h)…………………………………………………………… 2.9.11.Falta de agua (a)………………………………………............................... 2.9.12.Limitaciones térmicas (c)……………………………….............................. 2.10.Capacidad de uso forestal (Land Capability Evaluation)……………....................... 2.10.1.Modelos informáticos. Evaluator 4.0 (Land Capability Evaluation)……………… 3.Resultados……………………………………………………………………………... 3.1.Análisis Edafológico de la Comarca de Los Pedroches………………………………... 3.1.1.Antrosoles……………………………………………………………………. 3.1.2.Fluvisoles……………………………………………………………………...

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3.1.3.Regosoles…………………………………………………………………….. 3.1.4.Leptosoles……………………………………………………………………. 3.1.5.Cambisoles……………………………………………………………………. 3.1.6.Acrisoles y Luvisoles…………………………………………………………... 3.2.Capacidad de usos del suelo en la comarca de los Pedroches………………………….. 3.2.1.Capacidad de Uso Agrícola…………………………………………………….. 3.2.1.1.La Clase D…………………………………........................................ 3.2.1.2.La Clase D+E………………………………....................................... 3.2.1.3.La Clase E………………………………………………………………... 3.2.2.Capacidad de Uso Forestal…………………………………………………….. 3.2.2.1.Pastizal…………………………………………………………………… 3.2.2.2.Pinaceas………………………………………………………………….. 3.2.2.3.Alcornocal…………………………………........................................ 3.2.2.4.Quejigal……………………………………........................................ 3.2.2.5.Encinar…………………………………………………………………… 3.2.2.6.Matorral……………………………………....................................... 3.3.Índice de estratificación de los suelos como indicador de calidad en Pedroches………… 3.3.1.Análisis del COS, del N y del C:N ratio como precursores de la estratificación……. 3.3.2.Análisis de los stocks de carbono orgánico y nitrógeno…………………………... 3.3.3.Efecto del manejo en los stocks del C, del N y de la relación C:N………………… 3.3.4.Estratificación del COS, del N y de la relación C:N en Cambisoles……………….. 4.Comentarios y discusión de la capacidad de uso agrícola y forestal………………………… 5.Conclusiones…………………………………………………………....................... 6.Bibliografía…………………………………………………………………………….. 7.Anexos………………………………………………………………........................

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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Elementos que integran un SIG (Gómez Delgado y Barredo Cano, 2005)…………….. Figura 1.2. Descomposición del territorio en capas temáticas contenidas en un Sistema de Información Geográfica. Adaptado de Jones (1997)…………………………………………….. Figura 1.3. Representación del modelo ráster y vectorial a partir del mundo real……………….... Figura 1.4. A la izquierda, relación entre altura de vuelo (H), escala y distancia focal (f); a la derecha arriba, esquema de la cámara fotográfica instalada en el avión que realiza el vuelo fotogramétrico y a la derecha abajo, diferencia entre fotografía vertical y oblicua. Adaptado de Fernández García (2000)……………………………………………………………………… Figura 1.5. El espectro fotográfico y el espectro visible. Adaptado de Fernández García (2000)…………………………………………………………........................................ Figura 2.1. Localización geográfica del Valle de los Pedroches…………………………………... Figura 2.2. Principales cursos hídricos del Valle de los Pedroches……………………………….. Figura 2.3. Unidades Morfoestructurales de Andalucía…………………………………………. Figura 2.4. Esquema Geológico de España (Macizo Hespérico). Subdivisión en zonas del Macizo Ibérico, simplificado de Robardet (1976)………………………………………………………. Figura 2.5. Localización del batolito de los Pedroches. Modificado del mapa 1:1000000 de la Península Ibérica (Olaverry y Rey, 1980)………………………………………………………. Figura 2.6. Esquema tectónico de la banda de cizalla de Badajoz-Córdoba al Sur del Batolito de los Pedroches. Extraído de Bandrés, 2001……………………………………………………….... Figura 2.7. Esquema cartográfico del Batolito de los Pedroches. Tomado de Jiménez San Pedro (2003)……………………………………………………………………………………….. Figura 2.8. Mapa de suelos del área de estudio…………………………………………………. Figura 2.9. Vista del río Zújar en la comarca del Guadiato………………………………………. Figura 2.10. Valle del Guadalmez, Provincia de Córdoba……………………………………….. Figura 2.11. Rio Yeguas………………………………………………………………………. Figura 2.12. Río Cuzna (Córdoba)…………………………………………………………….. Figura 2.13. Red hídrica de la zona de estudio………………………………………………….. Figura 2.14. Mapa de pendientes. Leyenda: 1 (