En busca de Oasis Orográficos

El estigma de la “superficie agraria”

En ocasiones, algunas palabras o expresiones también son portadoras de un virus oculto. Se trata de errores encubiertos o imprecisiones asociadas a su concepto o uso habitual, de tal manera que, cuando las empleamos sin percatarnos de esta tara, corremos el riesgo de infectar las frases que construimos. Y como el lenguaje no solo es un instrumento para comunicarse, sino que también el medio por el que pensamos y razonamos, el uso de una de estas palabras o expresión infectada, da como consecuencia a un razonamiento erróneo o impreciso. Algunos incluso son trasmitidos de generación en generación sobre tratados científicos y técnicos, sin que nadie repare en ello. El término agronómico denominado “superficie agraria” es uno de estos casos, que a pesar de la precisión de su concepto, su aplicación lleva consigo a multitud de malentendidos, o lo peor, situaciones que no nos hacen avanzar por el camino correcto.

Figura 1. Parque Natural de Sierra de Grazalema, Cádiz. En las sierras de relieves intricados, el concepto de “superficie agraria” hay que tratarlo con mucha atención.

 

La “superficie agraria” es el área resultante de proyectar el relieve real del terreno sobre un plano horizontal de comparación. La mayor parte de las medidas o datos cartográficos relacionados con la superficie del terreno van en relación a su proyección horizontal, y no a la superficie real, es decir, son medidas proyectadas sobre la superficie agraria. Éste es un concepto muy útil y práctico. Incluso en un contexto no agronómico, si tuviéramos que dar magnitud del área de edificación, lo realizaríamos mediante la superficie proyectada sobre un plano horizontal, y no sobre el terreno inclinado. La razón es evidente, la habitabilidad está íntimamente relacionada con la ley de la gravedad. Con las plantas pasa igual, crecen verticales, y no perpendiculares a un terreno inclinado. Una variable agronómica habitual es la precipitación. Se trata de una medida de flujo que está referida al volumen de agua que precipita sobre una superficie horizontal. Nuevamente la gravedad interviene en esta medida que con un margen pequeño de error, y en la mayor parte de las ocasiones compensado, el flujo de precipitación es casi vertical al área a la que hace referencia la superficie agraria. ¿Y la radiación solar directa? ¿Es correcto tratarla también con referencia a la superficie agraria? En este caso los rayos solares casi nunca son perpendiculares, sin embargo las medidas de energía de radiación registradas por un piranómetro son tomadas con referencia a un plano horizontal, con lo cual la medida de flujo de energía es perfectamente válida. ¿Y cuál es el problema entonces? El problema surge justo cuando vamos a dar el siguiente paso, es decir generalizar este dato a los alrededores del punto donde ha sido registrado. De esta forma, para el caso de la precipitación, al ser la dirección de flujo perpendicular al plano horizontal, su extrapolación es correcta y válida al resto del terreno tras su tratamiento geoestadístico, lo que no ocurre con la radiación solar directa, dado que matemáticamente es incorrecto reproyectar en una nueva dirección el resultado de otra proyección (figura 2).

Y sin embargo, es algo que hacemos habitualmente. Tomamos una serie de datos puntuales y posteriormente, con técnicas geoestadísticas, las extrapolamos al resto del territorio sin percatarnos de este hecho, y sin que nadie nos corrija. ¿Cómo puede ocurrir esto? La razón es sencilla, en relieves llanos y ondulados que son los lugares donde se desenvuelve la agricultura, la imprecisión cometida es muy pequeña, pero no todos trabajamos solo en estos ámbitos. En áreas serranas y de montaña esta imprecisión se convierte en errores de alto rango, hasta tal punto de no poder explicar muchos hechos ecológicos con conceptos agronómicos clásicos. Romper esta dinámica nos va a permitir abrir los ojos a muchos hechos que hemos tenido que superar con recetas caseras, más del lado de la experiencia que de la ciencia. Una puerta que va a quedar abierta con esta visión, nos va a permitir hacer la búsqueda de los denominados oasis orográficos, es decir, lugares que por las condiciones del relieve permiten el afloramiento de hábitats especiales donde es posible el establecimiento de vegetales con exigencias especiales.

