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Suelos, rocas, sequías y resiliencia de la vegetación

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Fuente del Grafico del Perfil. Gobierno de  Aragón. Fotos Google imágenes

La Humedad de la Roca oculta podría ser clave para entender la respuesta de los bosques a la sequía. Así más o menos comienza la nota de prensa que os mostramos abajo, traducida al español y que analizamos hoy. Pero sigamos: “Investigaciones realizadas por la Universidad de Austin en Tejas y la Universidad Berkeley en California descubrieron que una capa de roca subterránea poco estudiada puede contener cantidades importantes de agua que puede considerarse como un reservorio vital para los árboles, especialmente en tiempos de sequía. El estudio, publicado en la revista PNAS, analizó el agua almacenada dentro de la capa de roca alterada que comúnmente se encuentra debajo de los suelos en ambientes montañosos”.

La noticia me pareció muy interesante y de hecho lo es. ¿Pueden almacenar las rocas que subyacen a los suelos mucha agua? ¿Puede este líquido ser utilizado por la vegetación y ayudar a paliar los efectos del estrés hídrico ocasionados por sequías persistentes?.  De ser así, se trata de un hallazgo muy interesante. Ahora bien maticemos. En primer lugar, al seguir leyendo la noticia que os he traducido abajo,  la novedad se esfuma y en su lugar surge la lógica. No se trata de la roca en sí misma, sino, del material de la misma que se va alterando hasta formar el regolito que subyace al suelo en la zona vadosa y más allá. Las capacidades de almacenamiento dependerán pues de la razón entre la cantidad de granos/partículas ya dispersados, del grado de alteración de los bloques, y piedras, así como de la textura de la tierra fina resultante. Muchas de estas propiedades dependerán, de la naturaleza del material litológico, clima, fisiografía, así como de las repercusiones de las raíces y vida subterránea, etc. Es decir no resulta posible extrapolar los resultados obtenidos a otros ambientes de los  aquí analizados.

Y así, lo que llaman rocas, son en realidad los materiales que conforman el regolito del que tanto os hemos hablado en nuestra categoríaZona Crítica Terrestre: el Futuro de la edafología”.  Al final del presente post os muestro muchas de las entregas previas en las que podréis comprobar, por ejemplo que: (i) hemos defendidos que los regolitos deben ser considerados como parte del suelo; (ii) que debiera clasificarse el conjunto del sistema suelo regolito y el porqué; (iii) que este administrador realizó tales proposiciones años antes de que surgiera la iniciativa de la zona crítica terrestre, etc.

Debe tenerse encuentra que durante más de un siglo, no se disponía de medios logísticos para sondear hasta varios metros de profundidad en el continuum suelo-regolito. Tampoco habían sido ideadas las instrumentaciones pertinentes para conseguir tal fin. De hecho la denominada zona vadosa y la hidropedología abordan el tema desde hace bastantes décadas, sin llegar a tenerla ambición de la zona critica terrestre.

Cuando se viaja por carretera y se observan cortes/trincheras, etc., en donde afloran los regolitos y las rocas sin alterar, podréis observar en muchos casos, depósitos deleznables de sedimentos (a veces alternando con otros impermeables) que también almacenan agua, no siendo estrictamente regolitos, sino litologías sedimentarias o litologías duras sometidas antaño, por ejemplo, a alteraciones hidrotermales.

En consecuencia, cuando una sequía prolongada afecta a un espacio geográfico, no es extraño observar islas en donde los ecosistemas vegetales permanecen vigorosamente verdes en una matriz repleta de árboles muertos o seriamente afectados por el estrés hídrico. En la mayor parte de los casos se debe a las razones aludidas, empero a cortas distancias, también se constata que las profundidades a las que afloran regolitos y sedimentos son enormemente variables, tomando como línea basa la superficie.

Resumiendo, no se trata de ninguna sorpresa, excepto para mentes cortas de vista. El trabajo resulta interesante, justamente porque por fin se reconoce y constata experimentalmente lo que cabía inferir conforme a nuestros conocimientos actuales.

Os dejo con la noticia y la relación de post previos un donde se da fe, de que en esta bitácora se defienden perspectivas racionales. El tiempo da y quita razones. Ahora bien, en muchas de estas entregas nos adelantamos a lo que actualmente se consideran novedades en la literatura científica. Fue justamente al inicio de la andadura de este blog, en donde aclaramos nuestros puntos de vista, hará ya casi quince años.

