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Tufts University

Publication Date

Spring 2022

Program Name

Ecuador: Comparative Ecology and Conservation

Abstract

The purpose of this project was to try and better understand the risks posed to the Yunguilla community in an increased rainfall climate change scenario. While climate modeling is not exact, many models do predict increased rain and storm intensity in this area (“Explainer…”, 2018). This project studies erosion risk, and the potential damage to crops through a series of experiments and mapping.

The first experiment used three hydration percentages 50, 75 and 100, to water two crop types, Fragaria and Caspium, and monitored plant health to see the water's effect. The hydraulic stress testing did not model an increased rainfall scenario as was hoped. At all hydration levels the plants quickly became waterlogged (photo 5). However, it did show the importance of soil drainage for the Yunguilla climate. Aall hydration points, when converted to mm of rainfall, would have fallen below average Yunguilla rainfall according to previous years data (Graph 1). This means that without well drained soil, plants would very quickly become waterlogged. Soil drainage will only increase in importance in an increased rainfall scenario.

The soil used for the hydraulic stress testing, had been fortified with compost which seemed to give even the waterlogged plants the nutrients needed to survive, and the controls also grew well in the same soil indicating good nutrient value. However, compost assists with the retention of water (Doung, 2013). Should Younguilla get more rain, less compost may have to be added in order to increase drainage.

The second experiment collected data on the quantity of water needed to cause erosion on a 1X1 meter plot on various slope gradients. The data collected did show a correlation between slope and water quantity. The steeper the slope the less water was needed. However this correlation of water to slope was only moderate.

Soil samples were also taken at each test site to get a baseline for Yunguilla soil, and test the correlation between soil type and erosion. The soil was found to be uniformly sandy. The study did not find a correlation between soil competition and water needed to cause erosion.

In both the case of slope to water needed to cause erosion and soil type needed to cause erosion the weak correlations were likely due to a lack of data. It has been shown in other studies that there can be a great variance in runoff test to test, and site to site. Even under the same conditions, quite a bit of data is needed to establish a baseline erodibility factor for a particular area (Alewell, et al., 2019).

Finally the maps were able to show areas with comparatively steep slopes, as well as land cover flagged as “risky”. These were then overlaid to show areas that had higher erosion risks compared to other areas around the community. These maps could be useful in making reforestation decisions. That said, these maps can not help predict the actual likelihood of erosion, only show the sites more likely to erode, based on the factors of land use and slope.

El propósito de este proyecto fue intentar comprender los riesgos que la comunidad de Yunguilla en Ecuador podría verse enfrentada en un escenario de aumento en precipitaciones debido a un cambio climático. Aunque los modelos de cambio climático no sean exactos, muchos modelos predicen un aumento de la lluvia y una mayor intensidad de las tormentas en esta área de Ecuador (“Explainer…”, 2018). Este proyecto estudia el riesgo de erosión y el daño potencial a los cultivos en el área a través de una serie de experimentos y cartografías.

El primer experimento utilizó y monitoreo tres porcentajes de hidratación 50, 75 y 100, para estudiar y observar el efecto del agua en la salud de las plantas. Las pruebas de estrés hidráulico probaron no poder modelar un escenario de incremento en precipitaciones, como se había esperado. En todos los niveles de hidratación, las plantas se anegaron rápidamente (foto 5). Sin embargo, el experimento sí demostró la importancia de un sistema de drenaje del suelo para el clima de Yunguilla. En todos los experimentos con diferentes puntos de hidratación, cuando se convirtió los porcentajes en mm de lluvia, todas las cantidades de aguas lluvias habrían estado por debajo del promedio de precipitaciones que caen anualmente en Yunguilla, según datos de años anteriores (Gráfico 1). Esto significa que sin un suelo bien drenado, las plantas se anegarían rápidamente. El drenaje del suelo sólo aumentará en importancia en un escenario de mayor precipitación.

La tierra utilizada en la prueba de estrés hidráulico había sido fortificada con abono orgánico que parecía proporcionar a las plantas, incluso a las plantas anegadas, los nutrientes necesarios para sobrevivir. Incluso las plantas control también crecieron bien en esa tierra, lo que indica un buen valor nutricional para todas las muestras. Pero es importante destacar que, como el compost (abono orgánico) a menudo ayuda con la retención de agua (Doung, 2013), en el caso que la región de Yunguilla comience a recibir más aguas lluvias, es posible que se deba agregar menos compost para aumentar y privilegiar el buen drenaje.

En el segundo experimento realizado, se recolectaron los datos sobre la cantidad de agua necesaria para causar erosión en una parcela de 1X1 metros en varios tipos de pendientes. Los datos recopilados en el experimento demostraron que existe una correlación entre la gradiente de una pendiente y la cantidad de agua necesaria para provocar erosión. Cuanto más pronunciada es la gradiente, menos agua se necesita para provocar erosión. La correlación del agua con la pendiente que se encontró en el experimento fue sólo moderada.

Durante el segundo experimento, se recolectaron muestras del suelo en cada sitio de prueba para obtener una línea de base sobre el tipo de suelo de Yunguilla y también para probar la correlación entre el tipo de suelo y la erosión. El estudio encontró que los tipos de suelo eran uniformemente arenosos. El experimento no encontró una correlación significativa entre diferentes tipos de composición del suelo y la cantidad de agua necesaria para causar erosión.

Es probable que la falta de resultados conclusivos en este último hallazgo se deba a una falta de datos. Se ha demostrado en estudios anteriores que, incluso en ese caso, puede haber una gran variación en los datos de una prueba a otra y de un sitio a otro, incluso con las mismas condiciones. En otros estudios se ha establecido que una gran cantidad de datos deben ser recolectados para establecer una línea de base para el factor de erosionabilidad de un área en particular (Alewell, et al. 2019).

Los estudios cartográficos del experimento mostraron áreas comparativas de pendientes consideradas empinadas y cobertura terrestre marcadas como "de alto riesgo". Estas áreas de pendientes y terrenos de alto riesgo estaban luego superpuestas a las áreas que tenían mayores riesgos de erosión en comparación con otras áreas de la comunidad. Estos mapas podrían ser útiles para tomar decisiones en prácticas de reforestación. Es decir, estos estudios cartográficos no sostienen una utilidad como una herramienta para predecir la probabilidad real de erosión, pero si pueden ayudar a indicar los sitios con mayor probabilidad de erosión en función de los factores de uso del suelo y pendiente.

Disciplines

Agriculture | Climate | Environmental Studies | Latin American Studies | Meteorology | Plant Sciences

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