Tipos de suelos, biodiversidad del suelo y respuesta a las perturbaciones

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Mapas del mundo de los Arenosoles (arriba) y Vertisoles (abajo). Fuente: FAO

De corroborarse los resultados del artículo que analizamos hoy, se habría dado un gran paso hacia adelante en lo que concierne a predecir los efectos del cambio climático y otras perturbaciones ambientales sobre la diversidad de los organismos edáficos, pero también en la propia comprensión de la estructura y dinámica del suelo. Lástima que los autores pongan el carro delante de los caballos en sus indagaciones (el calentamiento de la atmósfera), si bien tal hecho no resta mérito a la investigación. Tras un análisis de distintos tipos de suelos esparcidos por varias partes del mundo, así como de la biodiversidad que conocemos de los mismos, resulta que la textura/estructura se comporta como el factor determinante de su resiliencia a la deforestación y el cambio climático (al contrario que el pH, la disponibilidad de nutrientes, humedad y temperatura, etc.). De este modo, los suelos arenosos serían los más vulnerables, mientras que los arcillosos los más estables ante las perturbaciones de la deforestación, cambio climático y presumiblemente otros impactos ambientales. La razón estriba en sus acusadas diferencias de lo que se viene denominando superficie efectiva (effective surface área). Ya os hemos comentado que el suelo es un medio poroso heterogéneo, por lo que la superficie expuesta a la hidrosfera y atmósfera depende de su textura y estructura. Y así, si nos preguntamos  ¿Cuanto mide un metro cuadrado de suelo?, por cuanto resulta que puede variar en órdenes de magnitud dependiendo de la su granulometría, la cual formando agregados por la acción de la materia orgánica, genera su enorme porosidad compuesta por cavidades de todos los tamaños. Cuanto más arcilla contenga un perfil del edáfico tanta más superficie efectiva atesorará el solum. Lo contrario ocurre si las cantidades de arena son considerables. Groso modo, los primeros son denominados Vertisoles, mientras que los segundos Arenosoles, cuya distribución en el mundo resulta ser bastante diferente, como os mostramos en la figura de arriba. Ya expuse personalmente en una conferencia internacional que llevaba por título “How long is a square meter of soil?, que tan solo resultaba ser una propuesta más rigurosa del post  ¿Cuanto mide un metro cuadrado de suelo?,” una nueva con vistas a alcanzar una definición más precisa del suelo, cuando se apela a dos conceptos previos, la superficie efectiva y el ambiente iónico. Los resultados que os vamos a exponer, de ser ciertos, confirman nuestra conjetura.

Cuando un suelo arenoso es deforestado, su menor agregación desprende rápidamente la materia orgánica, ya sea a la atmósfera, ya en forma particulada a las aguas. Mediante este tipo de degradación edáfica los horizontes orgánicos se deterioran con facilidad, modificando drásticamente la composición de sus comunidades microbianas, como confirma la investigación científica que os exponemos abajo, llevada a cabo en la Universidad de Yale. Por el contrario, los Vertisoles atesoran gran cantidad de arcillas expansivas. Estas partículas de diminutas dimensiones, al contrario que las arenas, poseen la propiedad de retener nutrientes y agua entre sus láminas, pero además proporcionan una gran superficie efectiva al medio edáfico. Pues bien, los científicos de Yale dicen haber constatado que independientemente del bioma, la deforestación de un suelo arcilloso no genera una gran pérdida de la superficie mentada, retiene bien los nutrientes, mantiene sus comunidades microbianas más estables y desprende menos carbono, ya sea a la atmósfera o al agua percolante.  Por tanto los Vertisoles deberían ser muy  resiliente a las perturbaciones, mientras que los Arenosoles enormemente frágiles. Obviamente existes otros taxa que, en menor grado, también tienen propiedades arénicas o vérticas, por lo que muchos de ellos deberían tenerse en cuenta, al, margen de los ya mentados Arenosoles y Vertisoles, a la hora de discernir entre resiliencia y fragilidad, en el sentido aludido. Los investigadores que firman el trabajo hablan de superficie efectiva, y esta depende de la textura y la estructura, ahora bien la primera variable es medida usualmente mientras que la segunda no. Por esta razón apelan exclusivamente a la granulometría, es decir a la cantidad de arena, limo y arcilla presente en los suelos. No obstante llama la atención que una sola variable parezca ser tan importante ante la plétora que podrían estimarse. Tal hecho, de ser corroborado por otros estudios, daría a los mapas edafológicos un gran poder predictivo. Debéis tener en cuenta que los suelos de los bosques atesoran, por lo general, una buena estructura, hasta que su deforestación la degrada, surgiendo así la relevancia de la textura.

Como cifras orientativas, a nivel global  los Arenosoles cubren 9 millones de Km2, es decir el 7% de la edafosfera, aunque si tenemos en cuenta las arenas cambiantes y las dunas activas, tal porcentaje alcanzaría la cifra del 10% de la  superficie terrestre emergida. Por su parte los Vertisoles se extienden por 3.350.000 km2, lo cual equivale al 3% de la superficie mundial. Dicho de otro modo, son más abundantes los Arenosoles que los Vertisoles. En cualquier caso, debemos recordar que los suelos francos, con un porcentaje equilibrado de las tres fracciones granulométricas (arena, limo y arcilla), resultan ser los más aptos para la agricultura, aunque de los Vertisoles bien gestionados pueden obtenerse muy buenas cosechas, al contrario de lo que acaece con los Arenosoles.

