Cambios ambientales detectados por dendrogeomorfología y la liquenometría para el análisis de avenidas torrenciales en sistemas fluviales
Resumen
El análisis de la frecuencia y magnitud de las avenidas torrenciales en los sistemas fluviales puede utilizar diferentes fuentes de datos: meteorológicas, hidrológicas, histórico-documentales, geológico-geomorfológicas y botánicas. Entre estas últimas, el potencial de la dendrogeomorfología para la reconstrucción de avenidas en sistemas fluviales torrenciales ha sido ya demostrado en la bibliografía especializada; sin embargo, los estudios que combinan otras técnicas de aproximación como la liquenometría son comparativamente menos abundantes; y muy pocos estudios han cuestionado las ventajas y desventajas de aplicación de estas técnicas en estos ambientes fluviales tan particulares. Por ello, en el presente trabajo, además de discutir las ventajas y limitaciones del uso de la dendrogeomorfología y la liquenometría en el análisis de avenidas torrenciales, se muestran ejemplos de aplicación en diferentes sistemas fluviales para disponer de información complementaria e incluso alternativa a las fuentes clásicas.
El fundamento metodológico de las fuentes de datos botánicas se basa en que los cambios ambientales periódicos de carácter estacional generan en la flora una serie de elementos anatómicos que, en el caso de determinadas especies arbustivas y arbóreas en climas de estaciones contrastadas, se manifiestan en secuencias de anillos de crecimiento en raíces, troncos y ramas (estudiadas por la dendrocronología); y en el caso de determinadas especies de líquenes crustáceos, en el crecimiento progresivo de los talos (estudiadas por la liquenometría). Los resultados obtenidos son dataciones de eventos y mediciones de paleoniveles, área inundada, tiempo de permanencia, calados, velocidades y caudales generadores que pueden ser utilizados para el estudio de las avenidas torrenciales, permitiendo mejorar el análisis de frecuencias y la cuantificación de las magnitudes de avenidas pretéritas. Por otro lado, las variaciones interanuales de esos cambios ambientales (secuencias de años secos o húmedos, fríos o cálidos, variaciones en la insolación, plagas y epidemias, interferencia antrópica…) pueden ser una limitación a este uso en el análisis de avenidas, dado que requieren procesos previos de filtrado de la señal climática y ambiental para la identificación de las perturbaciones, mediante el establecimiento de series de referencia o patrón, o el desarrollo de curvas de crecimiento liquenométrico. Sin embargo, las ventajas y aportaciones de estas fuentes de datos y técnicas superan con creces las limitaciones metodológicas, lo que las convierte en un prometedor campo de estudio de los cambios ambientales en los sistemas fluviales.
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Alestalo, J. (1971). Dendrochronological interpretation of geomorphic processes. Fennia, 105, 1-140. Aloni, R. (2015). Ecophysiological implications of vascular differentiation and plant evolution. Trees, 29(1), 1-16.
Amstrong, R.A. (2016). Lichenometric dating (lichenometry) and the biology of the lichen genus Rhizocarpon: challenges and future directions. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography, 98(3), 183-206. doi:10.1111/geoa.12130.
Aristizábal, E., Arango Carmona, M. I., & García López, I. K. (2020). Definición y clasificación de las avenidas torrenciales y su impacto en los Andes colombianos. Cuadernos de Geografía: Revista Colombiana de Geografía, 29(1), 242-258.
Baker, V. R. (2008). Paleoflood hydrology: Origin, progress, prospects. Geomorphology, 101(1-2), 1-13.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Trappmann, D., Shekhar, M., Bhattacharyya, A., & Stoffel, M. (2017a). Regional flood-frequency reconstruction for Kullu district, Western Indian Himalayas. Journal of Hydrology, 546, 140-149.
