Los efectos de la lluvia y las combinaciones de terrazas-mulch en la erosión del suelo en un área montañosa de loess, China: Perspectivas de simulaciones en parcelas y modelado WEPP
Autores: Ame, Michael Aliyi; Wei, Wei; Zhang, Shuming; Liu, Wen; Chen, Liding
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Erosión del suelo
Terrazas
Acolchado
Intensidades de lluvia
Control de erosión
Meseta de Loess
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La erosión del suelo es una preocupación ambiental importante, especialmente en ecosistemas sensibles como la Meseta de Loess en China, donde ciertas circunstancias geológicas y climáticas agravan el proceso de erosión. La construcción de terrazas y el uso de mantillo son estrategias populares de manejo de la erosión del suelo en esta región. Sin embargo, sus efectos combinados bajo diferentes intensidades de lluvia son poco comprendidos. El propósito de este estudio es evaluar el rendimiento de varias combinaciones de terrazas y mantillo en la reducción de la erosión hídrica bajo diferentes intensidades de lluvia. El diseño experimental incluyó una parcela de control (C), aplicaciones de mantillo sin terrazas (NTr-M), pozos en forma de escamas de pescado con mantillo (FSPs-M), terrazas en zigzag con mantillo (ZTr-M), terrazas de banco niveladas con mantillo (LBTr-M) y terrazas de trinchera con mantillo (TTr-M). Se llevaron a cabo experimentos de lluvia artificial controlada bajo diferentes intensidades, y se recopilaron datos de escorrentía y pérdida de suelo para evaluar los efectos de las combinaciones. Las simulaciones basadas en eventos del WEPP, calibradas para la Meseta de Loess, demostraron una fuerte precisión predictiva, como lo evidencian los altos coeficientes de correlación (R2 = 0.97 para escorrentía; R2 = 0.86 para pérdida de suelo) y la eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE = 0.93 para escorrentía; NSE = 0.89 para pérdida de suelo), confirmando su fiabilidad en la simulación de procesos de erosión en comparación con los valores medidos. Nuestros resultados revelaron diferencias significativas (p < 0.05) en la escorrentía media y la pérdida de suelo entre los tratamientos, clasificados en el orden LBTr-M < TTr-M < ZTr-M < FSPs-M < NTr-M < C. El análisis de respuesta incremental también reveló que la parcela de control (C) fue la más sensible a los cambios en la intensidad de la lluvia, seguida de FSPs-M y NTr-M. En contraste, se encontró que LBTr-M era la estrategia más estable. Estos hallazgos destacan la importancia de optimizar la construcción de micro-relieves y la aplicación de mantillo para mejorar el control de la erosión y respaldar la recomendación de LBTr-M, TTr-M y ZTr-M como estrategias efectivas. Por el contrario, FSPs-M y NTr-M resultaron menos efectivas bajo intensidades de lluvia más altas. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de optimizar la construcción de micro-relieves y la aplicación de mantillo para el manejo de la erosión, así como sugieren que tales estrategias podrían aplicarse a la Meseta de Loess y otras regiones propensas a la erosión en todo el mundo con condiciones climáticas y topográficas similares.
Descripción
La erosión del suelo es una preocupación ambiental importante, especialmente en ecosistemas sensibles como la Meseta de Loess en China, donde ciertas circunstancias geológicas y climáticas agravan el proceso de erosión. La construcción de terrazas y el uso de mantillo son estrategias populares de manejo de la erosión del suelo en esta región. Sin embargo, sus efectos combinados bajo diferentes intensidades de lluvia son poco comprendidos. El propósito de este estudio es evaluar el rendimiento de varias combinaciones de terrazas y mantillo en la reducción de la erosión hídrica bajo diferentes intensidades de lluvia. El diseño experimental incluyó una parcela de control (C), aplicaciones de mantillo sin terrazas (NTr-M), pozos en forma de escamas de pescado con mantillo (FSPs-M), terrazas en zigzag con mantillo (ZTr-M), terrazas de banco niveladas con mantillo (LBTr-M) y terrazas de trinchera con mantillo (TTr-M). Se llevaron a cabo experimentos de lluvia artificial controlada bajo diferentes intensidades, y se recopilaron datos de escorrentía y pérdida de suelo para evaluar los efectos de las combinaciones. Las simulaciones basadas en eventos del WEPP, calibradas para la Meseta de Loess, demostraron una fuerte precisión predictiva, como lo evidencian los altos coeficientes de correlación (R2 = 0.97 para escorrentía; R2 = 0.86 para pérdida de suelo) y la eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE = 0.93 para escorrentía; NSE = 0.89 para pérdida de suelo), confirmando su fiabilidad en la simulación de procesos de erosión en comparación con los valores medidos. Nuestros resultados revelaron diferencias significativas (p < 0.05) en la escorrentía media y la pérdida de suelo entre los tratamientos, clasificados en el orden LBTr-M < TTr-M < ZTr-M < FSPs-M < NTr-M < C. El análisis de respuesta incremental también reveló que la parcela de control (C) fue la más sensible a los cambios en la intensidad de la lluvia, seguida de FSPs-M y NTr-M. En contraste, se encontró que LBTr-M era la estrategia más estable. Estos hallazgos destacan la importancia de optimizar la construcción de micro-relieves y la aplicación de mantillo para mejorar el control de la erosión y respaldar la recomendación de LBTr-M, TTr-M y ZTr-M como estrategias efectivas. Por el contrario, FSPs-M y NTr-M resultaron menos efectivas bajo intensidades de lluvia más altas. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de optimizar la construcción de micro-relieves y la aplicación de mantillo para el manejo de la erosión, así como sugieren que tales estrategias podrían aplicarse a la Meseta de Loess y otras regiones propensas a la erosión en todo el mundo con condiciones climáticas y topográficas similares.