Diario de Hidrología 529

Diario de Hidrología 529 (2015) 951-961

Listas de contenidos disponibles en ScienceDirect Diario de Hidrología revista página web: www.elsevier.com/locate/jhydrol El papel de la vegetación cubre en los procesos de humectación del suelo en caso de lluvia escala en el bosque de árboles dispersos de clima mediterráneo

Javier Lozano- Parra un ⇑ , Susanne Schnabel un , Antonio Ceballos - Barbancho b aGeoenvironmental Grupo de Investigación de la Universidad de Extremadura , Avda . Universidad , 10071 Cáceres , España b Departamento de Geografía de la Universidad de Salamanca , C / Cervantes s / n , 37.002 , Salamanca, España

información del artículo La historia del artículo : Recibido 01 de septiembre 2014 Recibido en forma revisada 22 de abril 2015 Aceptado 07 de septiembre 2015 Disponible en línea 11 de septiembre 2015 Este manuscrito fue manejado por Andras Bardossy , Editor en Jefe , con el asistencia de K.P. Sudheer , Editor Asociado Palabras clave: La humedad del suelo Cubierta vegetal Bosque abierto encina Dehesa evento de lluvia Alta resolución temporal

resumen El agua del suelo es reconocido como el factor clave que controla la organización y funcionamiento de los ecosistemas de zonas secas ecosistemas. Sin embargo, a pesar de su gran importancia en los procesos de ecohidrológicos, así como en el modelado aplicaciones, la mayoría de los estudios se centran en escalas de tiempo diario o más largos, mientras que su dinámica en más corto

escalas de tiempo son muy poco conocidos. El principal objetivo de este trabajo fue determinar el papel de la vegetación cubiertas (pastizales y copas de los árboles) en la respuesta hidrológica de suelos utilizando mediciones con alta temporal Resolución de encina bosques con clima mediterráneo. Para ello, el contenido de agua en el suelo fue medida con sensores capacitivos instalados en el perfil del suelo a diferentes profundidades registran continuamente con una resolución temporal alta. Tres áreas de estudio fueron monitoreados durante dos años y medio hidrológicos. Los resultados obtenidos revelaron que cantidades de agua de lluvia que llega al suelo temporalmente pueden ser modificados por tapas de acuerdo a las propiedades de precipitación y condiciones antecedentes (de seco a húmedo) antes del episodio de lluvia. Las cantidades de lluvia que desencadenan una respuesta hidrológica del suelo positiva disminuyeron estados iniciales se convirtieron en más seco, siendo más acentuada a continuación copas de los árboles. La frecuencia de re-humectación ciclos y el antecedente estados parecen ser tan importantes o más que sea la duración o la cantidad de precipitación. Por lo tanto, el papel de la vegetación era más decisivo en condiciones ambientales secas, donde los eventos inferior a 6 mm y 2 mm no causaron respuesta hidrológica del suelo o bien por debajo copas de los árboles o pastizales, respectivamente. Esto es importante porque las condiciones iniciales eran independientes de la estacionalidad y porque más de la mitad de todos los eventos de lluvia cantidades registradas menores de 5 mm. Si los cambios en la precipitación patrones resultan en condiciones más secas, el predominio de este tipo de situaciones podría tener importantes consecuencias ecohidrológicos en ecosistemas semiáridos.

1. Introducción La precipitación es a menudo la única fuente de humedad del suelo en waterlimited ambientes , como en las zonas semiáridas del clima mediterráneo con cubierta de árboles dispersos . En estas regiones , la espacial y distribución temporal de la humedad del suelo es a la vez causa y consecuencia de la presencia de vegetación , que desempeña un papel clave porque previene la erosión y degradación del suelo , mantiene altos niveles de biodiversidad y proporciona los alimentos para el ganado ( D' Odorico y Porporato , 2006; García- Estringana et al , 2013 . ; Moreno y Pulido, 2009 ; Rodríguez- Iturbe , 2000; Schnabel et al., 2013A ) . influencias Vegetación la cantidad del agua de lluvia que llega al suelo a través de la interceptación ,

escurrimiento , escurrimiento por el fuste o bióticos factores que controlan el agua del suelo repelencia (David et al , 2006 ; . Llorens y Domingo, 2007 ; Pereira

⇑ Autor para correspondencia . Tel .: +34 610 942 579 . Las direcciones de correo electrónico : [email protected] ( J. Lozano- Parra ), [email protected] ( S. Schnabel ) , [email protected] ( A. Ceballos - Barbancho ) .

http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.09.018 0022-1694/� 2015 Elsevier B.V. All

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et al., 2009; Schnabel et al, 2013b.; Staelens et al., 2006; Wang et al., 2013). Sin embargo, el efecto de estos factores en suelo controlar humedad tradicionalmente se ha estudiado de forma separada (Doerr y Thomas, 2000; Gerrits et al, 2013;. Liang et al., 2011), mientras su influencia global sobre la humedad del suelo rara vez se ha considerado. Por ejemplo, es común que los estudios sobre la interceptación precipitaciones sólo tienen en cuenta la interceptación árbol sin tener en cuenta la capa de intercepción de arena, que puede ser tan alta o incluso mayor que la interceptación árbol (Gerrits et al., 2007). Interceptación por copas de los árboles es un proceso importante de la balance de agua cuyos resultados se expresan principalmente en mm 1 año o como un porcentaje de la precipitación bruta, y puede explicar entre 15% y el 50% de la precipitación anual, dependiendo de vegetación característica tales como la composición de especies, estructura de soporte o el clima (Gerrits et al., 2007). En hoja perenne bosque abierto de Quercus ilex se estima que el 27,8% de la precipitación anual se pierde a través de intercepción de árboles (Llorens y Domingo, 2007), aunque su variabilidad estacional es un factor importante raramente reportado

(Fathizadeh et al., 2014, 2013). Interceptación de las praderas es difícil para cuantificar porque follaje puede variar fuertemente con la densidad respecto y la altura, variable de su estructura espacialmente patched, así como ser a tiempo. En semiárido clima mediterráneo de California se estimó entre 8% y 10% de la precipitación anual, pero variando según la temporada y la cubierta vegetal (Corbett y Crouse, 1968; Swarowsky et al., 2011). Selva baja intercepción puede derivarse de hojarasca, hierba muerta, musgos, ramas o piedras. Cubierta de la litera de abajo encina puede oscilar entre el 9,4% y el 60,4% de la superficie (Schnabel et al., 2013b) y su período de descomposición puede durar hasta 3 años (Incerti et al., 2011). En el bosque de hayas de bosques intercepción baja fue de aproximadamente 34% del escurrimiento y

