Plantaciones y agua: estado del arte

ESTADO DEL ARTE
LAS PLANTACIONES
FORESTALES
Y EL AGUA

INFOR - FIA
2013
INSTITUTO FORESTAL

ESTADO DEL ARTE
LAS PLANTACIONES FORESTALES Y EL AGUA

Paola Jofré1
Carlos Büchner
Roberto Ipinza
Carlos Bahamondez
Santiago Barros
Pablo García
Jorge Cabrera

1

Ingeniera Forestal. Dra. (c) Coordinadora Grupo de Investigación Agua. Sede Los Ríos, Instituto Forestal pjofre@infor.cl

INSTITUTO FORESTAL

Instituto Forestal
Sede Los Ríos
Fundo Teja Norte s/n, Valdivia, Chile.
Teléfono: (56- 63) 335200. Fax: (56- 63) 218968
www.infor.cl
ISBN N° 978-956-318-088-6

Estado del Arte Las Plantaciones Forestales y El Agua

CONTENIDO
RESUMEN EJECUTIVO

5

1.- INTRODUCCIÓN

7

2.- METODOLOGÍA
2.1.- Matriz de Marco Lógico
2.2.- Definición del Árbol del Problema

9
9
9

3.- MARCO CONCEPTUAL
3.1.- Ciclo Hídrico. El Agua en el Ecosistema Terrestre
3.2.- Balance Hídrico. Entradas y Salidas del Sistema Hídrico
3.3.- Redistribución de las Precipitaciones. Influencia de la
Vegetación en la Dinámica Hídrica

11
11
14
18

4.- AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN INTERNACIONAL DEL CICLO HIDROLÓGICO
EN PLANTACIONES FORESTALES
4.1.- Algunos Estudios de Caso
4.2.- Algunos Resultados
4.3.- Conclusiones

21
21
22
25

5.- AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN NACIONAL DEL CICLO HIDROLÓGICO
EN LAS PLANTACIONES FORESTALES
5.1.- Antecedentes
5.2.- Investigaciones Desarrolladas en Torno al Balance Hídrico
5.3.- Investigaciones Desarrolladas en Torno a la Influencia del Manejo en Plantaciones
5.4.- Investigaciones desarrolladas en Torno a la Eficiencia en el Consumo de Agua
5.5.- Desarrollo de Otras Investigaciones
5.6.- Líneas de Investigación Apoyadas por CONICYT

27
27
31
34
36
40
41

6.- ANÁLISIS Y CURSOS DE ACCIÓN
6.1.- Análisis del Estado del Arte
6.2.- Cursos de Acción

43
43
45

7.- RECONOCIMIENTOS

49

8.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

51

APÉNDICE 1.
APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE MARCO LÓGICO EN EL TEMA DE LA
RELACIÓN AGUA PLANTACIONES DE EUCALIPTOS

57

APENDICE 2.
LISTADO DE INVESTIGACIONES ENCONTRADAS,
RELACIONADAS CON EL TEMA AGUA Y PLANTACIONES EN CHILE

87

3


RESUMEN EJECUTIVO

La opinión pública suele tener la percepción que las bajas disponibilidades de agua que se
producen en algunas épocas en diferentes zonas rurales del país, se deberían al incremento de
las plantaciones forestales y, en especial, de aquellas de eucaliptos.
Teniendo presente que las plantaciones forestales en Chile son de gran importancia en el
desarrollo económico, social y ambiental, es de indudable importancia abordar científicamente
este tema, dado que son diversas las variables que inciden en las disponibilidades hídricas,
como los recurrentes períodos de sequía que caracterizan al clima del país, los cultivos agrícolas
y forestales, la vegetación natural, las demandas de otras actividades humanas y variaciones
en los regímenes pluviométricos originadas en el cambio climático global que ya se estarían
manifestando en el país.
Toda cubierta vegetal requiere agua para su subsistencia, sea un bosque nativo, una plantación
forestal o cualquier cultivo agrícola. Sabido es que una cubierta vegetal en mayor o menor medida
protege los suelos y regula el ciclo hidrológico, previniendo así la erosión, las inundaciones ante
eventos climáticos extremos y asegurando agua de mejor calidad, no obstante es insuficiente el
conocimiento actual sobre consumo de agua, en particular de las formaciones boscosas, aunque
estas no requieren de riego.
El Instituto Forestal (INFOR), con el apoyo de la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) y del
Grupo Ambiental de Empresas Forestales agrupadas en la Corporación Chilena de la Madera
(CORMA), han acordado analizar este tema, que se ha abordado en base a la metodología de
la Matriz de Marco Lógico, con el fin de definir y plantear en la materia lineamientos de corto,
mediano y largo plazo, bajo una perspectiva ecosistémica y multidisciplinaria.
La hipótesis general de trabajo para enfrentar el tema es que la disminución de la oferta de agua
superficial y subterránea tendría relación con las plantaciones forestales.
La primera etapa abordada y motivo principal del presente trabajo es la conceptualización
del problema, su análisis bajo la metodología indicada y la revisión del estado del arte en la
bibliografía nacional e internacional disponible en distintas fuentes, respecto de la relación agua
plantaciones forestales y, en especial, en lo referente a plantaciones de eucaliptos.
De la revisión de estado del arte se concluye que la información disponible es insuficiente y
muy variada en cuanto a especies en las plantaciones, variables de estado de estas, condiciones
de suelo y clima donde se ubican, y metodologías utilizadas para medir diferentes variables en
torno al consumo de agua que representan. La principal variable respuesta que se intenta usar
es unidades de volumen de agua necesarias para la producción de unidades de volumen de
madera, no obstante los resultados obtenidos por algunos trabajos son muy dispares respecto de
estos montos y a menudo no resultan comparables por corresponder a especies, sitios, manejo y
edades diferentes y a metodologías y periodos de evaluación disímiles.

5


En términos generales, diferentes autores en distintos países indican que entre las principales
variables que intervienen en la relación agua-plantaciones forestales están los montos de
precipitación anual, la especie, las variables de estado del rodal, las características de los suelos,
la topografía y la proporción y distribución de la superficie plantada en una cuenca determinada.
Entre las variables de estado del rodal están principalmente la edad, la densidad y el manejo
(raleos, podas).
Las condiciones de sitio (clima y suelo) no son modificables, por tanto solo quedan disponibles
herramientas de ordenación territorial y de silvicultura para el manejo de una cuenca en función
del ciclo hidrológico local.
En regiones de Chile y en diferentes regiones del mundo en donde las plantaciones forestales
han adquirido gran importancia, tanto en términos económicos como sociales y ambientales,
en muchos casos los recursos hídricos pueden ser críticos y generar conflictos de intereses entre
distintas actividades humanas.
El cambio climático global que se avecina en tanto, no haría sino agravar este tipo de situaciones,
razón por la que el sector forestal debe abordar el tema con aquellas herramientas técnicas que le
sean propias. Sin embargo, el actual nivel de conocimientos sobre la relación agua-plantaciones
forestales no permite un enfoque técnicamente fundado, en términos de ordenamiento territorial
y manejo silvícola apropiado, ante situaciones en la que no solo se requiere optimizar el manejo
forestal sino también el de los recursos hídricos asociados.
Surge así claramente la necesidad de iniciar estudios científicos de largo plazo, conducentes a
determinar los requerimientos hídricos de las plantaciones forestales en sus diferentes zonas de
crecimiento en el país, trabajos que exigirían una red de parcelas experimentales de monitoreo,
suficiente para cubrir las diversas condiciones de sitio en las se practican estos cultivos forestales,
en las cuales se determinen los requerimientos de las especies más usadas en función de sus
alternativas de manejo silvícola.

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1.- INTRODUCCIÓN

La forestación con especies exóticas de rápido crecimiento es un proceso que se inició en Chile
a comienzos del siglo pasado y constituye hoy un componente característico del paisaje rural en
el país. Posteriormente, la necesidad de incorporar a la economía extensas superficies de suelos
que presentaban elevados niveles de erosión y una política pública estable de fomento a la
forestación, que además hace obligatoria la reforestación, generaron un aumento considerable
de las plantaciones forestales en los últimos 40 años.
Las plantaciones en Chile abarcan 2,4 millones de hectáreas a diciembre del año 2011,
corresponden al 3,1 % de la superficie nacional (INFOR, 2012) y se distribuyen entre los 29° 57`
LS (Región Coquimbo) y 45° 24` LS (Región de Aysén), zona que dada su amplitud latitudinal
posee condiciones de clima y suelo muy variadas. En relación al clima, estas plantaciones están
establecidas en condiciones de precipitación que oscila entre 200 y 3.500 mm anuales, con
una distribución temporal de periodos estivales de altas temperaturas y bajas precipitaciones
correspondientes a un clima mediterráneo.
El Banco Mundial (2011), en su informe sobre el Diagnóstico de la Gestión de los Recursos Hídricos
en Chile, indica que se hace necesario mejorar la red de monitoreo y sistema de información y
hace hincapié en que, pese a que hay una gran cantidad de datos, estudios e informes para
el sector del agua disponibles, hay deficiencias en la cobertura, calidad y accesibilidad de la
información. La información en aspectos institucionales no es fácilmente accesible y se realizan
relativamente pocos estudios de los aspectos económicos, incluyendo análisis de las opciones
de política.
El interés sobre este tema, si bien ha estado presente desde hace mucho tiempo en la discusión
nacional, finalmente se materializa en el año 2012, cuando a través de reuniones de coordinación
público-privadas, el equipo de investigación INFOR inicia trabajos con el GAEF (Grupo Ambiental
de Empresas Forestales, que coordina CORMA y que agrupa a las principales empresas forestales
del país). En estas reuniones se ha discutido sobre el árbol del problema que relaciona las
plantaciones y el agua, determinando además el árbol de medio y fines, bajo la metodología de
la Matriz de Marco Lógico.
La primera tarea en el avance para enfrentar el tema ha sido la revisión del estado del arte de
la investigación en Chile en la materia y, a través de un Convenio de Colaboración entre INFOR
y FIA, se ha financiado esta primera actividad, que tiene como meta final formular un proyecto
para un Programa Cooperativo de Monitoreo de Microcuencas en plantaciones de eucaliptos en
primera instancia.
El propósito de este informe es analizar el trabajo y los avances en investigación realizada en
Chile sobre las relaciones entre las plantaciones forestales a gran escala y su relación con el ciclo
del agua, analizando los posibles impactos, las principales líneas de investigación y la localización
geográfica de los ensayos más importantes. El informe tiene un enfoque referencial para una

7


futura propuesta de investigación a nivel nacional en relación a las plantaciones y el agua, en el
ámbito del monitoreo, y toma como referencia un período de estudio a partir de los años 80 del
siglo pasado.
Con el objetivo de entender los conceptos, estudios y resultados de las investigaciones y
proyectos realizados en Chile a la fecha, se elabora este marco teórico en función de las líneas
de investigación encontradas principalmente en las bases de datos de universidades, en revistas
científicas y bibliotecas de instituciones, y de fondos de investigación a nivel nacional.
Las líneas de investigación, que en primera instancia correspondía solo a eucaliptos, se debieron
ampliar a plantaciones forestales, dado que durante la búsqueda de información quedó
en evidencia que los estudios no solo se realizan en eucaliptos sino que abarcan también
plantaciones de Pinus radiata.
Estas líneas buscan determinar el balance hídrico en plantaciones forestales, principalmente
de pino (Pinus radiata) y eucalipto (Eucalyptus spp.), de distintos nieles de cobertura del suelo,
y definir su eficiencia en el uso de agua. Sumado a esto, se hace mención de otras líneas de
investigación en torno al agua, orientadas a variables de modelación, variaciones en el tiempo,
calidad y gestión integrada, que pueden apoyar y orientar nuevas líneas de investigación.
Se espera que con este aporte sobre el estado del arte en la materia sea posible, en el mediano
plazo, llegar a realizar una clasificación de los rodales desde el punto de vista de su funcionalidad
y de sus efectos sobre el sistema natural, para llegar finalmente a plantear propuestas de
monitoreo que influyan sobre el manejo de las plantaciones si es necesario, como se plantea
finalmente, en el análisis del informe y de los lineamientos o cursos de acción futura en relación
a los recursos agua y ecosistemas forestales de plantaciones.