Reitero que este estudio se me antoja de gran importancia, “de confirmarse sus conclusiones”, ya que ofrecerían variables fáciles de estimar y que son de gran relevancia a la hora de dividir los taxones en las clasificaciones de suelos al uso. En otras palabras, sería relativamente fácil inventariar y cartografiar las áreas más resilientes y las más frágiles a partir de las cartografías y bases de datos de suelos disponibles. Debo reconocer que he sonreído al leer la nota de prensa y consultar el estudio, ya que refuerzan mis conjeturas para alcanzar una definición de suelos mejor que las actuales, basándose exclusivamente en la superficie efectiva y el ambiente iónico.  Os dejo  pues abajo la nota de prensa original.

Juan José Ibáñez

 Deforestation of sandy soils a greater climate threat

Date: April 1, 2014; Source: Yale School of Forestry & Environmental Studies

Summary: A new study finds that tree removal has far greater consequences for climate change in some soils than in others, a finding that could provide key insights into which ecosystems should be managed with extra care. In a comprehensive analysis of soil collected from 11 distinct U.S. regions, from Hawaii to northern Alaska, researchers found that the extent to which deforestation disturbs underground microbial communities that regulate the loss of carbon into the atmosphere depends almost exclusively on the texture of the soil (…).

Deforestation may have far greater consequences for climate change in some soils than in others, according to new research led by Yale University scientists — a finding that could provide critical insights into which ecosystems must be managed with extra care because they are vulnerable to biodiversity loss and which ecosystems are more resilient to widespread tree removal.

In a comprehensive analysis of soil collected from 11 distinct U.S. regions, from Hawaii to northern Alaska, researchers found that the extent to which deforestation disturbs underground microbial communities that regulate the loss of carbon into the atmosphere depends almost exclusively on the texture of the soil. The results were published in the journal Global Change Biology.

We were astonished that biodiversity changes were so strongly affected by soil texture and that it was such an overriding factor,” said Thomas Crowther, a postdoctoral fellow at the Yale School of Forestry & Environmental Studies and lead author of the study. “Texture overrode the effects of all the other variables that we thought might be important, including temperature, moisture, nutrient concentrations, and soil pH.”

The study is a collaboration among Yale researchers and colleagues at the University of Boulder, Colorado and the University of Kentucky.

A serious consequence of deforestation is extensive loss of carbon from the soil, a process regulated by subterranean microbial diversity. Drastic changes to the microbial community are expected to allow more CO2 to escape into the atmosphere, with the potential to exaggerate global warming.

Specifically, the researchers found that deforestation dramatically alters microbial communities in sandy soils, but has minimal effects in muddy, clay-like soils, even after extensive tree removal.

According to the researchers, particles in fine, clay-like soil seem to have a larger surface area to bind nutrients and water. This capacity might buffer soil microbes against the disturbance of forest removal, they said. In contrast, sandy soils have larger particles with less surface area, retaining fewer nutrients and less organic matter.

If you disrupt the community in a sandy soil, all of the nutrients the microbes rely on for food are leached away: they’re lost into the atmosphere, lost into rivers, lost through rain,” Crowther said. “But in clay-like soil, you can cut down the forest and the nutrients remain trapped tightly in the muddy clay.”

The researchers also examined how the effects of deforestation on microbial biodiversity change over time. Contrary to their expectations, they found no correlation, even over the course of 200 years.

The effects are consistent, no matter how long ago deforestation happened,” Crowther said. “In a clay soil, you cut down the forest and the nutrients are retained for long periods of time and the community doesn’t change. Whereas in a sandy soil, you cut down a forest and the community changes dramatically within only a couple of years.”

Using previously documented information about soil distribution, the researchers were able to map potential areas where belowground ecosystems are more likely to be vulnerable to deforestation. This has the potential to inform land management practices concerned with the conservation of biodiversity and the sequestration of carbon in the soil.

Story Source: The above story is based on materials provided by Yale School of Forestry & Environmental Studies. The original article was written by Kevin Dennehy. Note: Materials may be edited for content and length.

Journal Reference: Thomas W. Crowther, Daniel S. Maynard, Jonathan W. Leff, Emily E. Oldfield, Rebecca L. McCulley, Noah Fierer, Mark A. Bradford. Predicting the responsiveness of soil biodiversity to deforestation: a cross-biome study. Global Change Biology, 2014; DOI: 10.1111/gcb.12565

Cite This Page: MLA, APA, Chicago

Yale School of Forestry & Environmental Studies. “Deforestation of sandy soils a greater climate threat.” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 April 2014. <www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140401162203.htm>.

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http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140401162203.htm

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Comentarios

Genial nota, realmente interesante el tema y la posibilidad de encarara la susceptibilidad de los suelos en relacion a la biodiversidad de una manera tan sencilla. Muchas gracias Juan Jose por compartirnos estoS posts actuales y modernos.

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