puede llegar a ser incluso mayor que la interceptación árbol (Gerrits et al., 2007). Sin embargo, este proceso hidrológico aún no se ha estudiado en un bosque de árboles dispersos de Q. ilex. Repelencia al agua del suelo es un fenómeno relacionados con el tipo de cubierta vegetal que es más alta a continuación marquesinas de encina que en pastizales, siendo sólo es importante bajo condiciones secas y disminuyendo gradualmente a medida que el suelo se convierte en húmedo (Doerr y Thomas, 2000;. Schnabel et al, 2013b). Aunque la incidencia espacio-temporal de la totalidad mencionada factores sobre la humedad del suelo no se consideran a menudo, las relaciones entre el suelo de humedad y vegetación cubiertas han sido bien documentado en mediterráneos bosques abiertos (Cubera y Moreno, 2007a, 2007b; Joffre y Rambal, 1988, 1993). A pesar de eso, Una desventaja es que han sido comúnmente mediciones tomada con una mayor resolución temporal de los días, omitiendo por lo tanto los procesos hidrológicos en escalas de tiempo más cortos y haciendo caso omiso los factores que pueden hacer ellos (Gerrits et al., 2013). Por lo tanto, en algunas regiones climáticas deben ser analizados tales procesos en alta resolución vez desde la naturaleza de los fenómenos es la Corto plazo. En este sentido, los avances en la tecnología han permitido el estudio de los procesos hidrológicos en tiempo de resolución muy detallada, como por ejemplo la escala evento de lluvia o más pequeño (Liang et al., 2011; Lin y Zhou, 2008; Wang et al, 2013.; Zehe et al., 2010; Zhang et al., 2010). A pesar de esto, las encuestas que tienen que ver con la escala temporal de lluvia con frecuencia están condicionados por un corto período de estudio analizado, lo que resulta en un bajo número de eventos de lluvia o la falta de descripción en la definición de los criterios, que es un factor importante debido a que su

número y propiedades pueden influir en los últimos análisis (Dunkerley, 2008). El objetivo general de este estudio es determinar el papel de vegetación cubre en la dinámica de la humedad del suelo espacio-temporales en alta resolución de tiempo, para identificar los factores que influyen, y para definir la influencia de las condiciones climáticas antecedentes en la humedad del suelo variaciones. El estudio también se justifica por el hecho de que los procesos en este momento escalas son aún poco investigados. Por lo tanto, la siguiente preguntas se plantean: ¿Cuál es el papel desempeñado por la vegetación cubre el agua en el suelo aumenta a escala evento de lluvia? ¿Cuáles son los principales factores que influyen en los procesos de humectación del suelo en

esta escala de tiempo? ¿Cómo hacen las condiciones climáticas antecedentes afectan la humedad del suelo aumenta en diferentes cubiertas vegetales? ¿Tiene una cantidad de lluvia umbral existe para producir un aumento de la humedad del suelo en función de la cobertura vegetal y el antecedente condiciones? Para responder a estas preguntas de un conjunto de sensores capacitivos que permitir la supervisión continua de agua en el suelo se instalaron en el suelo perfiles de los pastizales y debajo de copas de los árboles. Con el objetivo de registrarse todas las posibles variaciones meteorológicas las mediciones se llevaron a cabo durante dos años y medio hidrológicos en tres diferentes áreas de estudio representativos de bosque mediterráneo abierto ecosistema. 2. Áreas de estudio La investigación se llevó a cabo en la cuenca experimental Parapuños y en dos fincas de propiedad privada (Cuartos y Naranjero) en la región española de Extremadura (Fig. 1 y Tabla 1). Estas áreas de estudio fueron seleccionados porque son representativos de una sistema agrosilvopastoral llama dehesa o dehesa, que consiste en praderas con cobertura arbórea dispersa que resultan de la tala de árboles y el pastoreo de ganado. Estos ecosistemas semi-naturales ocupan amplias zonas en la parte suroeste de la Península Ibérica Fi

Mesa 1 Propiedades de las áreas de estudio. Cuartos Parapuños Naranjero Superficie (ha) 1,23 99,5 1,11 Altitud media (m snm) 349 396 531 Pendiente () 1,4 4,4 4,4 Aspecto E-NE-SO S E-SE Precipitación media anual (mm) 594 518 631 Evapotranspiración potencial anual (mm) 1179 1129 1132 Temperatura media anual de (C) 15,9 16,0 15,3 Significa mínimo mensual la temperatura (C) 3,1 3,2 3,6 Máxima media mensual la temperatura (C) 33,9 34,2 32,0 La aridez Index (AI) subhúmedo seco Subhúmedo seco Semiárido

Densidad de árboles (árboles ha 1 ) 18,8 34,5 68,5 Cubierta de copas (%) 13,5 16,0 37,9 DAP (cm) un 69,6 ± 23,7 38,1 ± 4,5 43,2 ± 15,3 Ancho de Canopy (m) 8,8 ± 2,1 8,1 ± 1,5 8,4 ± 2,1 Bare superficie del suelo por debajo de la cubierta forestal y praderas (%) b 7,9-16,8 12,2-15,7 0,5-6,8 PET = evapotranspiración potencial anual, calculado cada 10 días con Turc Método (1961) para todo período estudiado; AI = índice de aridez (PNUMA, 1992). DAP = diámetro del tronco a la altura del pecho (1,3 m de altura). una media ± SD (n = 8 en Cuartos; Parapuños = 12; Naranjero = 33). b = se obtuvo mediante transectos de vegetación siguientes Schnabel et al. (2013b). F

y también se encuentran en otros países mediterráneos. Su climática condiciones son típicas de los pastizales españoles, que comprende semiárido secar condiciones subhúmedas. Las áreas de estudio se encuentran en las superficies de erosión viejos formados por esquistos y grauvaca de edad precámbrica. El paisaje es suavemente ondulante. Los suelos son poco profundas con un espesor por lo general menos de 50 cm (Schnabel et al., 2013A), tienen limosa de texturas arenosas y son pobres en materia orgánica (con valores por debajo del 3% en el horizonte A). Se clasifican como Cambisoles y Leptosoles (FAO, 2006). Orgánico contenido de materia es más alta por debajo de la cubierta forestal en zonas abiertas, pero diferencias sólo son significativas en los superiores a 5 cm (PulidoFernández et al., 2013). Roots se concentran en la parte superior 10 cm capa de suelo que explica la porosidad más alta en comparación a las capas más profundas. La densidad aparente es alta, con un valor medio de 1.45 g cm 3 . Capacidad de campo de los suelos es de aproximadamente 0,3 m 3 m 3, mientras que el punto de marchitez es de aproximadamente 0,15 m3 m3 o valores aún más bajos. El clima es mediterráneo con influencias oceánicas y continentales y la precipitación cae en forma de lluvia casi exclusivamente, variando con fuerza, tanto estacional e inter-anual. Las precipitaciones en el estudio zonas varía con valores medios anuales de 518 mm de Parapuños, 631 mm en Naranjero, y 594 mm en Cuartos (Tabla 1). La precipitación régimen por lo general se caracteriza por tanto, frontal de larga duración eventos de lluvia (generalmente desde mediados de otoño hasta mediados de la primavera), y

tormentas de corta duración convectivas (principalmente desde finales de primavera hasta principios de otoño). Las temperaturas medias anuales son alrededor de 16 C, con una promedio mínimo de 3.1 C en enero y una máxima media de 34,2 C en julio. La evapotranspiración potencial casi duplica la precipitación, resultando en semiárido se seque climas subhúmedos. Vegetación se pueden clasificar en tres capas: árboles, arbustos y hierbas y herbáceas, que aparecerá en diferentes combinaciones y con diferentes densidades (Tabla 1). Sin embargo, la capa de arbusto es con frecuencia eliminado para facilitar el pastoreo. La especie arbórea dominante es la encina encina (Q. ilex), siendo el alcornoque (Quercus suber) menos frecuente. El área foliar índice en Q. ilex puede oscilar entre 2,6 y 6,0 m2 m 2 , dependiente en el crecimiento fenológica del árbol (Damesin et al., 1998). los estrato herbáceo está compuesto principalmente por gramíneas anuales, tales como Lolium sp., Bromus sp. y Trifolium sp. Las gramíneas y herbáceas tienen su producción máxima en primavera y un máximo secundario en otoño. Durante el invierno, la producción es baja, siendo el verano una periodo no vegetativo. 3

Metodología 3.1 . Recopilación de datos El período de estudio duró desde abril de 2010 hasta septiembre de 2012. El año hidrológico comienza el 1 de septiembre. Humedad del Suelo (SM ) contenido se midió con sondas de tipo capacitancia ( Decagon Devices, Inc. , modelo EC- 5 ) que registró continuamente la contenido volumétrico de agua ( m3 m 3 ) Con una resolución temporal de 30 minutos. Este ajuste de tiempo puede considerarse suficiente para la supervisión los procesos hidrológicos estudiados con gran precisión , ya que la naturaleza de estos fenómenos es con frecuencia el corto plazo.