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2.- METODOLOGÍA

2.1.- Matriz de Marco Lógico
La metodología de Matriz de Marco Lógico es una herramienta que permite facilitar el proceso de
conceptualización, diseño, ejecución y evaluación de proyectos. El objetivo de esta metodología
se centra en los objetivos, en los grupos de interés y en facilitar la participación de estos. Se
trata de un conjunto de conceptos interdependientes que describe, de modo operativo y en
forma de matriz, los aspectos más importantes de una intervención, facilitando el seguimiento
y la evaluación de cada fase del tema. Esta metodología permite estructurar los contenidos
de la intervención y ayuda a sistematizar la experiencia, teniendo como base los objetivos, los
resultados y las actividades de una intervención, además de las relaciones causales, después de
analizar los problemas, los objetivos (medios y fines) y las posibilidades o alternativas de solución.

2.2.- Definición del Árbol del Problema
La relación entre el ecosistema forestal y la disponibilidad de agua ha sido motivo de discusión
por largo tiempo. En este caso, el árbol del problema es construido gráficamente e identifica el
problema, sus causas y efectos (Figura 1) (Apéndice 1).
Al utilizar la metodología del Árbol del Problema para describir el tema como tal, se debe hacer
el planteamiento siempre en negativo, sin que esto signifique un juicio de valor sino parte del
método. Es así que, después de algunas jornadas de discusión y análisis de las componentes de
este árbol, se logró definir el problema como tal, identificado como la “Disminución de la oferta
de agua superficial y subterránea y su relación con ecosistemas forestales” para este problema se
,
identificaron los efectos y causas asociadas.
Bajo esta metodología se sustenta la construcción del marco conceptual y estado del arte de
la investigación hídrica forestal en Chile. Si bien existe una amplia gama de investigaciones
realizadas en el país, esta no está sistematizada, es sesgada y no permite una comparación
objetiva entre los estimadores usados. La búsqueda de información permitirá dilucidar estos
aspectos y, especialmente, consolidar la información existente y analizarla en profundidad, dando
la posibilidad de ampliar la búsqueda e incrementar la base de datos.
Más antecedentes respecto del árbol del problema y del árbol de medios y fines en Apéndice 1.

9


EFECTOS
Disminución
fertilidad del
suelo

Aumento de la
Pobreza

Disminución capacidad
retención de agua del
suelo

Aceleración
Procesos de Erosión
Cambio Otro
uso del suelo

Población cambia
de especie o no
planta

Opinión pública
desinformada

Conflicto por uso y
acceso al agua

Incertidumbre del efecto
de las plantaciones en la
disponibilidad del agua

Prácticas Productivas Forestales
inadecuadas (Plantaciones-Bosque
Nativo)

Aumento
demanda
de agua
Malas técnicas
manejo cursos
de agua

Malas técnicas
silvícolas

Malas técnicas
construcción de
caminos

No existe evidencia científica que
relacione las plantaciones con
el agotamiento de agua

Prácticas Productivas
Agrícolas inadecuadas
Inadecuada selección
del tipo de cultivo
agrícola

CAUSAS
Figura 1
ÁRBOL DEL PROBLEMA

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Disminución de la rentabilidad/Costo
de oportunidad de otros servicios
ecosistémicos

DISMINUCIÓN DE LA OFERTA DE AGUA SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEA
Y SU RELACIÓN CON ECOSISTEMAS FORESTALES

Concentración y crecimiento de
la población
Ruralidad
de
subsistencia

Disminución de la
producción agrícola

Pérdida vegetación
boscosa

Conflicto de intereses
entre sectores (agrícolaganadero y forestal)

PROBLEMA

Escasa
Normativa
/Aspectos
legales

Aumento de
la frontera
agrícola

Inapropiadas
prácticas de
habilitación

Sin manejo
cursos de agua

Información científica
disponible, no está
sistematizada

No hay estudios científicos
estandarizados y
comparables a escala espacial
importante


3.- MARCO CONCEPTUAL
La hidrología, en su sentido más amplio, se define como la parte de las ciencias naturales que
estudian las aguas, también algunos autores indican que es la ciencia que trata del agua en la
tierra, su incidencia, circulación y distribución, sus propiedades físicas y químicas y sus relaciones
con el medio (Martínez y Navarro, 1996).
Según estos antecedentes, se deduce que el objetivo principal es el estudio del Ciclo del Agua
y sus transformaciones en los diferentes medios (océanos, relieve terrestre, atmósfera, subsuelo,
entre otros).
Cuando el estudio del agua se centra en un medio en particular, aparecen distintas disciplinas,
entre ellas la hidrología forestal que centra su área de estudio en los bosques. La hidrología
forestal trata de las relaciones entre el agua, el suelo, la morfología del territorio y la vegetación,
dentro de una unidad de estudio denominada cuenca, resaltando el papel de la cubierta vegetal
y, específicamente, del bosque como regulador y controlador en los procesos que se producen
en dicha unidad.
Así, el estudio del agua permite conocer cómo es su movimiento en el ecosistema terrestre,
conocido como el ciclo hidrológico y cuyas interacciones se reflejan en el balance hídrico y la
redistribución de las precipitaciones.

3.1.- Ciclo Hidrológico. El Agua en el Ecosistema Terrestre
El agua es un elemento clave de la biósfera, es un componente fundamental para los seres vivos y
es un factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas y de los servicios derivados de
estos y del agua. Este vital elemento tiene gran importancia en el funcionamiento como soporte
de ecosistema (Lundqvist, 2000), físico, químico y biológico (Falkenmark y Folke, 2002). Constituye
el eje en torno al cual gira el manejo y la gestión de las cuencas hidrográficas y, dentro de ellas, de
los distintos usos productivos, incluido el uso silvícola. Esta fase conceptual se centra en mejorar
la comprensión de las interacciones entre el ciclo del agua y las plantaciones forestales.
El agua es un elemento fundamental del ecosistema y de la sociedad como bien común (Gerten
et al. 2004). La función ecológica del agua radica fundamentalmente en el mantenimiento
de los ecosistemas que le son propios y en constituir el vehículo de transporte de nutrientes,
sedimentos y vida, como un bien común cuyo uso debe conciliarse con el desarrollo sostenible
de las actividades humanas en el territorio.
La sociedad necesita comprender lo que sucede con el agua en su ambiente, dado que es cada
vez más habitual que en distintos periodos de tiempo y lugares existan momentos de superávit
o déficit, con sus respectivos impactos adversos sobre la sociedad o los ecosistemas frágiles,
frente a los cuales se deben desarrollar estrategias de acción que permitan protegerlos (Ward y
Trimble, 2003).

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El agua existe en la Tierra en tres estados; sólido (hielo, nieve), líquido y gaseoso (vapor de agua).
Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio. Sin embargo, al tratarse de un ciclo, la
cantidad total de agua en el planeta no cambia. Así, la circulación y conservación de agua en la
Tierra se denomina Ciclo Hidrológico, o ciclo del agua (Figura 2).

Figura 2
Ciclo Hidrológico

El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano, por
acción de la radiación solar. A medida que se eleva, el aire humedecido baja su temperatura,
transformándose el vapor en agua (condensación).
Posteriormente, las gotas se unen formando las nubes y si en la atmósfera se producen bajas de
temperatura el agua precipita como nieve o granizo, mientras que si existe mayor temperatura
caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la superficie terrestre es aprovechada por los seres vivos, otra
parte escurre por el terreno hasta llegar a un río, un lago o al océano. A este fenómeno se le
conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtra a través del suelo (percolación),
formando capas de agua subterránea, conocidas como acuíferos. Finalmente, toda esta agua
volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.
Conocer el ciclo hidrológico a nivel local (cuenca) (Figura 3) y todo lo que sucede en la integración
de los distintos usos de suelo, no solamente forestal, permitirá determinar el balance en una
cuenca forestal (Martínez y Navarro, 1996).

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Figura 3
Las precipitaciones y el derretimiento de la nieve generan el escurrimiento del agua
dando origen a ríos y aportando agua a otros ecosistemas en zonas más bajas

Los componentes del ciclo hidrológico son:

Donde:

P = In + If + Es + Ev

P: Precipitación total (mm). Precipitación meteorológica horizontal
(niebla, escarcha, otros) y/o vertical (lluvia, granizo, nieve) en un
periodo de tiempo.
In: Intercepción (mm). Fracción de la precipitación vertical que no llega
al suelo sino que queda almacenada en la vegetación y se evapora
nuevamente.
If: Infiltración (mm). Es la cantidad de agua o parte de la precipitación
que se infiltra en el suelo y que depende de las características del
mismo.
Es: Escorrentía (mm). Cantidad de agua o parte de la precipitación que
escurre por la superficie del terreno.
Ev: Evapotranspiración real (mm). Es la parte de agua evaporada
directamente del suelo o de una masa libre de agua más la tomada del
suelo por vegetales y transpirada a la atmósfera.

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3.2.- Balance Hídrico. Entradas y Salidas del Sistema Hídrico
El balance hídrico, es el equilibrio de todos los recursos hídricos que ingresan al sistema y los que
salen del mismo en un intervalo de tiempo determinado.
Balance Hídrico = ∑entradas - ∑salidas
Las entradas y salidas del sistema comprenden los siguientes elementos:
Entradas: Precipitación, aguas subterráneas, desplazamientos de una cuenca a otra.
Salidas: Evapotranspiración, evaporación, infiltración profunda que abastece a
acuíferos, salidas a otras cuencas, salidas por consumo humano y/o industrial, salidas de
una cuenca a otro receptor o al mar.
Martínez y Navarro (1996) define este concepto basado en el principio de conservación de masas
y conocido como la Ecuación de Continuidad, donde la diferencia entre las entradas y salidas
establece la variación del volumen de agua almacenado en un intervalo de tiempo determinado.
Otra definición lo considera como un proceso de contabilidad que se basa en el principio de
conservación de masas. La idea central aplicada a cualquier sistema hidrológico es que la suma
de todos los elementos de flujo puede ser igual a cero cuando los aportes y las pérdidas de agua
se dan en signos opuestos y equivalentes (Lee, 1980).
De manera detallada, algunos elementos del balance se describen a continuación:
-

Precipitación: Corresponde al elemento de mayor influencia en los distintos usos
productivos en un territorio. Esta entrada de agua se puede expresar como precipitación
directa, resultante de los diferentes eventos lluviosos, o como precipitación oculta, que
resulta del efecto de la captación de neblina. Una vez que la lluvia alcanza la parte
superior del dosel se ponen en funcionamiento varias rutas a través de las cuales el
agua alcanza varios compartimentos del sistema hasta su disposición final en los ríos o
en los depósitos subterráneos.
El agua que ingresa al ecosistema obedece a los períodos de lluvia asociada a la posición
geográfica, a la circulación de las masas de nubes, a los vientos, a las características de
la precipitación, las temperaturas, la estructura de la vegetación y el manejo del bosque,
entre otros factores (Huber y Oyarzún, 1984). Las interrelaciones del bosque con los
flujos de agua se inician en el momento en que la lluvia alcanza las copas de los árboles,
tomando diferentes caminos en el sistema, dependiendo de los factores señalados
anteriormente (Figura 4).

