Archivo de octubre, 2013

El suelo, un recurso natural amenazado. Global Soil Week, 27-31 October 2013

Autora: María Alcázar y Saturnino de Alba, doctores en Geología, Universidad Complutense de Madrid

Del 27 al 31 de octubre se celebra en Berlín la segunda Semana Mundial del Suelo (“Global Soil Week”), organizada por el Global Soil Forum del Instituto de Estudios de Sostenibilidad Avanzados (IASS) de Potsdam (Alemania) y apoyada por la Comisión Europea, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP), la Convención de Naciones Unidas para la Lucha contra la Desertificación (UNCCD) y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), entre otras organizaciones internacionales.

El tema central del acontecimiento, titulado “Losing Ground?”, es la pérdida de suelo y se debatirán cuestiones como la implicación de la pérdida de suelo en la alimentación, el agua y la seguridad energética y la gestión sostenible del suelo. El programa se estructura en torno a cuatro ejes temáticos: ciclos de materia, gestión sostenible del territorio e ingeniería del suelo, políticas internacionales del suelo y objetivos de desarrollo sostenible y gobernanza responsable.

El suelo es un recurso natural no renovable a una escala temporal humana y el soporte básico imprescindible para la existencia de los ecosistemas terrestres. Su naturaleza como recurso no renovable hace que cualquier proceso de degradación que sufre tenga consecuencias irreversibles en la mayor parte de los casos. Los ecosistemas agrícolas son especialmente sensibles ante los procesos de degradación del suelo ya que su productividad depende, en buena medida del estado de conservación del mismo. Más aún en los paisajes mediterráneos de agricultura extensiva donde las condiciones climáticas ya son, por sí mismas, una importante limitación para la productividad.

España es el país mediterráneo europeo con tasas más elevadas de erosión actual y potencial (García Ruíz y López Bermúdez, 2009), y en la mayor parte del territorio español la erosión del suelo representa una seria amenaza para la sostenibilidad de los agroecosistemas y el sistema socio-económico rural. Según cifras provenientes del Ministerio de Medio Ambiente (MARM, 2005), un 30% de la superficie de nuestro país se ve afectada por tasas de erosión que son calificadas como medias (pérdidas de suelo de 10-50 Mg ha-1 año-1) y más de un 10% por tasas altas (>50 Mg ha-1 año-1).

Sin embargo, a pesar de la gravedad del problema, existe una importante carencia en el estado de conocimiento de los procesos erosivos en los paisajes agrícolas mediterráneos, así como de datos medidos directamente en campo que permitan cuantificar las pérdidas de suelo que tienen lugar en los distintos escenarios agroambientales (De Alba et al., 2011). Esta información resulta necesaria en el proceso de toma de decisiones respecto a modelos de gestión del territorio que consideren como premisa la sostenibilidad de la calidad y cantidad de la productividad biológica de los suelos, así como para el desarrollo de modelos predictivos que permitan evaluar la respuesta de las distintas alternativas de uso y sistemas de manejo del suelo para las características específicas del territorio (De Alba et al., 2003).

En este contexto se desarrolla una de las líneas de investigación del grupo del Departamento de Geodinámica de la UCM, dedicado al estudio de los procesos de degradación del suelo por erosión en ecosistemas agrícolas mediterráneos en relación con diferentes usos y manejos del suelo. El grupo dispone de un campo experimental situado en la Finca Experimental La Higueruela CSIC (Toledo), operativo desde el año 1992, que representa una referencia única a nivel internacional, tanto por la información detallada que aporta sobre la respuesta hidrológica y erosiva de usos agrícolas de secano (De Alba et al., 2009), como por la amplia serie de datos actualmente disponible con un total de 20 campañas agrícolas consecutivas, de 1992/93 a 2012/13 (Alcázar, 2013).

Imágenes del campo experimental sobre erosión de suelos agrícolas (1992-2013) situado en la Finca Experimental La Higueruela del CSIC (Santa Olalla, Toledo)

Referencias

Alcázar, M. 2013. Evaluación de la erosión hídrica en parcelas experimentales en campos agrícolas de secano mediterráneo. Tesis Doctoral, Facultad de Geológicas. Universidad Complutense de Madrid.

De Alba, S.,  Benito, G.; Lacasta, C.; Pérez-González, A. 2003. Erosión hídrica en campos de agricultura extensiva de clima mediterráneo. Influencia del manejo del suelo en Castilla-La Mancha. Edafología, 10-3: 103-113 (2003).

De Alba, S., Alcázar, M., Lacasta, C. y Benito, G. 2009. Water Erosion on Agricultural Lands in a Mediterranean Semiarid Climate in Central Spain. En: Faz Cano, A., Mermut, A. R., Arocena, J. M. y Ortiz, R. (Eds.) Land Degradation and Rehabilitation. Dryland Ecosystems. Catena Verlag, Advances in GeoEcology, 40: 27-36.