Fig. 2. Ejemplos de Estaciones de humedad del suelo ( SMS) . A) SMS con humedad Sensores ( MS) y del sensor de temperatura ( TS ) . B ) SMS en el espacio abierto ; C) por debajo de árbol SMS pabellón.

Los sensores fueron instalados en cuatro profundidades diferentes, 5, 10, 15 cm y

un solo una profundidad mayor en función del espesor del suelo (figura 2A). La selección de las profundidades del sensor se justifica porque los suelos son en general muy poco profunda y la mayoría de las raíces se concentran en el suelo superior capa (Moreno et al., 2005; Pulido-Fernández et al, 2013;. Schenk y Jackson, 2002). Para ello se abrió un hoyo y los sensores eran instalado horizontalmente en la dirección de máxima pendiente del terreno, de una manera paso a paso, y con su borde de una manera perpendicular con respecto al suelo (Martínez-Fernández y CeballosBarbancho, 2.003; Martínez-Fernández y Ceballos-Barbancho, 2,005), tal como se muestra en la Fig. 2A. Esto se justifica porque el agua se evita la acumulación en la superficie del sensor, el flujo vertical de agua a cada sensor no está influenciada por un sensor situado en una parte superior posición, y se toman los valores de cada capa de suelo en lugar de registrarse valores medios de la profundidad del perfil. Durante la instalación, el suelo También se tomaron muestras de cada profundidad para el análisis. Por último, la pit fue cuidadosamente rellenado y cerró de nuevo (Fig. 2A). Como la precisión del sensor se informa a ser de ± 3-4%, una calibración específica en el laboratorio se llevó a cabo siguiendo el método de Cobos y Cámaras (2.010), la mejora de la exactitud de ± 1-2% (r 2 = 0,98; p = 0,000). Los sensores se reunieron en las estaciones de la humedad del suelo (SMS) en dos, contrastantes situaciones en cada granja: espacios abiertos (pastizales) y a continuación copas de los árboles (Árbol) (Fig. 2B y C) tanto teniendo en cuenta varios vegetación cubre de una manera integrada. Cubierta de pastizales incluye plantas herbáceas anuales, hojarasca y musgo, mientras Árbol cubierta incluye la antigua, sino también la cubierta de copas. Cuidado especial fue tomada para ponerlos en ladera media o el pie de la pendiente y siempre evitando rellenos sedimentarios de fondo de los valles. Además, en el caso de SMS bajo dosel de los árboles, que se coloca en el centro entre el tronco del árbol y de la frontera de la copa, con un orientación suroeste. Se instalaron un total de ocho SMS y distribuido entre las tres áreas de estudio, como se muestra en la Tabla 2. Con el fin de presentar las mediciones más contrastantes, análisis se llevaron a cabo utilizando sólo dos sensores en cada SMS, la

superior (5 cm) que es la más afectada por factores externos, y el más bajo. Aunque las mediciones de humedad del suelo tienen alta resolución temporal, se puede argumentar que la resolución espacial es baja porque no hay mediciones repetidas se llevaron a cabo, es decir, había muy pocos sensores disponibles para representar a las diferentes situaciones en cada granja. Por lo tanto las medidas adicionales tomadas

manualmente con un equipo de reflectómetro de dominio temporal se llevaron a con el objetivo de mejorar la resolución espacial y para validar las mediciones del sensor. Los resultados demostraron que el sensor mediciones fueron significativamente similares a las tomadas con el equipos manuales en varios puntos alrededor del SMS (datos no presentes Aquí). Las precipitaciones se midió con calibres de tipo cubeta basculante (del HOBO Registro de datos de medición de lluvia, modelo RG3) que ha registrado en un 0,2 mm de resolución y a intervalos de 5 min. En cada área de estudio, un dispositivo fue colocado cerca (<1 km) para los SMS, a 1,5 m por encima de nivel del suelo y en un área abierta. Se determinaron las propiedades del suelo para cada profundidad sensor y se presentan en la Tabla 3. La porosidad total se calculó utilizando los valores de densidad a granel, que se determinaron utilizando muestras no alteradas de volumen conocido (100 cm3 ) Y tres replica. Materia orgánica del suelo se determinó por el Walkley y Negro (1934) método y distribución del tamaño de grano siguiente USDA (2004). 3.2. Procesamiento de datos y análisis estadístico Eventos de lluvia se definieron a partir del Mínimo Interprofesional evento Tiempo (MIT), es decir, el tiempo que ha transcurrido sin precipitación entre dos eventos consecutivos. En la literatura de este rango de valores entre 3 y 24 h, sin embargo los valores más aceptados son en el orden de 06.08 h (Dunkerley, 2008). En este estudio el criterio de separación utilizado fue 6 h sin cantidades de lluvia mayor que 0,2 mm (Fig. 3). Es justificado porque eventos de lluvia con lagunas de más de 6 h son frecuentes y debido a 0,2 mm son con frecuencia ocurre registros aislados que no producen ninguna humedad del suelo cambiar. Con el fin de definir los factores que influyen en los procesos de humectación del suelo a escala de evento en cada área de estudio, propiedades de evento precipitaciones se definieron las condiciones antecedentes previos a la lluvia evento, y los valores de humedad del suelo asociados con eventos de lluvia (Tabla 4), como se ilustra en la Fig. 3. Como se muestra por otros autores, los cambios de humedad del suelo son fuertemente influenciado por condiciones antecedentes (Gómez-Plaza et al (2001). o Lin y Zhou (2008)). Por esta razón, cuatro antecedente diferente las condiciones de humedad del suelo o estados fueron definidos y calculados por

Tabla 2 Suelo Estaciones de humedad (SMS) con la ubicación y los símbolos que se utilizan para identificarlos. La cubierta vegetal Granja SMS Símbolo Cuartos ( C ) Pastos ( G) 1 CG1

Árbol (T ) 1 CT1 Parapuños ( P ) Pastos ( G) 3 , 4 PG3 , PG4 Árbol (T ) 2 PT2 Naranjero (N ) Pastos ( G) 1 , 2 NG1 , NG2 Árbol (T ) 1 NT1

Tabla 3 Las propiedades del suelo en cada estación de Humedad del Suelo (SMS ) . Profundidad SMS (cm ) Arcilla (% ) Limo (% ) Arena (% ) Materia orgánica (% ) La porosidad (%) CG1 2,5-7,5 9,3 49,6 41,2 2,29 44,4 27,5 a 32,5 14,1 50,0 35,9 39,0 1,30 CT1 2,5-7,5 8,5 55,1 36,4 1,86 41,9 27,5 a 32,5 13,9 54,9 31,2 42,9 0,20 PG3 2,5-7,5 7,0 50,2 42,8 4,00 52,8 27,5 a 32,5 13,1 59,2 27,7 39,1 1,00 PG4 2,5-7,5 4,8 38,9 56,3 1,37 35,3 27,5 a 32,5 15,1 39,0 45,9 35,1 0,41 PT2 2,5-7,5 4,2 37,5 58,3 6,30 55,6 12,5 a 17,5 8,3 57,3 34,5 41,5 1,20 NG1 2,5-7,5 7,1 54,1 38,9 2,43 47,1 12,5 a 17,5 5,3 49,0 45,7 40,7 5,00 NG2 2,5-7,5 6,2 48,4 45,4 2,58 48,7 22,5 a 27,5 10,3 47,9 41,8 40,0 0,83 NT 2,5-7,5 4,3 43,3 52,5 4,20 59,1 17,5 a 22,5 8,4 47,4 44,2 45,2 1,52

Fig. 3. Metodología utilizada para definir los valores de humedad del suelo para cada evento de lluvia y para determinar los estados de humedad del suelo . Número 1 alude a las propiedades rainfallevent . SD = desviación estándar. hinit y hfin = inicial y final de humedad del suelo , respectivamente. MD y MW = estados secos y húmedos intermedios , respectivamente.

