sucesión de vegetación post-explotación en la cantera de lafarge-asland, yepes (toledo):...
DESCRIPTION
Tras la explotación de una cantera de piedra caliza situada en una Mesa semiárida en el centro de España, se estudia la diversidad de tipos de vegetación en su interior y en su entorno. La vegetación es muestreada y ocho tipos de vegetación son identificados y caracterizados en función de su composición florística y estructura. La explotación minera de transferencia ha facilitado un proceso de sucesión natural de la vegetación a lo largo del tiempo. Éste proceso es reconstruido evaluándose su grado de convergencia hacia la vegetación natural-seminatural del borde externo de la cantera. Se determina qué especies vegetales propias de la vegetación natural-seminatural del borde externo requieren ser restauradas en el interior de la cantera. Se evita, por tanto, ejecutar una restauración vegetal con monocultivos, favoreciendo, en su lugar, la recuperación y mantenimiento de la diversidad de ecosistemas y especies, con especial atención a los declarados de interés comunitario y las especies singulares.TRANSCRIPT
1. Introducción
La empresa cementera Lafarge-Asland man-
tiene en explotación desde hace varias décadas
una extensa cantera de piedra caliza a cielo
abierto en los alrededores de Yepes (Toledo).
Lafarge Asland es consciente de la necesi-
dad de conservar la naturaleza y de emplear
métodos que ayuden a mitigar los daños que
se puedan causar al medio en este tipo de
explotaciones. Planificar una restauración
ambientalmente adecuada y moderada en su
SUCESIÓN DE VEGETACIÓNPOST-EXPLOTACIÓN EN LA
CANTERA DE LAFARGE-ASLAND,YEPES (TOLEDO): APLICACIONESA LOS PLANES DE RESTAURACIÓN
DE LA VEGETACIÓN
SANTIAGO SARDINERO, FEDERICO FERNÁNDEZ-GONZÁLEZ, ROSA PÉREZ Y VERÓNICA BOUSO
ÁREA DE BOTÁNICA, FACULTAD DE CIENCIAS DEL MEDIO AMBIENTE,
UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA, TOLEDO, ESPAÑA
Octubre 2005 / Nº 880
Tras la explotación de una cantera de piedra caliza situada en una Mesa semiá-
rida en el centro de España, se estudia la diversidad de tipos de vegetación en su
interior y en su entorno. La vegetación es muestreada y ocho tipos de vegetación
son identificados y caracterizados en función de su composición florística y estruc-
tura. La explotación minera de transferencia ha facilitado un proceso de sucesión
natural de la vegetación a lo largo del tiempo. Éste proceso es reconstruido eva-
luándose su grado de convergencia hacia la vegetación natural-seminatural del
borde externo de la cantera. Se determina qué especies vegetales propias de la
vegetación natural-seminatural del borde externo requieren ser restauradas en el
interior de la cantera. Se evita, por tanto, ejecutar una restauración vegetal con
motocultivos, favoreciendo, en su lugar, la recuperación y mantenimiento de la
diversidad de ecosistemas y especies, con especial atención a los declarados de
interés comunitario y las especies singulares.
intervencionismo, requiere conocer por una parte la dinámica
natural de la vegetación en las áreas perturbadas por las activi-
dades extractivas, y por otra las características estructurales de la
vegetación que se establezcan como objetivo final de las posi-
bles actividades de restauración. En este artículo se describe la
dinámica natural de la vegetación en los terrenos afectados por
la explotación, tras la realización de una minería de transferen-
cia, es decir, que el material estéril extraído (10-50 cm del hori-
zonte superficial del suelo) se extiende en la plaza de cantera
permitiendo que las labores de asentamiento vegetal y restau-
ración puedan ejecutarse de forma sincrónica al avance del fren-
te. La cantera de Yepes reúne excelentes condiciones para un
estudio de este tipo, por su largo período de funcionamiento y
la existencia de áreas alteradas en distintas épocas sobre las que
no se ha vuelto a actuar y que se hallan delimitadas con preci-
sión. Partiendo de la información disponible sobre la explotación
de la cantera, se delimitan las superficies afectadas por la explo-
tación en diferentes épocas, y se diseña un muestreo de la
vegetación que recoge sus pautas de variación (abundancia de
las distintas especies y estratos y diversidad florística) a lo largo
del tiempo transcurrido desde la alteración. Además se caracte-
riza la vegetación natural-seminatural en el entorno de la cante-
ra (Fotografías 1 y 2), utilizándose como referencia para las labo-
res de restauración, se evalúa el grado de convergencia de la
dinámica natural de recolonización hacia la vegetación natural-
seminatural, y se determina qué especies vegetales propias de
la vegetación natural-seminatural requieren actuaciones de res-
tauración en las áreas alteradas por las actividades extractivas.