De Alba Alonso, S., Alcázar Torralba, M., Cermeño Martín, F. I. y Barbero Abolafio, F. 2011. En: Meco Murillo, R., Lacasta Dutoit, R. y Moreno Valencia, M.M. (Coord.) Agricultura ecológica en secano. Soluciones sostenibles en ambientes mediterráneos. Ministerio de Medio Ambiente Medio Rural y Marino, Junta de Comunidades de Castilla la Mancha, Sociedad Española de Agricultura Española y Ediciones Mundi-Prensa, pp. 13-38.

MARM, 2005. Perfil Ambiental de España 2005: Informe basado en Indicadores. D.G. de Calidad y Evaluación Ambiental, SGT, Ministerio de Medio Ambiente, Rural y Marino. Madrid.

García Ruiz, J.M. y López Bermúdez, F. 2009. La erosión del suelo en España. Sociedad Española de Geomorfología.

 

Enlaces de interés

-               Red de Estaciones Experimentales de Seguimiento y Evaluación de la Erosión y la Desertificación (RESEL) del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente: http://www.magrama.gob.es/es/biodiversidad/temas/desertificacion-y-restauracion-forestal/lucha-contra-la-desertificacion/lch_resel.aspx

-               Global Soil Week: http://globalsoilweek.org/

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Las comunidades microbianas del suelo y el funcionamiento de los ecosistemas de alta montaña mediterráneas

Autores: Alba Gutiérrez Girón(UCM), Rosario Gavilán García (UCM) y Agustín Rubio Sánchez (UPM)


La comunidades microbianas del suelo determinan el funcionamiento de los ecosistemas terrestres

Con frecuencia en los ecosistemas terrestres los procesos que suceden en la superficie del suelo y los que suceden en el interior del suelo han sido estudiados por separado. Sin embargo, ambos componentes de los ecosistemas son interdependientes y sus relaciones determinan el funcionamiento y propiedades de los ecosistemas (Wardle et al. 2004). Las plantas producen el carbono (C) orgánico necesario para los microorganismos del suelo (hongos y bacterias fundamentalmente), mientras que los microorganismos alteran y mineralizan la materia orgánica vegetal e indirectamente afectan a la productividad y composición de las comunidades vegetales al condicionar la tasa de renovación de nutrientes en el suelo. En un contexto de cambio global el papel de la microbiota del suelo en el reciclado de la materia orgánica es trascendental. Los suelos constituyen uno de los principales reservorios de C del planeta dado que se estima que el C orgánico del suelo representa aproximadamente el doble del C que se acumula en la atmósfera y en la vegetación terrestre (Schimel 1995). Por ello, un incremento de las temperaturas o un cambio en la composición de las comunidades vegetales puede tener efectos en la actividad microbiana y, por tanto, en la mineralización de la materia orgánica del suelo,  retroalimentando el incremento de las concentraciones de CO2 atmosférico (Davidson y Janssens 2006).

La comunidad microbiana del suelo en ecosistemas de alta montaña es diversa y dinámica

En contra de lo que podríamos esperar, en ambientes aparentemente hostiles para la vida, como son los ecosistemas de alta montaña, las comunidades microbianas de sus suelos son muy abundantes y poseen una llamativa diversidad genética y funcional (Lipson et al. 2002; Nemergut et al. 2005; Lipson 2007). Debido a las condiciones tan cambiantes que se dan en los ecosistemas de alta montaña, de una estación a otra las comunidades microbianas en estos suelos muestran variaciones importantes en su abundancia, composición y funcionamiento en periodos de tiempo muy cortos (Wardle 1998). Durante el invierno y comienzo de la primavera los cambios en las comunidades microbianas están relacionados con la existencia de una capa de nieve, con ciclos de helada y deshielo del suelo, así como con la disponibilidad de fuentes de C y N. Durante el verano los cambios en la comunidad microbiana se han relacionado con procesos de interacción con las plantas, en particular con procesos de partición y competencia por los nutrientes y con cambios en la disponibilidad de las fuentes de C procedentes de las plantas a través de exudados radiculares o calidad de la hojarasca (Bardgett et al. 2005). No obstante, en ecosistemas mediterráneos la humedad de suelo disminuye drásticamente durante el verano y es de esperar que la disponibilidad de agua en el suelo determine una dinámica de las comunidades microbianas diferente a la observada en otros ecosistemas durante este periodo. Así se ha comprobado que la disponibilidad de agua determina fuertemente la actividad de la microbiota edáfica en ecosistemas mediterráneos (Reichstein et al. 2002; Rey et al. 2002); sin embargo, en suelos de alta montaña mediterránea se desconoce si los periodos de sequía afectan a la abundancia de las comunidades microbianas y cómo la falta de agua modula el reciclado de la materia orgánica.