Ballesteros-Cánovas, J. A. & Stoffel, M. (2016). Biologic Dating Techniques. En Richardson, D., Castree, N., Goodchild, M. F., Kobayashi, A., Liu, W., & Marston, R. A. (eds.). International Encyclopedia of Geography: People, the Earth, Environment and Technology (vol. 15, pp. 1-7). Wiley. doi: 10.1002/9781118786352.wbieg0806
Ballesteros-Cánovas, J. A., Bodoque, J. M., Díez, A., Sánchez-Silva, M., & Stoffel, M. (2011b). Calibration of floodplain roughness and estimation of palaeoflood discharge based on tree-ring evidence and hydraulic modelling. Journal of Hydrology, 403(1-2), 103-115.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., Bodoque, J. M., Bollschweiler, M., Hitz, O., & Díez-Herrero, A. (2010b). Wood anatomy of Pinus pinaster Ait. following wounding by flash floods. Tree-Ring Research, 66(2), 93-103.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., Martín-Duque, J. F., Corona, C., Lucía, A., Bodoque, J. M., & Montgomery, D. R. (2017b). Gully evolution and geomorphic adjustments of badlands to reforestation. Nature Scientific Reports, 7, 45027.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., St George, S., & Hirschboeck, K. (2015a). Flood records in tree rings: a review. Progress and Physical Geography, 39(6), 794-816.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., Benito, G., Rohrer, M., Barriopedro, D., García-Herrera, R., & Brönnimann, S. (2018). On the extraordinary winter flood episode over the North Atlantic Basin in 1936. Annals of the New York Academy of Sciences, 1436(1), 206-216.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., & Guardiola Albert, C. (2015b). XRCT imagery and variograms reveal 3D changes in wood density of riparian trees affected by floods. Trees, 29, 1115-1126.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Eguibar, M., Bodoque, J. M., Díez-Herrero, A., Stoffel, M., & Gutierrez-Pérez, I. (2011a). Estimating flash flood discharge in an ungauged mountain catchment with 2D hydraulic models and dendrogeomorphic paleostage indicators. Hydrological Processes, 25, 970-979.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Márquez-Peñaranda, J. F., Sánchez-Silva, M., Díez-Herrero, A., Ruiz-Villanueva, V., Bodoque, J. M., Eguibar, M. A., & Stoffel, M. (2015c). Can tree tilting be used for paleoflood discharge estimations? Journal of Hydrology, 529, 480-489.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., Czajka, B., Janecka, K., Kaczka R. J., & Lempa, M. (2016). Paleoflood discharge reconstruction in Tatra Mountain streams. Geomorphology, 272, 92-101.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Stoffel, M., Bollschweiler, M., Bodoque, J. M., & Díez-Herrero, A. (2010a). Flash-flood impacts cause changes in wood anatomy of Alnus glutinosa, Fraxinus angustifolia and Quercus pyrenaica. Tree Physiology, 30, 773-781.
Ballesteros-Cánovas, J. A. & Álvarez-Troncoso, R. (2021). Riesgo y peligrosidad por avenidas súbitas aplicación de fuentes no sistémicas para su caracterización. Interreg Sudoe Inundation. European Regional Development Fund.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Koul, T., Bashir, A., Bodoque, J. M., Allen, S., Guillet, S., Rashid, I., Alamgir, S. H., Shah, M., Bhat, M. S., Alam, A., & Stoffel, M. (2020). Recent flood hazards in Kashmir put into context with millennium-long historical and tree-ring records. Science of The Total Environment, 722, 137875.
Ballesteros-Cánovas, J. A., Sanchez-Silva, M., Bodoque, J. M., & Díez-Herrero, A. (2013). An integrated approach to flood risk management: a case study of Navaluenga (Central Spain). Water Resources Management, 27(8), 3051-3069.
Benito, G., Brázdil, R., Herget, J., & Machado, M. J. (2015). Quantitative historical hydrology in Europe. Hydrology and Earth System Sciences, 19(8), 3517-3539.
Bodoque, J. M., Díez-Herrero, A., Eguibar, M. A., Benito, G., Ruiz-Villanueva, V., & Ballesteros-Cánovas, J. A. (2015). Challenges in paleoflood hydrology applied to risk analysis in mountainous watersheds – a review. Journal of Hydrology, 529, 449-467.
Bodoque, J. M., Ballesteros-Cánovas, J. A., & Stoffel, M. (2020). An application-oriented specific protocol for flood frequency analysis from based on botanical evidence. Journal of Hydrology, 590, 125242. doi: 10.1016/j.jhydrol.2020.125242
Bradwell, T. & Armstrong, R. A. (2006). Growth rates of Rhizocarpon geographicum lichens: a review with new data from Iceland. Journal of Quaternary Science, 22(4), 311-320.
Bräuning, A., De Ridder, M., Zafirov, N., García-González, I., Dimitrov, D. P., & Gärtner, H. (2016). Tree-ring features: indicators of extreme event impacts. IAWA Journal, 37(2), 206-231.
Brienen, R. J., Schöngart, J., & Zuidema, P.A. (2016). Tree rings in the tropics: insights into the ecology and climate sensitivity of tropical trees. Tropical tree physiology, 439-461.