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Precipitación

Evaporada en Trayecto
Nube - Suelo
Absorbida por la Vegetación
y Transpirada

Interceptada por la Vegetación
y Evaporada
Evaporada desde la Superficie
del Suelo

Infiltrada y Almacenada
en la Zona de las Raíces

Infiltrada y Percolada
al Subsuelo

(Fuente: Adaptado de Jeldres, 2000)

Figura 4
DISTINTAS RUTAS QUE PUEDE TOMAR LA PRECIPITACIÓN DURANTE SU TRAYECTO

-

Intercepción: Se trata del proceso donde la lluvia es atrapada y retenida por el follaje
y ramas, pudiendo evaporarse o escurrir al suelo. La primera vía se manifiesta en el
proceso de intercepción, por el cual una fracción de agua es retenida temporalmente
por la superficie de las hojas, para luego evaporarse, escurrir nuevamente por troncos y
ramas (precipitación fustal), o caer nuevamente a la superficie del suelo desde el dosel
del bosque (precipitación interna).
La remoción del dosel puede tener importantes efectos sobre la hidrología de
un ecosistema, a veces afectando el nivel freático en áreas donde existen altas
precipitaciones anuales, o reduciendo el drenaje, el escurrimiento y erosión en zonas
semiáridas con escasas precipitaciones (Ruprecht et al., 1991).
Debido a su gran tamaño, su compleja arquitectura, su amplia superficie que permite
interceptar la lluvia y afectar sobre los componentes hídricos, los bosques influyen sobre
la hidrología de los ecosistemas terrestres.
La transpiración y la evaporación del dosel son las principales vías para la pérdida de
agua de los ecosistemas forestales.
Jones y Grant (1996) proponen que los árboles son los “ingenieros” del ecosistema,
es decir, individuos que ejercen un fuerte control sobre los procesos y funciones del
sistema, creando condiciones de hábitat esencial (por ejemplo, microclima) para otras
especies (Figura 5). La remoción de árboles puede provocar la saturación de agua en
ciertos tipos de suelos, debido a la disminución de la evapotranspiración.

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Figura 5
POSIBLES IMPACTOS DE LA COSECHA FORESTAL, QUE PUEDE GENERAR MODIFICACIONES
EN LA CALIDAD DEL AGUA EN LA ZONA DE INFLUENCIA SEGÚN INTENSIDAD
DE LAS LLUVIAS Y LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS

-

Infiltración: Corresponde al proceso de movimiento del agua líquida que entra al
suelo, producido por la acción de las fuerzas gravitacionales y capilares (Lee, 1980). Los
factores que afectan a esta variable son elementos relacionados con las características
del suelo (textura, estructura, porosidad), la vegetación y las características de las
precipitaciones. Dentro de estos factores, la porosidad es el factor más influyente del
proceso, la que se puede ver reducida por la compactación, alteraciones mecánicas,
reducción de la cubierta vegetal protectora y destrucción de los agregados del suelo
(Lee, 1980; Martínez y Navarro, 1996).
Sin descontar la influencia necesaria de los factores climáticos y geomorfológicos, tanto
la infiltración como la escorrentía dependen básicamente de las características internas
del suelo, tanto a nivel de sus propiedades físicas, biológicas y mineralógicas, como de
su morfología general.
Cuando el agua en el suelo se mueve en profundidad, el movimiento se conoce como
percolación y es afectado por factores como la textura, estructura, contenido de raíces,
contenido de humedad, humedad de saturación, aire atrapado, compactación y
temperatura del suelo (Aparicio, 2001; Kimmnis, 1997; Martínez y Navarro, 1996).

-

16

Escorrentía: Es el agua que escurre sobre la superficie del suelo y que se produce
cuando la precipitación es alta y sobrepasa la capacidad de infiltración de este, alimenta
en forma inmediata los cursos de agua (López y Blanco, 1978). Este escurrimiento
superficial presenta dos externalidades negativas; es el responsable de iniciar el proceso
de erosión en el suelo por acción de la fuerza del agua y constituye una fuente de
pérdida de agua, ya que no forma parte del agua retenida en el suelo, sino que aporta al
caudal de la red hídrica, aguas abajo.


Dentro de los factores que regulan la escorrentía se encuentra el suelo, como elemento
fundamental, y donde texturas más gruesas, como en suelos arenosos, presentan un
mayor potencial de infiltración debido al mayor porcentaje de poros gruesos (Honorato,
1993). La cubierta vegetal es otro de los factores que incide en la generación de
escorrentía, ya que la precipitación que llega al suelo depende en gran medida del tipo,
estructura y densidad de la cubierta vegetal (Iroumé y Huber, 2000). Si bien disminuye
la cantidad de agua que llega al suelo y su energía cinética, también aumenta la
posibilidad de infiltración, disminuyendo la generación de escorrentía. Con respecto a
la precipitación, su intensidad deberá ser mayor que la velocidad de infiltración para
producir un flujo de escorrentía.
Otros factores, como la fauna presente en el suelo, ayudan a oxigenar y mejorar la
estructura del suelo, mezclando las fracciones minerales y orgánicas. La orientación del
terreno también tiene un grado de influencia, ya que exposiciones norte (Hemisferio sur)
son más cálidas, lo que deriva en tasas superiores de oxidación y descomposición de la
materia orgánica, favoreciendo la generación de escorrentía (Martínez y Navarro, 1996).
Aparte del suelo y sus características, como la textura, la porosidad, la estructura,
el material parental, entre otras, el bosque también puede afectar los cambios en la
profundidad del nivel freático, e incluso interviene directamente en la forma en que se
distribuye el agua en los distintos compartimentos del sistema y en la cantidad de agua
que deja en forma de corriente fluvial.
En eventos extremos de precipitación se generan procesos dinámicos de escorrentía
con movimiento de las aguas superficiales y arrastre de suelo y nutrientes, con el
consecuente daño al suelo y su productividad. Las mejores condiciones se dan cuando
la mayoría del agua de precipitación entra a ser constituyente del suelo (Figura 6).

Figura 6
ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL GENERADO POR LAS PRECIPITACIONES
O POR AGUA PROVENIENTE DE AFLORAMIENTOS SUBTERRÁNEOS

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3.3.- Redistribución de las Precipitaciones. Influencia de la Vegetación en la
Dinámica Hídrica
El papel de los bosques en el ciclo hidrológico ha estado en discusión desde hace mucho tiempo
(Andreassian, 2004). En general, los estudios relacionados con el impacto de los bosques sobre
los flujos de agua se han realizado principalmente en Estados Unidos y Europa (Hornbeck et al.,
1993; Robinson et al., 2003).
Algunos autores (Leonard, 1965; Aussenac y Boulangeat, 1980; Donoso, 1994) concluyen que el
aporte de agua a partir de las precipitaciones, depende principalmente de las características de
la cubierta vegetal, que permiten la entrada de esta, su aumento o disminución y su distribución
en el sistema. La redistribución de estas precipitaciones se inicia al entrar en contacto con la
cubierta vegetal, produciéndose un cambio en los montos, intensidad y lugar que el agua
alcanza el suelo (Huber y Oyarzún, 1992). Se divide en distintos elementos, como la intercepción,
el escurrimiento fustal y la precipitación directa (Donoso, 1981; Crockford y Johnson, 1983;
Pacheco, 2001). Crockford y Johnson (1983) definen la redistribución de la precipitación como
un proceso complejo, que involucra un amplio rango de características vegetales (tamaño, edad,
estructura física, interacción inter e intraespecífica, y variaciones estacionales en el hábito de
crecimiento), como también características de las precipitaciones (intensidad, duración y ángulo
de contacto con la vegetación) (Figura 7).

Figura 7
REDISTRIBUCIÓN DE LAS PRECIPITACIONES

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Otro aspecto a considerar es la masa radicular que influye en la retención de agua y nutrientes
en el suelo, la que se ve afectada muchas veces por las condiciones de compactación del suelo
(O’Loughlin y Nambiar, 2001).
Algunas investigaciones realizadas en torno a la redistribución de las precipitaciones se describen
a continuación:
-

Pérdidas de agua por intercepción: El agua retenida en el follaje y ramas, principalmente,
puede ingresar al sistema o bien evaporarse y comenzar de nuevo su ciclo hidrológico
(Martínez y Navarro, 1996; Brady, 2000, Iroumé y Huber, 2000). Por otro lado, el agua
interceptada por las copas de los árboles provoca una redistribución desigual en el suelo
forestal. Dentro de los factores que intervienen en este ciclo de intercepción resaltan las
características de la vegetación; densidad, cobertura de las copas de los árboles, ángulo
de las ramas en el fuste, estructura del dosel, características de los fustes y su corteza.
Se debe considerar además la influencia de las características de las precipitaciones, la
duración, frecuencia, intensidad y cantidad (Huber y Oyarzún, 1990; Oyarzún y Huber,
1999; Huber y Trecaman, 2000; Crockford y Richardson, 2000). Otros factores que
influyen en la pérdida de agua por intercepción son las condiciones meteorológicas al
comenzar los eventos de precipitaciones. La velocidad del viento durante y después de
los eventos de lluvia y la temperatura y humedad del aire son también variables que
afectan directamente las pérdidas de agua por intercepción (Huber y Oyarzún, 1984;
Crockford y Richardson, 2000).

-

Precipitación directa: La precipitación que llega al suelo a través de los claros del dosel,
sumada a los aportes de la fracción que gotea desde las hojas, fustes y ramas de los
árboles al interior del bosque, se denomina precipitación directa (Lee, 1980; Crockford
y Richardson, 2000; Iroumé y Huber, 2000; Bonan, 2002; Davie, 2003) y dentro de los
componentes del balance hídrico y redistribución de las precipitaciones es la principal
variable que aporta agua al suelo, asumiendo una gran importancia en el ecosistema
forestal (Almizry, 1997; Hot, 1998; Huber e Iroumé, 2001; Little, 2002). Los factores que
inciden en la precipitación directa obedecen principalmente a la magnitud y frecuencia
de las precipitaciones, a la acción del viento que también presenta un grado de influencia
dado que sus efectos producen un aumento de los aportes de la precipitación directa.
Se suman a esto las características de la vegetación presente en el lugar, que cumplen
un rol igualmente importante en la cuantificación, destacando la estructura, densidad,
estado de desarrollo, fenología, y tamaño de copas, entre otros factores (Viville et al.,
1993; Thimonier, 1998; Crockford y Richardson, 2000).
Considerando variables de árbol individual, surgen elementos estructurales que tienen
relación con la precipitación directa y que pueden participar produciendo algún grado
de cambio direccional del flujo de agua en el árbol, antes de producirse el escurrimiento
fustal, ayudando o no al efecto del goteo desde las hojas y ramas.

19


-

Escurrimiento fustal: Este escurrimiento se origina cuando la precipitación es
interceptada por las copas de los árboles, una fracción del agua acumulada en el follaje,
desciende por las ramas y el fuste de los árboles hasta llegar al suelo (Martínez y Navarro,
1996; Crockford y Richardson, 2000; Huber y Trecaman, 2000).
Este aporte de agua al suelo es de gran importancia, ya que al descender a la base del
árbol se transforma en aporte para el consumo de cada individuo (Huber y Oyarzún
1983 y 1990), especialmente en períodos del año de menores precipitaciones.
En esta área, algunos autores señalan que al ser una entrada de agua localizada puede
presentar un grado de influencia en el crecimiento y distribución espacial de las raíces
(Cantú Silva y Okumuram, 1996; Steinbuck, 2002). El flujo de agua que se produce influye
significativamente en la generación de escorrentía, en la reserva subsuperficial, en la
distribución de la vegetación del sotobosque y en la humedad del suelo (Levia y Frost, 2003).
Los factores que influyen en el escurrimiento fustal tienen relación con las características
propias de los árboles, tales como el ángulo de inserción de ramas en el fuste, el tamaño
del árbol, la altura desde la base a la copa, la estructura de las copas, el espesor y la forma
de la corteza (Figura 8) (Crockford y Richardson, 2000; Steinbuck, 2002).