1.1. Localización geográfica, litología y clima
La cantera de Lafarge-Asland objeto de estudio está loca-
lizada en el centro de España, en la Mesa de Ocaña, en los
término municipales de Yepes y Ciruelos (Toledo).
La Mesa de Ocaña queda enmarcada dentro de la
amplia cuenca terciaria del Tajo, de origen lacustre, y está
constituida por facies evaporíticas miocenas y calizas pon-
tienses, con una disposición estructural casi horizontal
(Tello Ripa 1986). Puede dividirse en tres tramos funda-
mentales:
(a) Tramo inferior, perteneciente al Vindoboniense
(Mioceno medio), con litologías diversas y una poten-
cia superior a 150 metros. Este tramo corresponde a
las tradicionales “series gris y blanca”. De “base” a
“techo”, en un esquema muy simplificado, pueden
observarse diferentes tramos compuestos por yesos
especulares compactos gris-verdosos, yesos lenticula-
res deleznables y niveles arcillo-yesíferos, yesos saca-
roideos blancos y rosados muy compactos, que alter-
nan con margas yesíferas verdes con niveles margosos
blancos, con una cuña detrítica arcillosa rojiza con cris-
tales de yeso, y calizas compactas grises que alternan
con margas calcáreas con intercalaciones margo-yesí-
feras. Asimismo, aparece intercalado un nivel disconti-
nuo de sílex.
49Octubre 2005
Fotografía 1.- Coscojar-Tomillar. Fotografía 2.- Espartal.
(b) Tramo medio, correspondiente al Pontiense (Mioceno
superior), en el que pueden distinguirse un tramo infe-
rior formado por arenisca calcárea blanca de grano fino
muy deleznable que se sitúa discordante sobre la
superficie erosiva prepontiense, y un tramo superior
constituido por calizas y calizas margosas, denomina-
das “calizas del páramo”. La potencia total de aflora-
miento varía entre 0 y 13 metros (Alía, Portero &
Escorza 1973).
(c) Tramo superior, formado en el Plioceno, constituido
por material detrítico y costras calcáreas de origen flu-
vial. Aparecen arcillas, arcillas arenosas, conglomera-
dos, areniscas y caliche de tonos rojizos. Hacia el techo
de esta formación, aumenta ostensiblemente el conte-
nido de carbonato cálcico, llegando a formarse un
potente caliche o costra calcárea que, en algunas oca-
siones, se ha confundido con la misma caliza pontien-
se (Tello Ripa 1986).
El suelo que cubre toda la columna, a lo largo de las lade-
ras y la depresión, es de desarrollo cuaternario llegando a
alcanzar un metro de espesor, y su composición es arcillo-
yesífera. La actividad de la cantera se centra en los tramos
medio y superior. El suelo es retirado previamente a la extrac-
ción de las calizas, y extendido en la plaza de cantera para
favorecer su posterior revegetación.
La estación meteorológica más próxima (Yepes, Toledo,
700 m de altitud) informa de que la temperatura media
anual es de 13,9 ºC, la temperatura media del mes más
cálido es de 24,1 ºC, y la temperatura media del mes más
frío es de 5 ºC. La precipitación media anual es de 320 L
m-2 año-1, siendo el otoño la estación más lluviosa con
122,5 L m-2 año-1, seguida por la primavera con 85 L m-2
año-1, el invierno con 77,5 L m-2 año-1, y el verano con 35 L
m-2 año-1. De estos datos se deduce que el bioclima del
área de estudio es Mediterráneo caracterizado por veranos
calurosos y secos, que la amplitud térmica anual es consi-
derable, y que las escasas precipitaciones convierten este
territorio en semiárido, lo que hace que el estrés hídrico
sea un factor limitante importante para el desarrollo de la
vegetación y que el proceso de sucesión natural sea muy
lento.