Copini, P., Decuyper, M., Sass-Klaassen, U., Gärtner, H., Mohren, F., & den Ouden, J. (2015). Effects of experimental stem burial on radial growth and wood anatomy of pedunculate oak. Dendrochronologia, 33, 54-60.
De Micco, V., Campelo, F., De Luis, M., Bräuning, A., Grabner, M., Battipaglia, G., & Cherubini, P. (2016). Intra-annual density fluctuations in tree rings: how, when, where, and why? IAWA Journal, 37(2), 232-259.
Díez-Herrero, A., Ballesteros-Cánovas, J. A., Bodoque, J. M., Eguibar, M. A., Fernandez, J. A., Genova, M. M., & Stoffel, M. (2007). Improving flood frequency and magnitude estimates using dendro-geomorphological techniques. Boletin Geologico y Minero, 118(4), 789-802.
Díez-Herrero, A., Ballesteros-Cánovas, J. A., Ruiz-Villanueva, V., & Bodoque J. M. (2013a). A review of dendrogeomorphological research applied to flood risk analysis in Spain. Geomorphology, 196, 211-220.
Díez-Herrero, A., Ballesteros-Cánovas, J. A., Bodoque, J. M., & Ruiz-Villanueva, V. (2013b). A new methodological protocol for the use of dendrogeomorphological data in flood risk analysis. Hydrology Research, 44(2), 234-247.
Díez-Herrero, A. (2021). La dendrogeomorfología como fuente de datos de la frecuencia y magnitud de caudales históricos. En Jiménez, A. (ed.). Paleocrecidas y avenidas históricas y su aplicación a la seguridad hidrológica de las presas (monografías CEDEX, cap. III, pp. 61-92). Madrid: Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas.
Díez-Herrero, A. & García Rodríguez, M. (2016). Riesgos por avenidas e inundaciones. En Lario, J. & Bardají, T. (coords.). Introducción a los Riesgos Geológicos (pp. 119-152). Madrid: UNED. Douglass, A. E. (1941). Crossdating in dendrochronology. Journal of Forestry, 39(10), 825-831.
Ferrio, J. P., Díez-Herrero, A., Tarrés, D., Ballesteros-Cánovas, J. A., Aguilera, M. & Bodoque, J. M. (2015). Using stable isotopes of oxygen from tree-rings to study the origin of past flood events: First results from the Iberian Peninsula. Quaternaire. Revue de l’Association française pour l’étude du Quaternaire, 26(1), 67-80.
Fontana, G. A., Egli, M., & Gärtner, H. (2021). Testing the potential of the dwarf shrub Dryas octopetala L. for dating in dendrogeomorphology. Dendrochronologia, 67, 125823. Friedman, J. M., Vincent, K. R., & Shafroth, P. B. (2005). Dating floodplain sediments using tree-ring response to burial. Earth Surface Processes and Landforms, 30(9), 1077-1091.
Fritts, H. C. (1976). Tree Ring and Climate. Londres: Academic Press.
Furdada, G., Victoriano, A., Díez-Herrero, A., Génova, M., Guinau, M., De las Heras, A., Palau, R. M., Hürlimann, M., Khazaradze, G., Casas, J. M., Margalef, A., Pinyol, J., & González, M. (2020). Flood consequences of land-use changes at a ski resort: Overcoming a geomorphological threshold (Portainé, Eastern Pyrenees, Iberian Peninsula). Water, 12(2), 368.
Garrote, J., Díez-Herrero, A., Bodoque, J. M., Perucha, M. A., Mayer, P., & Genova, M. (2018a). Flood hazard management in public mountain recreation areas vs. ungauged fluvial basins. The example of Caldera de Taburiente National Park, Canary Islands (Spain). Geosciences, 8(6), 1-23. doi:10.3390/geosciences8010006
Garrote, J., Díez-Herrero, A., Génova, M., Bodoque, J. M., Perucha, M. A., & Mayer, P. L. (2018b). Improving flood maps in ungauged fluvial basins with dendrogeomorphological data. An example from the Caldera de Taburiente National Park (Canary Islands, Spain). Geosciences, 8(300), 1-18. doi:10.3390/geosciences8080300
Génova, M., Máyer, P., Ballesteros-Cánovas, J. A., Rubiales, J. M., Saz, M. A., & Díez-Herrero, A. (2015). Multidisciplinary study of flash floods in the Caldera de Taburiente National Park (Canary Islands, Spain). Catena, 131, 22-34.
Génova, M., Díez-Herrero, A., Furdada, G., Guinau, M., & Victoriano, A. (2018). Dendrogeomorphological evidence of flood frequency changes and human activities (Portainé Basin, Spanish Pyrenees). Tree-ring Research, 74(2), 144-161.