Figura 8
LA CUBIERTA VEGETAL ES UNO DE LOS FACTORES IMPORTANTES QUE INCIDE
EN EL COMPORTAMIENTO DEL BALANCE HÍDRICO EN LOS ECOSISTEMAS FORESTALES

-

20

Precipitación neta: Corresponde a la sumatoria de la cantidad total de agua que
llega al suelo, considerando tanto los aportes de la precipitación directa como del
escurrimiento fustal (Xiao et al., 2000). El factor que regula la precipitación neta es la
precipitación directa, ya que en términos de volumen de agua realiza el mayor aporte
(Oyarzún et al., 1985).


4.- AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN INTERNACIONAL DEL CICLO
HIDROLÓGICO EN PLANTACIONES FORESTALES
Existe una cantidad de estudios internacionales que se han enfocado en los efectos de las
plantaciones en el balance hídrico, bajo una gran variedad de climas. La competencia por los
recursos hídricos se ha convertido en un problema mayor en muchos países, en donde las
distintas actividades productivas deben cuantificar el uso del agua por sector, y en este contexto
las plantaciones forestales han sido un centro importante de atención.

4.1.- Algunos Estudios de Casos
En Argentina, por ejemplo, Licata et al. (2007) cuantificaron el consumo de agua de plantaciones de
pino ponderosa (Pinus ponderosa), comparándolos con bosques nativos en la Patagonia de dicho
país, esto ya que la especie representa más de un tercio de las plantaciones locales. En el estudio,
dado que la especie posee tasas de crecimiento mucho mayores que las de los cipreses nativos, se
pronosticaba que el consumo de agua de la especie introducida sería mucho mayor que los árboles
nativos. Tras la comparación de distintas densidades de establecimiento en plantaciones y bosque
nativo, los autores concluyeron que las plantaciones comerciales consumen 64 y 33 % más agua
que los rodales de bosque nativo, a densidades de establecimiento alta y media, respectivamente.
En China, país con la mayor área plantada con especies forestales, dada la falta de estudios
relacionados con el impacto de las plantaciones comerciales en el ciclo hidrológico, Sun et al.
(2006) estudiaron las posibles reducciones de escorrentía por las plantaciones en este país. Tras
la aplicación de modelos hidrológicos, los autores estimaron que la reducción de la escorrentía
varió entre 30 y 50 %. Sin embargo, estos autores aclaran que en general la forestación de cuencas
en China abarca solo una fracción de éstas, por lo que la aplicabilidad real de los modelos es
limitada.
En Nueva Zelanda se han realizado numerosos estudios de conversión de bosque nativo y
pastizales a plantaciones comerciales, cuantificando los efectos de dicho cambio de uso de la
tierra. Entre los estudios más relevantes de dicho país resalta el realizado por Fahey y Jackson
(1997), quienes evaluaron resultados de largo plazo en ambas conversiones. Para el primer
caso (bosque nativo a plantaciones), pese a que se observaron diferencias significativas
durante los primeros años en comparación con la cuenca control, los efectos hidrológicos de
las plantaciones se observaron hasta que los pinos alcanzaron ocho años de edad, sin registrar
diferencias posteriores entre las nuevas plantaciones y el bosque nativo. Sin embargo, los autores
reportaron diferencias hidrológicas negativas en el largo plazo de 27 % en cuencas forestadas
sobre pastizales.
En Portugal, Pereira de Almeida y Riekerk (1990) evaluaron el balance hídrico de plantaciones
de Eucalyptus globulus y de bosque nativo (Quercus suber), bajo la metodología de cuencas
pareadas, documentando la ausencia de diferencias significativas en la evapotranspiración en
el largo plazo.

21


En Sudáfrica, Dye y Versfield (2007) realizaron una revisión de los estudios nacionales enfocados
en los efectos de las plantaciones sobre el balance hídrico. Con más de 1,5 millones de hectáreas
de plantaciones, el país depende fuertemente del sector forestal para satisfacer sus necesidades
de madera, por lo que el tema es de importancia y han establecido cuencas experimentales
para estudiar la hidrología de las plantaciones desde 1935, y concluyen resaltando la necesidad
de establecer un sistema nacional de manejo de recursos hídricos, así como de designar áreas
destinadas a la producción de agua para usos nacionales.
En Estados Unidos se han desarrollado numerosos estudios en la materia. En Carolina del
Norte, por ejemplo, Sun et al. (2010) evaluaron el balance hídrico de cuencas forestadas con
plantaciones coetáneas de Pinus taeda (Loblolly Pine), cada cuenca con árboles de distintas
edades, registrándose efectos más adversos en la medida que los árboles envejecen.
Ferraz et al. (2012) evaluaron el consumo de agua de distintos tipos de plantaciones en Brasil,
bajo distintas condiciones climáticas, concluyendo que las plantaciones utilizan más agua en
sectores donde la disponibilidad de ésta es mayor.
Finalmente, tal vez el país donde se ha desarrollado la mayor parte de los estudios sobre los
efectos de las plantaciones en la hidrología de cuencas es Australia y de estos deriva la mayoría
de las conclusiones en cuanto al impacto de las plantaciones en los recursos hídricos. Al igual
que en Chile, la competencia por el agua ha desarrollado algunos conflictos de interés entre las
distintas actividades en dicho país.

4.2.- Algunos Resultados
Se podría continuar describiendo estudios desarrollados en otros países, para indicar algunos
ejemplos de los efectos del establecimiento de plantaciones forestales en los recursos hídricos de
una cuenca. Sin embargo, considerando más de 250 estudios en base a cuencas experimentales,
se puede decir que dichos efectos siguen algunos patrones generales (Zhang et al., 2003 y 2006;
Fullagar et al., 2006; Pratt Water, 2004; Stirzaker et al., 2002; Vanclay, 2009):
-

-

Pese a que los efectos de las plantaciones dependen de las características topográficas,
geológicas y edáficas de la cuenca y de la distribución de las precipitaciones, se sabe que
las plantaciones forestales no afectan el ciclo hidrológico en cuencas ubicadas en climas
de precipitaciones menores (< 500 mm/año), como se indica en la Figura 9. Para climas más
húmedos (>500 mm/año), los efectos de las plantaciones son mayores en la medida que se
incrementa la precipitación anual, esto tras establecer plantaciones en pastizales.

-

22

Los efectos de las plantaciones en los recursos hídricos dependen de la proporción de
la cuenca que se reforeste. Así, forestaciones equivalentes a 20% o menos del área de la
cuenca no han mostrado un efecto significativo sobre los recursos hídricos.

En general, al reemplazar bosque nativo por plantaciones, los estudios indican que no
existen diferencias significativas en el balance hídrico de ambos usos, excepto durante
los primeros años de crecimiento de los nuevos árboles establecidos.


-

Se han documentado cambios en los flujos superficiales al talar plantaciones, siendo
dichos cambios mayores en especies del género Pinus en comparación con las de
Eucalyptus.

-

Las plantaciones pueden afectar los niveles freáticos de una cuenca, pese a que el
acuífero podría recargarse con tormentas mayores en lugar de contribuir a la escorrentía
superficial. En este sentido, la variabilidad de los resultados es tal que se puede decir
que cada caso es distinto, pues depende netamente de la hidrogeología de la cuenca
en cuestión. En forma similar, los días de cero flujo pueden incrementarse a causa del
establecimiento de las plantaciones, es decir, que las plantaciones definitivamente
han mostrado una disminución de los flujos superficiales. En resumen, el impacto
de las plantaciones sobre las aguas subterráneas se relaciona con el área plantada, la
profundidad de las napas y las prácticas de manejo forestal.

-

Dado que la edad de las plantaciones influye en el ciclo hidrológico de una cuenca y que
los eucaliptos en general se emplean en rotaciones cortas para producción de pulpa y
menores a aquellas que se les da a los pinos, se considera que estos últimos tienen un
mayor impacto sobre los recursos hídricos.

-

Si las plantaciones se establecen donde había pastizales (Figura 9), el consumo extra
de agua por parte de estas (reducción de escorrentía) es marginal para precipitaciones
en torno a los 500 mm, habría una reducción de escorrentía de unos 200 mm bajo
precipitaciones de 1.000 mm y de unos 300 mm bajo precipitaciones de 1.500 mm
(Zhang et al., 2003. cit. por Keenan et al., 2006) (Figura 9). Los mismos autores señalan
que en al caso de Australia gran parte de las nuevas plantaciones serán efectuadas
en climas cuyas precipitaciones anuales se encuentran entre 600 y 800 mm, dadas la
disponibilidad y costo de los suelos.

-

Sin embargo, a lo largo de la rotación de la plantación el uso varía según edad y
actividades de manejo forestal. Normalmente, las plantaciones son raleadas dos o tres
veces durante su rotación y, en general, se dice que estas reducciones de cobertura
disminuyen el consumo en un 30 % en el caso de pinos, por lo que una plantación de
pino consumiría en promedio el 70 % de su consumo máximo.

-

La posición de las plantaciones en la cuenca y el diseño de plantación pueden influir
fuertemente en la disponibilidad de agua para otros fines (Figura 10). Los estudios
indican que los efectos se minimizan al plantar lejos de las quebradas y cursos de agua,
por ejemplo en las zonas más altas de las cuencas. Adicionalmente, plantar en sentido
de las curvas de nivel puede significar un mayor consumo de agua, en comparación
con plantaciones establecidas en forma perpendicular a las curvas de nivel. Cuando el
recurso agua es crítico, la preparación de suelos se puede efectuar en curvas de nivel,
favoreciendo el prendimiento y desarrollo inicial de la plantación, pero la alineación
de la plantación se puede hacer en hileras perpendiculares a estas. Además, se ha
demostrado que plantaciones establecidas en bloque afectan en un menor grado la

23


hidrología de cuencas. De hecho, se ha demostrado que la práctica más acertada es un
multiuso de la propiedad, en donde el dueño de la tierra destina solo una porción de su
terreno al uso forestal y el resto a otras actividades.
1200

800

400

0

0

500

1000

1500

2000

(Fuente: Zhang et al., 2003)

Figura 9
USO MÁXIMO DE AGUA DE PLANTACIONES EN BASE A MÁS DE 250 ESTUDIOS REALIZADOS EN DISTINTOS
PAÍSES. DATOS BASADOS EN CONVERSIÓN DE PASTIZALES A PLANTACIONES
80
70
60
50
40
30
20
10
0

(Fuente: Vertessy et al., 2003).

20

40

60

80

Figura 10
ESCORRENTÍA SEGÚN PROPORCIÓN DE LA CUENCA CON PLANTACIONES Y UBICACIÓN DE ESTAS

24

100


-

En la Figura 10 se grafica la experiencia australiana en materia de proporción de la
cuenca cubierta por plantaciones, la ubicación de estas en la parte alta o baja de la
cuenca y los efectos sobre la escorrentía. Por ejemplo, con un 80 % de cobertura, la
diferencia entre plantaciones en los sectores más altos o más bajos de la cuenca es
una escorrentía de 10 mm anuales para las plantaciones en sectores bajos, y cercana a
30 mm anuales para aquellas plantaciones establecidas en los sectores más altos, y el
mismo ejemplo, para un 40 % de cobertura, daría una diferencia de escorrentía de 15 a
55 mm, respectivamente.

-

En general, se concluye que los efectos de las plantaciones son menores cuando:
Se establecen las plantaciones en zonas más secas (<800 mm/año), pues la
evidencia internacional indica que los árboles utilizan más agua, cuando el
recurso se encuentra disponible en mayores cantidades.
Se distribuyen las plantaciones en bloques dentro de la cuenca, manteniendo
el área plantada en menos del 20 % del área total.
Se distribuyen las edades de plantación en áreas menores, pues así se
mantienen áreas con plantas jóvenes, bosques raleados y bosques cosechados
en la misma cuenca.
Planificación de los raleos de manera tal que se tengan densidades menores lo
antes posible.

