Erosion Region XV

7/31/2019 Erosion Region XV

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Sntesis de Resultados - Diciembre 2010

Determinacin

de la erosin actualy potencial de lossuelos de Chile

Regin de Arica y Parinacota


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Determinacin de la erosin actual y potencial de los suelos de ChileRegin de Arica y Parinacota


Publicacin N 140

Registro de propiedad intelectual: 200589

Autores:Juan Pablo Flores V.Eduardo Martnez H.Marin Espinosa T.Gabriel Henrquez A.Pablo Avendao V.Patricio Torres F.Isaac Ahumada F.

Cartografa:Luz Mara Marn A.Marcelo Retamal G.Balfredo Toledo H.

Editado por:Juan Pablo Flores V.

Diseo:

Simn Rodrguez Tachi

Centro de Informacin de Recursos NaturalesDirector Ejecutivo: Eugenio Gonzlez AguilManuel Montt 1164, Providencia.Fono (56-2) 200 89 00www.ciren.clSantiago de Chile - 2010


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Dedicado a Patricio Lara Greene.


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Resumen

Introduccin

Antecedentes del rea de estudio

Metodologa

Modelo de erosin actual

Modelo de riesgo de erosin potencial y actual

Lnea base de informacin biogeofsica

Equipo de Trabajo

Resultados y estadsticas

Conclusiones

Referencias

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NDICE


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Determinacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile



RESUMENEl presente estudio estima la erosin actual y potencial del territorio de Chile mediante la aplicacin de dos modelos

cualitativos, usando tcnicas de geomtica, teledeteccin y SIG. El estudio cubre un rea estimada de 75 millones

de hectreas y tiene dos escala de trabajo dependiendo de la disponibilidad de informacin de cada regin, nivel

semidetallado 1:50.000 en sectores silvoagropecuarios entre la Regin de Coquimbo y Los Lagos y escala

generalizada 1:250.000 en las regiones extremas y Cordillera de los Andes. A nivel local, la superficie de estudio

de la XV Regin de Arica y Parinacota es de 1,69 millones de hectreas.

Para la XV Regin existe una superficie actual de suelos erosionados (clasificados en categoras de erosin ligera,

moderada, severa y muy severa) de 1,48 millones de hectreas, lo que representa el 87% de la superficie regional.Sin embargo, gran parte de esta superficie, en especial hacia la Cordillera de los Andes, ha sido afectada durante

milenios por procesos de erosin de tipo geolgica. Las comunas con mayores problemas de erosin actual son

Arica y Putre. El riesgo actual y potencial de erosin hdrica es moderadamente bajo, por cuanto las precipitaciones

son casi nulas en gran parte de la regin.

La metodologa planteada permite realizar una cualificacin del paisaje de forma eficaz y a menores costos que

metodologas tradicionales de campo.

Palabras Claves: riesgo de erosin del suelo, ndices espectrales, geomtica, teledeteccin, erodabilidad del suelo,

erosividad de la lluvia.


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INTRODUCCINDeterminacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile

INTRODUCCIN

Figura 1. Erosin geolgica de los suelos de Chile, XV Regin de Arica y Parinacota.

La erosin de los suelos en Chile, constituye en la actualidad uno de los problemas ambientales ms significativos

del sector silvoagropecuario (Araneda et al, 1999; Bonilla et al., 2010), especialmente porque el recurso suelo

resulta ser no renovable a escala humana (figura 1) y es altamente vulnerable a actuaciones antrpicas y condiciones

de variabilidad climtica y cambio climtico global (Yoma, 2003). Sumado a ello, se deben considerar las importantes

exigencias ambientales de los mercados internacionales en la produccin de recursos naturales y los actuales

desafos del pas en el campo del manejo sustentable, sujeto a la "Convencin Internacional de lucha contra la

desertificacin de las Naciones Unidas (Pizarro et al., 2008).

El abordaje de esta problemtica demanda una cuantificacin actual y potencial de la erosin en Chile, pero los

estudios de degradacin de recursos naturales, erosin y fragilidad existentes en el pas son escasos o se presentan

a escalas generalizadas, y los estudios de mayor detalle son muy localizados por el alto costo que ello implica.

Los primeros testimonios de la prdida de suelo se remonta a los estudios del botnico francs Claudio Gay, los

historiadores Benjamn Vicua Mackenna y R.E Mc Lure y el cientfico alemn Federico Albert quienes manifestaronla enorme fragilidad de los suelos y el dao ambiental de las malas prcticas antrpicas en amplias zonas de Chile

y qu consecuencias tendran para las futuras generaciones. Diversos estudios contemporneos de la situacin

de los suelos en Chile han sido desarrollados por diferentes instituciones pblicas, privadas y universidades, a

saber; Elgueta y Jirkal en 1943, Rodrguez en el ao 1957, INFOR en 1964, IREN y Ministerio de Agricultura en

el ao 1966, Pea (1983, 1985), Honorato et al (2001), Prez y Gonzlez (2001), Soto (1997), Bonilla et al. (2010),

Castro y Aliaga (2010), entre otros. Estos estudios revelan que existe una situacin preocupante de superficie

erosionada en Chile, especialmente en las zonas silvoagropecuarias del secano costero e interior, es decir, desde

las regiones de Coquimbo a Los Lagos.


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Figura 2. Estudio de la erosin con imagen Landsat 5 TM.

Sin embargo, el nico estudio disponible con informacin espacial para todo el territorio nacional fue realizado

en 1979, por el Instituto de Investigacin de Recursos Naturales (IREN), donde se estableci la situacin del

recurso suelo y vegetacin en lo que se refiere a la degradacin progresiva, a fin de formular un prediagnstico

de la situacin de la erosin de los suelos a nivel generalizado (escala 1: 500.000).

Durante las recientes dcadas, los grandes avances en desarrollo de modelos empricos, conceptuales y fsicos

(Merrit et al., 2003; Saavedra, 2005) que utilizan, en la mayora de ellos, datos obtenidos de sensores remotos,

integrados en sistemas de informacin geogrfica (SIG), permiten obtener nuevas herramientas de gestin de

recursos naturales (Datta y Schack-Kirchner, 2010), beneficiando con ello a las ciencias del suelo, al cubrir amplias

extensiones a menores costos (figura 2).