Figura 2. Este esquema permite mostrar cómo la distribución de la radiación solar directa es heterogénea en relieves montañosos, hasta tal punto que muchas zonas ni siquiera reciben luz directa cuando el relieve es acentuado y los rayos solares muy inclinados. A la hora de realizar interpolación de datos espaciales es frecuente cometer el error de proyectar datos resultantes de una proyección previa (los datos registrados por un piranómetro, por ejemplo).

 

Régimen hídrico de las zonas montañosas

La estimación del régimen hídrico de un hábitat es fundamental a la hora de reconocer su capacidad para albergar una especie o comunidad vegetal. En áreas montañosas del mediterráneo, donde los recursos hídricos son un limitante para el crecimiento vegetal, la modulación que realiza el relieve sobre el reparto del agua, da como resultado un amplio abanico de hábitats que suele ser poco reconocido a nivel cartográfico. Esta modulación del reparto de la precipitación es causa de dos efectos que trabajan combinados, como son la transferencia horizontal del agua mediante el flujo superficial (escorrentía) y subsuperficial, y la variabilidad de la energía proveniente de la radiación solar a causa de la diferente exposición del suelo al Sol. Esta variabilidad del flujo de energía entrante modifica directamente la capacidad del suelo y plantas a la pérdida de agua por evapotranspiración, factor cuyo conocimiento es bien controlado en cultivos agrícolas, y poco estudiado y considerado en ecosistemas forestales o áreas montañosas. Sin embargo, como se ha adelantado al principio de este artículo, no es posible extrapolar alegremente los datos obtenidos de radiación solar directa. Para ello es necesaria la búsqueda de un factor dependiente del relieve y del movimiento del sol que permita transformar el flujo de energía registrado en un piranómetro a los valores reales que recibe sobre un terreno montañoso. Este factor debe a asimismo alejarse de los conceptos clásicos de orientación o exposición solar, inservibles para explicar matemáticamente la evapotranspiración de referencia en ecosistemas de montaña.

Figura 3. Vereda de la Estrella, Parque Nacional de Sierra Nevada. Las diferencias entre el régimen hídrico de una solana y una umbría solo pueden ser explicadas por la distribución irregular de la evapotranspiración de referencia provocada a su vez por la propia distribución heterogénea de la radiación solar directa. El cálculo de la evapotranspiración se realiza bajo condiciones normalizadas de radiación solar sin interferencia del relieve, lo que significa que el flujo de radiación solar entrante se realiza sobre un plano horizontal y sin obstáculos en el horizonte que puedan proyectar sombras. Bajo estas condiciones, incluso en terrenos ondulados, el efecto del relieve tiene poca importancia o queda compensado cuando los cálculos se realizan a nivel regional. Sin embargo, bajo las condiciones que imponen las áreas montañosas, lugar donde se asientan buena parte de los ecosistemas o masas forestales, la modulación de la evapotranspiración a causa del efecto combinado de la pendiente, orientación y encajonamiento de valles y barrancos, es sumamente importante.

 

La Piedra Filosofal de la Radiación Solar: La Incidencia Solar

La “Incidencia Solar” es un factor capaz de transformar o reproyectar correctamente los valores obtenidos de radiación solar directa, en un plano horizontal y sin obstáculos en el horizonte, a los valores reales recibidos por una superficie cualquiera de terreno, considerando su orientación, pendiente, proyección de sombras del relieve, latitud, fecha y hora. El cálculo matemático de este parámetro es muy complejo, por lo que es necesario acudir a modelos de cálculo numérico sobre un entorno SIG (figura 4). La Red de Información Ambiental de la Junta de Andalucía (REDIAM), integra en su repositorio los resultados de este modelo para toda Andalucía a una resolución de 10 m2, y para cada uno de los 12 meses del año (figura 6).

Figura 4. Esquema simplificado del modelo de Incidencia Solar. N, fotoperiodo; Rh’s , radiación solar diaria resultante; h altura solar y ángulo complementario ; rs, radiación solar directa.

Los valores de incidencia solar se expresan en unidades de horas, y su magnitud puede interpretarse como el número de horas de radiación directa y vertical que recibe el plano horizontal o superficie agraria, ya sea el terreno plano o montañoso (figura 5).