4.3.- Conclusiones
Pese a la existencia de modelos que cuantifican el uso de agua por parte de las plantaciones,
estos no siempre son aplicables, pues se trata de modelos desarrollados bajo ciertas condiciones
de sitio. Sin embargo, se ve una clara evidencia de estudios y políticas internacionales en las que
cada país actúa en forma individual. Por ende, estudios como los de Calder (2007) sugieren la unión
de las organizaciones de investigación en hidrología forestal, así como de las organizaciones que
establecen las políticas forestales.

25


5.- AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN NACIONAL DEL CICLO HIDROLÓGICO
EN LAS PLANTACIONES FORESTALES
5.1.- Antecedentes
Junto al aumento de las plantaciones con especies exóticas en Chile, entre las Regiones del Maule
y Los Lagos, se han desarrollado las primeras investigaciones en torno al tema hidrológicoforestal, considerando para estos estudios variables como posición geográfica, tipo de suelo,
densidades de plantación e intervenciones silvícolas, entre otras.
La investigación desarrollada en Chile la han ejecutado principalmente las universidades
nacionales. Estas líneas de investigación alcanzan un espectro bastante amplio de disciplinas,
desde los ámbitos de la ingeniería civil, la agronomía, los estudios ambientales y la ingeniería
forestal.
El equipo de trabajo del INFOR definió cuatro grandes categorías para las experiencias e
investigaciones encontradas (Figura 11), que son las siguientes:
-

Balance Hídrico (relaciones con eficiencia en el consumo y actividades de manejo).

-

Manejo (densidades de plantación, especies, intervenciones).

-

Eficiencia (consumo).

-

Otros (modelos, planes de manejo, entre otros temas).
Balance
Hídrico

Eficiencia

Clasificación
de temas

Manejo

Otros

Figura 11
ÁREAS DE INVESTIGACIONES EN EL ÁMBITO NACIONAL

El ámbito de la investigación en Chile se concentra principalmente en torno a las universidades,
que desarrollan y ejecutan diferentes líneas de investigación a través de sus distintas facultades.

27


En menor medida, se ubican los centros tecnológicos y científicos, que se especializan en
determinadas áreas de las ciencias, investigando temas en el mediano y largo plazo.
Con respecto al tema Agua-Plantaciones, diferentes universidades en Chile, han desarrollado
líneas de investigación en torno al recurso hídrico, las que han sido desarrolladas principalmente a
través de trabajos de titulación. Aplicando la clasificación propuesta por INFOR, el balance hídrico
concentra la mayor cantidad de investigaciones desarrolladas, con 45 temas y representando el
50 % del total de las investigaciones encontradas (Figura 12).

50
Nº de Tesis

40
30
20
10
0

Balance Hídrico

Eficiencia

Manejo

Otros

Clasificación de Tesis por Temas

(Fuente: Bases de datos electrónicas Universidad de Chile 1983-2013)
Figura 12
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN, QUE HAN DADO ORIGEN A TESIS
CLASIFICADAS POR TEMA DE INVESTIGACIÓN, PROPUESTO POR INFOR

Los temas principales se refieren a la comparación de diferentes cubiertas vegetales, generación
de caudales, distribución espacial y temporal del contenido de agua edáfica y variabilidad
edafoclimática, por nombrar algunos. En menor medida se encontraron los temas de manejo
con 18 investigaciones, las que se concentran en conocer los efectos del manejo forestal sobre
el balance hídrico, efectos de las actividades de cosecha, labores de establecimiento, entre
otros. El tema otro se ubica en tercer lugar con 16 investigaciones, destacando temas sobre
erosión, transporte de sedimentos en cosechas forestales, calidad de las aguas y análisis de las
escorrentías, como temas principales. El tema de eficiencia presenta 11 investigaciones y los
aspectos estudiados han sido el análisis sobre el efecto de las plantaciones sobre el contenido
de agua en el suelo y la comparación de la eficiencia entre especies y tipos de suelo, como los
principales.
Desde la década de los años 80 principalmente surgen las primeras investigaciones que buscan
conocer la relación entre el recurso hídrico y las plantaciones forestales en el país, desarrolladas
principalmente por las universidades. A partir del período 1991-1996, se produce un incremento
considerable del número de investigaciones desarrolladas en Chile, pasando de seis a un
promedio de treinta investigaciones en el período 1996–2000, manteniéndose en el siguiente
período (Figura 13).

28

Nº de Tesis


35
30
25
20
15
10
5
0

1983-1990

1991-1995

1996-2000
Períodos (años)

2001-2005

2006-2012

(Fuente: Bases de datos electrónicas Universidades en Chile 1983-2013)
Figura 13
TESIS DESARROLLADAS SEGÚN PERÍODOS DE TIEMPO

Nº de Publicaciones en Revistas

Gran parte de las investigaciones desarrolladas en los trabajos de titulación son difundidas a
través de publicaciones en revistas científicas, como una forma de entregar los resultados a la
comunidad científica, estudiantes y público. En este ámbito, se procedió a buscar en las bases de
datos de revistas científicas a nivel nacional que presentan relación en el tema Agua-Plantaciones.
En cuanto al número de investigaciones encontradas, utilizando la clasificación de INFOR (Figura
14 y Apéndice 2), el tema de balance hídrico presenta el mayor número de publicaciones,
encontrándose 35, coincidiendo además con el mayor número de tesis desarrolladas en Chile
en esta materia. El tema otros se ubica en segundo lugar, presentando 20 publicaciones, donde
los temas principales de las investigaciones se refieren a análisis de escorrentías mensuales y
anuales, modelación de caudales, calidad de aguas y generación de bases para procesos de
gestión integrada de microcuencas, entre otros.

40
30
20
10
0

Balance Hídrico

Eficiencia

Manejo

Otros

Clasificación de las Publicaciones
por Temas
(Fuente: Bases de datos revistas electrónicas 1978-2013)
Figura 14
PUBLICACIONES EN REVISTA SEGÚN TEMAS

29


De acuerdo al número de publicaciones en revistas encontradas sobre el tema, se procedió
agruparlas por períodos de tiempo, con el objetivo de conocer el comportamiento de la
investigación en el tiempo.
A partir de la década de los noventa, se produce un incremento en el número de publicaciones
(Figura 15), que se inicia en el período 1991-1995 con 12 publicaciones, posteriormente en el
período 1996-2000 el número de publicaciones se eleva a 14, para alcanzar un máximo en el
período 2001-2005 con 18 publicaciones.

Nº de Publicaciones en Revistas

En los últimos períodos de tiempo, se presenta una disminución en el número de publicaciones,
que se debe a un menor número de tesis desarrolladas.

20
15
10
5
0

1978-1990

1991-1995

1996-2000

2001-2005

2006-2010

2011-2013

Períodos (años)

(Fuente: Bases de datos revistas electrónicas 1978-2013)
Figura 15
NÚMERO DE PUBLICACIONES EN REVISTAS CIENTÍFICAS POR PERÍODO DE TIEMPO

Finalmente, los principales investigadores que desarrollan líneas de investigación asociadas al
recurso hídrico y plantaciones, son los indicados en la Tabla 1.
En cuanto a los investigadores nacionales que han liderado la investigación en torno a los recursos
hídricos en Chile, a través de diferentes líneas de investigación, destacan principalmente cuatro.
Como se aprecia en la Tabla 1, los principales investigadores son el Dr. Anton Huber, el Dr. Andrés
Iroumé, el Dr. Carlos Oyarzún y el Dr. Roberto Pizarro.

30


Tabla 1
INVESTIGADORES, SEGÚN LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
(DE ACUERDO A LA BASE DE DATOS ENCONTRADA EN LOS DIFERENTES REGISTROS)

Investigador

Temas Principales de Investigación
Balance Hídrico

Anton Huber

Manejo

Principales
Co-Autores
Andrés Iroumé

Eficiencia
Balance Hídrico
Andrés Iroumé

Carlos Oyarzún
Anton Huber

Manejo
Otros
Balance Hídrico

Carlos Oyarzún

Otros (erosión, nutrientes y calidad de las aguas)

Jorge Gayoso
Anton Huber
Roberto Godoy
Otros

Otros (erosión, zanjas de infiltración)
Aplicación modelos de simulación

Claudio Jordán

Diseño de obras para conservación de aguas y suelo

Roberto Pizarro

Cesar Farías

Claudia Sangüesa

5.2.- Investigaciones Desarrolladas en Torno al Tema Balance Hídrico
La determinación del balance hídrico en investigaciones forestales permite conocer la variación
de entradas y salidas de agua en el sistema forestal y cómo se redistribuyen las precipitaciones
al entrar al sistema. Las investigaciones revisadas consideran como elementos de análisis el tipo
de suelo donde se desarrolla el sistema y la ubicación geográfica, así como la especie establecida
y el manejo; densidad de plantación, distintas etapas del ciclo de desarrollo, intervenciones
silvícolas a distintas edades y edades de cosecha.
Las investigaciones nacionales en torno al tema de balance hídrico (Figura 16) se han desarrollado
principalmente en las regiones que presentan altas concentraciones de superficies plantadas
con especies de rápido crecimiento, correlacionando además esta variable con las condiciones
edafoclimáticas propias de cada zona geográfica.
En las Regiones del Maule y del Bio Bio se han realizado estudios en plantaciones de Pinus radiata
como variable principal, presentando relación con el alto porcentaje de superficie plantada con
esta especie en dicha zona. A partir de la Región de la Araucanía al sur, hasta la Región de Los
Lagos, existe una alta variación de investigaciones en torno a otras especies de rápido crecimiento,
tales como Eucalyptus nitens y formaciones vegetacionales de Bosque Nativo principalmente y,
en menor medida, estudios en plantaciones de Pinus radiata y Pseudotsuga menziesii.

31


Nº

Año

Sin Especificar

1998

Pinus radiata

2003

Pinus radiata

2003

Pinus radiata

2004

66

Pinus radiata

68

8

Cobertura

23

65

Cobertura

Nº

2003

61

Pinus radiata
Renoval de Roble

Año

Pinus radiata

57

Nº

Cobertura

56

Pinus radiata

Nº

Cobertura

1993

8

Pinus radiata
Renoval de Roble

1993

Pinus radiata

1997

Año

25

Pinus radiata

1999

53*

Plantaciones - Bosque
Nativo

2002

2004

62

Bosque Nativo

2003

2004

63

Bosque Nativo

2003

Año

Nº

Cobertura

Año

1

Pinus radiata

1983

3

Bosque Nativo

1984

4

Pinus radiata - Veg. natural

1985

34

Pinus radiata

2000

14

35

Pinus radiata

2000

15

Eucalyptus nitens

1997

6

Pinus radiata

1993

38

Pinus radiata

2000

17

Pinus radiata

1998

7

Bosque Nativo Siempreverde

1993

9

Bosque Nativo - Pradera

1994

18

Pseudotsuga menziesii Bosque Nativo (Roble Raulí - Coihue)

1998

12

1996

19

Pinus radiata - Pradera

1998

Pinus radiata - Eucalyptus Bosque Nativo - Praderas y
matorrales

20

Eucalyptus nitens

1998

21

Eucalyptus nitens

1998

27

Pinus radiata - Eucalyptus
nitens

1999

50

Eucalyptus nitens y Pinus
radiata

2002

39

Pinus radiata
y pradera

2000

40

Pinus radiata

2000

42

Pinus radiata

2001

46

Pinus radiata

2001

60

Pinus radiata

2003

86

Pinus radiata

2010

89

Pinus radiata Cuenca sin
cobertura

2011

Nº

Cobertura
Pinus radiata - Eucalyptus globulus

Pinus radiata

2001

Plantaciones - Bosque Nativo

2002

70

Pinus radiata

2005

71

Bosque Nativo

2005

73

Bosque Nativo

2006

74

Bosque Nativo

2007

84

Bosque Nativo

2010

Año

16**

44
53*

1997

*Presentan más de una zona de estudio
**Zona de estudio sin determinar

Figura 16
DISTRIBUCIÓN DE INVESTIGACIONES DEL BALANCE HÍDRICO EN CHILE

La importancia del conocimiento del balance hídrico en plantaciones forestales durante su
ciclo productivo, en el cual se realiza una serie de intervenciones de manejo, es determinar la
influencia del manejo silvícola (composición, estructura) sobre las entradas y salidas de agua del
sistema vegetal.
Las actividades de manejo silvícola ocurren en los distintos períodos de desarrollo de las
plantaciones (desde el establecimiento hasta la cosecha final), se realizan cambios en la cubierta
vegetal (raleos), alterando algunos de los componentes del balance hídrico y redistribuyendo las
precipitaciones. En el trabajo de Valenzuela (2003) se cita al investigador Hoover (1962) quien
indica que para eventos de precipitación inferiores a 2 mm las pérdidas por intercepción son
cercanas al 100 %. Esto concuerda con los resultados obtenidos por Huber y Oyarzún (1984) en
un bosque de P. radiata en la X Región, donde se determinó que en eventos de precipitación
inferiores a 2 mm la retención de agua por el dosel es máxima, situación que se mantiene