2. Métodos
2.1. Muestreo en el interior de la mina
Se utilizaron las fotografías aéreas disponibles tomadas en
diferentes años para localizar el frente de avance de la cante-
ra durante los últimos 25 años. La fotografía aérea más recien-
te muestra donde se situaba el frente de la cantera en las
fechas indicadas (Figura 1). Así se definieron 5 áreas diferen-
50 Octubre 2005
Figura 1.- Fotografía aérea que muestra el estado de la
cantera en el año 2003. Sobre ella se han
superpuesto fotografías aéreas correspondien-
tes a los años anteriores que se indican, seña-
lándose la situación del frente de la cantera en
cada caso. Los puntos (1-25) representan par-
celas de muestreo en el interior de la cantera.
Dentro de los rectángulos (BE1-BE5) están
situadas las parcelas de muestreo en el borde
externo de la cantera.
tes en función de su edad de abandono tras la explotación
(2003, 1998, 1989, 1978, y <1978). Cinco parcelas de
muestreo de 5 x 20 m2 = 100 m2 fueron elegidas en cada
área, se anotaron todas las especies presentes en cada par-
cela de muestreo, así como su cobertura en función de la
siguiente escala: 9 (75-100%), 8 (50-75%), 7 (25-50%),
6 (10-25%), 5 (5-10%), 4 (2.5-5%), 3 (2-2.5%), 2 (1-2%),
1 (<1%), 0 (0%).
Se evitó situar parcelas de muestreo en depresiones con
vegetación hidrófila (Populus, Tamarix), en áreas que habían
sufrido perturbaciones tras el abandono de la actividad extrac-
tiva debido al cultivo de pinos (Pinus halepensis, Pinus pinea),
almendros (Prunas dulcis) u olivos (Olea europaea), y en
áreas que no habían sido explotadas por diversos motivos. La
localización de las parcelas de muestreo se indica en la Figura
1, numeradas desde el 1 hasta el 25. El muestreo se realizó
durante el verano de 2003.
2.2. Muestreo en los alrededores de la mina
El muestreo se realizó durante el verano de 2003, utili-
zando el método de muestreo por réplicas centralizadas
(Mueller-Dombois & Ellenberg 1974). En el borde externo de
la explotación se definieron cinco áreas (BE1, BE2, BE3, BE4,
BE5), y en cada una de ellas se tomó una muestra de un
tomillar, un espartal y un coscojar en parcelas de muestreo de
5 x 20 m2 = 100 m2, utilizando la misma metodología que en
el muestreo en el interior de la mina.
2.3. Análisis de los datos
El estudio se basa en una matriz de coberturas de las 190
plantas en las 40 parcelas de muestreo. Las parcelas de
muestreo se clasificaron mediante una técnica de agrupa-
miento secuencial, aglomerativo, jerárquico y sin solapamien-
to (Sneath & Sokal 1973; Podani 1989a). Se calculó la matriz
de distancias euclídeas entre cada par de parcelas de mues-
treo, y se utilizó un algoritmo de minimización de la varianza
en el proceso de aglomeración de las parcelas de muestreo,
obteniéndose un dendrograma (Figura 2).
El Análisis de Correspondencias sin Desviación
(Detrended Correspondence Analysis, DCA) pertenece a un
grupo de técnicas de análisis multivariable que representan las
parcelas de muestreo a lo largo de ejes en función de su com-
posición florística (ter Braak 1995, ter Braak & Prentice 1988,
ter Braak & _milauer 1998). Las especies siguen modelos uni-
modales en los cuales la abundancia de una especie aumen-
ta a lo largo de un eje, alcanza un máximo y después decre-
ce. Este análisis mostró que la longitud del gradiente más
largo (primer eje del DCA) era de 8.349 desviaciones típicas
(Figura 3), sugiriendo la existencia de un gradiente ecológico
muy largo en el que las especies tenían un comportamiento
considerablemente unimodal.
Los diferentes tipos de vegetación definidos mediante el
análisis jerárquico se superpusieron sobre el diagrama del
DCA para obtener un análisis más completo de los diferentes
tipos de vegetación, y para analizar las relaciones entre vege-
tación y flora en términos de modelos unimodales de distri-
bución (ter Braak 1985).