Gob, F., Petit, F., Bravard, J.-P., Ozer, A., & Gob, A. (2003). Lichenometric application to historical and subrecent dynamics and sediment transport of a Corsican stream (Figarella River-France). Quaternary Science Reviews, 22(20), 2111-2124. doi:10.1016/S0277-3791(03)00142-2
Gottesfeld, A. S. (1996). British Columbia flood scars: maximum flood-stage indicators. Geomorphology, 14(4), 319-325.
Innes, J. L. (1986). Dating Exposed Rock Surfaces in the Arctic by Lichenometry: The Problem of Thallus Circularity and Its Effect on Measurement Errors. Artic, 39(3), 253-259.
Malik, I. (2008). Dating of small gully formation and establishing erosion rates in old gullies under forest by means of anatomical changes in exposed tree roots (Southern Poland). Geomorphology, 93(3-4), 421-436.
Marchi, L., Borga, M., Preciso, E., & Gaume, E. (2010). Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management. Journal of Hydrology, 394(1-2), 118-133
Mayer, B., Stoffel, M., Bollschweiler, M., Hübl, J., & Rudolf-Miklau, F. (2010). Frequency and spread of debris floods on fans: a dendrogeomorphic case study from a dolomite catchment in the Austrian Alps. Geomorphology, 118(1-2), 199-206.
Nanson, G. C. & Beach, H. F. (1977). Forest succession and sedimentation on a meandering-river floodplain, northeast British Columbia, Canada. Journal of Biogeography, 4(3), 229-251.
Novak, K., de Luis, M., Saz M. A., Longares, L. A., Serrano-Notivoli, R., Raventós, J., Čufar, K., Gričar, J., Di Filippo, A., Piovesan, G., Rathgeber, C. B. K., Papadopoulos, A., & Smith, K. T. (2016a). Missing Rings in Pinus halepensis – The Missing Link to Relate the Tree-Ring Record to Extreme Climatic Events. Frontiers in Plant Science, 7, 727.
Novak, K., de Luis, M., Gričar, J., Prislan, P., Merela, M., Smith, K. T., & Čufar, K. (2016b). Missing and dark rings associated with drought in Pinus halepensis. IAWA Journal, 37, 260-274.
Novak, K., Saz Sánchez, M. A., Čufar, K., Raventós, J., & de Luis, M. (2013). Age, climate and intra-annual density fluctuations in Pinus halepensis in Spain. IAWA Journal, 34, 459-474.
Osborn, G., McCarthy, D., LaBrie, A., & Burke, R. (2015). Lichenometric dating: Science or pseudoscience? Quaternary Research, 83, 1-12.
Pérez-López, R., Martín-González, F., Martínez-Díaz, J. J., & Rodríguez-Pascua, M. A. (2012). Datación mediante liquenometría de los desprendimientos rocosos asociados a la sismicidad histórica en Lorca. Boletín Geológico y Minero, 123(4), 473-485.
Pérez-López, R., Giner-Robles, J. L., Rodríguez-Pascua, M. A., Silva, P. G., Roquero, E., Bardají, T., Elez, J., & Huerta, P. (2019). Lichenometric dating of coseismic rockfall related to the Great Lisbon Earthquake in 1755 affecting the archaeological site of “Tolmo de Minateda” (Spain). Zeitschrift für Geomorphologie, 62(2), 271-293.https://doi.org/10.1127/zfg_suppl/2019/0504
Quesada-Román, A., Ballesteros-Cánovas, J. A., Granados, S., Birkel, C., & Stoffel, M. (2020a). Dendrogeomorphic reconstruction of floods in a dynamic tropical river. Geomorphology, 359, 107133.
Quesada-Román, A., Ballesteros-Cánovas, J. A., Guillet, S., Madrigal-González, J., & Stoffel, M. (2020b). Neotropical Hypericum irazuense shrubs reveal recent ENSO variability in Costa Rican páramo. Dendrochronologia, 61, 125704.
Roca-Valiente, B., Hawksworth, D., Pérez-Ortega, S., Sancho, L., & Crespo, A. (2016). Type studies in the Rhizocarpon geographicum group (Rhizocarpaceae, lichenized Ascomycota). The Lichenologist, 48(2), 97-110. doi:10.1017/S002428291500050X
Rosenwinkel, S., Korupa, O., Landgraf, A., & Dzhumabaeva, A. (2015). Limits of lichenometry. Quaternary Science Reviews, 129, 229-238.