32


hasta que las copas se saturen de agua. Una vez que las copas se han saturado, los montos
de intercepción se diferencian por la intensidad de cada lluvia, existiendo una correlación
significativa entre la magnitud de las precipitaciones y las pérdidas por intercepción (Almizry,
1997 citado por Valenzuela, 2003).
Otro de los factores que influyen en el balance hídrico, asociado con el manejo silvícola, es la
edad del rodal, que incide en los montos de intercepción. Investigaciones de Huber e Iroumé
(2001), indican que las pérdidas por intercepción en plantaciones de Pinus radiata aumentan con
la edad de las plantaciones, debido al aumento en la biomasa y a la tendencia de posicionar sus
ramas de forma más horizontal.
Otros estudios indican que el área basal es una de las características estructurales de mayor
importancia en las pérdidas de agua por intercepción, llegando en algunos casos a presentar
una mayor correlación que el índice de área foliar (Hofstede et al., 1998).
En plantaciones, el efecto de la densidad fue investigado por Oyarzún et al. (1985), quienes
establecieron que existe una relación directa entre las pérdidas de agua por intercepción y la
densidad y cobertura del dosel (Figura 17).

Figura 17
MANEJO CON OBJETIVOS DE PRODUCCIÓN DE MADERA DE ALTO VALOR GENERA MENORES DENSIDADES
DEBIDO A RALEOS SUCESIVOS Y EL BOSQUE TIENE MENOR CAPACIDAD DE INTERCEPCIÓN
DE LAS PRECIPITACIONES

Algunos estudios han evaluado el efecto de los factores que inciden en la precipitación directa.
Bonan (2002) señala que en un bosque caducifolio el agua que puede alcanzar efectivamente el
suelo como precipitación directa corresponde al 85 % de la precipitación total, frente a un 5 %
registrado por el escurrimiento fustal. Mientras que estudios realizados por Huber e Iroumé (2001)
han registrado valores bajos de precipitación directa bajo condiciones de mayor densidad, edad
y cobertura, lo que está claramente relacionado con otros factores, como estado fenológico y
especies dominantes en el bosque.

33


5.3.- Investigaciones Desarrolladas en Torno a la Influencia del Manejo en
Plantaciones
Respecto de las investigaciones sobre el efecto que las actividades de manejo silvícola tienen
sobre la disponibilidad de agua, en las etapas posteriores a su ejecución, los documentos de
investigaciones analizados presentan una gran variación en cuanto a la especie evaluada, entre
ellas plantaciones de Pinus radiata, Eucalyptus globulus y E. nitens, y formaciones vegetacionales
de bosque nativo.
En cuanto a los objetivos de estos estudios, están dirigidos fundamentalmente a determinar
los efectos del manejo en la disponibilidad de agua, erosión hídrica, generación de caudales y
sedimentos, según las distintas variables edafoclimáticas que se puedan presentar en cada zona
de estudio. La distribución territorial de las investigaciones se indica en la Figura 18.
Nº
Nº

Cobertura

Año

55

Pinus radiata

2003

67*

Plantaciones

2004

76

Pinus radiata

2007

Cobertura

Año

13

Plantaciones - Bosque Nativo

1996

25

Cuenca: Cubierta por 80% por
Pinus radiata, y zonas de
protección

1999

69*

Eucalyptus nitens

2005

Nº

Cobertura

Año

Nº

Cobertura

Año

Nº

Cobertura

Año

51

Pinus radiata

2002

29

Eucalyptus nitens

1999

5

1991

67*

Plantaciones

2004

58

Pinus radiata

2003

Bosque Nativo - Pinus radiata Praderas

10

Pinus radiata

1994

11

Nativas - Pinus radiata - Eucalyptus

1996

33
Nº

Cobertura

Año

32**

Pinus radiata - E. nitens

2000

Eucalyptus nitens - Pinus radiata

2000

49

Bosque Nativo

2002


52

Eucalyptus globulus

2002

69*

Eucalyptus nitens

2005

72

Pinus radiata

2006

75

Plantaciones

2007

Figura 18
DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL, INVESTIGACIÓN MANEJO SILVÍCOLA AGUA

Gran parte de los estudios se presentan en plantaciones de Pinus radiata y Eucalyptus spp,
principalmente. Sin embargo, en las Regiones de Los Ríos y de Los Lagos hay investigaciones a
nivel de cuenca, con coberturas mixtas de bosque nativo y plantaciones, orientadas a conocer la
disponibilidad de agua.

34


-

Efectos de la Poda y el Raleo sobre el Balance Hídrico

La poda, dependiendo del grado de intervención, puede disminuir la superficie de intercepción
de las precipitaciones. Esta actividad, de gran impacto en la generación de productos de alto
valor comercial, deriva en la disminución de las pérdidas de agua por intercepción. Se requiere
de menor cantidad de precipitaciones para saturar el dosel y se produce un aumento directo de
los aportes de agua al suelo por parte de las precipitaciones (Fuentes y Hernández, 1993; Huber
et al., 1998).
En cuanto a las actividades de raleo, estas producen cambios principalmente en la cobertura
del dosel, por lo que tienen influencia en la intercepción de las precipitaciones, y a nivel de
suelo, produciendo cambios ambientales acotados a las plantaciones y sectores cercanos. La
disminución de los árboles en el rodal produce la modificación de ciertas variables, por ejemplo
un aumento en la cantidad de luz que llega al suelo en el interior del rodal, una menor pérdida de
agua por intercepción, un aumento de la disponibilidad de agua en el suelo, una modificación del
movimiento y cantidad de agua en el suelo y cambios en otros factores, entre los que destacan el
aumento de la velocidad del viento y de la temperatura al interior del rodal.
Investigaciones realizadas por Huber y Trecaman (2000), revelan que al disminuir la densidad
de una plantación de Pinus radiata en un 50% las pérdida por intercepción disminuyen en
alrededor de 3,5 %. Los autores Huber et al. (1998) determinaron que la densidad de un rodal de
Eucalyptus nitens afecta el balance hídrico y la distribución espacial y temporal del agua edáfica.
Concluyen, además, que existe una relación directa entre la cantidad de agua involucrada en
la evapotranspiración y la densidad del rodal, explicado por la mayor biomasa de los rodales
más densos que provoca un aumento de las pérdidas por intercepción y una mayor demanda
de agua del suelo por transpiración. El estudio de estos autores, concluyó específicamente
que en el rodal de 1.560 árboles/ha la evapotranspiración, incluidas las pérdidas de agua por
intercepción, fue equivalente al 79 % de la precipitación anual, es decir, 1.090 mm. Mientras que
en los rodales con 850 y 663 árboles/ha este valor disminuyó a un 77 y 71 %, respectivamente. La
percolación tuvo una relación inversa a la densidad. Este parámetro, para las parcelas de mediana
y baja densidad, fue un 43 y 87 % mayor que el calculado para la parcela de mayor densidad.
Finalmente, el manejo afecta el balance hídrico de la plantación, porque se altera la cantidad
de agua que alcanza el suelo, la cantidad de agua utilizada por transpiración y, por lo tanto, la
distribución espacial y temporal de la disponibilidad del agua edáfica.
Castillo (2005) analizó la generación de caudales máximos en cuencas experimentales para
distintas condiciones de cobertura arbórea en el sur de Chile, determinando que en períodos de
post-cosecha los caudales máximos son mayores a los registrados en el período pre-cosecha, para
todas las categorías de precipitación. Otro estudio, realizado por San Juan (2004), considerando
dos situaciones de manejo (raleos) en plantaciones de Pinus radiata y precipitaciones normales
durante el periodo de estudio, obtiene resultados que indican variaciones en la redistribución de
las precipitaciones como producto de la disminución en la densidad del bosque. Dicha alteración
explica el aumento de la precipitación directa entre un 10 y 12 %, la diminución del escurrimiento
fustal de entre un 2 y 1 %, y de pérdidas de agua por intercepción de un 8 y 15 % en las parcelas
evaluadas.

35


-

Efectos de las Prácticas Silvícolas en el Agua del Suelo

Gallart y Llorens (s/f ) indican que, en términos generales, se observa una relación de tipo lineal
entre el porcentaje de cambio de cubierta en una cuenca y la modificación de los aportes anuales,
pero las labores de raleo o de abertura de pequeños claros en bosques con cierto estrés hídrico
suelen conllevar un aumento de los aportes durante un corto período, retornando a valores
cercanos a los originales por regeneración de los árboles o crecimiento del sotobosque (Lane y
Mackay, 2001).
Estas actividades silvícolas pueden afectar negativamente al suelo, dependiendo de la
planificación realizada y el método utilizado. El uso de maquinarias y la intensidad de las
operaciones pueden ocasionar un aumento en el potencial de erosión del suelo, asociado a
la disminución o eliminación total de la cubierta vegetal, como es el caso de raleos intensos y
cosechas forestales. El suelo sin cobertura vegetal queda expuesto a las condiciones climáticas
y se inician procesos de escorrentía superficial y erosión, según la duración e intensidad de las
precipitaciones.
Iroumé et al. (1989) señalan que los mayores porcentajes de pérdidas de suelo y de producción
de sedimentos en los cauces se producen en el período de tiempo que va desde la eliminación
de la vegetación (cosecha forestal) hasta el restablecimiento de una nueva plantación.
Gayoso e Iroumé (1995) indican que la producción de sedimentos puede alterar la calidad físicoquímica de los cursos de agua, aumentando la turbidez y disminuyendo la concentración de
oxígeno disuelto, generando en consecuencia, condiciones desfavorables para las poblaciones
de flora y fauna al disminuir la calidad de sus hábitats.
En el Apéndice 2 se consolidan las investigaciones relacionadas con el manejo de plantaciones
y su efecto sobre la disponibilidad de agua. Las investigaciones fueron individualizadas con el
nombre de la investigación, autor, año y universidad, con el objetivo de facilitar su búsqueda y
posterior consulta.

5.4.- Investigaciones Desarrolladas en Torno a la Eficiencia en el Consumo de Agua
El concepto de eficiencia del uso del agua en las plantaciones forestales puede ser definido
desde diferentes puntos de vista en un ecosistema. El incremento en biomasa fustal se presenta
en términos de generación de biomasa o volumen de madera, explicada por una combinación
de factores entre los que destacan el clima, suelo y especie, que en su conjunto dan origen a la
definición de Sitio, que representa una condición ambiental. Para evaluar la calidad de sitio, se
debe medir la producción vegetal, definida como el resultado de la interacción de los factores
que caracterizan un sitio determinado, medido en términos de biomasa, o volumen de madera
(Schlatter et al., 1982; Donoso, 1994). Un buen indicador de productividad forestal, utilizado en
la actualidad a nivel de comunidad, es el rendimiento de un bosque, expresado en incremento
de la biomasa o del volumen maderable en metros cúbicos por hectárea (m³/ha).
La eficiencia del uso del agua puede definirse como la tasa de biomasa producida por unidad de
volumen de agua evaporada (Eastham, et al., 1990). Esta es comúnmente expresada en función

36


de la biomasa del vuelo, sin embargo, en la producción forestal es más útil emplear la biomasa
fustal o volumen maderable. Gonzalez (2003) indica que la eficiencia del uso del agua se puede
expresar como la evapotranspiración involucrada (m3) para producir una unidad de volumen
(m3) maderable o fustal.
Las investigaciones en torno al tema de eficiencia han surgido en el último tiempo, debido
al creciente interés en conocer el consumo de agua de las plantaciones forestales de rápido
crecimiento con fines productivos. Las investigaciones realizadas a la fecha se han desarrollado
principalmente en la especies Pinus radiata y Eucalyptus sp, abarcando áreas representativas de
estudio comprendidas entre las Regiones del Bio Bio por el norte y Los Ríos por el sur, zonas
donde se encuentra la mayor superficie plantada con estas especies (Figura 19).