Tabla 4 Propiedades de eventos de lluvia , condiciones antecedentes previos al evento de lluvia , y los valores de humedad del suelo asociados a la lluvia acontecimientos , símbolos y unidades de medida . Símbolo Descripción Unidad Duración Evento duración h Las precipitaciones cantidad de lluvia mm Max- 5 ; 10 ; 30 ; 60 Máximo acumulado de lluvias en 5 ; 10 ; 30

y 60 min , respectivamente mm TLE , TPE Tiempo transcurrido desde la última y penúltima evento de lluvia , respectivamente marido AP Acumulado precipitación antecedente de 1 ª Sept mm 24h AP ; 48h precipitación antecedente en últimos 24 y 48 h , respectivamente mm AP 5 ; 15; 30 ; 45 precipitación antecedente en últimos 5, 15 , 30 y 45 días , respectivamente, mm PET 10 ; 30 Acumulado evapotranspiración potencial en últimos 10 y 30 días , respectivamente. PET fue método calculado por Turc (1961 ) mm hinit humedad inicial del suelo justo antes de iniciar el evento m3 m3 hfinal humedad del suelo final justo después de terminar la evento m3 m3 Diferencia entre el suelo Dh final y inicial humedad; h variación m3 m3

dos métodos diferentes, el método cuartiles y la media plusless método de la desviación estándar. Los dos métodos ensayados mostraron resultados muy similares, por lo tanto, este último fue finalmente seleccionados. Esta enfoque se aplicó en cada SMS. Fig. 3 ilustra la metodología utiliza, y en la Tabla 5 resume la Humedad del Suelo correspondiente Valores (SM). Los siguientes estados de humedad del suelo se definieron: Seco = SM <media 1 desviación estándar. (Se produce el estado seco cuando el contenido de humedad del suelo registrada por un sensor dado es inferior a la media de humedad del suelo calculado para perfil del suelo menos su desviación estándar.) Wet = SM> promedio + 1 desviación estándar. (Se produce el estado húmedo cuando el contenido de humedad del suelo registrada por un sensor dado es mayor que el promedio de humedad del suelo calculado para perfil del suelo más su desviación estándar.) MD (Intermedio seco) = SM entre la media y seco. (Intermedio Estado seco se produce cuando el contenido de humedad del suelo registrado por un sensor dado es la media entre la humedad del suelo calculado

para perfil de suelo y el estado seco).

Tabla 5 Los valores de los estados de humedad del suelo y los valores medios de la humedad (m3 m 3 ) En cada uno de Suelos Estación de humedad ( SMS). MD y MW = estados secos y mojados y Medio Medio, respectivamente. SMS Dry MD Promedio MW Wet CG1 60.171 0,172-0,273 0,274 ,275-,376 P0.377 CT 60.186 0,187-0,276 0,277 0,278-0,368 P0.369 PG3 60,177 0,178 a 0,283 0,284 0,285 a 0,391 P0.392 PG4 60.153 0,154-0,234 0,235 0,236 hasta 0,316 P0.317 PT2 60,165 0,166 a 0,267 0,268 0,269 a 0,370 P0.371 NG1 60,195 0,196 a 0,292 0,293 0,294-0,389 P0.390 NG2 60.158 0,159-0,243 0,244 0,245 a 0,328 P0.329 NT 60,093 0,094 a 0,175 0,176 0,177 a 0,257 P0.258

MW (Intermedio Wet) = SM entre el promedio y Wet. (Intermedio Estado húmedo se produce cuando el contenido de humedad del suelo registrado por un sensor dado es la media entre la humedad del suelo calculado El perfil del suelo y el estado húmedo). Por último, las variaciones de humedad del suelo a escala de evento de lluvia en la parte superior del suelo capa y la profundidad más profunda se analizaron como sigue: Dh ¼ hfin hinit donde Dh es la variación de humedad del suelo a escala de evento de lluvia, hfin y hinit son la humedad del suelo final y inicial registrada por un sensor en el final y el comienzo de la evento de lluvia, respectivamente. Con el fin de tener en cuenta los errores de precisión del sensor, solamente la humedad del suelo variaciones en exceso de 0.003 m3 m 3 (0.3%) fueron considerados para análisis. En la literatura valores similares se atribuyen al sensor de ruido, por ejemplo Lin y Zhou (2008), que utiliza 0.002 m3 m3 . El final base de datos incluye 989 eventos con más de 100 eventos para cada SMS, registrado entre el 1/4/2010 y 31/8/2012. Una vez que los estados de humedad del suelo fueron definidos para cada SMS, una estadística El análisis se llevó a cabo con el fin de establecer el antecedente condiciones para la aparición de un estado de humedad del suelo en particular. Dos grupos de variables que influyen en la humedad del suelo se incrementa eran

usado, los relacionados con las precipitaciones eventos y los relacionados con el antecedente condiciones. Su papel en el aumento del SM fue explorada estadísticamente, tanto individualmente como en forma combinada. Por último, la Se utilizó la prueba estadística no paramétrica de Mann-Whitney para determinar si las diferencias significativas en las variaciones de humedad del suelo fueron encontrado entre cubiertas de vegetación

4. Resultados y discusión 4.1. Características de la precipitación durante el período de estudio Como era de esperar de clima mediterráneo, anual y estacional distribución de la lluvia era bastante irregular entre los tres hidrológico años, tales como se ilustra en la Fig. 4. Durante los dos primeros años las cantidades de lluvia fueron superiores a los valores medios, sobre todo en Parapuños, mientras que el tercer año hidrológico se puede considerar como muy seca debido a la precipitación constituye sólo alrededor del 50% de los valores medios anuales. Los veranos son muy secos llegando a más de 120 días sin lluvia. Precipitaciones muy escasas en verano constituye la característica más regular de lo contrario muy variables de la región precipitaciones, un hecho también reportado por Joffre y Rambal (1993). Durante las estaciones lluviosas (otoño, invierno y primavera) de precipitaciones era irregular, por ejemplo en invierno 2011-12 menos de 24 mm se registraron en las áreas de estudio, lo que contrasta con la 2009-10 fueron invierno fue excepcionalmente lluvioso. No obstante, la temporada distribución de las precipitaciones de las granjas de estudio fue similar (Fig. 4). Un total de 404 eventos de lluvia estaban disponibles para la completa período de estudio, distribuida en las granjas de la siguiente manera: Cuartos 126, Parapuños 147 y naranjero propiedades de evento 131. Las precipitaciones son se muestra en la Tabla 6, mientras que algunos de ellos se muestran en la Fig. 5. 80% de días lluviosos producido 40% de la precipitación (Fig. 5A) y la

