Relación entre la configuración espacial del paisaje y el caudal base en cuenca centro sur de Chile.
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Date
2026
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
La configuración espacial de la cobertura de suelo tiene un rol fundamental en la dinámica de caudal de las cuencas del centro-sur de Chile es por ende que este estudio analizo la relación entre la organización espacial del paisaje y la dinámica de caudal base en una línea temporal que abarca desde el año 1988 al 2020, utilizando una muestra de 24 cuencas distribuidas entre las regiones del Maule, Bio-Bio y la Araucanía. El objetivo principal fue determinar en qué medida las métricas del paisaje permiten explicar la contribución de la estructura del paisaje en la regulación de caudales estivales, en un contexto de marcada variabilidad climática y cambios de uso de suelo en las zonas de estudio.
Por ello, la metodología adopto un enfoque cuantitativo, basado en datos hidrológicos histórico que abarcan 32 años. Esto datos se extrajeron de la base CAMELS-CL e información cartográfica procesada mediante herramientas SIG. Se empleó el software FRAGSTATS 4.2 para el cálculo de métricas a nivel de clase y paisaje, seleccionando índices representativos como densidad de parches (PD), cohesión, índice de división y complejidad de forma (SHAPE_MN). El análisis estadístico se ejecutó en el software R, utilizando Análisis de Componentes Principales (PCA) para la reducción de dimensionalidad y correlaciones de Spearman para evaluar las relaciones no paramétricas entre la estructura del paisaje y la respuesta hídrica.
Los resultados demostraron que la configuración espacial puede ser utilizada como un predictor significativo de la regulación hídrica estival. Para el caso del bosque nativo, se identificó una relación positiva y significativa (p<0.001) entre las métricas que abarcan la complejidad de los parches (SHAPE_MN y FRAC_MN) y el caudal de verano. Esto evidencia que los parches de bosque con formas complejas y ramificadas que son asociados a quebradas y cursos de agua, favorecen una mayor infiltración en comparación con aquellos con formas geométricas simples y artificiales. En cambio, para las plantaciones forestales, los bloques continuos y homogéneos limitan los procesos hidrológicos como la infiltración y generan un elevado consumo del recurso hídrico. Por consiguiente, esta configuración reduce la recarga de las reservas subterráneas, disminuyendo la capacidad de la cuenca para sostener el caudal base durante el verano; no obstante, se observó que una mayor fragmentación (incremento en PD) de los parches se asoció con una menor disminución del caudal base. En el caso del uso agrícola, las estructuras geométricas de índole industrial caracterizada por ser formas simples (bajo SHAPE_MN), tiene relación con una menor retención hídrica, por el contrario, las configuraciones con formas complejas e irregulares (altos valores de SHAPE_MN y FRAC_MN) mostraron la correlación positiva más fuerte con el caudal (rho = 0.32). Esto sugiere que los parches agrícolas que mantienen una adaptación a la topografía natural del terreno favorecen el sostenimiento de los flujos de agua en comparación con aquellos que presentan una alta estandarización geométrica.
El estudio concluye que la gestión adecuada de la distribución espacial del paisaje es un factor determinante, ya que su organización influye significativamente en la regulación del caudal, más allá de la solo composición de las coberturas presente en las cuencas. Por lo tanto, es necesario transitar desde paisajes de bloques uniformes hacia un mosaico más diverso y funcional. Al fragmentar las grandes extensiones de plantaciones forestales para reducir su consumo hídrico y restaurar el bosque nativo en los cursos de agua respetando sus formas naturales, se logra proteger el caudal base durante el verano. Esta investigación entrega herramientas prácticas para diseñar paisajes resilientes que aseguren el recurso hídrico frente a los desafíos climáticos en la zona centro-sur de Chile.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Ambiental.
Keywords
Cuencas hidrográficas, Caudales, Uso de la tierra, Hidrología