En este marco, el ao 2004 y 2006, el Centro de Informacin de Recursos Naturales (CIREN), en conjunto

instituciones del Ministerio de Agricultura, a travs de dos proyectos con financiamiento CORFO, elabor mapas

de erosin actual y potencial, en varias zonas de Chile central. Estos estudios ratifican la preocupante situacin

de los suelos agropecuarios, en cuanto a su degradacin antrpica.

En el ao 2007, las instituciones CIREN, CONAF, SAG, ODEPA e INDAP, todos pertenecientes al Ministerio de

Agricultura de Chile, ejecutan el presente estudio, que tiene el objetivo de elaborar la cartografa de erosin

potencial y actual de suelos a nivel semidetallado 1:50.000 y generalizado a escala 1:250.000 en todo el pas,

utilizando tcnicas de geomtica, teledeteccin y SIG.

El presente informe presenta las estadsticas y resultados finales para la Regin de Arica y Parinacota, en el marco

del proyecto Determinacin de la erosin actual y potencial del territorio de Chile, financiado por el INNOVA-

CORFO.


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ANTECEDENTES DEL REA DE ESTUDIODeterminacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile

ANTECEDENTES DEL REA DE ESTUDIO

USO

reas urbanas e industriales

Terrenos agrcolas

Praderas y matorrales

Bosques

Humedales

reas desprovistas de vegetacin

Nieves y glaciares

Aguas continentales

reas no reconocidas*

TOTAL

(ha)

8.925,1

29.341,2

1.877.313,4

34.274,9

46.096,2

3.952.255,9

5.474,9

3.712,6

9.381,5

5.966.775,7

%

0,15

0,49

31,46

0,57

0,77

66,24

0,09

0,06

0,16

100,00

Superficie

Cuadro 1. Superficie regional por tipo de uso del suelo (hectreas y porcentaje), XV Regin.

* Cifras hacen referencia a Regin de Tarapac, previa creacin de Regin de Arica y Parinacota.Fuente: PROYECTO CONAF-CONAMA-BIRF. Catastro y evaluacin de recursos vegetacionales nativos de Chile. 1999.

La Regin de Arica y Parinacota se ubica en el extremo norte del pas y limita en esa direccin con la Repblica del Per,al sur con la I Regin de Tarapac, al este con la Repblica de Bolivia y al oeste con el Ocano Pacfico. En esta reginpredomina el clima desrtico, con algunas variaciones de mar a cordillera, destacando el clima desrtico costero con altanubosidad, clima desrtico normal y el clima de estepa de altura. En esta regin se presentan cuatro de las grandes formasbsicas que estructuran el relieve chileno, que son: Farelln Costero, Cordillera de la Costa, Depresin Intermedia yCordillera de los Andes.

Los suelos de la Regin de Arica y Parinacota son conocidos principalmente como suelos de desiertos; i) Entisoles, quese localizan en los lomajes de la cordillera de la costa. Son suelos de gran variabilidad en textura, pedregosidad, profundidad,color y grado de desarrollo, marcadamente coluviales y esquelticos-francos en todo el perfil. ii) Aridisoles, localizados

principalmente en la Depresin Intermedia y el piedmont, son suelos poco evolucionados, derivados de sedimentosgruesos, diferencindose segn se ubiquen en las pampas no salinas donde en algunos casos es posible encontrar conhorizontes cmbico, clcico y petroclcico. La pampa presenta zonas con altas concentraciones salinas. En los valleslos suelos son de origen aluvial, de texturas gruesas y con diferentes grados de salinizacin y sodificacin. iii) Histosoles,suelos derivados de materiales vegetales o minerales, predominan en el Altiplano a 3.000 m. de altura, conocidos comobofedales (Universidad de Chile, 2008).

La XV Regin tiene una marcada segregacin en funcin de la altitud y, por consiguiente, del clima (disminucin de laaridez y aumento de las bajas temperaturas). Ello permite observar una sucesin regular de pisos de vegetacin ntidamenteligadas a una franja altitudinal y a la macroexpresin correspondiente (CORFO, 1982). En la costa, debido a la influenciaocenica, predominan las hierbas y los pastos de carcter efmero que crecen en los periodos de mayor humedad . Enla pampa intermedia del desierto no existe presencia de vegetacin debido a la ausencia total de lluvias, a excepcin depequeas reas con influencia litoral donde se observa algunas cactceas (BCN, 2010). nicamente las zonas con ungrado de artificializacin alto hacen excepcin a esta regla como el caso de la Pampa del Tamarugal y de los vallestransversales cultivados (CORFO, 1982). La zona altiplnica, presenta un tapiz vegetal denso con plantas pequeas, lascuales en conjuncin con un ambiente salino, provocan condiciones ecosistmicas frgiles y muy singulares (BCN, 2010).

El uso del suelo es mayoritariamente est compuesto por praderas y matorrales y reas desprovistas de vegetacin(cuadro 1).


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EROSION LEVE

EROSION MODERADAEROSION GRAVEEROSION MUY GRAVEVALLESALARRIOS Y CUERPOS DE AGUACIUDADESROCAS Y AFLORAMIENTOS ROCOSOSSIN ESTUDIO

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Cuadro 2. Superficie afectada por erosin en Chile en distintos grados (hectreas),estudio Fragilidad de los ecosistemas de Chile, 1979.

Niveles de erosin: 0 muy grave; 1 grave; 2 moderada; 3 leve.

Figura 3. Mapa de nivel de erosin para la Regin de Arica y Parinacota, IREN-1979.

REGIONES Hectreas

(mill.)

%

(mill.)

