Servicios ambientales asociados al suelo y agropaisajes

Elena VELÁSQUEZ

Julio 21 de 2014

Restauración Ecológica en Paisajes Ganaderos

1. Medio natural para el crecimiento de las plantas.

2. Cuerpo dinámico natural sobre la superficie de la tierra, compuesto de materiales minerales y orgánicos y de organismos, en el cual crecen las plantas.

3. Colección de cuerpos naturales que ocupan partes de la superficie terrestre, que soportan plantas y que tienen propiedades debidas al efecto integrado del clima y de la materia viviente que actúan sobre el material parental, condicionados por el relieve durante periodos de tiempo.

Definiciones de suelo

¿Cómo se forma el suelo?

La corteza terrestre. Se divide en: Corteza oceánica y Corteza continental

El manto está formado por materiales más densos que alcanzan una temperatura entre 1.000 y 4.000º C

El núcleo es la zona más interna del planeta sobrepasa los 4.000 ºC.

http://web.educastur.princast.es/proyectos/formadultos/unidades/latierra/utres_capuno_pauno_x.htm

La Tierra tiene un radio de 6.371 km

La litosfera se encuentra flotante sobre la astenosfera. Placas litosféricas o placas tectónicas, que se mueven entre sí separándose o chocando. Las colisiones entre ellas son los que generan los terremotos, los volcanes, los pliegues y las fallas.

http://www.aula2005.com/html/cn1eso/04lalitosfera/04lalitosferaes.htm

La Litosfera terrestre

Aire del suelo: Gas carbónico

Nitrógeno Oxígeno

Organismos Minerales

MO

Solución del suelo

Atmósfera

• Precipitación • Insolación

• Transporte eólico

• Flujo de gases • Radiación

• Evapotranspiración

Hid

rósfera

• Escorrentía • Lixiviación • Filtración

• Erosión • Deposito de

sedimentos • Precipitación

química

Litósfera

• Alteración • Formación suelo

• Sedimentación • Diagénesis

Bió

sfera

• Crecimiento vegetal

• Bioturbación • Deposito de

Hojarasca • Mineralización y

humidificación

Gobat, J.M., Aragno, M., Matthey,W. 1998. Le sol vivat.

La Pedosfera es la capa más exterior de la Tierra, que está compuesta de suelo y está sujeta a los procesos de

formación del suelo

Volcán: Es una salida de magma al exterior

El magma esta formado por rocas fundidas, a unos 1000 ºC, y una gran cantidad de gases disueltos.

Rocas

• Ígneas • Sedimentarias • Metamórficas

Material parental

Minerales primarios

• Rocas ígneas y metamórficas •Temperaturas elevadas

Varia de acuerdo a:

• contenido original en el material parental,

• resistencia a la meteorización del suelo, • agentes bióticos

Etapas de formación del suelo

Meteorización

Con la participación de agentes bióticos.

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Sedimentary-rock.jpg

Desintegración y descomposición

Exposición a los agentes atmosféricos

www.ux1.eiu.edu

www.gly.uga.edu

Meteorización: Intemperismos Físico

Químico

Bioquímico

Factores de formación del suelo

https://www.google.com.co/search?q=factores+de+formaci

Organismos del suelo

Micloflora Microfauna Mesofauna Macrofauna

Los Organismos del suelo

Grupo Funcional

Microflora

Microfauna

Mesofauna

Macrofauna

Tamaño

0.3-20m

<0.2mm

0.2-10mm

>10mm

Grupo

Bacterias Hongos

Protistas Nematodos

Micro artrópodos Enquitreidos

Termitas Lombrices Miriapodos

Hormigas, etc.

Interacción con microorganismos

Antibiosis + otras

Predación

Predación

Mutualismo

Habilidad para modificar el medio físico

Ninguna

Ninguna

Limitada

Alta

Resistencia al estrés

ambiental

Alta

Alta

Intermedia

Baja

Alta densidad de los organismos en el suelo

www.ua.es/. www.tipete.com/.