3. Resultados
3.1. Clasificación jerárquica (Figura 2)
La primera rama del dendrograma de la Figura 2 separa
las comunidades desarrolladas durante los primeros 25 años
tras la perturbación de las que tienen su óptimo después de
51Octubre 2005
Figura 2.- Clasificación jerárquica de las 40 parcelas de
muestreo y su agrupación en 8 tipos de vegeta-
ción en función de sus respectivas semejanzas.
25 años. Durante los primeros 25 años tras el abandono pre-
dominan las plantas herbáceas con dominancia de anuales
arvenses (“malas hierbas”). Después de 25 años de abando-
no se desarrollan comunidades leñosas (matorrales) y una
comunidad herbácea perenne (espartal).
La primera rama del dendrograma incluye una comunidad
dominada por plantas herbáceas anuales (fundamentalmente
“jaramagos”) desarrollada durante los cinco años siguientes al
abandono, y comunidades herbáceas de ciclo biológico algo
más largo (bisanuales con tendencias perennizantes) consti-
tuidas por cardos (“cardal”) que se desarrollan durante los
años 5-15 tras el abandono, y por comunidades dominadas
por varias especies de Centaurea (“cardillos”), que tienen su
óptimo entre los años 15-25 tras el abandono.
A partir de los 25 años preponderan las comunidades de
plantas leñosas de pequeño porte, al principio dominadas por
Helichrysum stoechas y Santolina chamaecyparissus subsp.
squarrosa (“Comunidades de Helichrysum”), y después por
tomillos (Thymus sp. pl.) y jarillas (Helianthemum sp. pl.,
Fumana sp. pl.) que hemos denominado “Tomillar interior”.
Este tomillar se asemeja al “Tomillar exterior”, que con el tiem-
po evoluciona hacia un “Espartal” y al final se convierte en un
“Coscojar”.
Así, el análisis de clasificación jerárquica permite reconocer
8 tipos de vegetación que corresponden a diferentes estadios
en el proceso de sucesión natural y que han sido muestrea-
dos en función de la edad tras la alteración (en el interior de
la cantera) y de la estructura de la vegetación (en el entorno
de la cantera). Existe, además, un proceso de convergencia
entre las comunidades vegetales más antiguas del interior de
la cantera y las más degradadas del exterior.
3.2. Ordenación (Figura 3)
El eje 1 del DCA representa la variabilidad máxima de los
datos, y está relacionado con el recambio florístico que se pro-
duce a lo largo del gradiente temporal durante el proceso de
sucesión natural que conduce hacia la convergencia entre la
vegetación más antigua del interior de la cantera y la vegeta-
ción natural-seminatural del entorno. La dinámica es muy
lenta y sólo las comunidades perturbadas con mayor edad de
abandono (tomillar interior) empiezan a parecerse a las de
estructura más simple del entorno (tomillar exterior).
El eje 2 del DCA representa la variabilidad del primer tipo
de vegetación, las comunidades herbáceas anuales domina-
das por jaramagos. Los ejes 3 y siguientes (no mostrados en
el DCA) representan la variabilidad de cada uno de los tipos
de vegetación definidos, respectivamente.
3.3. Número de especies en cada tipo de vege-tación (Figura 4)
La riqueza en especies de plantas sigue un patrón típi-
co en sucesiones secundarias. Al principio, las comunidades
herbáceas anuales primocolonizadoras (jaramagos) están
compuestas por alrededor de 30 especies. El número
aumenta hasta alcanzar un máximo en edades post-pertur-
bación intermedias (15-25 años) en las comunidades de
centaureas, a partir de este momento el número de espe-
cies empieza a disminuir hasta alcanzar las etapas maduras
del ecosistema (coscojar), donde el número de especies es
mínimo.
52 Octubre 2005
Figura 3.- Análisis de correspondencias sin Desviación
(DCA). Expresa la variabilidad de los datos a tra-
vés de ejes consecutivos. El eje 1 representa el
proceso de sucesión a lo largo del tiempo rela-
cionado con el recambio de especies. El eje 2 y
siguientes muestran la variabilidad de cada tipo
de vegetación.