Fig. 4. Precipitación ( mm ) por cada año hidrológico y en las diferentes granjas ( parte superior derecha ) y precipitaciones estacionales durante el período de estudio (Au = Otoño, Wi = Invierno, Sp = primavera , Su = verano) . porcentaje de días con eventos de lluvia inferiores a 10 mm fue cerca de 75% (Fig. 5B). La precipitación máxima evento fue registrado en Cuartos con 73,3 mm, mientras que 53,6 y 50,0 mm fueron la máxima registros en Parapuños y Naranjero, respectivamente. La mitad de la eventos de precipitación registraron menos de 5 mm y sólo el 25% recibieron más de 10 mm en el caso de Naranjero y Parapuños, y más de 14,0 mm en el caso de los Cuartos (Fig. 5C). La mayoría de los eventos intensidades bajas registradas, como por ejemplo los importes máximos

en 60 minutos, que se encontraban en el 75% de los casos inferior a 4.1 mm (Naranjero) a 5,6 mm (Cuartos) (Fig. 5D). La mitad de los eventos duró menos de 6 h, mientras que sólo el 25% tenían duraciones que excedieron de 9.5 h en el caso de Naranjero a 14 h en Cuartos. El tiempo transcurrido desde el último evento de lluvia fue en el 50% de los casos superior a un solo días (Tabla 6). En resumen, la mayoría de los eventos de precipitación fueron de corta duración, por lo general con cantidades bajas y bajas intensidades. Estas características son importantes porque determinarán el longitud de lagunas secas y los ciclos de re-humectación de cubiertas de vegetación. De este modo, las precipitaciones de alta intensidad y corta duración puede producir bajo la interceptación, pero de alta escorrentía, mientras que las precipitaciones continuo con

Tabla 6 Cuartiles de las propiedades de eventos y condiciones antecedentes para cada área de estudio ; Cuartos (C), Parapuños (P), Naranjero (N). Abreviaturas y unidades se explican en la Tabla 4 . 25 % 50 % 75 % C P P NC NC P N Duración 2,5 1,5 2,0 6,0 5,0 4,8 14,0 10,5 9,5 Precipitaciones 1,3 1,3 1,3 5,1 4,1 3,6 14,0 10,0 10,9 Max5 0,3 0,2 0,3 0,8 0,6 0,5 1,5 1,5 1,0 Max10 0,5 0,4 0,5 1,0 0,9 0,8 2,3 2,3 1,8 Max30 0,8 0,6 0,8 1,8 1,7 1,5 3,8 3,8 3,0 Max60 1,0 0,9 0,8 2,3 2,1 2,3 5,6 4,9 4,1 TLE 10,0 10,5 29,5 10,0 26,0 34,2 146,0 137,0 110,5 TPE 33,5 56,0 140,5 38,5 119,5 110,5 369,5 327,0 304,5 AP 128,8 170,2 378,0 213,1 284,9 283,3 668,6 540,6 493,8 AP24h 0,0 0,0 0,3 0,0 0,2 0,3 5,3 4,1 4,3 AP48h 0,0 0,0 2,3 0,0 1,5 0,9 13,2 10,5 8,1 AP5 0,2 0,8 11,2 0,3 7,9 6,7 24,6 18,4 22,4 AP15 8,8 7,9 24,1 4,6 22,6 32,5 66,3 46,8 53,3 AP30 21,1 30,7 68,6 29,2 47,2 59,4 102,1 78,8 88,4 AP45 37,0 46,2 99,6 55,2 65,4 81,7 145,5 105,3 125,0

Fig. 5. distribución de frecuencia relativa acumulada de las tres áreas de estudio durante el periodo de monitoreo : A) acumulada precipitación relativa en función de los días de lluvia , calculada por el método de Martín- Vide ( 1989 ) ; B ) precipitación diaria de acuerdo a los días acumulativos con precipitación ; C ) cantidades de eventos de lluvia , D) precipitación máxima de 60 min .

baja intensidad puede mostrar tanto alta intercepción y tasa de infiltración (Cerdá et al., 1998; Crokford y Richardson, 2000). 4.2. Variaciones de humedad del suelo Temporal Variaciones de humedad del suelo a escala diaria mostraron una clara dependencia de factores tales como la precipitación y la evapotranspiración demanda (Fig. 6). Esto usualmente resulta en cuatro períodos: (i) un humectante período caracterizado por SM aumenta durante los meses de otoño, a pesar de ser más o menos pronunciado debido a la variabilidad de las precipitaciones; (ii) un período húmedo en general, coincidiendo con los meses de invierno durante que el contenido de agua del suelo varía generalmente entre la capacidad de campo y la saturación; (iii) un período de secado durante el cual el la demanda de evapotranspiración provoca una disminución de SM; y (iv) el período seco que se caracteriza por la baja humedad del suelo alcanzando su mínimo al final del verano debido a la falta de precipitación y una alta demanda evaporativa. No se observaron diferencias notables de la dinámica de la humedad del suelo en diferentes años. Durante el año más húmedo 2010-11, el promedio anual Valor SM fue mayor para todas las áreas de estudio, y la dinámica de humedad del suelo entre árboles y pastizales fueron similares registrarse sólo pequeñas divergencias (Fig. 6A). En Cuartos las diferencias entre la media valores de ambas cubiertas de vegetación no fueron significativas (p = 0,163), como se así como entre PT2 y PG3 (p = 0,762). Sin embargo, diferencias significativas se observaron entre PT2 y PG4 (p = 0,000) y entre todos los SMS de Naranjero (p = 0,000). Durante el año seco 2011-12 el valor de la humedad del suelo promedio anual fue inferior en el año húmedo, y las diferencias de SM entre las tapas eran más pronunciada, alcanzando diferencias máximas durante los períodos sin precipitaciones (Fig. 6B). Para este año, la media de los valores de humedad del suelo entre la vegetación cubiertas fueron significativamente diferentes en todos los casos. Aunque los períodos más húmedos tienden a homogeneizar SM, un patrón claro a favor o en detrimento del contenido de agua en el suelo entre la vegetación

Fig. 6. Las variaciones anuales de humedad del suelo a escala diaria en pastizales ( CG1 ) y por debajo de cubierta de árboles ( TC) en Cuartos , acumula precipitaciones y PET para el año hidrológico 2010-11, A) ; y 2011-12, B). Los valores de humedad del suelo representan la humedad promedio

del perfil del suelo , mientras que el PET se estimó por 10 intervalos por día Turc ( 1961 ) método.

cubiertas no podían ser detectados desde varias situaciones bajo similares se observaron las condiciones climáticas . Algunos autores han planteado la hipótesis que el contenido de humedad del suelo puede variar dependiendo de la vegetación cubre . Moreno ( 2008 ) sugiere que la hipótesis de una mejora estado hídrico del suelo por debajo de los árboles no podría celebrarse en dehesas más secos ( precipitación anual de alrededor de 500 mm o inferior) porque intercepción y la transpiración puede pesar más que el efecto positivo de árboles en de capacidad, resultando en una disminución con el aumento de retención de agua aridez. Además, Gea -Izquierdo et al. ( 2009 ) afirman que las diferencias en SM contenido entre cubiertas de vegetación puede reducirse durante algunos períodos del año , y por lo tanto un comportamiento en general asociada a la vegetación no existe.