Juan José Ibáñez

Continua………  

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Sobre la resistencia de los ecosistemas forestales al cambio climático, la sequía y la respiración del suelo

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Bosque mixto de encinas y Pinos Fuente: 100 Bosques

 En un post previo (Ciencia Amnésica e Imperio Anglosajón) ya hemos expresado nuestra opinión acerca  de algunos de los males que han calado a la ciencia contemporánea, como el de la política delpublica o perece”, pero también el ansiado consenso de un idioma universal, que atesora un lado positivo que enmascara otro francamente negativo, especialmente debido a la ausencia de digitalización de la mayor parte de los artículos de investigación que, hasta hace dos décadas, eran con harta frecuencia redactados en los idiomas natales de sus autores. Hoy analizaremos dos notas de prensa que, en mi opinión, respaldan nuestras tesis. Este post no tiene la intención de criticar a los autores que han realizado los estudios que han dado lugar a los papers sobre los que se han elaborado ambas noticias científicas.  Lo que se desea explicar es sencilla y llanamente que, de haberse documentado mediante esa ciencia que ahora se denomina gris, por el mero hecho de no encontrarse escrita en la lengua del imperio, los autores habrían podido llegar fácilmente a otras conclusiones, para mi mucho más interesantes.  En consecuencia, no abordaré los contenidos de las noticias directamente, como suelo hacer en la mayoría de los post. Tan solo elaboraré un breve texto para que a la postre los lectores de esta bitácora extraigan sus propias conclusiones.

 La respiración del suelo es un dato que aporta valiosa información sobre la ecología del medio edáfico y su papel en el metabolismo de los ecosistemas. Sin embargo, una sola variable no puede nunca dar cuenta de la resiliencia de un sistema tan complejo.  Ningún médico que se precie ofrecería su diagnóstico sobre un paciente basándose en una sola variable. Muchos enfermos respiran agitadamente, si bien es cierto que si no lo hacen, nos inclinaríamos a pensar que el paciente está a punto de convertirse en cadáver. Si comparamos dos suelos y uno respira mucho más que otro, no podemos de ninguna forma concluir que el primero es más resiliente que el segundo, a no ser que el último no lo haga en absoluto.

 Cuando se comparan bosques de coníferas con otros de robles o encinas, se ha constatado hasta la saciedad que los primeros son más pobres en lo que respecta a la biodiversidad del suelo, como también que diversos indicadores de la calidad del suelo demuestran que sus propiedades son peores (naturaleza del humus, agregados, etc., etc.) que los de las especies frondosas aludidas. Y digo hasta la saciedad porque existen cientos de estudios que así lo atestiguan, al menos en los ambientes mediterráneos. Este hecho no puede soslayarse, como tampoco que la mayor parte de las especies de pinos poseen un crecimiento rápido mientras que las frondosas lo hacen mucho más lentamente. Por esta razón, los cultivos de madera (coníferas) a los que algunos llaman bosques, han sido los más utilizados en las repoblaciones forestales, cuyo último fin es cosechar “más madera”. ¿No hay relación entre crecimiento de las plantas y  respiración en el medio edáfico?. ¿Cuántos estudios se han realizado al respecto?. Obviamente existen numerosos bosques de coníferas naturales, pero aun así centenares de estudios atestiguan  que al compararlos con los de frondosas (como la encina, el roble o el alcornoque, etc.) los datos aludidos muestran recalcitrantemente que el medio edáfico de las últimas es más saludable que el de los primeros. También repetidamente se ha demostrado que al sustituir un bosque de encinas por un pinar de repoblación las propiedades del suelo se deterioran. Se trata de una de las estrategias competitivas de estas especies frente a las más exigentes que podrían medrar allí, por ejemplo el género Quercus

 Diversos y afamados geobotánicos del siglo XX, con sus enormes y dilatados bagajes sobre  el comportamiento de la naturaleza constataron como en una catena de montaña (pisos bioclimáticos) mediterránea, al erosionarse el suelo, el bosque de robles intermedio (caducifolio) tiende a desaparecer o lo hace por completo, debido al denominado efecto de pinza. Es decir, los mentados robles, rebollos, melojos, quejigos, etc., a los que se les caen las hojas en otoño, comienzan a sufrir, siendo remplazados por las frondosas perennifolias (es decir las encinas y alcornoques, por ejemplo)  hasta entonces situados en cotas inferiores, así como por los pinos en las superiores (a mayor altitud). Sin embargo, también la desaparición local de caducifolios por perennifolios puede ser ocasionada por la acción humana, proceso que fue denominado la frutalización del bosque mediterráneo. Tal hecho obedece a que, por ejemplo, la encina ofrece a los campesinos mayores “bienes” que los caducifolios mentados. Sin embargo, la composición florística del sotobosque constata que donde en un momento y lugar dado vemos encinas, debiéramos estar contemplando caducifolios.

