Hydrologic Vulnerability of Sagebrush Steppe Following Pinyon and Juniper Encroachment

La expansión del monte en pastizales de los Estados Unidos (EE.UU.) ha alterado la estructura y función de los ecosistemas de estepa arbustiva. La estructura potencial de la comunidad es aquella en la que los árboles son dominantes, las especies arbustivas y herbáceas declinan y la cobertura de rocas y suelo desnudo aumenta y se torna más interconectada. Investigaciones del Desierto del Sudoeste de los EE.UU. ha demostrado que las áreas debajo de los canopeos de los árboles efectivamente almacenan agua y recursos edáficos mientras que las áreas entre canopeos (el intercanopeo) generan significativamente más escorrentía superficial y erosión. Investigamos estas relaciones y los impactos de la invasión de árboles sobre los procesos de escurrimiento superficial y erosión en dos sitios de la región entre las Rocallosas y las Sierras Madre del Oeste de los EE.UU. Se emplearon metodologías de simulación de lluvias y flujo concentrado para medir infiltración, escurrimiento superficial, y erosión de áreas de intercanopeo y canopeo a escalas de parcelas pequeñas (0.5 m2) y grandes (13 m2). La escorrentía superficial y la erosión derivada del impacto de las gotas de lluvia y flujo laminar, y los procesos de flujo concentrado fueron significativamente mayores en áreas de intercanopeo que en áreas de canopeo tanto a escala de parcelas pequeñas como grandes, y se observaron diferencias sitio-específicas de propensión a la erosión. La escorrentía superficial y la erosión estuvieron determinadas principalmente por el tipo y la cantidad de cobertura basal. La broza ofreció protección de los efectos de las gotas de lluvia, proveyó almacenamiento de agua de lluvia, mitigó los impactos de la repelencia hídrica del suelo sobre la infiltración, y contribuyó a la estabilidad de los agregados. La escorrentía superficial y la erosión aumentaron de modo exponencial (r2  =  0.75 and 0.64) en lugares donde el suelo desnudo y la cobertura de roca fueron superiores al 50%. La cantidad de sedimentos producida estuvo fuertemente correlacionada (r2  =  0.87) con la escorrentía superficial y aumentó de modo lineal en lugares donde el escurrimiento superficial superó los 20 mm h−1. Las tasas de escurrimiento superficial y erosión medidas sugieren que los canopeos de los árboles representan áreas de estabilidad hidrológica mientras que las áreas de intercanopeo son vulnerables al escurrimiento superficial y la erosión. Los resultados indican que la vulnerabilidad hidrológica de la estepa de Artemisia luego de la expansión del monte depende de la influencia potencial de la dominancia de árboles sobre el área de intercanopeo y la conectividad y el potencial erosivo de dichas áreas.