4.3. Factores que regulan los aumentos de humedad del suelo Para determinar los factores que influyen en los aumentos de humedad del suelo en escala evento de lluvia, se realizó un análisis de correlación no paramétrico entre las variaciones positivas de SM en la más alta y más profundas capas de suelo y las variables relacionadas con las precipitaciones eventos y condiciones antecedentes. Los resultados, presentados en la Tabla 7, espectáculo que todas las variables explican significativamente los aumentos SM a los 5 cm, que presentan propiedades lluvia y el suelo de humedad inicial del más fuerte correlación estadística. A mayor profundidad únicas variables asociadas con lluvias mostraron coeficientes de correlación significativos y altos, mientras que las variables relacionadas con las condiciones antecedentes no ofrecían correlación estadística. Los bajos valores obtenidos para las variables que se espera que juegue un papel más importante, como PET o antecedente precipitación, puede explicarse por tener una influencia más fuerte en otra escala de tiempo (Crokford y Richardson, 2000), es decir, que no influyen directamente en las variaciones de humedad durante las lluvias eventos. Sin embargo, la manera cómo estos factores influyen en aumentos SM pueden variar temporalmente dependiendo de las condiciones de humedad del suelo antecedentes.

Por lo tanto un análisis estadístico se llevó a cabo con el fin de establecer las condiciones previas de los diferentes estados de SM. Los resultados se presentan en la Tabla 8 que muestra la mediana y la norma desviación de las variables que definen las condiciones antecedentes. La combinación de variables en un momento dado resultados en diferentes estados. Por ejemplo, un (MD) Medium Dry situación se produce cuando, Por un lado, el valor de la mediana para la evapotranspiración potencial durante los últimos 30 días (pET30) es de aproximadamente 95 mm, mientras que su desviación estándar oscila entre ± 32,6 mm, y por el otro lado, el valor de la mediana para la precipitación antecedente en los últimos 30 días (AP30) es de aproximadamente 43 mm y su desviación estándar oscila entre ± 23 mm. Para los casos en Seco que se produzca, una cantidad de lluvia de al menos el doble de la PET era necesario durante los 30 días antes del evento. En contraste, durante el estado seco PET fue de aproximadamente diez veces

Tabla 7 Spearman rango coeficientes de correlación entre las propiedades de evento de lluvia , antecedente condiciones y humedad suelo aumenta en 5 cm y en mayor profundidad . 5 cm más profundos Duración 0.33 * 0.40 * Precipitaciones 0.67 * 0.60 * Max5 0.50 * 0.42 * Max60 0.59 * 0.51 * TLE 0.18 * 0.08 TPE 0.22 * 0.03 AP48h 0.20 * 0.04 AP5 0,25 * 0,04 AP15 0.18 * 0.05 AP30 0.23 * 0.01 PET10 0.23 * 0.01 PET30 0.26 * 0.00 hinit a 5 cm 0.41 * 0.02 hinit en la profundidad 0.20 * 0.02 * P < 0,001 ; n = 596 .

Tabla 8 La mediana ± desviación estándar de las variables que caracterizan las condiciones antecedentes de los estados de humedad del suelo calculados para el conjunto de datos completo. MD seco MW Wet

TLE ( h ) 186,7 ± 529,6 48,2 162,3 ± 33,4 ± 141,7 14,8 ± 73,1 TPE ( h ) 434,7 ± 624,7 186,6 ± 251,1 100,8 206,2 ± 53,1 ± 123,2 AP24h (mm ) 0,0 ± 1,2 0,1 ± 4,5 0,3 ± 7,6 2,7 ± 8,8 AP48h (mm ) 0,0 ± 1,5 0,6 ± 6,5 1,8 ± 7,7 11,8 ± 15,8 AP5 (mm ) 0,1 ± 1,9 5,1 ± 9,7 11,2 ± 16,1 19,6 ± 24,0 AP15 (mm ) 3,8 ± 5,7 24,1 ± 13,1 33,6 ± 30,1 53,6 ± 37,1 AP30 (mm ) 10,2 ± 18,6 42,9 ± 23,0 64,8 ± 39,1 84,6 ± 53,8 PET10 (mm ) 33,5 ± 12,0 30,5 ± 13,4 20,5 ± 11,5 15,5 ± 9,4 PET30 (mm ) 111,6 ± 35,8 94,7 ± 32,6 68,4 ± 31,3 44,8 ± 25,9 MD y MW = estados secas y húmedas medianas , respectivamente.

más alta que la precipitación antecedente en los 30 días anteriores al evento. Del mismo modo, la aparición de un estado particular era independiente de temporada. Por ejemplo, durante el invierno y la primavera de 2011-2012 un período seco de 99 días se produjo en Parapuños, con sólo 7,1 mm de lluvia y un PET superior a 208 mm. Esta situación podría parcialmente explicar el contenido de agua del suelo más bajos registrados este año, cerca o en un estado seco (Fig. 6B). Se observaron situaciones similares en las otras áreas de estudio durante el mismo período, donde la humedad del suelo contenidos estaban en seco en Naranjero y cerca de Seca en Cuartos. Debido a que los factores individuales que controlan aumenta SM interactúan entre ellos y varían con el tiempo, una regresión de mínimos cuadrados no lineal El análisis se realizó con el fin de considerar su combinado influencia en SM aumenta en 5 cm de profundidad en ambas cubiertas de vegetación y en dos estados contrastados (secos y húmedos). El análisis estadístico demostrado que entre el 42% y el 72% de la varianza de los aumentos en CC a escala evento de lluvia puede explicarse por sólo tres variables (Tabla 9). Como era de esperar, la cantidad de lluvia y la humedad inicial del suelo condiciones fueron las variables más importantes para ambos en seco y los estados en Seco. Sin embargo, el papel de precipitación fue más pronunciado bajo el estado seco, en tanto, pastizales y en el árbol, explicando 58% y el 72% de la varianza, respectivamente. Durante la tercera Dry variable explicativa se intensidad de la lluvia, representada por max60 en el árbol y por Max5 en pastizales (Cuadro 9). Esto podría enfatizar la necesidad de grandes cantidades de lluvia en poco tiempo para superar la cubiertas secas y producen una respuesta hidrológica del suelo. Bajo Wet condiciones, las terceras variables fueron PET30 y TLE, contribuyendo para explicar el 59% y el 42% de la varianza en el árbol y en el Prado, respectivamente. En este estado la precipitación antecedente es alto y evapotranspiración potencial es baja, tal como se destaca en la Tabla 8. Estos factores pueden influir mediante el control del tiempo de secado de cov

Tabla 9 Los resultados de la regresión no lineal de mínimos cuadrados en las variaciones de humedad del suelo a 5 cm diferentes cubierta vegetal y la humedad del suelo estados. n = tamaño de la muestra . Dependiente las variables Modelo r 2 Estimación de nivel de p Árbol - Seco (n = 18 ) D5 = a / Rainfallb / hinit c / Max60d 0,72 0,007 0,196 una b 0,954 0,013 c 0,204 0,466 d 0,246 0,541 Árbol - Wet (n = 89 ) D5 = a / Rainfallb / hinit c / PET30d 0,59 0,000 0,237 una b 0,667 0,000 c 2,491 0,000 d 0,383 0,005 Pradera - En seco (n = 59 ) D5 = a / Rainfallb / hinit c / Max5d 0.58 a 0.017 0.024 b 0,443 0,000 c 0,309 0,006 d 0,221 0,007 Pradera - Mojado (n = 128 ) D5 = a / Rainfallb / hinit c / tled 0.42 al 0.000 0.127 b 0,325 0,000 c 3,127 0,000 d 0,107 0,008