%

00.04

1.5

2.38

6.9

11.03

40.5

9.13

26.5

21.12

44

15.57

45.1

30.36

14

7.41

21.5

TOTAL

NIVEL DE EROSION

2.54

34.49

XV - I

TOTAL

En la Regin de Arica-Parinacota el grado de desertificacin es grave (76,7 %). Sin embargo, esta cifra se funda

en apreciaciones de expertos y gran parte de la desertificacin es causada principalmente por lo que se denomina

desertificacin geolgica. El estudio de erosin de 1979 (cuadro 2 y figura 3) revela que existe una superficie

de 2,54 millones de hectreas en cualquier grado de erosin, que correspondiente al 43% de la superficie entre

la regin XV y I. Sin embargo, el rea de extrema fragilidad alcanza los 1,17 millones de hectreas, que corresponde

al 46% del rea de estudio (recuerde que estas cifras considera la superficie de Regin de Tarapac).


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METODOLOGADeterminacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile

METODOLOGAEl rea de estudio para la determinacin de la erosin actual y potencial corresponde al territorio continental chileno,

aproximadamente 75 millones de hectreas. El estudio se desarroll en dos fases: i) la determinacin de la erosin actual,

y ii) la estimacin de la erosin potencial (fragilidad del suelo). La cartografa de erosin actual se entreg en el Datum

Provisional Sudamericano de 1956 (PSAD56). Para la cartografa de riesgo de erosin potencial y actual, la informacin

contenida en las bases de datos geogrficas del modelo digital de elevacin global, generado por el sensor aster de Japn

(ASTERGDEM) y de cada cobertura usada (clima, suelo y vegetacin) en el modelo de erosin fue rasterizada (30 x 30

m) y proyectada en coordenadas UTM y datum WGS 84 huso 19S.

Modelo de erosin actual

En el primer caso la base metodolgica consisti el anlisis interpretativo visual de imgenes satelitales Landsat TM 5,

datos de estudios agrolgicos, curvas de nivel, e ndices espectrales confrontadas con las observaciones tomadas en

las campaas de terreno en todas las regiones de Chile. Tales capas de informacin se integraron mediante SIG,

complementada con tcnicas de Geomtica (figura 4).

Para la clasificacin de erosin de suelos se unificaron criterios de acuerdo a los estudios agroecolgicos y los boletines

tcnicos de CONAF y el SAG, estableciendo un criterio con seis categoras: nula o sin erosin, ligera, moderada, severa,

muy severa y erosin no aparente.

Figura 4. Diagrama metodolgico del modelo de erosin actual.


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La erosin moderada se define como un suelo que tiene clarapresencia del subsuelo en al menos el 30% de la superficie dela unidad en estudio (Unidad cartogrfica homognea, UCH).Existe presencia de pedestales o pavimentos de erosin en almenos el 30% de la superficie. El suelo original se ha perdidoentre 40 a 60%. Existe presencia ocasional de surcos ocanalculos (fotografa 3).

La erosin severa corresponde a un suelo que presentaocasionalmente surcos y crcavas. La unidad presenta entreun 30 a 60% de la superficie con el subsuelo visible, conpedestales o pavimentos. La prdida de suelo es del orden del60 a 80%. Hay presencia de zanjas con un distanciamientomedio de 10 a 20 metros (fotografa 4).

La erosin nula o sin erosin se define como una superficie desuelo no presenta alteraciones o signos de prdidas de suelo o seencuentra protegido de las fuerzas erosivas, como la lluvia, vientoo gravedad, por algn tipo de cubierta vegetal, corresponde entrminos generales a suelos planiformes o depositacionales (fotografa1).

La erosin ligera corresponde a un suelo ligeramente inclinadou ondulado o con cobertura de vegetacin nativa semidensa(mayor a 50% y menor a 75), que se encuentra levementealterado el espesor y carcter del horizonte. En la mayor partede los casos el manejo de estos suelos no es diferente a lossuelos no erosionados (fotografa 2).

Fotografa 1. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin nula o sin erosin.

Fotografa 2. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin ligera.

Fotografa 3. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin moderada.

Fotografa 4. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin severa.


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Fotografa 7. Clasificacin de erosin actual, sector Santa Laura, VII Regin del Maule

La erosin muy severa corresponde a unidades de suelo noapropiadas para cultivos por cuanto se ha destruido el suelo en msde un 60% de la superficie. El subsuelo se presenta a la vista y elmaterial de origen en ms de un 60% de la superficie. Existe unapresencia de pedestales o pavimento en ms del 60% de la superficie.Existe una prdida del suelo superior al 80% del suelo original.Presencia de crcavas con distanciamiento medio entre 5 a 10metros (fotografa 5).

Laerosin no aparente corresponde a sectores que se encuentran

protegido por algn tipo de cubierta vegetal de densidad mayor a

75% o su uso est sujeto a buenas prcticas de manejo (fotografa

6).

Fotografa 5. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin muy severa.

Fotografa 6. Clasificacin de erosin de suelo,caso erosin no aparente.

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MD/1 o Dunas interiores o continentales, corresponde a terrenosarenosos, de topografa ondulada, que han sido estabilizados omantienen una cubierta herbcea pobre. No tienen contacto conplayas martimas y estn casi siempre ubicadas al interior delterritorio. Frecuentemente presentan algn tipo de vegetacin,aunque no puede hablarse de utilizacin agrcola o ganadera. Enaquellos casos en que se observ algn uso agrcola o ganaderono se levant como duna (fotografa 8).

MD/2 o Dunas litorales, corresponde a terrenos litorales, constituidospor arenas sueltas de tipo andestico-basltico, sin vegetacin y detopografa ondulada (fotografa 9).

Fotografa 8. Clasificacin de erosin de suelo,caso dunas interiores o continentales.

Fotografa 9. Clasificacin de erosin de suelo,caso dunas litorales.

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Adicionalmente, se considera las siguientes categoras;

Las observaciones de terreno para la calibracin de las clases de erosin se tomaron en base a un muestreo descriptivo

de suelos y vegetacin que cubri la totalidad de las reas de estudio. Las reas de muestreo se determinaron a nivel

regional, en funcin de la diversidad de patrones espectrales, siendo posible seleccionar 12 reas de inters. Los sitios

muestreados para erosin se posicionaron espacialmente mediante tecnologa GPS. La campaa de terreno de recopilacin

de informacin tuvo como propsito entregar una descripcin general de la regin, el punto coordenado (UTM) con la

categora de erosin, la fotografa de terreno del lugar y las fichas de terreno que contienen una base de datos con la

informacin levantada en terreno.