Nº

Cobertura

Año

54

Pinus radiata Eucalyptus globulus

2003

Nº

Cobertura

Año

Nº

Cobertura

Año

Nº

Cobertura

Año

36

Pinus radiata

2000

28

Pinus radiata

1999

22

Pinus radiata

1998

45*

Pinus radiata

2001

37

Pinus radiata

2000

47

Pinus radiata y
Eucalyptus nitens

2001

41

Eucalyptus globulus

2000

43

Pinus radiata

2001

45*

Pinus radiata

2001

82

Eucalyptus nitens,
Eucalyptus
camaldulensis
Eucalyptus globulus,
Acacia melanoxylon y
Acacia dealbata

2009

Nº

Cobertura

Año

2**

Nativas

1984


Figura 19
DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL INVESTIGACIONES EFICIENCIA CONSUMO DE AGUA

Algunos organismos vegetales pueden alcanzar un alto grado de eficiencia en el uso del
agua mediante la acumulación rápida de materia seca, baja transpiración, o utilizando ambas
estrategias de crecimiento (Zhang et al., 1996).

37


De los estudios realizados en Chile, Hernández (1998) determinó, para un rodal adulto de Pinus
radiata en la zona de Valdivia, un requerimiento de 222,3 m³ de agua para producir un 1 m³ de
madera.
Dentro de los factores que afectan la eficiencia en el uso del agua se encuentran los factores
ambientales, genéticos y las características propias del rodal, además de los tratamientos
silviculturales en el período de rotación.

Factores que presentan un grado de influencia en el uso del agua
Factor Medio Ambiente: Existe una tendencia general de mayor eficiencia en el uso
de agua por parte de los árboles cuando están ubicados en climas más desérticos, en
comparación a climas más húmedos. Además, existen algunas condiciones ambientales
que favorecen el cierre de estomas, reduciendo la transpiración y generando un aumento
de la eficiencia del uso del agua (Wuenscher y Kozlowski, 1971). En zonas con limitación
de agua y nutrientes los árboles invierten más en asimilar los productos en las raíces que
en las hojas (Sands y Mulligan, 1990).
Factor Genético: La eficiencia del uso del agua varía entre especies y entre una misma
familia. La selección de árboles que presentan características diferentes entre sí, por
ejemplo raíces más profundas, puede favorecer al individuo en la extracción de agua
en profundidad, factor importante en zonas o períodos de escasez del vital elemento.
Además, es importante señalar que a través del tiempo algunas especies pueden
desarrollar algunas adaptaciones con el objetivo de optimizar la eficiencia del uso de los
recursos hídricos.
Características del rodal y sus tratamientos silviculturales: La densidad del rodal
afecta la interacción entre árboles, tanto en el suelo como en el vuelo. Una variación en la
densidad de los rodales tendrá un efecto en los parámetros que controlan la transpiración,
uso del agua y por ende la productividad del rodal (Eastham et al., 1990).

Un estudio realizado por Lira (1999), con plantaciones de Eucalyptus nitens de tres densidades
(1560, 850 y 633 árboles/ha), determinó que la eficiencia en el uso del agua fue mayor en
los rodales con densidades mayores. Previo a este estudio, Eastham et al. (1990) en Australia,
establecen que la eficiencia en el uso de agua varía según las densidades en plantaciones de
Eucalyptus grandis, determinando que es superior en rodales de mayor densidad.

38


Un estudio de González (2003) indica que en la zona Cauquenes un rodal plantado con
Eucalyptus globulus (9 años y 1.400 árboles/ha) presenta la mayor eficiencia de uso de agua,
evapotranspirando una menor cantidad de agua por unidad de incremento volumétrico en
comparación con un rodal plantado con Pinus radiata (8 años y 1.250 árboles/ha). La tasa de
evapotranspiración indica que para la plantación de eucaliptos se requieren 354,6 m3 de agua
para producir 1 m3/ha de madera en comparación con 478,5 m3 en el rodal de pino.
En otros estudios, Brellenthin (2000) registró una tasa de transpiración de 238,2 m3 de agua para
producir 1m3/ha de madera en un rodal de Eucalyptus globulus de 10 años en la zona de Valdivia,
esto implica una menor cantidad de agua evapotranspirada por m3/ha de madera producida
en comparación con el estudio realizado por González (2003). Con respecto a Pinus radiata, los
valores de tasa de transpiración son mayores a los entregados por Jara (1999), el cual registró
211,2 y 296 m3 de agua necesaria para producir 1m3 de madera en dos rodales de Pinus radiata de
8 años y densidades de 833 y 395 árboles por hectárea, respectivamente en la zona de Collipulli.
La principal diferencia en estos resultados se debe a que hacia regiones más meridionales de
Chile los incrementos volumétricos son sustancialmente mayores debido a una mayor cantidad
de agua disponible en el suelo, especialmente durante la época de estío, lo que extiende el
período de crecimiento de los árboles (Jara, 1999).
En plantaciones de Pinus radiata con distintos manejos, ubicadas entre las Regiones del Maule
y Los Lagos, lo que implica diferentes condiciones edafoclimáticas, Huber y Trecaman (2004)
evaluaron la eficiencia del uso de agua determinando y comparando la tasa de transpiraciónevapotranspiración neta anual con el incremento volumétrico fustal anual de estas plantaciones
coetáneas y sometidas a distinto manejo. La tasa de transpiración varió entre 241 y 717 m³ para
distintos tipos de suelo, registrándose los valores menores en plantaciones establecidas en suelos
arcillosos con buena capacidad de retención de agua y pobre cubierta vegetal asociada, ubicadas
en zonas donde predominan eventos importantes de lluvia. Las mayores tasas de transpiración
suceden en plantaciones establecidas en zonas con precipitación de menores intensidades y
alta evaporación potencial. Los investigadores indican que las precipitaciones que alcanzaron
el suelo, la densidad de las plantaciones, la capacidad de retención de agua útil de los suelos, la
temperatura estival y las características de la vegetación acompañante explicaron el 83,8 % de la
variabilidad de la tasa de transpiración entre las plantaciones.
En el Apéndice 2 se individualiza las investigaciones revisadas que están asociadas con la
eficiencia en el consumo de agua en plantaciones forestales de Pinus radiata y Eucalyptus sp. Se
indica el nombre del estudio, autor, año y universidad, con el objetivo de facilitar su búsqueda y
posterior consulta.

39


5.5.- Desarrollo de Otras Investigaciones
Como otras Investigaciones fueron considerados estudios encontrados que no presentaban
relación con los conceptos vinculados al tema agua y plantaciones forestales, pero que pueden
constituir un marco referencial en cuanto a conocer otras líneas de investigación desarrolladas
por investigadores nacionales orientadas a distintas áreas del conocimiento en torno al agua.
Gran parte de estos estudios corresponde a investigaciones realizadas a partir de registros
históricos de bases de datos capturados por estaciones meteorológicas, pluviométricas y
fluviométricas, entre otras.
Nº
Tema

80

Efectos del cambio
climático

85

Incertidumbre de las
variables
metereológicas en la
estimación de los recursos
Hídricos

2010

87

Disponibilidad y demanda
futura del recurso hídrico

Nº

79

2011

Caracterización de los procesos de transporte
de sedimentos entre una cuenca andina (IX
Región) y una cuenca de la Cordillera de la Costa
(X Región)

2003

Análisis del comportamiento espacial y temporal
de las precipitaciones en la Región de Los Ríos, la 2009
Región de Los Lagos y la Región de Aysén
Determinación gráfica y matemática de las
curvas intensidad duración frecuencia (IDF), en
cuatro estaciones pluviográficas del sur de Chile

1999

Calidad de las aguas del
Río Itata usando
Bioindicadores

1999

64*

Año

31

2008

Tema
Estimación de la producción
de sedimentos

30

81*

Año

Año

83

Nº

Tema
Caracterización de la microcuenca experimental
“La Reina”, Provincia de Osorno y su aplicación al
Sistema Hidrológico Europeo (Shetran)

Nº

Tema

24

Análisis comparativo de
técnica de recuperación de
suelo en áreas degradadas;
efecto en la humedad del
suelo la supervivencia y
crecimiento de Pinus radiata
(D. Don).

Año

1998

48

Evaluación de productividad
de Pinus radiata (D. Don)
asociada a Zanjas de
Infiltración
Análisis de la variación
temporal de los caudales
punta instantáneos en la
cuenca del Río Purape
Modelación de caudales
recesivos

Tema

64*

Caracterización de los
procesos de transporte
de sedimentos entre
una cuenca andina (IX
Región) y una cuenca
de la Cordillera de la
Costa (X Región)

Nº

Tema

Año

Análisis del comportamiento espacial y
temporal de las precipitaciones

2009

83*

Determinación gráfica y matemática
de las curvas intensidad duración
frecuencia (IDF)

2010

90

Bases para un proceso de gestión
integrada en las microcuencas
hidrográficas de mashue, con énfasis
en la producción de agua potable rural

2012

2008

Nº

Tema
Análisis de las escorrentías mensuales y anuales de la cuenca del
Maipo y la potencial influencia glacial en la producción de agua

2008

88**

Las áreas de restricción como mecanismo de protección de los
recursos hídricos subterráneos

2003

Año

77**

2011


Figura 20
DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL OTRAS INVESTIGACIONES

40

2010

81*

Año

2003

78

Nº

2001

59

2008


Se han desarrollado investigaciones en torno a análisis de la variación en el tiempo de caudales
para determinadas cuencas, análisis de escorrentías mensuales y anuales, modelación de
caudales, calidad de aguas y generación de bases para procesos de gestión integrada de
microcuencas, entre otros temas.
Estas líneas de investigación se han desarrollado no solo en el área de ubicación de las
plantaciones forestales, sino que comprenden gran parte del territorio nacional.

5.6.- Líneas de Investigación Apoyadas por CONICYT
En el ámbito del financiamiento de líneas de investigación relacionadas al tema aguaplantaciones, y con el objetivo de conocer los temas y tendencias de estas líneas en el último
tiempo, se procedió a buscar en la base de datos institucional de CONICYT (Comisión Nacional
de Investigación Científica y Tecnológica, www.conicyt.cl), información centralizada sobre los
proyectos que han sido adjudicados por los distintos fondos que administra la institución. En
el Apéndice 2 se muestran las publicaciones encontradas en la base de datos institucional de
CONICYT, cuyo número alcanza a 67 publicaciones.

Nº de Proyectos

Para efectuar la búsqueda de las líneas de investigación se procedió a buscar las distintas
clasificaciones por disciplinas que presenta el repositorio, siendo de interés para la búsqueda las
disciplinas de hidrología forestal, silvicultura y manejo de bosques, meteorología y climatología,
ecología forestal, ingeniería hidráulica, ciencias de la tierra, entre otras, sumando a la búsqueda,
las clasificaciones por los temas de interés directo, que corresponden a balance hídrico, manejo
forestal relacionado al tema agua, eficiencia–consumo en especies forestales, y otros. Gran parte
de las investigaciones registradas (Apéndice 2) corresponden a la clasificación Otros (de acuerdo
a la clasificación propuesta por INFOR) (Figura 21), donde se encuentran temas de investigación
orientados a conocer variables en torno al cambio climático, registros de evidencias de cambios
climáticos, reconstrucción de variaciones climáticas, estimación de procesos erosivos, modelación
de recursos hídricos para estimación, entre otros.