ERS e, indirectamente, mediante la determinación del espacio de los poros disponibles que permite a la variabilidad del agua del suelo a escala de la tormenta (Famiglietti et al., 1998; Lin et al., 2006). 4.4. El papel de la cubierta vegetal en la humedad del suelo aumenta al precipitaciones

escala evento 4.4.1. Dinámica humectantes espaciales y temporales de la capa superior del suelo Se analizaron un total de 989 eventos, de los cuales sólo el 60,3% producido los aumentos de agua del suelo en la capa superior del suelo. En vista de SMS de forma individual, el porcentaje de eventos con un suelo positivo respuesta hidrológica fue siempre mayor que los que no tienen la respuesta (Fig. 7), excepto para PT2 donde sólo 43% de los eventos registrados cambios en SM. Por la cubierta vegetal, los sensores situados por debajo copas de los árboles siempre registró menor porcentaje de incremento que los situados en los espacios abiertos de su área de estudio correspondiente. Esto apunta a la función de intercepción de lluvia y soportes resultados obtenidos por otros estudios, que afirman que las áreas por debajo del árbol marquesinas reciben menos agua que los espacios abiertos (David et al., 2006; Mateos-Rodríguez y Schnabel, 2002)

Con el fin de facilitar la interpretación de los resultados, todos los eventos con una respuesta hidrológica del suelo positiva se reunieron en dos grupos de acuerdo a condiciones antecedentes : húmeda ( MW y húmedo ) y situaciones más secas (MD y seco). Así, el 73,1 % de los eventos ocurrió en húmedo, mientras que sólo el 26,9 % de la humedad del suelo aumenta tuvo lugar en condiciones más secas. Dentro del primer grupo , 65,8 % se produjo en Prado y el 34,2 % en el árbol, mientras que para el segundo el 76,9 % eran en pastizales y 23,1 % en el árbol . Esto indica que el efecto de la vegetación portada fue más claramente representado bajo más seco que en húmedo condiciones (Fig. 7 ) . Por otro lado , las variaciones en mayor profundidad se observaron en el 32,4 % de los 989 eventos , de los cuales se produjo el 25,5 % en condiciones más secas . Bajo condiciones húmedas era difícil determinar si un aumento fue producido por una tormenta o también mediante eventos anteriores , porque con frecuencia eventos no pudieron ser separados de las anteriores está hidrológicamente conectados.

4.4.2 . Umbrales de precipitación de la humedad del suelo aumenta Fig. 8 muestra aumentos de SM en la capa superior del suelo en función de la la precipitación y antecedentes estados de humedad del suelo para ambos pastizales ( A) y el árbol (B ) . Durante secos y MD únicas condiciones iniciales eventos de lluvia de más de 6 mm provocaron aumentos SM siguientes Pabellón de árbol , mientras que en pastizales solamente una cantidad de 2 mm fue necesario ( Fig. 8A y B). Del mismo modo, la media SM aumentar bajo Seco y MD fue ligeramente mayor en pastizales ( 0,100 m3 m3 ) que

Arbol ( 0,088 m3 m3 ) . Es importante tener en cuenta que, debido al más

Fig. 7. Proporción de eventos que producen humedad suelo aumenta en 5 cm de cada Humedad del Suelo Station ( SMS) y bajo diferentes estados iniciales de humedad del suelo . los tabla presenta el número total de eventos y los porcentajes correspondientes que incrementos producidos . MD y MW = estados secas y húmedas medianas , respectivamente.

Fig. 8. Diagrama de dispersión entre la precipitación y la humedad del suelo aumenta a 5 cm de profundidad y bajo diferentes estados de humedad del suelo iniciales , en las praderas A) y por debajo de la cubierta de árboles B ) parcelas .Smaller en la parte superior izquierda representan todos los eventos de lluvia , mientras que las parcelas más grandes son limitado a eventos de precipitación < 15 mm

de la mitad de todos los eventos de precipitación registrado menos de 5 mm de lluvia, un gran número de eventos no causó incrementos de agua del suelo por debajo cubierta de árboles bajo estados iniciales secos y MD. En condiciones húmedas y MW muy pequeñas tormentas de lluvia (<3 mm) eran propensos a desencadenar agua aumenta de suelo en ambas cubiertas de vegetación (Fig. 8). Sin embargo, el promedio aumenta SM fueron siempre inferiores a 0,2 m3 m3 , Mientras que las condiciones más secas pueden registrar mayores variaciones. Las diferencias en los aumentos de SM entre las tapas eran muy bajos o ausente bajo estados iniciales húmedos. De este modo, la media aumenta SM mostraron sólo pequeñas diferencias entre pastizales (0,039 m3 m3 ) y la cubierta del árbol (0,037 m3 m3 ). Suelos saturados, como se esperaba, hizo No mostrar las respuestas hidrológicas positivos. A mayores profundidades y en condiciones secas, las precipitaciones de más de 11 mm era necesario para producir cambios. Bajo condiciones húmedas no fue posible para caracterizar la respuesta SM debido a la dificultad de separar eventos hidrológicos. Este estudio demuestra que la cantidad de lluvia que llega al suelo temporalmente puede ser modificado por cubiertas de acuerdo con antecedente condiciones de eventos. En la capa de suelo superior, el porcentaje de eventos de lluvia con respuestas hidrológicas positivos disminuyeron

en condiciones iniciales más secas siendo más acentuada por debajo del árbol marquesinas. Esto pone de relieve el papel de la intercepción del dosel bajo tales condiciones. Muchos autores han reportado casos en los pérdida bruta intercepción de copas de los árboles aumenta con el aumento precipitaciones, mientras que la pérdida de la interceptación relativo de árboles disminuye a medida que la la cantidad de lluvia se incrementa (ver artículos de revisión de Crokford y Richardson (2000) o Llorens y Domingo (2007)). Sin embargo, temporal patrones en tales afirmaciones se observaron en este estudio. Bajo estados húmedos eventos de lluvias aún más pequeños (<3 mm) pueden producir una respuesta hidrológica del suelo, tanto en árboles y pastizales (Fig. 8), lo que significa que no están completamente interceptados

Resultados similares fueron observados por Cantón et al. (2004) en un estudio desarrollado en semiárido SE España informar que los eventos de lluvia menos de 3 mm pueden o no pueden tener un impacto en los procesos de humectación dependiendo de antecedentes estados de humedad del suelo. Esto podría ser se explica porque en condiciones de humedad de la evaporación de las superficies es menor debido a la disponibilidad de energía limitada. Además, los patrones de precipitación suelen presentar eventos de lluvia más sucesivas que permiten a una más rápido humectación de cubiertas, lo que da lugar a marquesinas alcanzando una mayor grado de saturación y el goteo durante más tiempo (y Crokford Richardson, 2000; Perrier y Tuzet, 2008). En situaciones más secas eventos de lluvias suelen ser discontinua y la evaporación demanda durante lagunas secas es más fuerte. Además, repelencia al agua en el suelo se vuelve más importante, disminuyendo gradualmente a medida que el suelo se convierte en húmedo (Doerr y Thomas, 2000;. Schnabel et al, 2013b). Por consiguiente, en tales estados son necesarias mayores cantidades o intensidades para el agua de lluvia que llega al suelo. Por lo tanto, la frecuencia de rehumectante ciclos o, de la misma manera, las condiciones antecedentes parece ser más importante que sea la duración o la precipitación (David et al, 2006;. Ward y Robinson, 2000). Como resultado, el papel de la vegetación en la cantidad de agua de lluvia de llegar al poder el suelo ser más decisivo en las condiciones más secas.