A partir de los datos obtenidos en terreno para cada unidad de muestreo, se elabor la cobertura de erosin actual,

utilizando la tcnica de extrapolacin, que consisti en asignar la informacin proveniente de las unidades cartogrficashomogneas de terreno a aquellas que no fueron muestreadas, utilizando patrones visuales de la imagen satelital (color,

textura y contexto), caractersticas de la topografa, posicin de la ladera, exposicin y pendientes segn categoras

previamente establecidas, descripcin se suelo, uso actual y vegetacin nativa, hidrologa, entre otros.

La metodologa incluy la incorporacin de ndices espectrales derivados de data satelital, para la determinacin de la

erosin actual. Para el anlisis de los suelos existen una serie de indicadores espectrales, que tienen como finalidad el

realzar los distintos tipos de suelos, composicin y estado actual. Tales ndices constituyen una capa de discriminacin

de las unidades de suelo. Se generaron los ndices espectrales de brillo (IB), ndice de arcilla (IA), ndice de rojo


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(IR), ndice de vegetacin ajustada al suelo (SAVI) invertido a partir de las imgenes Landsat TM 5 disponibles. En el caso

del ndice SAVI, ha sido construido con sus valores inversos, de manera que todos los ndices espectrales queden en

una relacin directa con los porcentajes de suelos desnudos. Se realiz una composicin SAVI invertido IB IR en los

canales 1, 2 y 3 para ser visualizados en RGB. La figura 5 despliega la composicin 2, 1, 3 (RGB, Figura 5a) y como

referencia la composicin 4, 3 y 2 (RGB, Figura 5b), para visualizar las unidades erosionadas en distintas intensidades

de color amarillo, correspondiendo a los colores amarillos ms intensos, los suelos con erosin severa y muy severa. Los

colores cian, verdes, azules corresponden a suelos sin erosin o erosin no aparente, situacin que se relaciona con

suelos planos a ligeramente ondulados con coberturas de vegetacin sobre el 50%.

Finalmente, la informacin cartogrfica y temtica fue validada con equipos de profesionales de CIREN, visitando cada

una de las reas definidas en las cartas muestrales de terreno (figura 6).

Figura 5. (a) ndice de erosin, composicin falso color 2,1,3 para anlisis visual de erosin actual.

(b) Imagen Landsat TM, composicin 4,3,2, correspondiente a la zona andina

de la VI Regin del Lib. Gral. Bernardo O`Higgins.

A

B


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Figura 6. reas de muestreo y validacin de la cartografa de erosin, para la XV Regin.


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Modelo de riesgo de erosin potencial y actual

Para estimar la erosin potencial de los suelos de Chile se utiliz un modelo emprico cualitativo (IREPOT), basado en

la conceptualizacin de la erosin potencial descrita por Wischmeier y Smith (1978), el cual integra las caractersticas

intrnsecas del suelo, topogrficas, climticas y biolgicas (riesgo de erosin actual), que se relacionan en dos componentes

principales, erodabilidad del suelo y erosividad de la lluvia (figura 7). El modelo se bas en el supuesto que la potencialidad

de erosin es independiente del uso y manejo actual del suelo. En otras palabras, las prdidas, arrastre o transporte de

partculas del suelo son las que tendran lugar en caso de no existir vegetacin alguna, esas prdidas son las mximas

o potenciales. Las variables bsicas, as como los ndices generados a partir de su combinacin fueron discretizados y

clasificados en funcin de su efecto sobre la erosin potencial en cuatro rangos: bajo(1), medio(2), alto(3) y muy alto(4).

Las variables de suelo clase textural, materia orgnica, permeabilidad y profundidad, definen la erodabilidad intrnseca

del suelo. En el modelo result de la combinacin entre la estabilidad estructural (clase textural con materia orgnica) yla resistencia al arrastre superficial. Esta ltima variable resulta de la combinacin de permeabilidad y profundidad del

suelo, la cuales afectan la velocidad de infiltracin, capacidad de almacenaje de agua y por consiguiente la escorrenta

superficial. La escala de la fuente de informacin utilizada para caracterizacin de erodabilidad fue los estudios agrolgicos

de suelo de CIREN, escala 1:20.000 a 1:100.000 y la base de datos de suelos SOTERLAC de FAO, escala 1:5.000.000

(utilizada en zonas sin estudios de suelos). La erodabilidad del suelo al combinarse con el porcentaje de pendiente

modifican la potencialidad del suelo a sufrir erosin, as un suelo inclinado es ms susceptible a erosin respecto a un

suelo plano de igual erodabilidad. Esta combinacin entre erodabilidad y porcentaje de pendiente se defini como riesgo

fsico.

Figura 7. Diagrama metodolgico del modelo de riesgo de erosin potencial y actual.


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Las variables topogrficas altitud y pendiente media de las microcuencas definieron el coeficiente orogrfico, el cual al

combinarse con la densidad de drenaje de las microcuencas determinan el riesgo de agresividad escurrimiento. Se utiliz

el modelo de elevacin digital obtenido del modelo digital de elevacin global, generado por el sensor aster de Japn,

llamado oficialmente ASTER global digital elevation model V001 (ASTGTM), disponible en formato raster y cuya resolucin

es de 30m x 30m por pixel.