Ruiz-Villanueva, V., Díez-Herrero, A., Stoffel, M., Bollschweiler, M., Bodoque, J. M., & Ballesteros-Cánovas, J. A. (2010). Dendrogeomorphic analysis of flash floods in a small ungauged mountain catchment (Central Spain). Geomorphology, 118(3-4), 383-392.
Schulte, L., Wetter, O., Wilhelm, B., Peña, J. C., Amann, B., Wirth, S. B., Carvalho, F., & Gómez-Bolea, A. (2019). Integration of multi-archive datasets for the development of a four-dimensional paleoflood model of alpine catchments. Global and Planetary Change, 180, 66-88.
Schweingruber, F. H. (2007). Wood structure and environment. Springer Science & Business Media.
Schweingruber, F. H. (2012). Tree rings: basics and applications of dendrochronology. Springer Science & Business Media.
Shigo, A. L. (1984). Compartmentalization: a conceptual framework for understanding how trees grow and defend themselves. Annual review of phytopathology, 22(1), 189-214.
Sigafoos, R. S. (1961). Vegetation in relation to flood frequency near Washington, DC. US Geological Survey Professional Paper, 424-C, 248-249.
Sigafoos, R. S. (1964). Botanical evidence of floods and flood-plain deposition. US Geological Survey Professional Paper, 485-A, 1-35.
Šilhán, K. & Stoffel, M. (2015). Impacts of age-dependent tree sensitivity and dating approaches on dendrogeomorphic time series of landslides. Geomorphology, 236, 34-43.
Stoffel, M., Bollschweiler, M., Butler, D. R., & Luckman, B. H. (2010a). Tree rings and natural hazards: an introduction. En Tree Rings and Natural Hazards (pp. 3-23).
Dordrecht: Springer. Stoffel, M., Bollschweiler, M., Butler, D. R., & Luckman, B. H. (eds.). (2010b). Tree rings and natural hazards: a state-of-art (vol. 41). Springer Science & Business Media. Therrell, M. D. & Bialecki, M. B, (2014). A multi-century tree-ring record of spring flooding on the Mississippi River. Journal of Hydrology, 592, 490-498.
Tichavský, R., Koutroulis, A., Chalupová, O., Chalupa, V., & Šilhán, K. (2020). Flash flood reconstruction in the Eastern Mediterranean: Regional tree ring-based chronology and assessment of climate triggers on the island of Crete. Journal of Arid Environments, 177, 104135
Timell, T. E. (1986). Compression Wood in Gymnosperms. Berlín: Spinger-Verlag.
Victoriano, A., Díez-Herrero, A., Génova, M., Guinau, M., Furdada, G., Khazaradze, G., & Calvet, J. (2018). Four-topic correlation between flood dendrogeomorphological evidence and hydraulic parameters (the Portainé stream, Iberian Peninsula). Catena, 162, 216-229.
Wertz, E. L., St. George, S., & Zeleznik, J. D. (2013). Vessel anomalies in Quercus macrocarpa tree rings associated with recent floods along the Red River of the North, United States. Water Resources Research, 49(1), 630-634.
Wilhelm, B., Ballesteros-Cánovas, J. A., Aznar, B., Kämpf, J. P. C., Swierczynski, T., Stoffel, M., Størenh, E., & Toonen, W. (2018a). Recent advances in paleoflood hydrology: From new archives to data compilation and analysis. Water Security, 3, 1-8.
Wilhelm, B., Ballesteros-Cánovas, J. A., Macdonald, N., Toonen, W. H., Baker, V., Barriendos, M., Benito, G., Brauer, A., Corella, J. P., Denniston, R., Glaser, R., Ionita, M., Kahle, M., Liu, T., Luetscher, M., Macklin, M., Mudelsee, M., Munoz, S., Schulte, L., George, S. S., Stoffel, M., & Wetter, O. (2018b). Interpreting historical, botanical, and geological evidence to aid preparations for future floods. WIRES, 6(1), e1318.
Zaginaev, V., Petrakov, D., Erokhin, S., Meleshko, A., Stoffel, M., & Ballesteros-Cánovas, J. A. (2019). Geomorphic control on regional glacier lake outburst flood and debris flow activity over northern Tien Shan. Global and Planetary Change, 176, 50-59.
Zalloni, E., de Luis, M., Campelo, F., Novak, K., De Micco, V., Di Filippo, A., Vieira, J., Nabais, C., Rozas, V., & Battipaglia, G. (2016). Climatic signals from intra-annual density fluctuation frequency in mediterranean pines at a regional scale. Frontiers in Plant Science, 7, 579.
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