Avances de la Geomorfología en España

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1 avances_geomorfologia_logos_165_ (165) 24/09/12 13:46 Página 1 isbn Avances de la Geomorfología en España XII REUNIÓN NACIONAL DE GEOMORFOLOGÍA Santander, de septiembre, 2012 AVANCES DE LA GEOMORFOLOGÍA EN ESPAÑA Actas de la XII REUNIÓN NACIONAL DE GEOMORFOLOGÍA Santander, septiembre de 2012 Coordinador A. González Díez Editores A. González-Díez, G. Fernández-Maroto, M.W. Doughty, J. Remondo, V.M. Bruschi, J. Bonachea, J.R. Díaz de Terán, P. Martínez-Cedrún, V. Rivas, G. Flor, E. Serrano, F. Gutierrez-Santolalla, G. Benito, G. Desir, J. López, M.A. Romero, R. Batalla, F.J. Gracía-Prieto, G. Flor-Blanco, G. Garzón, J. Cardenal, J.M. Vilaplana, J. Corominas, E. Díaz-Martínez, M. Jiménez-Sánchez, J.C. Guerra

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3 AVANCES DE LA GEOMORFOLOGÍA EN ESPAÑA ACTAS DE LA XII REUNIÓN NACIONAL DE GEOMORFOLOGÍA Santander, septiembre de 2012 Coordinador A. González Díez Editores A. González-Díez, G. Fernández-Maroto, M.W. Doughty, J. Remondo, V.M. Bruschi, J. Bonachea, J.R. Díaz de Terán, P. Martínez-Cedrún, V. Rivas, G. Flor, E. Serrano, F. Gutierrez-Santolalla, G. Benito, G. Desir, J. López, M.A. Romero, R. Batalla, F.J. Gracía-Prieto, G. Flor-Blanco, G. Garzón, J. Cardenal, J.M. Vilaplana, J. Corominas, E. Díaz-Martínez, M. Jiménez-Sánchez, J.C. Guerra

4 Reunión Nacional de Geomorfología (12ª : 2012 : Santander) Avances de la geomorfología en España : actas de la XII Reunión Nacional de Geomorfología : Santander, septiembre de 2012 / coordinador, A. González Díez ; editores, A. González Díez... [et al.]. Santander : PUbliCan, Ediciones de la Universidad de Cantabria, D.L xiv, 690 p. : il. ; 30 cm. D.L. SA ISBN Geomorfología España Congresos. I. González Díez, Alberto, ed. lit (460)(063) Esta edición es propiedad de PUBLICAN - EDICIONES DE LA UNIVERSIDAD DE CANTABRIA, cualquier forma de reproducción, distribución, traducción, comunicación pública o transformación solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra. Alberto González Díez (Coord.) PUbliCan - Ediciones de la Universidad de Cantabria Avda. de los Castros, s/n Santander Tlfno.-Fax: ISBN: D. L.: SA Impreso en España. Printed in Spain Imprime: TGD

5 COMITÉ ORGANIZADOR Coordinación: Alberto González Díez Secretaría Técnica: Gema Fernández Maroto Tesorería: Jaime Bonachea Pico Secretaría de Organización: Viola Maria Bruschi Organización local: Juan Remondo Tejerína, José Ramón Díaz de Terán Mira, Matthew Willinan Doughty, German Flor Blanco, Patricio Martínez Cedrún. COMITÉ CIENTÍFICO Alberto González Díez, Michael Crozier, Juan Remondo Tejerína, Adrian Harvey, Antonio Cendrero Uceda, José Luís Gonçalves Moreira da Silva Zêcere, Viola Maria Bruschi, José Ramón Díaz de Terán Mira, Gema Fernández Maroto, Jaime Bonachea Pico, Enrique Serrano Cañadas, Patricio Martínez Cedrún, Germán Flor Rodriguez, Francisco Gutierrez Santolalla, Gerardo Benito Ferrández, Gloria Desir, Mauro Soldati, Jerónimo López Martínez, Maria Asunción Romero Díaz, Ramón Batalla, Javier Gracía Prieto, Germán Flor Blanco, Guillermina Garzón Heydt, Javier Cardenal Escarcena, Juan Manuel Vilaplana Fernández, Jordi Corominas Dulcet, Victoria Rivas Mantecón, Enrique Díaz Martínez, Monserrat Jiménez Sánchez, Juan Carlos Guerra Velasco. ORGANISMO ORGANIZADOR Departamento de Ciencias de la Tierra y Física de la Materia Condensada de la Universidad de Cantabria PATROCINIO INSTITUCIONAL Sociedad Española de Geomorfología (SEG) Universidad Internacional Menéndez Pelayo Universidad de Cantabria ORGANISMOS E INSTITUCIONES COLABORADORAS Gobierno de Cantabria Ayuntamiento de Santander Beta Analytic ESRI España