La agresividad climtica es un ndice que da cuenta de la erosividad de la lluvia, independientemente de las propiedades

intrnsecas del suelo y vegetacin. La construccin de este ndice se bas en la espacializacin de registros pluviomtricos

proporcionados por 459 estaciones meteorolgicas de la Direccin General de Aguas de Chile. En cada cuenca representativa

de grandes unidades fisiogrficas se seleccionaron estaciones denominadas patrones. Para cada unidad se usaron

alrededor de seis estaciones patrones, las cuales fueron elegidas por calidad, cantidad de datos disponibles y fiabilidad

de los registros. La completacin de los datos faltantes en las estaciones patrn se estim a travs de regresin lineal

STATGRAPHICS desde una estacin vecina, y para la completacin y correccin de datos de cada estacin pluviomtrica

con respecto a su estacin patrn se utiliz el software Hidrobas. Luego de analizar la representatividad de la agresividad

de las lluvias en relacin a la distribucin espacial de varios ndices en el territorio nacional (ndice de Fournier, ndice de

Fournier Modificado e ndice de Concentracin de las Precipitaciones), se decidi utilizar al ndice de Fournier Modificado

como el mejor indicador de la agresividad climtica. La espacializacin de los datos pluviomtricos se llev a cabo mediante

interpolacin geoestadstica por co-kriging, como funcin del IFM, altitud y precipitacin anual. Este ndice, combinado

con el ndice de agresividad escurrimiento proporciona el ndice de riesgo topoclimtico.

Finalmente, el ndice de riesgo fsico relacionado con el riesgo topoclimtico define lo que en el modelo se defini como

el riesgo de erosin potencial. El riesgo de erosin potencial refleja la capacidad que tiene el suelo, el clima y la topografadel sitio de ser erosionado, refleja la fragilidad del suelo independiente a la vegetacin y a las prcticas de manejo.

El riesgo de erosin potencial al correlacionarlo con el ndice de desproteccin actual del suelo (derivado de la cobertura

vegetacional a partir de imgenes satelitales y uso de la tierra) definen el riesgo de erosin actual. Este ndice se puede

utilizar como un estimador de la erosin actual del suelo en aquellas reas clasificadas como erosin no aparente en

el modelo satelital de erosin actual. Este ndice refleja la potencialidad que tiene el suelo a ser erosionado si se mantienen

las condiciones actuales de vegetacin. Dado que a la escala de presentacin de los resultados es difcil observar las

prcticas de manejo especficas de un suelo, este factor relevante a escala predial, no se incluy directamente en el

modelo de determinacin de erosin potencial y de riesgo de erosin actual.


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LNEA BASE DE INFORMACIN BIOGEOFSICADeterminacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile

LNEA BASE DE INFORMACIN BIOGEOFSICALa lnea base del proyecto se construy a partir de la compilacin de la informacin existente (figura 8), tanto en formato

digital como en papel, para las diferentes zonas de estudio. Se recopilaron las capas de informacin de forma de ajustar,

corregir, o reproyectar dichos coberturas y proceder al calce de todos los elementos temticos y cartogrficos que se

encontraron disponibles.

Imgenes Landsat 5 TM de 30 metros de resolucin.

Curvas de nivel del Instituto Geogrfico Militar, IGM.

Hidrografa (ros, cuerpos de agua, esteros, quebradas,

etc.).

Geomorfologa (Informacin base CIREN).Hidrologa (Informacin base IGM).

Caminos (Informacin base IGM).

Lmites administrativos (Informacin base IGM)

Estudios agrolgicos de CIREN.

Datos pluviomtricos de la Direccin General de Aguas,

DGA-Chile (periodo 1950 - 2008).

Catastro de la vegetacin nativa de Chile de CONAF y sus

actualizaciones.

Modelo de elevacin digital ASTER-GDEM.

Estudios de suelos regionales disponibles.Mapas digitalizados desde el Centro de documentacin

CIREN, contienen indicadores de erosin y fragilidad e

informacin de suelos a nivel de fases de series.

Cartografa de erosin, IREN 1979.

Reconocimiento generalizado de suelos (1: 500.000). Se

utiliz como material de apoyo referencial y no como capa

de informacin digitalizada.

Reconocimiento de suelos y uso actual de agricultura

localizada (1:20.000), incluye al Valle de Lluta, Valle de

Azapa, Valle de Camarones.Anlisis de los ecosistemas de la I Regin de Chile de la

Universidad de Chile.

Gnesis y propiedades de algunos suelos del altiplano de

Chile realizado por Luzio, W., Norambuena, P., Casanova,

M., Vera, W.

Figura 8. Lnea base de informacin -

Imgenes satelitales Landsat TM 5.


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El equipo tcnico que particip en el desarrollo del proyecto fue el siguiente:

Director de Proyecto: Juan Pablo Flores Villanelo, Ing.For. DEA.

Director Alterno: Marin Espinosa Toro, Ing.Agr. MSc.

Asesor Temtico: Eduardo Martinez Herrera, Ing.For. Dr.

Asesor Satelital: Pedro Muoz Aguayo. Geog.

Desarrollo y Apoyo Terreno

Pablo Avendao Vercellino, Ing.Agr.

Patricio Torres Fuentes, Ing.Agr.

Gabriel Henrquez Armijo, Ing.Agr. MSc

Isaac Ahumada Fonseca, Ing.For. MBA(c)

Rodolfo Freres Gonzlez, Ing. Agr.Catalina Hernndez Silva, Ing. Agr.

Carolina Leiva Madrid, Ing.Agr.

Claudia Sanguesa Pool, Ing.For. MSc.

Marcelo Retamal Gajardo, Cart.

Balfredo Toledo Hernndez, Cart.

Luz Mara Marn Arce, Cart.

Gabriel Ortiz Flores, Cart.

Claudia Gonzlez Bustamante, Ing.Amb. MSc.

Coordinadores de Proyecto

Mario Lagos Subiabre, Servicio Agrcola Ganadero - SAG

Sergio Maldonado Solis, Servicio Agrcola Ganadero - SAG

David Aracena Lassarre, Instituto de Desarrollo Agropecuario - INDAP

Patricio Grez Marchant, Oficina de Estudios y Polticas Agrarias - ODEPA

Jos Ramrez Cabello, Oficina de Estudios y Polticas Agrarias ODEPA

Roberto Lisboa Valle, Corporacin Nacional Forestal - CONAF

EQUIPO DE TRABAJO


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RESULTADOS Y ESTADSTICAS DE LA REGINDeterminacin de la erosin actual y potencial de los suelos de Chile

RESULTADOS Y ESTADSTICAS DE LA REGINSe presentan los resultados de erosin actual, y las cobeturas de informacin utilizadas (figuras 9 y 10).