• 20 000 a 300 000 Ácaros por m²

www.sekano.es/

• 2 millones de nematodos por m²

www.curiosidad.org/tag/hormigas

• 1 gr suelo 1 Billón de bacterias

• 500-3000 macroinvertebrados por m²

Microfauna: Protistos y nemátodos

Mesofauna: Microartropodos y enquitreidos

Macrofauna: Termitas, hormigas, lombrices…

Principales grupos

http://es.wikipedia.org/wiki/Detrit%C3%ADvoro

www.taringa.net/

www.fao.org/forestry

Microflora Bacterias, Hongos, etc

ellaboratoriodedarwin

1. Comunidades microbianas La microflora del suelo comprende 5 grupos principales

Bacterias Hongos

Actinobacterias

(G. Kilbertus, Université Nancy I-Microbiologie ESSTIB and M. Robert, INRA).

Virus

Algas

Penicilium Roqueforti

Clasificación científica

Dominio: Eukarya (eucariotas)

Reino: Protista

Filos

•Primoplantae (en parte) • Rhodophyta (algas rojas) • Glaucophyta (glaucófitos)

•Chromista (cromistas) • Heterokontophyta (heterocontos) • Haptophyta (cocolitóforos) • Cryptophyta (criptomónadas)

•Alveolata (alveolados) • Pyrrhophyta (dinoflagelados) • Apicomplexa (esporozoos) • Ciliophora (ciliados)

•Excavata (excavados) • Metamonada (metamónadas) • Euglenozoa (euglenozoos) • Percolozoa (percolozoos)

•Rhizaria (rizarios) • Radiolaria (radiolarios) • Foraminifera (foraminíferos) • Cercozoa (cercozoos)

•Amoebozoa (amebozoos) •Opisthokonta (en parte)

• Choanozoa Grupos de colocación incierta Apusozoa Centrohelida (heliozoos)

cienciasdelanaturalezapope.blogspot.com

Paramecio

Dinobryon sp

http://commons.wikimedia.org/wiki

www.photomacrography.net

Euglenozoa

pixamight.deviantart.com

Rhizaria

2.Microfauna

• Protistos

• Nemátodos

Diatomeas (Bacillariophyceae).

www.wageningenur.nl

www.vinetur.com

globalcesped.org

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/1300/

Micro depredadores

La mesofauna no producen

excrementos sólidos que

modifiquen la estructura

del suelo.

3.Mesofauna

Ingieren y transforman MO

enquitreidos

http://www.informaworld.com/smpp

http://nidireccion.wordpress.com/

colémbolos

micro artrópodos

ácaros

http://www.depaginas.com.ar/

4. Macrofauna: Grandes grupos taxonόmicos

Gasterópodos Arácnidas

Larvas díptera

Larvas lepidóptero

Ortóptero

Dermaptera

Larvas coleópteros

Coleópteros

Homóptera

Blatodea

Isópoda Chilopodos

Heteróptero

Ingenieros del ecosistema

Himenóptera

Isóptera

Lombrices

Macrofauna del suelo Ingenieros del Ecosistema

Himenóptera

Isóptera

Lombrices

Determinantes importantes de los procesos del suelo que influyen en el ciclo de:

• nutrientes, • formación de agregados y

• permeabilidad del suelo

Principales restricciones de la actividad de los invertebrados en el suelo

1.Fuente de alimento:

El valor nutricional de muchos de los recursos

disponibles es pobre.

Restricciones

•Materiales de descomposición, con bajo contenido de

nutrientes y altas concentraciones de polímeros y

moléculas resistentes como:

Lignina,

ac. húmicos y

complejos de taninos-proteínas.

Fuente de alimento

•Protección física en microhabitas (biomasa microbiana e

invertebrados muertos), dispersos en el perfil.

http://suelografia.blogspot.com/ http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=172

Fuente de alimento

El ambiente mineral en el suelo es compacto y para muchas especies es posible solamente a través de galerías, grietas y poros.

http://wdict.net/es/gallery/porosidad+del+suelo/

2. Movimiento

La disponibilidad varia en el tiempo y en el espacio

debido a la variación del clima y de las fuerzas capilares.

http://www.aguamarket.com/sql/imagenes/porosidad%20total.gif

Depende principalmente de

la presencia y distribución

de los poros.