6 xiv XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012 ESTACIONALIDAD EN LA RESPUESTA EROSIVA DE LADERAS ARTIFICIALES EN UNA ESCOMBRERA MINERA CON DIFERENTES TRATAMIENTOS DE RESTAURACIÓN. S. Pérez- Domingo, E. Zlotnik, J.M. Nicolau, A. Calvo-Cases. Seasonality in the erosion response of manmade hillslopes with different restoration treatments after mining. 675 CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN EL VALLE DE FILIÀ (VALL FOSCA, PALLARS JUSSÀ) ENTRE LOS AÑOS 2005 Y E. Rallo, R. Cosano, D. Cabés, N. Monés. Morphological changes in Filià valley (Vall Fosca valley, Pallars Jussà) between 2005 and UN PROCEDIMIENTO INTEGRADO DE RESTAURACIÓN ECOLÓGICA CON BASE GEOMORFOLÓGICA. EL EJEMPLO DE LA CANTERA DE SOMOLINOS (GUADALAJARA). J.F. Martín Duque, I. Zapico, N. Bugosh, J.M. Nicolau, L. Balaguer, S. de Alba. An integrated procedure of Ecological Restoration based on geomorphic principles. The example of Somolinos (Guadalajara, Spain). 683 PATRONES DE VEGETACIÓN EN LOS TALUDES DE ESCOMBRERAS DE MINAS TRAS EL TRANSCURSO DEL TIEMPO DESDE SU RESTAURACIÓN. S. Pérez-Domingo, E. Zlotnik, E. Arnau-Rosalén, A. Calvo-Cases. Vegetation patterns in artificial hillslopes throughout time of post mining restoration. 687 Índice

7 XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander UN PROCEDIMIENTO INTEGRADO DE RESTAURACIÓN ECOLÓGICA CON BASE GEOMORFOLÓGICA. EL EJEMPLO DE LA CANTERA DE SOMOLINOS (GUADALAJARA) An integrated procedure of Ecological Restoration based on geomorphic principles. The example of Somolinos (Guadalajara, Spain) J.F. Martín Duque (1), I. Zapico (1), N. Bugosh (2), J.M. Nicolau (3), L. Balaguer (4), S. de Alba (1) (1) Dpto. Geodinámica, UCM e IGEO (UCM-CSIC), C/ J.A. Novais 2, 28040, Madrid. (2) GeoFluv, Fort Collins, Colorado, Estados Unidos (3) Dpto. Agricultura y Economía Agraria, Universidad de Zaragoza, Huesca (4) Dpto. Biología Vegetal, Universidad Complutense de Madrid (UCM), Madrid Abstract: This contribution summarises the design of a geomorphic reconstruction of a quarry in Central Spain (Somolinos, Guadalajara). It was carried out using the GeoFluv method and Natural Regrade software, for which specific research on a geomorphic analogous was done. A correct design (contour maps and 3D views), and additional considerations on geomorphic-based soil management and habitat layout, results in an integrated procedure of ecological restoration based on geomorphic principles. This is an additional example of an increasing number of applications and research initiatives which prove that the use of geomorphic criteria can achieve a truly ecological restoration of land disturbed by earth movements, specifically surface mining, which goes beyond what is termed mining reclamation or rehabilitation. This opens a whole range of applications for the science of geomorphology, addressing to the provision of new ecosystem services for human well-being on formerly degraded lands. Palabras clave: restauración ecológica, reconstrucción geomorfológica, método GeoFluv, software Natural Regrade, Somolinos Key words: ecological restoration, geomorphic reconstruction, GeoFluv method, Natural Regrade software, Somolinos 1. INTRODUCCIÓN La aplicación de criterios geomorfológicos puede ser decisiva para garantizar el éxito de iniciativas de restauración ecológica. Este hecho es especialmente decisivo cuando las formas del terreno naturales han sido alteradas por algunas actividades humanas; y cuando, en el proceso de restauración del espacio transformado -y comúnmente degradado-, es posible reconstruir nuevas formas del terreno. Así ocurre en la minería de superficie. A pesar del significativo desarrollo que han experimentado las técnicas de restauración minera en las últimas décadas, existen aún demasiados ejemplos de fracasos de las mismas. Estos fracasos son más comunes en procesos de restauración que han tenido enfoques centrados en aspectos visuales, o bien simplemente de estabilidad geotécnica, olvidando la resistencia ante la erosión hídrica y la funcionalidad ecológica de las formas del terreno restauradas (Nicolau, 2003). En este contexto, el diseño y reconstrucción de formas del terreno desde una base experta (otorgada por la geomorfología y la hidrología) están mostrando ser decisivos para el manejo casi exclusivo de la escorrentía, o para la restitución de procesos ecológicos clave - tales como la funcionalidad biológica del suelo-. Ello es así porque las aproximaciones de restauración ecológica de terrenos degradados por movimientos de tierras basadas en criterios geomorfológicos recuperan la "estructura" de los ecosistemas, que se convierte en el hardware esencial que permite una restitución adecuada de los procesos ecológicos. Sesión XI. Geomorfología para el Desarrollo Sostenible