Figura 9. Cobertura de informacin biogeofsica para la determinacin de la erosin actualen la Regin de Arica y Parinacota - modelo de erosin actual.

IMAGEN SATELITAL RGB 4,3,2 (LANDSAT TM 5) CURVAS DE NIVEL (CARTAS TOPOGRFICAS, IGM)

SUELOS (CIREN-FAO) VEGETACIN(CATASTRO DE USO DEL SUELO Y VEGETACIN, CONAF)

REAS DE MUESTREO Y VALIDACIN NDICE ESPECTRAL NDICE DE BRILLO


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Figura 10. Mapa de erosin actual para la XV Regin de Arica y Parinacota.


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Las estadsticas regionales de la erosin atual se presentan en el cuadro 3.

Cuadro 3. Superficie de erosin actual en la Regin de Arica y Parinacota (por comunas).

Las categoras de erosin expresadas en trminos de superficie, indudablemente varan su significancia o proporcin

relativa de acuerdo al tamao de cada regin. La superficie actual de suelos erosionados (clasificados en categoras de

erosin ligera, moderada, severa y muy severa) de la XV Regin es de 1,48 millones de hectreas, lo que representa el

87% de la superficie regional (figura 11). Sin embargo, gran parte de esta superficie, en especial hacia la Cordillera de

los Andes, ha sido afectada durante milenios por procesos de erosin natural (agua, hielo, viento), sin mayor intervencin

del ser humano.

* Suelo erosionado comprende las clases ligera, moderada, severa y muy severa. Sensor remoto no registra informacin en zonas con

cobertura vegetal sobre el 75% (erosin no aparente).

Regin/Provincia/Comuna

ARICA Y PARINACOTA

ARICA

ARICA

CAMARONES

PARINACOTA

GENERAL LAGOS

PUTRE

SIN

EROSIN

50.204

19.356

12.205

7.151

30.848

10.412

20.436

EROSIN

LIGERA

255.732

132.947

80.644

52.302

122.786

40.459

82.326

EROSIN

MODERADA

171.562

42.713

30.143

12.570

128.849

28.352

100.498

EROSIN

SEVERA

468.745

259.277

110.510

148.767

209.468

47.341

162.127

EROSIN

MUY SEVERA

583.595

398.397

242.480

155.917

185.198

73.354

111.844

EROSIN

NO APARENTE

OTRAS

CATEGORIAS

155.706

19.452

5.432

14.020

136.255

25.018

111.237

SUELOS

EROSIONADOS

1.479.635

833.334

463.777

369.556

646.301

189.506

456.795

Total

general

1.685.546

872.142

481.415

390.727

813.404

224.936

588.469

Figura 11. Porcentaje regional (%) de superficie de suelos erosionados.


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25




A nivel nacional, se pudo observar que la mayor cantidad de suelos erosionados aumentan de sur a norte. Una superficiede 36,8 millones de hectreas, equivalentes al 49,1% del territorio nacional presenta algn grado de erosin. Los sectorescon mayores problemas de erosin actual lo lideran las regiones de Coquimbo, con el 84%; Valparaso, con 57%, y O'Higginscon el 52% de sus suelos.

En cuanto al riesgo de erosin potencial determinado a partir de un modelo emprico y cualitativo integr las caractersticasintrnsecas del suelo, topogrficas, climticas y biolgicas. Se describen los ndices de resultados intermedios: ndice deagresividad - escurrimiento, ndice de erodabilidad del suelo, ndice de agresividad climtica e ndice de desproteccinvegetacional. Posteriormente, se describen los siguientes ndices producto de la combinacin de los ndices anteriores: ndicede riesgo topoclimtico, ndice de riesgo fsico, ndice de riesgo de erosin potencial e ndice de riesgo de erosin actual.

ndice de agresividad - escurrimiento.

Figura 12. Modelo Global de elevacin digital ASTER-GDEM.


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La obtencin de este ndice se bas en la informacin proporcionada por el Modelo Digital de Elevacin (DEM) generadopor el sensor Aster de Japn (ASTER Digital Elevation Model V001) que est disponible en formato raster, con unaresolucin 30 x 30m por pixel, en coordenadas geogrficas Lat/Long y Datum WGS84, Huso 19 Promedio. El DEMcorrespondiente a la superficie ocupada por Chile fue ajustado a los lmites continentales del pas. La figura 12 muestrael modelo de elevacin digital regional.

Cartografa de cuencas.

Se delimit las cuencas hidrogrficas y se determinaron parmetros geomorfolgicos mediante el uso del modelo deelevacin digital ASTER-GDEM y la modelacin raster de TNTmips, considerando la integridad del flujo de grandescuencas hidrogrficas (figura 13).

Figura 13. Microcuencas para la XV Regin de Arica y Parinacota.


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Figura 14. ndice de coeficiente orogrfico.

Coeficiente orogrfico.

Constituye un indicador de la topografa de la ladera considerando en forma conjunta la pendiente y la altura

media. Un indicador clasificado en un valor mayor a 6 indicara presencia de relieve accidentado, es decir, mayor

riesgo de erosin (figura 14).


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Cartografa de pendientes.

Representa el grado de inclinacin del paisaje. Mayores pendientes del terreno provocan mayores riesgos de

erosin de los suelos (figura 15).

Figura 15. ndice de riesgo por pendientes.


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Figura 16. ndice densidad de drenes.

Densidad de drenes.

Definida como el cociente entre el largo (m) de los drenes de una cuenca y la superficie (m 2) de la cuenca. Da

cuenta del riesgo correspondiente a la incisin natural que la ladera contiene. A suelos con rocas blandas, le

corresponde un potencial mayor de escorrenta superficial y una mayor densidad de drenes naturales, por

consiguiente, un mayor potencial de riesgo erosivo (figura 16).


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30


Finalmente, el ndice de agresividad-escurrimiento se muestra en la figura 17.

Figura 17. ndice de agresividad escurrimiento.


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ndice de erodabilidad del suelo.

