Original paper

Control of snow cover duration in geomorphologic and biogeographic dynamics in Mediterranean mountains: Manzanares valley head, Sierra de Guadarrama (Spain)

Andrés, N.; Garcéa-Romero, A.; Muñoz, J.; Palacios, D.

Abstract

This article examines the relationship between landforms, erosion, vegetal associations and yearly snow cover distribution and permanence. A study site was chosen near the source of the Manzanares River in the watersheds of two mountain streams, Condesa and Valdemartin, that merge at 1795 m altitude. The maximum altitude is Cabeza de Hierro Menor (2373m, at 40° 47' 56" N and 3° 56' 10" W). The geo-morphologic units, active erosion areas and vegetation associations were mapped. Weekly photographs of snow distribution were taken from 1996-2004 and provided data for snow cover mapping. ArcGis software was used for mapping and statistically comparisons of these data and the topographical data of the water-sheds.The analyzes show that snow cover duration conditions the degree of erosive instability and phyto-instability, as indicated in simple correlation coefficients of 0.91 and 0.82, respectively. Furthermore, orientation (classified according to exposure to leeward winds) influences the amount of snow accumulation and is a determining factor in 70% of the snow cover duration. These findings were used to characterize and delimit the areas strongly influenced by lingering snow patches, and the results show that periods of ≥ 220 days/yr snow cover severely curtail growth in plant species with limited phytostabilizing capacity, and are associated with the acceleration of erosion processes.

Kurzfassung

Der vorliegende Aufsatz untersucht die Abhängigkeit zwischen Reliefformen, Erosionsprozessen, Pflanzengesellschaften und jährlicher Schneebedeckung und-verteilung. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf den Oberlauf des Rio Manzanares, insbesondere auf das Mündungsgebiet der Hochgebirgsflüsse Condesa und Valdemartin auf 1795 m Höhe. Die durchgeführten Forschungs-arbeiten umfassen Kartierungen der Landformen, der aktiven Erosionsgebiete und der Pflanzengesell-schaften. Von 1996 bis 2004 wurde die Schneebedeckung wöchentlich photographiert und in eine digitale Karte überführt. Mit Hilfe der ArcGis-Software wurden Karten erstellt und statistische Korrelationen zwischen Höhe, Hangneigung und Exposition durchgeführt.Die statistischen Analysen ergaben, dass die Scheedecke die Erosionsprozesse und Phytostabilisierung bestimmt. Der Korrelationskoeffizienten hinsichtlich der Schneebedeckung ergab 0,91bzw. 0.82. Darüber hinaus beeinflusst die Orientierung (Klassifikation gemäss der Exposition hinsichtlich der leewärtigen Winde) die Schneeakkumulation und ist zu 70% der entscheidende Faktor bezüglich der Schneedecken-dauer.Diese Untersuchungsergebnisse wurden für die Charakterisierung und Abgrenzung von Firngebieten verwendet. Perioden von ≥ 220 Tagen Schneebedeckung pro Jahr beeinträchtigen erheblich das Pflanzenwachstum von Arten mit geringer Photostabilisierungskapazität und tragen somit verstärkt zu Erosionsprozessen bei. French Cet article étudie les liens entre la géomorphologie, l'érosion, les associations végétales et la répartition ainsi que la durée de la couverture neigeuse annuelle. Le site d'étude se situe près de la source de la rivière Manzanares et correspond aux vallées Condensa et Valdemartin, occupées par deux torrents qui confluent à 1795 m d'altitude. Le point culminant de ces deux vallées est Cabeza de Hierro Menor (2373 m, 40° 47'56 N; 3°56'10 E).Les unités géomorphologiques, les zones d'érosion active et les associations végétales ont été cartographiées. Des photographies hebdomadaires de la répartition de la couverture neigeuse ont été prises entre 1996 et 2004 et servent de base de donnée pour cartographier celle-ci. Le logiciel ArcGIS a permis, à partir de la cartographie, d'établir des comparaisons statistiques entre l'altitude, la pente et l'orientation. L'analyse statistique a révélé un coefficient de corrélation pour la durée de la couverture neigeuse de 0,91, la mettant en valeur comme premier facteur de l'activité géomorphologique. Les coefficients de corrélation entre la capacité de phytostabilisation des formations végétales de type prairie et la durée de la couverture neigeuse et l'indice d'instabilité érosive sont de 0,92 et 1,68 respectivement.Ces résultats ont été utilisés pour caractériser et délimiter les espaces fortement influencés par la persistance des névés et ont permis de démontrer qu'une période ≥ 220 jours/an de couverture neigeuse réduit fortement la croissance des plantes qui ont une faible capacité de phytostabilisation et est associée à une accélération des processus d'érosio