Figura 5. Este esquema representa la interpretación de los valores y unidades de la incidencia solar en una situación especial de un día de equinoccio en el ecuador, donde el sol se mueve en un plano vertical al suelo. En esta situación, 12 horas de radiación equivalen a 7.63 horas de luz directa de un hipotético sol estático que ilumina verticalmente el suelo. Por consiguiente la incidencia solar es de 7.63 horas.

 

Figura 6. Modelo Digital de Incidencia Solar Anual de Andalucía.

 

La Incidencia Solar y la Biodiversidad

La incidencia solar permite que hábitats localizados a muy poca distancia y con parámetros ecológicos muy parecidos, tengan un régimen hídrico radicalmente diferente. Una sencilla visual a los resultados obtenidos permite observar el alto grado de correlación existente entre la distribución de la vegetación y la incidencia solar anual. Variables que combinan orientación y pendiente, como ocurre con el índice de exposición de Gandullo, permiten aproximarse a este tipo relación entre la vegetación y fisiografía. Sin embargo, no tienen en cuenta todos los factores que interviene en este hecho y tampoco aportan un valor numérico con sentido físico, que permita estimar correctamente la radiación solar, la evapotranspiración y el propio balance hídrico de un terreno montañoso.

Constituye un magnífico instrumento para la búsqueda de las condiciones óptimas de especies forestales para la restauración o diversificación de bosques, recuperación de especies vulnerables o amenazadas, así como la búsqueda de oasis orográficos, es decir enclaves que aseguren la supervivencia de especies amenazadas por el cambio climático.

Por otra parte la incidencia solar no es constante a lo largo de todo el año, y de su interpretación es posible obtener multitud de conclusiones, nuevos criterios para la interpretación ecosistemas, o la creación de nuevas estrategias de restauración. La gráfica de la figura 7, muestra la evolución mensual de la incidencia solar en diferentes puntos del territorio, clasificados por su orientación, pendiente o emplazamiento especial en el terreno. Como cabría esperar, los valores medios de la incidencia solar son mayores en solana en comparación con un llano. Sin embargo, es interesante observar cómo en los meses de verano esta situación se invierte, pasando las zonas llanas a arrojar los mayores valores de este parámetro. Igualmente en la estación estival existe una convergencia entre umbrías y solanas, momento en el que la diferencia entre una y otra prácticamente desaparece. Estos datos muestran la estabilidad que caracteriza a la solana a la hora de recibir la iluminación solar, compensando con la inclinación la baja altura solar y pérdida de horas de Sol, características de los meses de invierno, mientras que en verano, esta misma inclinación, la protege de los rayos solares casi verticales. La incidencia solar es capaz de discriminar nuevos valores hasta ahora transparentes a los conceptos convencionales de orientación. De esta forma aparecen las umbrías extremas o sombrías, donde prácticamente no llegan los rayos solares, o las vaguadas encajadas, que tienen un comportamiento extremo ante este factor, ya que en invierno se comportan como sombrías, y en verano como llanos. Posiblemente, este último hecho explique algunas de las características de las comunidades vegetales que se asientan en este tipo de lugares. Mientras que en cumbres de montañas, los valores de la incidencia solar son llamativamente extremos, al tener éstos un comportamiento mixto entre llanos y solanas, sin que ningún objeto en el horizonte les proyecte sombra.

Por último, la comparación de la distribución de los valores de la incidencia solar con otros parámetros ecológicos posiblemente pueda iluminar algunos de los aspectos más desconocidos de la autoecología de muchas especies de plantas. Por ejemplo, es posible que el éxito de la supervivencia de las repoblaciones de Pinsapo (Abies pinsapo Boiss.) en zonas de baja altitud, estribe en una confluencia de baja incidencia solar en los meses donde la temperatura y precipitación son favorables para el crecimiento. La combinación de estos factores podría dar lugar a un mejor desarrollo radicular, preparando a los plantones a la gran embestida estival, momento en el cual, y como hemos podido demostrar, el comportamiento de las solanas y umbrías es equivalente.

Figura 7. Correspondencia entre la incidencia solar y el emplazamiento o exposición del terreno.

 

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Agradecimientos a:

Jose Lopez Quintanilla. Coordinador regional del plan de recuperación del Pinsapo. Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio. Junta de Andalucía.