La erodabilidad del suelo (figura 18) se obtuvo considerando el desprendimiento de partculas por impacto de la gota de

agua (estabilidad estructural) y el transporte (resistencia al arrastre por escorrenta).

Figura 18. ndice de erodabilidad de suelo.


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ndice de agresividad climtica.

La agresividad climtica da cuenta de la erosividad de la lluvia (ndice de Fournier Modificado, IFM), independien

temente de las propiedades intrnsecas del suelo y vegetacin (figura 19). A mayor intensidad de lluvia, mayores

son las tasas de prdida de suelos.

Figura 19. ndice de agresividad climtica.


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ndice de riesgo topoclimtico.

Figura 20. ndice de riesgo topoclimtico.


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Figura 21. ndice de riesgo fsico.

ndice de riesgo fsico.


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ARICA Y PARINACOTA

ARICA

ARICA

CAMARONES

PARINACOTA

GENERAL LAGOS

PUTRE

BAJA O NULA

546.014

276.374

163.874

112.501

269.640

80.748

188.892

MODERADA

344.617

183.734

112.499

71.235

160.883

47.327

113.556

SEVERA

352.998

183.375

88.081

95.294

169.623

60.349

109.274

MUY SEVERA

282.632

205.469

108.531

96.938

77.163

11.799

65.364

OTRAS CATEGORIAS

160.175

23.521

8.686

14.835

136.653

24.995

111.658

Total general

1.686.435

872.473

481.670

390.803

813.962

225.218

588.745

35




Cuadro 4. Estadstica del ndice de riesgo de erosin potencial (por comunas).

ndice de riesgo de erosin potencial.

El modelo es el resultado de la combinacin de tres grupos de variables bsicas: topogrficas-hidrolgicas,

agresividad de la lluvia y suelo. A partir de estas variables se generaron distintos ndices, que tratados con criterios

mecanicistas y empricos y utilizando herramientas de combinacin espacial, permiten definir los ndices resultantes.

As, el ndice de riesgo fsico relacionado con el riesgo topoclimtico define lo que en el modelo se defini como

el riesgo de erosin potencial.

A continuacin, se presenta los resultados a nivel comunal (cuadro 4) y a nivel regional (figura 22 y 24).


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Figura 22. Porcentaje (%) superficie con riesgo de erosin potencial, a nivel regional.

Figura 23. Transecto Putre Caquena

Coordenadas: E: 470979, N: 8001936, Altura: 4403

Clase de erosin: Sin erosin


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CARTOGRAFA DE RIESGO DE EROSION POTENCIALREGIN DE ARICA Y PARINACOTA

Figura 24. Riesgo de erosin potencial para la XV Regin de Arica y Parinacota.


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ndice de desproteccin vegetacional.

Este indicador corresponde al grado de descobertura que otorgan al suelo las clases de cobertura vegetacional y uso

del suelo, as como la facilidad que entregan al desplazamiento del escurrimiento superficial (figura 25). Este ndice se

obtuvo a partir de la actualizacin del catastro de vegetacin nativa de CONAF, mediante tcnicas de segmentacin de

clases y procesamiento digital de imgenes satelitales Landsat 5 TM con resolucin de pixel de 30 metros.

Figura 25. ndice de desproteccin vegetacional.


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CATEGORA

reas sobre lmite vegetacional

Bosque nativo-exticas asilvestrado muy abierto

Bofedales

Bosque exticas asilvestradas abierto

Bosque exticas asilvestradas denso

Bosque exticas asilvestradas semidenso

Bosque nativo achaparrado abierto

Bosque nativo achaparrado denso

Bosque nativo achaparrado muy abierto

Bosque nativo achaparrado semidenso

Bosque nativo adulto abierto

Bosque nativo adulto denso

Bosque nativo adulto muy abierto

Bosque nativo adulto renoval abierto

Bosque nativo adulto renoval denso

Bosque nativo adulto renoval muy abierto

Bosque nativo adulto renoval semidenso

Bosque nativo adulto semidenso

Bosque nativo renoval abierto

Bosque nativo renoval denso

Bosque nativo renoval muy abierto

Bosque nativo renoval semidenso

Bosque nativo-plantacin abierto

Bosque nativo-plantacin densoBosque nativo-plantacin muy abierto

Bosque nativo-plantacin semidenso

Coirn mata

Coirn murtilla

Coironal

Derrumbes sin vegetacin

Estepa altiplnica

Estepa andina central

Estepa andina norte

Estepa patagnica

Malln

Marismas herbceas

MataMata coirn

Mata murtilla

Mata pradera

Matorral

CLASE DE RIESGO

0

3

1

2

2

2

3

1

3

2

2

1

3

3

1

3

2

1

3

1

3

2

3

13

2

3

3

4

4

4

4

4

3

1

1

33

3

3

3

CATEGORA

Matorral abierto

Matorral arborescente abierto

Matorral arborescente denso

Matorral arborescente muy abierto

Matorral arborescente semidenso

Matorral con suculentas abierto

Matorral con suculentas denso

Matorral con suculentas muy abierto

Matorral con suculentas semidenso

Matorral denso

Matorral muy abierto

Matorral pradera abierto

Matorral pradera denso

Matorral pradera muy abierto

Matorral pradera semidenso

Matorral semidenso

Matorral-estepa patagnica

Murtilla

Murtilla coirn

Murtilla mata

adis herbceos arbustivos

Otros terrenos hmedos

Otros terrenos sin vegetacin

Otros usosPlantacin

Plantacin (incendio forestal)

Plantacin de arbustos

Plantacin joven o recin cosechada

Playas y dunas

Pradera perenne

Praderas anuales

Ros y cuerpos de agua

Rocas y afloramientos rocosos

Rotacin cultivo-pradera

Suculentas

Suelos desnudos

Terrenos de uso agrcolaTurbales

Vegas

Vegetacin herbcea en orilla

CLASE DE RIESGO

3

3

1

3

2

3

2

4

3

2

4

3

2

4

2

2

3

3

3

3

1

1

4

02

4

3

3

0

1

2

0

0

2

3

4

21

1

3

Los criterios considerados en la generacin del ndice de desproteccin fueron la cobertura vegetal (%), el uso de la tierra,

la estructura vertical y horizontal de las formaciones vegetacionales, la composicin de especies de la formacin y la edad

modal de las especies. Estos factores se relacionan con la proteccin contra el efecto de la gota de lluvia sobre el suelo,

la infiltracin y la facilidad u obstruccin que entregan al desplazamiento del escurrimiento superficial (cuadro 5).