8 684 XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012 Martín-Duque et al. (2010) recogen un análisis detallado de la literatura internacional sobre restauraciones ecológicas basadas en la geomorfología, y el lector queda emplazado a ese documento para una información más detallada al respecto. En este resumen extendido se sintetiza una iniciativa de restauración ecológica reciente, basada en principios geomorfológicos, que se articula a modo de procedimiento útil para casos y escenarios similares. Esta iniciativa ha utilizado el método GeoFluv TM y el software Natural Regrade para el diseño de las formas del terreno (Carlson Software y Bugosh, 2005; Bugosh, 2006). 2. MEDIO FÍSICO La cantera objeto de la actuación se sitúa a tan sólo 150 m del límite del núcleo urbano de Somolinos, al norte de la provincia de Guadalajara. Su contexto fisiográfico es el de la denominada Sierra de Pela, una paramera desarrollada sobre rocas del Cretácico Superior en la intersección entre los Sistemas Central e Ibérico. En concreto, la cantera se sitúa en la base de la ladera de una plataforma residual (relieve tipo mesa) culminada a una altitud de 1450 m.s.n.m. Un conjunto de rocas carbonáticas culminan esta mesa y constituyen el sustrato de la mitad superior de sus laderas; por otro lado, los sedimentos fluviales de la Formación Utrillas (que fueron los beneficiados por la explotación minera) forman la mitad inferior de las vertientes. Estas zonas basales de las mesas se encuentran recubiertas por un coluvión carbonático allí donde no ha habido actividad minera, sobre el que se desarrollan regosoles coluviales. La región tiene un inusual clima mediterráneo frío, con una temperatura media anual próxima a los 7,2 C (Condemios, a 1316 m.s.n.m.), con inviernos largos y gélidos. La precipitación media anual oscila en torno a los 700 mm. La vegetación se caracteriza por un bosque perennifolio calcícola de encinas, enebros, sabinas y quejigos. Este entorno está reconocido como el Lugar de Interés Comunitario (LIC) Sierra de Pela (ES ) dentro de la Red Natura MATERIALES Y MÉTODOS El método GeoFluv TM (Carlson Software y Bugosh, 2005; Bugosh, 2006) ha sido utilizado para el diseño de las formas del terreno. Desde un punto de vista conceptual, este método se pregunta: cuáles serían las formas del terreno más estables en el espacio minero que precisa ser restaurado? Y una vez encontradas esas formas del terreno, se diseñan y se construyen. La base de este método consiste pues, en primer lugar, en identificar formas del terreno que sirvan como "referentes" o "análogos" para ser replicados. A partir de su identificación es preciso medir y obtener una serie de parámetros morfológicos y climáticos (Tabla 1). Tabla 1. Principales inputs utilizados en el diseño de la reconstrucción geomorfológica de Somolinos: (a) en el lugar objeto de restauración; (b) a partir del referente geomorfológico; y (c) a partir de otras fuentes. Inputs (unidad de medida) (a) pendiente en la desembocadura del canal principal (%) (b) longitud de cada tramo de canal A (m) (b) densidad de drenaje (m/ha) (c) precipitación de periodo de retorno 2 años y duración 1hora (cm) (c) precipitación de periodo de retorno 50 años y duración 6 horas (cm) (c) coeficiente de escorrentía Método Valor Clinómetro -1 Cinta métrica 12,58 Fotointerpretación y SIG Aplicación MAXIN (de Salas y Carrero, 2008) Aplicación MAXIN (de Salas y Carrero, 2008) Comparativa con escenarios similares (Bugosh, com. personal) 80 2,15 8,92 En este caso se utilizaron como formas del terreno referentes o análogas las existentes en la base de dos pequeños cerros situados 0,3 Sesión XI. Geomorfología para el Desarrollo Sostenible