60
40
20
0

Otros

Manejo

Eficiencia

Balance Hídrico

Clasificación de Temas

(Fuente: Repositorio CONICYT 1985-2011)
Figura 21
PROYECTOS ENCONTRADOS EN EL REPOSITORIO DE LA COMISIÓN NACIONAL DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y
TECNOLÓGICA (CONICYT) SOBRE EL TEMA AGUA – PLANTACIONES

41


En relación a las principales líneas de investigación de CONICYT, la clasificación otros, presenta
48 proyectos financiados, ubicándose en primer lugar con mayor número de investigaciones
encontradas. En segundo lugar, la clasificación sobre el balance hídrico registra 13 proyectos,
seguido del tema manejo forestal con 5 proyectos y el tema eficiencia solo registra un proyecto
financiado. El tema de balance hídrico relaciona materias de investigación en función de variables
de pérdidas por intercepción, comparación de pérdidas por intercepción en diferentes cubiertas
vegetales, estimación de evapotranspiración, disponibilidad y calidad del agua, entre otros. Con
respecto al tema de manejo forestal, las investigaciones encontradas se basan en efectos del
cambio de uso del suelo en la disponibilidad de agua, evaluación sobre la eficiencia de prácticas
contra la erosión y restauración ecológica para aumento de la provisión de agua.
Las investigaciones encontradas, son lideradas principalmente por las universidades nacionales,
entre las que destacan la Universidad Católica de Chile, la Universidad de Chile, la Universidad
Austral, la Universidad de Concepción y la Universidad de Talca, entre otras. Los proyectos
encontrados, que guardan relación con las líneas de investigación agua-plantaciones o
hidrología forestal, fueron financiados principalmente entre los años 1985 y 2011 (Figura 22).
En este período, se observa que a partir del período 1991 y 1995 se aprueban 5 proyectos,
posteriormente se produce un incremento sostenido en la cantidad de proyectos financiados
por la institución, alcanzando al período 2006 - 2011 la cantidad de 36 proyectos aprobados.
Esto refleja la búsqueda de respuestas en el tema del recurso hídrico, la reorientación en algunos
casos de las líneas de investigación de las distintas disciplinas, centros científicos, universidades
y otros, además de una preocupación del Estado por tema.

Nº de Proyectos

40
35
30
25
20
15
10
5
0

1985 - 1990

1991 - 1995

1996 - 2000
Períodos (Años)

2001 - 2005

2006 - 2011

(Fuente: Repositorio CONICYT 1985-2011)
Figura 22
NÚMERO DE PROYECTOS APROBADOS POR CONICYT EN EL TEMA AGUA – PLANTACIONES
AGRUPADOS EN PERÍODOS DE TIEMPO

42


6.- ANÁLISIS Y CURSOS DE ACCIÓN

La principal conclusión obtenida del análisis del estado del arte de la investigación hídricoforestal en Chile es que los estudios indican que al existir suelos con cubierta boscosa se tiende a
mantener una buena calidad de aguas en los cursos hídricos asociados a estos sitios, aún cuando
puedan producirse fluctuaciones en cuanto a la cantidad.
El informe del diagnóstico de la gestión de los recursos hídricos en Chile, realizado por el Banco
Mundial (2011), concluye fundamentalmente que en el país existe una falta de información
general, así como de una red de monitoreo de las aguas, ya que la información actual es escasa
para una correcta caracterización del recurso. El informe identifica además la necesidad de
buenas herramientas de gestión y conocimiento. A la luz del informe del Banco Mundial, del
árbol del problema desarrollado por INFOR-GAEF y el convenio INFOR-FIA, se hace un análisis del
estado del arte de la investigación forestal en Chile en sí, además de plantear los lineamientos
o cursos de acción futura acordes con el ecosistema forestal chileno y su relación con el recurso
hídrico.

6.1.- Análisis del Estado del Arte
De acuerdo con la revisión de bibliografía efectuada, los temas más investigados en Chile se
refieren principalmente a balance hídrico, redistribución, manejo y eficiencia, entre otros. Estos
trabajos han sido desarrollados fundamentalmente por universidades con financiamiento
estatal y abarcan una amplia gama de disciplinas del conocimiento. Pese al ejercicio de separar
las investigaciones por temas, muchas de ellas se entrecruzan. Por ejemplo, al evaluar el balance
hídrico de un rodal, también hay asociados componentes de suelo, de ubicación geográfica,
de especies y de manejo silvícola, estos últimos expresados en raleos, podas, densidades de
plantación, edades de las plantaciones y otros. Es decir, no necesariamente son investigaciones
de temas aislados, lo que da un carácter ecosistémico más amplio y fundamental para este tipo
de investigación.
En general, los estudios indican que existiría y se mantendría una buena calidad y cantidad de
agua en cursos hídricos que presentan suelos con cubierta boscosa, la cual permitiría mejorar la
estructura del suelo y su porosidad, favorecer la infiltración y redistribución de las precipitaciones,
aumentar el almacenamiento de agua y evitar o disminuir los problemas de erosión, todo
esto dependiendo de la especie, la edad, la densidad, el tipo de suelo y las características de
las precipitaciones en cuanto a estacionalidad, monto y localización. No obstante, la influencia
benéfica de los bosques sobre la cantidad de agua ha sido repetidamente puesta en duda, bajo
el argumento que los árboles transpiran más agua que otras plantas y reducirían la cantidad de
este elemento que puede fluir por la cuenca, situación que efectivamente sucede en plantaciones
durante la fase de crecimiento rápido, y esto ha servido de hipótesis de investigación para
muchos de los estudios desarrollados.
En la modelación hidrológica, ámbito de investigación también considerado, queda de manifiesto
que existe mucha información de oferta hídrica (precipitación y caudales), pero falta información

43


específica de suelos y de aspectos fisiológicos de la vegetación en relación con el consumo o
demanda de agua.
Un área poco investigada es la de las aguas subterráneas, situación también observada en
el informe del Banco Mundial (2011). Este tema en Chile es insuficientemente evaluado, se
lo maneja de manera aislada y no integrada con las aguas superficiales para aprovechar la
capacidad natural de regulación de los acuíferos. Según lo señalado en el marco conceptual, el
ciclo del agua es un sistema dinámico, que incluye el agua superficial y subterránea, por lo tanto
muchos de los aportes de un sistema pueden provenir de sistemas vecinos al evaluado, lo que
lleva a un error en los resultados.
Los temas de investigación en Chile analizados en este informe, son similares a aquellos que
se llevan a cabo en el extranjero. Sin embargo, aún falta por localizar bien los problemas, ya
que posiblemente las investigaciones están establecidas no necesariamente donde está la
dificultad. Resulta de especial interés destacar que estos estudios se establecen principalmente
en sitios facilitados por propietarios públicos o privados, por un periodo de tiempo específico y
no necesariamente corresponden a sitios experimentales que permitan una evaluación a largo
plazo y con diversidad de situaciones.
Lograr una red de monitoreo a largo plazo, que consolide la localización georreferenciada de
las investigaciones ya monitoreadas, la complementación con más situaciones a evaluar y la
concurrencia de equipos multidisciplinarios, permitiría definir una buena focalización de los
posibles conflictos y la mantención de registros y evaluaciones de distintas situaciones hídricoforestales a largo plazo.
Las investigaciones analizadas se han desarrollado fundamentalmente en las regiones de mayor
distribución de las plantaciones y están asociadas a las condiciones edafoclimáticas de estas
zonas geográficas. En las Regiones del Maule y Bio Bio las investigaciones se han establecido en
plantaciones de Pinus radiata, mientras que más al sur en plantaciones de eucaliptos y en bosque
nativo.
A pesar de existir una amplia distribución de investigaciones a nivel nacional, estas son de
carácter aislado, con diferente escala espacial y temporal de estimación, sin un monitoreo de
largo plazo y evaluaciones continuas en el tiempo. La duración de estas iniciativas responde a las
que determina el fondo de financiamiento de cada caso, no más allá de 4 a 5 años.
Estas investigaciones dan respuesta solo a parte de las posibles situaciones, falta por tanto
desarrollar en el país estudios estandarizados de largo plazo a escala territorial más amplia, con
el fin de eliminar o atenuar errores dados por las condiciones de sitio locales que no representan
las características globales y generales de zonas agro-climáticas más extensas.
Intentando una síntesis de resultados numéricos obtenidos de diferentes fuentes nacionales y
extranjeras, en la Tabla 2 se indican diversos valores como única referencia disponible sobre la
relación agua plantaciones.

44


Tabla 2
VALORES DE REFERENCIA PARA LA RELACIÓN AGUA PLANTACIONES SEGÚN FUENTE
Medición

Especie

Unidad

E. grandis
E. grandis
E. grandis
Cuencas Experimentales

Monto
300 a 380
2 a 18

Fuente
Smith and Scott, 1992

E. grandis

470

Scott and Lesch, 1996

239

(mm/año)

Scott and Smith, 1997

E. globulus

94

Samra et al., 2001

E. globulus

936

Holland and Benyon, 2010

E. grandis
Flujo de savia

Observación

Van Lill et al., 1980

E. grandis x E. camaldulensis
E. globulus

(L/día)

90-30

Dye, 1996

30-64

Dye et al., 2004

1,67

Holland and Benyon, 2010

E. grandis clones

108

Olbrich et al., 1993

E. grandis

270

Dye et al., 1997

E. grandis

208

Dye et al,. 2001

E. grandis

161

Dye, 1996

E. grandis x E. camaldulensis GC15

278

Dye et al., 1997

E. grandis x E. terertinornis GT529

217

Dye et al., 1997

Eficiencia de uso

E. grandis TAG5

256

Dye et al., 1997

de agua

E. híbridos

(mm/día)

833

Dye et al., 1997

Eucalyptus spp

294

Wyse et al., 2011

E. globulus

355

González, 2003

Cauquenes 9 años 1400 arb/ha

P. radiata

479

González, 2003

Cauquenes 8 años 1250 arb/ha

E. globulus

238

Brellenthin, 2000

Valdivia 10 años

P. radiata

211

Jara, 1999

Collipulli 8 años 833 arb/ha

P. radiata

296

Jara, 1999

Collipulli 8 años 395 arb/ha

P. radiata

222

Hernández, 1998

Valdivia rodal adulto

P. radiata

241-717

Huber y Trecaman, 2004

Maule. Distintos manejos

(m3 a/m3 m)

a: agua
m: madera

Como se aprecia en la Tabla 2, existe una gran disparidad de cifras y variables medidas: Escasas
son las menciones según edades y variables de rodal y según características de las zonas donde
se han obtenido los resultados. En términos de m3 de agua/m3 de madera producida, las cifras
oscilan entre 108 y 833. Esta situación no hace sino confirmar la necesidad y conveniencia de un
programa sistemático y estandarizado de monitoreo para definir la eficiencia de uso de agua en
las plantaciones en las diferentes zonas de crecimiento en el país.

6.2.- Cursos de Acción
Derivados del estado del arte antes analizado y sobre la base del árbol del problema, surgen
diversos lineamientos de acción que deben ser abordados a corto, mediano y largo plazo.
-

Corto Plazo

Determinar si existe una real relación entre las plantaciones forestales y las variaciones en la
disponibilidad de agua requiere de información científica, disponible y sistematizada, generada
por estudios científicos estandarizados y comparables a escala espacial importante. Como
primer avance, a través del Convenio INFOR-FIA se ha resumido el estado del arte en materia

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Plantaciones y agua: estado del arte

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