Loading...
Effects of land use/land cover on soil and water losses at a plot scale, and on ecosystem resilience at a watershed scale
Bonilla Román, Yadiel N.
Bonilla Román, Yadiel N.
Citations
Altmetric:
Abstract
Alternative methods like remote sensing and controlled experiments are valuable for studying ecological disturbances in insular territories such as Puerto Rico. The study of major disturbances such as hurricanes, intense rainfall (erosive events) and landslides, are research topics that are underdeveloped in insular territories and are significant to our society. This work aims to investigate the response to extreme weather phenomena and resilience of the Culebrinas River Watershed (CRW) in Western Puerto Rico (PR). Since PR is constantly affected by extreme weather events, and the terrain can complicate experimental studies, we combined the use of remote sensing at a watershed scale to assess watershed resilience, and a rainfall simulator to assess soil erosion at a plot scale. At a watershed scale, relevant indicators –including gross primary production (GPP), normalized difference vegetation index (NDVI), actual evapotranspiration (ET), and land surface temperature (LST)– were analyzed to assess long-term resilience. At a plot scale, a rainfall simulator was used to quantify soil and water losses under different land cover conditions, including areas affected by small landslides. Results showed that in 2015, after an extended drought period, and 2017, after hurricanes Irma and Maria, the less disturbed areas recovered faster than regions with high anthropogenic activity. Since areas with large vegetation coverage showed better resilience and shorter recovery time, we assessed four treatments of soil coverage at a plot scale: T1) spontaneous vegetation, T2) spontaneous vegetation with small landslide, T3) desiccated vegetation and compacted soil, and T4) desiccated vegetation and compacted soil with small landslide. Results showed that vegetation is of rather importance in reducing landslide-induced sediment transport by capturing sediment.
Utilizar métodos alternativos, como la percepción remota y los experimentos en ambientes controlados, son herramientas fundamentales para el estudio de perturbaciones ecológicas en territorios insulares como Puerto Rico. Este estudio tiene como objetivo evaluar la respuesta y resiliencia de la Cuenca del RÃo Culebrinas, en el oeste de Puerto Rico, ante estos fenómenos. Dado que la isla está expuesta a eventos meteorológicos de gran intensidad y que su topografÃa presenta desafÃos para la implementación de estudios experimentales, se integró el uso de percepción remota, para evaluar la resiliencia de la cuenca y la aplicación de un simulador de lluvia para analizar la erosión del suelo a escala de parcela. A escala de cuenca, se analizaron indicadores clave, como la producción primaria bruta, el Ãndice de vegetación de diferencia normalizada, la evapotranspiración real y la temperatura superficial del suelo, con el propósito de evaluar la resiliencia ecosistémica a largo plazo. A escala de parcela, el simulador de lluvia permitió cuantificar las pérdidas de suelo y agua en distintos tratamientos de cobertura del suelo, incluyendo áreas afectadas por pequeños deslizamientos. Los resultados indicaron que, tras el perÃodo de sequÃa en el 2015 y los huracanes Irma y MarÃa en 2017, las áreas menos perturbadas presentaron una recuperación más rápida. Dado que las zonas con mayor cobertura vegetal mostraron una mayor resiliencia y tiempos de recuperación más cortos, se evaluaron cuatro tratamientos de cobertura del suelo a escala de parcela: T1) vegetación espontánea, T2) vegetación espontánea con un pequeño deslizamiento, T3) vegetación desecada sobre suelo compactado y T4) vegetación desecada sobre suelo compactado con un pequeño deslizamiento. Los hallazgos destacan el papel fundamental de la vegetación en la reducción del transporte de sedimentos derivados de deslizamientos.
Utilizar métodos alternativos, como la percepción remota y los experimentos en ambientes controlados, son herramientas fundamentales para el estudio de perturbaciones ecológicas en territorios insulares como Puerto Rico. Este estudio tiene como objetivo evaluar la respuesta y resiliencia de la Cuenca del RÃo Culebrinas, en el oeste de Puerto Rico, ante estos fenómenos. Dado que la isla está expuesta a eventos meteorológicos de gran intensidad y que su topografÃa presenta desafÃos para la implementación de estudios experimentales, se integró el uso de percepción remota, para evaluar la resiliencia de la cuenca y la aplicación de un simulador de lluvia para analizar la erosión del suelo a escala de parcela. A escala de cuenca, se analizaron indicadores clave, como la producción primaria bruta, el Ãndice de vegetación de diferencia normalizada, la evapotranspiración real y la temperatura superficial del suelo, con el propósito de evaluar la resiliencia ecosistémica a largo plazo. A escala de parcela, el simulador de lluvia permitió cuantificar las pérdidas de suelo y agua en distintos tratamientos de cobertura del suelo, incluyendo áreas afectadas por pequeños deslizamientos. Los resultados indicaron que, tras el perÃodo de sequÃa en el 2015 y los huracanes Irma y MarÃa en 2017, las áreas menos perturbadas presentaron una recuperación más rápida. Dado que las zonas con mayor cobertura vegetal mostraron una mayor resiliencia y tiempos de recuperación más cortos, se evaluaron cuatro tratamientos de cobertura del suelo a escala de parcela: T1) vegetación espontánea, T2) vegetación espontánea con un pequeño deslizamiento, T3) vegetación desecada sobre suelo compactado y T4) vegetación desecada sobre suelo compactado con un pequeño deslizamiento. Los hallazgos destacan el papel fundamental de la vegetación en la reducción del transporte de sedimentos derivados de deslizamientos.
Description
Date
2025-05-14
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Collections
Keywords
Erosion, Resilience, Runoff, Sediment, Watershed