9 XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander en las inmediaciones de la localidad de Atienza, a 20 km del área objeto de restauración. Los detalles sobre la ejecución del método GeoFluv TM en el software Natural Regrade aparecen descritos en detalle en Carlson Software y Bugosh (2005) y Bugosh (2006). En este trabajo no se ha realizado modificación alguna del método, de modo que éste puede ser replicado con los parámetros que aquí se ofrecen. medidas subsecuentes sobre reposición del suelo y sobre revegetación. 4. RESULTADOS 4.1. Diseño geomorfológico El diseño para la reconstrucción geomorfológica de la cantera de Somolinos aparece representado en las Figs. 1 y 2. Fig. 1. Mapa de curvas de nivel del diseño de reconstrucción geomorfológica de Somolinos, ETRS 89, coordenadas UTM, zona 30 N. Como puede verse en las Figs. 1 y 2, el diseño consta de: (a) un fondo de valle con un canal meandriforme (de perfil longitudinal menor del 4 % de pendiente); (b) una serie de canales en zig-zag, cuando la pendiente longitudinal es superior al 4%; (c) interfluvios alomados con laderas festoneadas, que definen una sucesión de noses and hollows Medidas complementarias: manejo del suelo y reconstrucción de hábitats El diseño recién descrito se completó con Fig. 2. Vista 3D de un MDE de la propuesta de reconstrucción geomorfológica de Somolinos, ETRS 89, coordenadas UTM, zona 30 N. Hay que destacar que, en ambos casos, dichas rutinas tienen una indudable base geomorfológica, lo que permite que hablemos de un procedimiento integrado de restauración ecológica con base geomorfológica. Así, se dispuso un protocolo para la reposición del coluvión carbonático que tapizaba las laderas originales con anterioridad a la actividad minera, el cual se encontraba caóticamente dispuesto en la mina. El criterio de reposición fue el de recrear la estructura de las formaciones superficiales de las laderas originales. Las características de este material son una fuerte reacción de efervescencia con ácido clorhídrico, un ph de 8,5 y un EC de ± 8.2 µs cm -1. Este coluvión tiene una pobre fertilidad química, un contenido en materia orgánica moderado (2.5 ± 0.21 %) y un contenido muy bajo en nitrógeno total (0.30 ± 0.12 mg kg -1 ), lo que representa una limitación para el establecimiento de la vegetación. Dado el contenido tan bajo en nitrógeno y el relativo buen estado de conservación del bosque perennifolio del entorno, las medidas de revegetación establecidas como más eficientes fueron el uso de caballos viejos, en régimen extensivo, como agentes fertilizadores y dispersores de semillas. Más allá de esta propuesta, cuya idoneidad aparece ampliamente Sesión XI. Geomorfología para el Desarrollo Sostenible