3.4. Frecuencias de biotipos por tipos de vege-tación (Figura 5)
La frecuencia de plantas herbáceas anuales primocoloni-
zadoras (terófitos =Ter) se mantiene constante hasta edades
post-perturbación intermedias (25 años), mientras que el
enriquecimiento en especies se debe sobre todo al aumento
de herbáceas vivaces (bianuales-perennizantes, hemicriptófi-
tos =Hem). La entrada de matas leñosas de pequeño porte
(caméfitos =Cam) coincide con la reducción de la riqueza de
herbáceas anuales –primero-, y la de herbáceas vivaces des-
pués. Los arbustos (nanofanerófitos =Nan) están todavía
ausentes en las comunidades más antiguamente perturbadas
del interior de la cantera. La tendencia hacia el incremento de
leñosas en detrimento de herbáceas es aún más acusada en
la vegetación natural-seminatural del entorno.
3.5. Frecuencias biogeográficas por tipo devegetación (Figura 6)
Las especies con amplios rangos de distribución:
Subcosmopolita (SCosm), Paleotemplado (PaleoT),
Mediterráneo-Europeo (MedEur), Tetiano (Tet) predominan
en las fases sucesionales tempranas (1-25 años). Las plantas
de distribución mediterránea occidental: Mediterráneo occi-
dental (WMed), Mediterráneo occidental-Europeo occidental
(WMedWEur) incrementan su frecuencia a lo largo de la suce-
sión secundaria. Las plantas endémicas de la península Ibérica
(Iber) alcanzan sus mayores representaciones en fases suce-
sionales intermedias, entre las que se incluyen las comunida-
des herbáceas vivaces (Centaureas) y matas leñosas del inte-
rior de la cantera (Helichrysum y Tomillar interior). Se detecta
riqueza en flora gipsícola (hábitat prioritario en la Directiva
Hábitat europea) en las comunidades de edad intermedia (25
y >25 años), y dos endemismos protegidos (Limonium tole-
53Octubre 2005
Figura 4.- Número medio de especies en parcelas de
muestreo de 100 m2 según tipos de vegetación.
Las fases primocolonizadoras poseen alrededor
de 30 especies. El número aumenta hasta 50
especies en las comunidades de centaureas y
disminuye progresivamente hasta 20 especies
en el coscojar.
Figura 6.- Frecuencia de especies según tipos de distribu-
ción geográfica y tipos de vegetación.
Figura 5.- Frecuencia de especies según biotipos y tipos de
vegetación.
tanum y Gypsophila bermejoi) presentan poblaciones impor-
tantes en comunidades de edad intermedia (25 años).
3.6. Especies ausentes de las áreas perturbadas
Existen un número de especies importantes en la vegeta-
ción natural-seminatural del borde externo de la cantera que
no colonizan las áreas perturbadas más antiguas del interior:
(a) Algunas matas del tomillar: Salvia lavandulifolia (salvia),
Genista scorpius (aulaga, aliaga), Lithodora fruticosa
(hierba de las siete sangrías), Bupleurum fruticescens
(hinojo de perro), son matas de porte algo mayor que
las que dominan en el tomillar interior.
(b) La colonización del esparto (Stipa tenacissima) se inicia
pero parece progresar lentamente.
(c) Los arbustos del coscojar, Quercus coccifera (coscoja),
Rhamnus lycioides (espino negro), Rhamnus alaternus
(aladierno), Jasminum fruticans (jazmín), Daphne gni-
dium (torvisco), Ephedra nebrodensis (efedra) y
Asparagus acutifolius (esparraguera), son especies
arbustivas con diseminación zoócora y germinación exi-
gente.
4. Discusión
La cantera de Lafarge-Asland ofrece una gran oportunidad
para reconstruir con precisión el proceso de recolonización
natural de la vegetación a lo largo de un gradiente temporal
de abandono tras la explotación.
Algunos de los aspectos científicos más relevantes a con-
siderar en las labores de restauración son:
(a) Aceleración del proceso de sucesión. Las contrastadas
temperaturas del área de estudio -muy cálidas durante
el verano y relativamente frías en invierno-, más las
escasas e irregulares precipitaciones, ralentizan el pro-
ceso de sucesión natural, de modo que tras más de 25
años de abandono se han desarrollado tomillares for-
mados por matas leñosas de pequeño tamaño en los
que los espartos y matorrales leñosos de mayor tama-
ño se instalan con mucha dificultad. Es necesario acele-
rar el proceso de sucesión en general y facilitar la insta-
lación y el desarrollo del esparto y matorrales leñosos.