Figura. Aspecto de los pastos de alta montaña a mediados de junio (imagen izquierda) y a comienzos de septiembre (imagen derecha) en la Sierra de Guadarrama. Vista de la Bola del Mundo (2.200 m de altitud) desde la Maliciosa.

La comunidad microbiana en ecosistemas de alta montaña mediterránea es resistente a la sequía estival

Recientemente desde el Dpto. de Biología Vegetal II de la UCM, en colaboración con el Dpto de Silvopascicultura de la UPM, hemos abordado algunas de estas cuestiones estudiando la ecología de la comunidad microbiana en comunidades vegetales de alta montaña mediterránea en la Sierra de Guadarrama (Gutiérrez-Girón et al. 2013). Los resultados obtenidos indican un funcionamiento particular de los ecosistemas de alta montaña mediterránea determinado por la sequía estival. La microbiota del suelo en estos ecosistemas es resistente a la sequía y mantiene valores altos y relativamente constantes durante el verano. La resistencia a la sequía de la comunidad microbiana conlleva que no se liberen nutrientes, ni formas lábiles de C provenientes de la lisis de los microorganismos, en un periodo en el que la actividad biológica de las plantas y microorganismos es reducida y, por tanto, la demanda de recursos es escasa. La dinámica observada de la microbiota del suelo puede suponer un mecanismo relevante para la conservación del C y de los nutrientes del suelo. Esta dinámica es muy diferente a la observada hasta ahora en ecosistemas de alta montaña de latitudes templadas donde la alternancia en la demanda de nutrientes de plantas y microorganismos se ha descrito como el principal mecanismo que determina las variaciones de la microbiota del suelo (Jaeger et al. 1998, Bardgett et al. 2005). Finalmente, ante futuros procesos de cambio climático estos resultados sugieren que las variaciones en los patrones de precipitación en ecosistemas de alta montaña mediterránea pueden alterar notablemente la dinámica estacional de las comunidades microbianas y, por tanto, la disponibilidad y conservación de las formas lábiles de C y de los nutrientes en el suelo, lo que finalmente podría tener efectos en la productividad de estos ecosistemas.

 

Referencias

 

Bardgett RD, Bowman WD, Kaufmann R, Schmidt SK (2005) A temporal approach to linking aboveground and belowground ecology. Trends Ecol Evol 20: 634-641

Davidson EA, Janssens IA. 2006. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature 440: 165-172.

Gutiérrez-Girón A, Rubio A, Gavilán RG (2013). Temporal microbial biomass and plant biomass variation during summer in a Mediterranean high-mountain dry grassland. Plant and Soil DOI 10.1007/s11104-013-1887-6

Jaeger CH, Monson RK, Fisk MC, Schmidt SK (1998) Seasonal partitioning of nitrogen by plants and soil microorganisms in an alpine ecosystem. Ecology 80: 1883-1891

Lipson DA, Schadt CW, Schmidt SK (2002) Changes in Soil Microbial Community Structure and Function in an Alpine Dry Meadow Following Spring Snow Melt. Microbial Ecol 43: 307-314

Lipson DA (2007) Relationships between temperature responses and bacterial community structure along seasonal and altitudinal gradients. Microbial Ecol 59: 418–427

Nemergut DR, Costello EK, Meyer AF, Pescador MY, Weintraub MN, Schmidt SK. 2005. Structure and function of alpine and arctic soil microbial communities. Research in Microbiology 156: 775-784

Reichstein M, Tenhunen JD, Roupsard O, Ourcival JM, Rambal S, Dore S, Valentini R. 2002. Ecosystem respiration in two Mediterranean evergreen Holm Oak forests: drought effects and decomposition dynamics. Functional Ecology 16: 27-39

Rey A, Pegoraro E, Tedeschi V, De Parri I, Jarvis PG, Valentini R. 2002. Annual variation in soil respiration and its components in a coppice oak forest in Central Italy. Global Change Biology 8: 851-866

Schimel DS. 1995. Terrestrial ecosystems and the carbon cycle. Global Change Biology 1: 77-91

Wardle DA (1998) Controls of temporal variability of the soil microbial biomass: A global-scale synthesis. Soil Biol Biochem 30: 1627-1637

Wardle DA, Bardgett RD, Klironomos JN, Setälä H, van der Putten WH, Wall DH (2004) Ecological Linkages Between Aboveground and Belowground Biota. Science 304: 1629-1633

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