Cuadro 5. Clasificacin de riesgo de erosin segn tipologa de uso del suelo.


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ndice de riesgo de erosin actual

Refleja la potencialidad que tiene el suelo a ser erosionado si se mantienen las condiciones actuales de vegetacin (figura 27).


ARICA Y PARINACOTA

ARICA

ARICA

CAMARONES

PARINACOTAGENERAL LAGOS

PUTRE

BAJO O NULA

554,149

276,386

163,876

112,510

277,76388,172

189,591

MODERADA

347,166

186,379

113,916

72,463

160,78844,864

115,923

SEVERA

364,260

181,951

87,359

94,592

182,30962,068

120,241

MUY SEVERA

260,612

204,208

107,822

96,386

56,4055,117

51,288

OTRAS CATEGORIAS

160,248

23,550

8,697

14,853

136,69824,996

111,702

Total general

1,686,435

872,473

481,670

390,803

813,962225,218

588,745

A continuacin se detalla los resultados a nivel comunal (cuadro 6) y a nivel regional (figura 26 y 27).

Cuadro 6. Estadstica del ndice de riesgo de erosin actual (por comunas).

Figura 26. Porcentaje (%) superficie con riesgo de erosin actual, a nivel regional.


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Figura 27. Riesgo de erosin actual para la XV Regin de Arica y Parinacota.

CARTOGRAFA DE RIESGO DE EROSION ACTUALREGIN DE ARICA Y PARINACOTA


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A partir de los resultados (figura 22 y 26), el riesgo actual y potencial de erosin hdrica severa y muy severa es

moderadamente bajo, por cuanto las precipitaciones son casi nulas en gran parte de la regin.

A nivel nacional, los resultados del modelo IREPOT, estima una superficie con un riesgo de erosin potencial de suelos

entre moderada y muy severa de 34,1 millones de hectreas, que corresponde al 62,7% de los suelos de Chile. Mientras

que, en el actual escenario de uso del suelo, la superficie con riesgo de erosin (en esas categoras) alcanza los 27,1

millones de hectreas. El mayor ndice de riesgo de erosin potencial severo y muy severo se encuentra en las regiones

de Valparaso (75,8%), Aysn (73,9%) y Coquimbo (72,1%), respecto de la superficie de suelos de cada regin. La Regin

de Aysn (4,97 millones de hectreas) posee la mayor superficie de riesgo de erosin potencial, debido principalmente,

a la accin humana y los indicadores de agresividad climtica, y la geomorfologa de cuencas. Los resultados de riesgo

de erosin actual severo y muy severo, indican que las regiones con mayores ndices son Coquimbo (65,3%), Valparaso

(38,1%) y O`Higgins (37,6%), respecto de la superficie de suelos de cada regin. La Regin de Coquimbo tiene la mayor

superficie de riesgo de erosin (2,4 millones de hectreas), en estas categoras.

42


La presente cartografa cuantifica la erosin actual y potencial de los suelos de la Regin de Arica y Parinacota, en una

escala de trabajo de mucho mayor detalle (1:50:000 y 1:250.000), adems de un rea de estudio ms extensa que el

ao 1979, donde no registra informacin. Estas diferencias metodolgicas dificultan el anlisis comparativo entre ambos

estudios, aunque cabe destacar que la radiografa actual es un avance importante en trminos de actualizacin, precisin

y confiabilidad de la informacin de los suelos de la XV Regin de Arica y Parinacota.

A nivel local predominan los procesos de erosin geolgica o natural (sobre el 90% de la superficie regional), situacin

que no reviste efecto apreciable en la agricultura, ya que son escasas las superficies silvoagropecuarias. Existe evidencia

de erosin hdrica en los sectores altiplnicos y valles interiores. Se destaca que los mayores problemas para la agricultura

estn representados por las crecidas aluvionales espordicas en su frecuencia pero intensas. La superficie con algn

grado de erosin sobrepasa los 1,47 millones de hectreas, lo que representa 87,8% de la superficie regional. Las comunas

con mayores problemas de erosin actual son Arica y Putre (sobre el 90%). Sin embargo, el riesgo actual y potencial de

erosin hdrica es moderadamente bajo, por cuanto las precipitaciones son casi nulas en gran parte de la regin.

El uso de informacin de lnea base generalizada de suelos, vegetacin y clima reduce la precisin de la clasificacinde erosin y los niveles de riesgo. La metodologa planteada permite realizar una cualificacin del paisaje de forma eficaz

y a menores costos que metodologas tradicionales de campo.

En este marco, el presente estudio juega un rol importante en la regin, no slo por la cuantificacin actual de la erosin,

sino porque esta cartografa permite la realizacin de otros anlisis multicriterios sectoriales, por ejemplo, erosin-ndice

de desarrollo humano, erosin-biodiversidad, zonificacin y proteccin de humedales altoandinos de la Regin de Arica

y Parinacota, entre otros. Finalmente, se esperara en el futuro, una sincronizacin y concordancia con el programa

satelital Chileno SSOT (Sistema Satelital de Observacin Terrestre), que permita actualizar dicha informacin a un menor

costo, mayor precisin y continua en el tiempo.

CONCLUSIONES


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Agradecimientos

Agradecer a todas las personas que facilitaron y trabajaron en el desarrollo de este estudio, en especial, a los profesionales

del MINAGRI de cada regin del pas. Al equipo de profesionales temticos y cartgrafos de CIREN que aportaron su

experiencia y detalle al trabajo presentado. A los Coordinadores Nacionales de CONAF, SAG, ODEPA e INDAP.

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Erosion Region XV

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