10 686 XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012 referida (Cosyns y Hoffmann, 2005; Wells y Lauenroth, 2007), se estima que la divergencia que se producirá en la composición de las comunidades y la estructura de los hábitats será dirigida por la heterogeneidad espacial proporcionada por el diseño geomorfológico. Así las cosas, la hipótesis es que se desarrollarán espontáneamente cuatro tipos de hábitats, de base geomorfológica: hábitat 1, asociado a los fondos de valle meandriformes; hábitat 2, asociado a fondos de canales de trazado en zig-zag; hábitat 3, asociado a fondos de vaguadas (hollows); y hábitat 4, asociado a las zonas elevadas de las lomas de los interfluvios. Otra información complementaria sobre este ejemplo consiste en: (a) la cartografía del mapa de hábitats recién referido; (b) los resultados de la ejecución de las primeras fases de la reconstrucción topográfica; (c) el comportamiento de las superficies reconstruidas ante las primeras lluvias; (d) una discusión acerca de los efectos beneficiosos que tiene, sobre el suelo, el incremento de la rugosidad producido por el uso de un bulldozer de cadenas. 5. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES El caso descrito aquí no constituye sino un ejemplo más de un creciente número de aplicaciones e investigaciones que están demostrando la enorme contribución que la ciencia geomorfológica puede realizar al mundo de la restauración ecológica. Máxime cuando ésta afecta a terrenos transformados por movimientos de tierras, como es el caso de la minería de superficie. El caso descrito pone de manifiesto cómo soluciones de este tipo no se limitan, exclusivamente, a minimizar el impacto de la actividad minera. Por el contrario, buscan reconstruir y recrear nuevos paisajes basados en referentes o análogos geomorfológicos y ecológicos del entorno. Y éstos están destinados a proporcionar nuevos servicios ecosistémicos sobre los mismos terrenos que han tenido un aprovechamiento temporal de un recurso (actividad extractiva). Agradecimientos Este trabajo ha sido desarrollado en el marco del proyecto de investigación coordinado CGL , así como del proyecto REMEDINAL 2. Ignacio Zapico forma parte del programa JAE-Predoc del CSIC. A su vez, han colaborado en distintas fases del proyecto: Cristina de Francisco, Florián García, Néstor Hernando, Ana Lucía, Cristina Martín, Sara Nyssen, Miguel Ángel Sanz, María Tejedor, Álvaro Carretero, Ruth Delgado, Juan Sanz, Rafael Anchía, José Juan Anchía, Luisa García, Francisco Delgado y la empresa MADI Jardinería y Reformas S.L. REFERENCIAS Bugosh, N., Basic Manual for Fluvial Geomorphic Review of Landform Designs. Office of Surface Mining of the US Department of the Interior, Denver, CO. Carlson Software, Bugosh, N Fluvial Geomorphic Landscape Design Computer Sofware. US Patent Office, publication number WO/2005/036331, international application number PCT/ US2004/ Cosyns, E. y Hoffmann, M Horse dung germinable seed content in relation to plant species abundance, diet composition and seed characteristics. Basic and Applied Ecology, 6, De Salas, L. y Carrero, L Estimación de la intensidad máxima para una duración y periodo de retorno determinados de la España peninsular mediante la aplicación informática MAXIN. [ AXIN/APLICACION/principal.html]. Martín Duque, J.F., Sanz, M.A., Bodoque, J.M., Lucía, A. y Martín, C Restoring earth surface processes through landform design. A 13- year monitoring of a geomorphic reclamation model for quarries on slopes. Earth Surface Processes and Landforms, 35, Nicolau, J.M Trends in relief design and construction in opencast mining reclamation. Land Degradation and Development, 14, Wells, F.H. y Lauenroth, W.K The potential for horses to disperse alien plants along recreational trails. Rangeland Ecology and Management, 60, Sesión XI. Geomorfología para el Desarrollo Sostenible

11 avances_geomorfologia_logos_165_ (165) 24/09/12 13:46 Página 1 isbn Avances de la Geomorfología en España XII REUNIÓN NACIONAL DE GEOMORFOLOGÍA Santander, de septiembre, 2012 AVANCES DE LA GEOMORFOLOGÍA EN ESPAÑA Actas de la XII REUNIÓN NACIONAL DE GEOMORFOLOGÍA Santander, septiembre de 2012 Coordinador A. González Díez Editores A. González-Díez, G. Fernández-Maroto, M.W. Doughty, J. Remondo, V.M. Bruschi, J. Bonachea, J.R. Díaz de Terán, P. Martínez-Cedrún, V. Rivas, G. Flor, E. Serrano, F. Gutierrez-Santolalla, G. Benito, G. Desir, J. López, M.A. Romero, R. Batalla, F.J. Gracía-Prieto, G. Flor-Blanco, G. Garzón, J. Cardenal, J.M. Vilaplana, J. Corominas, E. Díaz-Martínez, M. Jiménez-Sánchez, J.C. Guerra