 José Luis Gonzales Rebollar ha demostrado con modelos numéricos (Diagramas Fitoclimáticos) como las observaciones de los antiguos geobotánicos parecen ser ciertas en lo que concierne al efecto de pinza. Sin embargo, también observó que este puede ser producido por el calentamiento climático. Procesos distintos que dan lugar al mismo resultado. 

 Dicho todo esto, también os contaré como el propio José Luis Gonzales Rebollar, al observar hace decenios mi frustración por no poder entender el paisaje cuando realizaba la tesis doctoral, me aconsejó que leyera libros sobre geografía regional de la península Ibérica. Le hice caso, como siempre, y las sombras se disiparon, dando paso a la luz. Al igual que es difícil entender el comportamiento de una persona sin conocer sus vicisitudes en el pasado, resulta harto difícil entender un paisaje sin unos previos conocimientos de su historia, siembre agitada por la acción humana.  Todos los paisajes del oeste de Europa son culturales, no existen ya bosques prístinos desde hace centurias e incluso milenios.

 Supongamos ahora que un bosque de encinas, por la razón que sea, es sustituido por otro de pinos. De darse el caso, al margen de perder parte de la biodiversidad aérea y subterránea (organismos y microorganismos edáficos), aumentado la monotonía, el territorio será mucho más susceptible de ser presa de los incendios forestales, lo cual resulta ser muy mala noticia. Digamos también que, por lo general, los pinares medran tras el fuego (para lo cual han adoptado variadas estrategias adaptativas), ya que si este no hace acto de presencia, tienden a ser reemplazos, con el tiempo, por las frondosas, al menos en amplias extensiones espaciales. Indiquemos también que sería muy difícil de entender como una especie que acidifica y empeora las calidades del suelo puede ayudar a medrar a otra que tiende a mejorarlas, mientras que el razonamiento inverso resulta más acorde con el sentido común. Y finalicemos señalando que muchas veces se ha publicitado que las especies de frondosas perecían por las sequías, para a la postre mostrarse que sus pies aparentemente moribundo volvía a rebrotar sin problema cuando aquellas terminaban. Eso sí, las enfermedades (y más aun en asociación con las sequías) pueden causar estragos, y que una sequía excesivamente prolongada daña los árboles, más o menos, dependiendo de las propiedades edáficas.

 ¿Y qué ocurre en los bosques mixtos?. Pues bien, obviamente los planifolios mejorarían la calidad del suelo, contrarrestando el efecto acidificante de las coníferas. En cualquier caso, nunca debe olvidarse la historia del paisaje, que especies se adaptan más a las condiciones actuales, la cobertura relativa de unas u otras, la composición del sotobosque, la gestión humana, etc. etc.  Puede también ocurrir que las especies cohabitan en diferentes capas de la canopia, pero el efecto sería el mismo. Ahorra bien si los pinos terminan por desplazar a las frondosas, el metabolismo del suelo y su papel de reciclador-ecosistémico  será negativamente afectado. De no ser así nos hallamos ante un ejemplo no representativo, sino más bien ante una singularidad/rareza digna de ser analizada en profundidad.  

 Por lo tanto, aunque he leído varias veces la nota de prensa y el resumen del trabajo aludido (como también algunos pasajes del texto), no puedo lograr entender como los autores, a los que hace referencia la primera nota de prensa, han llegado a las conclusiones que exponen. No es posible interpretar los acontecimientos que acaecen en los paisajes sin, atesorar un mínimo conocimiento de porqué están ahí, bajo unas condiciones ambientales concretas, pero también de la inexorable acción humana a lo largo de la historia.

 Son tropecientos mil las publicaciones indexadas que sufren, en mi modesta opinión, este tipo de “dolencias”. Sin embargo, insisto por enésima vez que para entender lo que acaece en el mundo de las publicaciones es mejor que volváis a leer el aludido post que lleva el título de La Ciencia Amnésica  y el Imperio Anglosajón.

 Pasemos ahora a ofrecer unos comentarios concernientes a la última nota de prensa. Esta versa sobre los resultados de un macro-proyecto europeo en el que sus autores dicen haber demostrado que los bosques ricos en especies arbóreas son más “multifuncionales” que los que atesoran pocas o tan solo una. En este caso os ofrecemos la noticia según un gabinete de prensa español y otro anglosajón, con vistas a que comprobéis por vosotros mismos  las enormes diferencias en función de quien es consultado. Cada gabinete de prensa se dedica a ensalzar como protagonistas a los miembros de su institución, hasta límites insospechados, como ya os comenté en otro post, aunque prefiero cerrar la boca en esta ocasión, ya que nos enfrentamos a un mal endémico global.

 Pero comencemos……

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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

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