Se experimentará con especies que puedan facilitar el
desarrollo de las especies típicas de ecosistemas más
maduros (coscojares), ver Fotografía 3.
(b) Aceleración de los procesos formadores de suelo. Al
comienzo de los procesos de sucesión dominan los
Antrosoles (FAO 1998), suelos perturbados donde se
desarrollan durante los primeros 25 años las comunida-
des herbáceas de amplia distribución geográfica (malas
hierbas) adaptadas a perturbaciones naturales o antró-
picas. Estas comunidades herbáceas dan paso a comu-
nidades de matas leñosas mientras el suelo se endure-
ce, evoluciona hacia Leptosoles (FAO 1998) de perfil
A/C, y el proceso de sucesión parece ralentizarse o casi
detenerse. En este aspecto, las labores de restauración
tratará de revertir la tendencia de endurecimiento y
ralentización de las sucesiones vegetales, actuando físi-
camente e introduciendo especies que mejoren el sus-
trato. Así, en el entorno de la cantera los espartales y
coscojares aportan gran cantidad de hojarasca al suelo
favoreciendo su evolución hacia Cambisoles (FAO
1998) de perfil O/A/B/C, mediante la formación de un
horizonte superficial de materia orgánica (O), bajo el
54 Octubre 2005
Fotografía 3.- Coscojar-Espartal.
que se desarrolla un horizonte orgánico-mineral (A), y
un horizonte B formado por migración de materiales
superficiales así como por meteorización de la roca
madre (C).
5. Conclusión
A partir de estos estudios, Lafarge Asland entiende lo
importante que es que especialistas e investigadores inter-
vengan en el diseño de los procesos de revegetación en la
restauración de sus canteras, cuándo ésta se orienta, como es
el caso, a la regeneración de la biodiversidad.
Así, la empresa ofrece a la Facultad de Ciencias de Medio
Ambiente de la Universidad de JCCM un amplio espacio expe-
rimental para entender los procesos de sucesión vegetal y
practicar, en base a este conocimiento, una restauración eco-
lógica de su cantera de Yepes-Ciruelos.
De forma complementaria, el proyecto de restauración tiene
un componente didáctico y de sensibilización ambiental, ya que
en la cantera actualmente puede observarse todo el proceso de
recolonización natural de la vegetación desde sus etapas pri-
mocolonizadoras hasta el desarrollo de la vegetación clímax.
Alía, M., Portero, J.M. & Martín Escorza,
C. 1973. Evolución geotectónica de la
región de Ocaña (Toledo) durante el
Neógeno y Cuaternario. Bol. R. Soc.
Española Hist. Nat. (Geol.) 71: 9-20.
FAO, Food and Agriculture Organization of the United
Nations.1998. World Reference Base for Soil Resources.
Mueller-Dombois, D. & Ellenberg, H. 1974. Aims and
methods of vegetation ecology. Wiley and Sons, New York.
Podani, J. 1989a. New combinatorial clustering methods.
Vegetatio 81: 61-77.X
Sneath P. & Sokal R. 1973. Numerical taxonomy. Freeman,
San Francisco, CA.X
Tello Ripa, B. 1986. La Mesa de Ocaña (Toledo). Atlas de
geomorfología. Ed. Alianza. 127-136 pp. Madrid.
ter Braak, C.J.F. 1985. Correspondence Analysis of inci-
dente and abundance data: properties in terms of a unimodal
response model. Biometrics 41: 859–873.
ter Braak, C.J.F. 1995. Ordination. In: Jongman, R.H.G., ter
Braak, C.J.F. & van Tongeren, O.F.R. (eds.) Data analysis in
community and landscape ecology, pp. 91-173. Cambridge
University Press, Cambridge.
ter Braak, C.J.F. & Prentice, C. 1988. A theory of gradient
analysis. Advances in Ecological Research 18: 271-317.
ter Braak, C.J.F. & _milauer, P. 1998. CANOCO Reference
Manual and User’s Guide to Canoco for Windows. Software for
Canonical Community Ordination (version 4.02). Centre for
Biometry, Wageningen, The Netherlands.
55Octubre 2005