4.4.3. Efectos de la cobertura vegetal sobre la respuesta hidrológica de suelos Con el fin de comparar las respuestas hidrológicas del suelo superior capa entre pastizales y árboles, varios eventos de lluvia eran

seleccionado para el diferente estado de humedad del suelo y cada área de estudio (Fig. 9). Bajo Seco y MD establece cantidades de mucha lluvia o intensidades eran necesarios para producir aumento SM en ambas cubiertas de vegetación. Sin embargo, por debajo de los árboles mayores retrasos de humedecimiento del suelo y menor SM se observaron incrementos en comparación con los espacios abiertos. Esto puede ser debido al efecto combinado de factores tales como el agua del suelo repelencia o intercepción de las tapas, cuya influencia puede variar con el tiempo (Doerr y Thomas, 2000;. Gerrits et al, 2013). Bajo Condiciones iniciales en Seco y MW mayores cantidades de lluvia eran propensos a desencadenar agua aumenta de suelo en ambos tipos de vegetación porque las tapas se humedecieron previamente, dando lugar a la saturación de su capacidad de almacenamiento y producción más rápido del goteo del agua de lluvia. La mayoría de las veces los procesos de humectación fueron más lentas a continuación árboles debido a su efecto de dosel (Fig. 9) de amortiguación. En el otro lado, nuestras observaciones cuestionan el intervalo de tiempo con frecuencia usados de 6 h o menos para separar eventos de lluvia. Esto se basa en el secado momento de la copa de los árboles, ya que la corona y el tronco probablemente no son siempre seca por completo entre los eventos, que está de acuerdo con las observaciones realizadas por Llorens et al. (2014). Con el fin de demostrar las diferentes respuestas descritas anteriormente, una prueba no paramétrica se llevó a cabo entre las variaciones de SM Prado y árbol de diferentes profundidades y cada área de estudio (Cuadro 10). Los resultados mostraron diferencias significativas entre el dos tipos de cobertura para las variaciones de humedad del suelo de la tierra más alta capa a cada área de estudio, pero no hubo diferencias significativas fueron observado en mayor profundidad del suelo. Es importante contemplar los resultados obtenidos en este estudio dentro de los cambios globales del cambio climático en el marco predictores los patrones de precipitación. Esto puede permitir una mejor comprensión de la variabilidad espacio-temporal de los recursos hídricos lo que permite una mejor la gestión de los ecosistemas, así como mejorar el diseño de modelos de predicciones hidrológicas. Análisis recientes de lo temporal tendencia de las precipitaciones han puesto de manifiesto una disminución significativa de la precipitación anual y de días de lluvia, un aumento de anual y variabilidad estacional y aumento de la frecuencia e intensidad de seca períodos, junto con un aumento de la temperatura del aire (CeballosBarbancho et al., 2004; Giorgi y Lionello, 2008; GonzálezHidalgo et al., 2001; IPCC, 2013; Philandras et al, 2011;. Piervitali

y Colacino, 2003). Estos factores pueden aumentar la intensidad y duración de las sequías exacerban los déficit de agua del suelo, así como el aumento de la demanda evaporativa, e incrementando el agua

Fig. 9. Suelo respuesta hidrológica a las lluvias eventos en la capa superior del suelo y bajo diferentes cubiertas vegetales , teniendo en cuenta los diferentes estados iniciales de humedad del suelo . Siglas dentro del gráfico hacer referencia a las estaciones y los números de humedad del suelo a la variación de humedad del suelo .

Tabla 10 Prueba de Mann -Whitney calcula con variaciones de humedad del suelo a diferentes profundidades , 5 y 30 cm, bajo diferentes cubiertas de vegetación . C = Cuartos ; P = Parapuños ; N = Naranjero . norte

n C Prado P Prado N Prado 5 cm 30 cm 5 cm 30 cm 5 cm 30 cm C- Tree 244 5 cm * 244 30 cm ns P- Tree 279 5 cm * 294 30 cm ns N - Tree 366 5 cm ** 366 30 cm ns ns = no significativo ( p> 0,05 ) . * P < 0,05 . ** P < 0,01 . capacidad de almacenamiento por cubiertas . Del mismo modo, la frecuencia y la intensidad de precipitaciones fuertes , tales como precipitaciones diarias extremas , tiene aumentado en Europa ( Alpert et al ., 2002; IPCC , 2013) , lo que puede conducir a un aumento de la escorrentía y la erosión del suelo y una disminución del suelo humedad ( Cerdá et al., 1998 ) . Estas circunstancias podrían influir la cantidad de agua que llega al suelo , con la consiguiente repercusión en la ecosistemas muy sensibles al agua . 5. Conclusiones El papel de la vegetación cubre los aumentos de humedad del suelo en alta resolución de tiempo se determinó en tres áreas de estudio durante 2,5 años hidrológicos. La cantidad de agua de lluvia derivación cubiertas de vegetación y de llegar al suelo se modificó por el antecedente condiciones ambientales (de seco a húmedo) y la precipitación

propiedades. Sin embargo, bajo condiciones iniciales más secas del intensidades de lluvia jugaron un papel clave, mientras que bajo más húmedo estados influyen variables se asociaron con el espacio poroso disponibilidad. Los eventos de lluvia interceptados por cubiertas aumentaron cuando inicial estados se convirtieron en seco, siendo más acentuadas debajo copas de los árboles. Por lo tanto, la frecuencia de re-humectación ciclos o los estados antecedentes parecen ser tan importantes o más que cualquiera de la duración o la cantidad de precipitación. Por lo tanto, el papel de la vegetación era más decisiva en condiciones ambientales secas. En general, los aumentos de humedad del suelo por debajo de copas de los árboles eran tanto más lento y más pequeño que en los pastizales. Intercepción de lluvia de árboles provocado una mayor reducción, así como un retraso de agua de lluvia llegar a la superficie del suelo en comparación con los pastizales. los umbral de precipitaciones para producir un hidrológico positivo del suelo respuesta por debajo de la cubierta forestal y en condiciones ambientales secas fue de 6 mm, mientras que en las praderas que estaba a sólo 2 mm. Esto es importante porque las condiciones iniciales eran independientes de la estacionalidad y porque más de la mitad de todos los eventos de precipitación registrado Cantidades más pequeñas de 5 mm. Por lo tanto, un cambio en el clima regiones semiáridas, según lo predicho por el IPCC (2013), podrían afectar la precipitación y el régimen de temperaturas, la mejora de los períodos de sequía, así como la demanda de evaporación, causando un aumento de la interceptación la capacidad de la vegetación, y por consiguiente afectando ecológica procesos. Expresiones de gratitud La investigación fue financiada por el Ministerio de Educación español y Ciencia a través de proyectos CGL2008-01215 , CGL2011-23361 y el BES - 2009-011964 predoctorales de subvención . Los autores reconocer la generosa asistencia proporcionada por todos los miembros de el Grupo de Investigación GeoEnvironmental . Referencias Alpert, P. et al., 2002. El aumento paradójico de Mediterráneo extrema diaria precipitaciones a pesar de la disminución en los valores totales. Geophys. Res. Letón. 29 (X) a 1-4. Cantón, Y., Solé-Benet, A., Domingo, F., 2004. Temporal y patrones espaciales de suelos humedad en tierras baldías semiáridas del SE de España. J. Hydrol. 285 (1-4), 199-214. Ceballos-Barbancho, A., Martínez Fernández, J., Luengo-Ugidos, MA, 2004. Análisis

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