3. Humedad

La temperatura es reguladora de la actividad metabólica de los organismos.

La temperatura y la humedad son determinantes de su distribución y actividad en periodos estaciónales.

Es determinante de muchas estrategias adaptativas

4. Temperatura

•Producción de agua limpia,

•Favorecen la infiltración

•Mejoran la estructura del suelo,

Reciclaje de MO y nutrientes,

•Favorecen el almacenamiento de C y agua

•Ayudan a la producción de plantas vigorosas…

Un papel esencial en la producción de servicios ambientales

Organización y función de los organismos del suelo

Los organismos del suelo cumplen tres grandes tipos de funciones:

• Ingeniería Química

•Regulación Biológica

•Ingeniería del ecosistema

Ingeniería Química

http://soilbugs.massey.ac.nz/isopoda.php

Transforman MO descomposición

Humificación: Acumulación de C en el suelo

Microorganismos realizan entre 95 y 99% de las reacciones químicas asociadas con este proceso.

Regulación Biológica

Regulación de actividades microbianas

Depredadores mucus

Macroorganismos

Bacterias Fuerte densidad de biomasa de micro-organismos dentro del suelo

Ingeniería del ecosistema

http://es.dreamstime.com/mano-negra-en-suelo-arenoso-

Las lombrices, termitas y hormigas organiza la construcción y el mantenimiento de los hábitats en el suelo.

(G. Kilbertus, Université Nancy I-Microbiologie ESSTIB)

Miceliun al exterior de un agregado

www.ua.es/.../es/memoria/1998_99/ix_12_42.htm

Hifas forman agregados frágiles consolidados por glomalina.

…mejoran la estructura del suelo

Dominios funcionales de los Ingenieros del ecosistema

Source : Lavelle, 1984

after Lavelle et al., 2004, in D.Wall (ed) Lavelle et al., 2006 Eur.J Soil Biol..

Física del suelo Estructura

AGREGACION

Infiltración y almacenamiento

del agua

Dinámica de la MO

Ciclo de nutrientes Regulación del clima

Los invertebrados del suelo ocupan una posición estratégica

Microorganismos

Agregados microbianos

Agregados intermedios

Bioestructuras

Ingenieros del ecosistema

Producción Vegetal

Que garantice la seguridad alimentaria,

Que proporcione servicios ambientales,

Que sirva de sumidero para el carbono y

Que satisfaga la demanda de biocombustibles.

¿Equilibrio difícil?

Causas de la degradación biológica del suelo

• El cultivo en suelos frágiles o expuestos a fenómenos de erosión hídrica y/o eólica;

http://www.flickr.com/photos/kevinvasquez/5883341494/ http://www.imeditores.com/banocc/paramos/cap7.htm

• La reducción del tiempo de barbecho; • Falta de fertilizantes orgánicos y minerales;

Causas de la degradación biológica del suelo

• Explotación excesiva de los recursos madereros;

• Sobre pastoreo;

http://thefxmedia.com/cientificos-mexicanos-intentan-reducir-el-impacto-ambiental-del-sector-ganadero.html

• Uso descontrolado del fuego para la regeneración de pastos y otros cultivos;

• Practicas agrícolas extensivas;

http://www.traxco.es/pages/posts/

• Inadecuadas técnicas de cultivo que destruyen la estructura del suelo (maquinaria agrícola);

• El desvío del curso de los ríos para levantar diques de riego; • El riego que favorece la salinización o la alcalinización, etc.

http://www.aquipesca.com/pesqueros.html http://www.eymdent.com/agricola.html

• Tiempo de persistencia en el ambiente largo,

• Difícil degradación por bacterias y demás organismos,

• Efectos acumulativos, se almacenan en los tejidos grasos fijándose en la cadena alimenticia y pueden tener efecto hormonales.

Uso indiscriminado de plaguicidas

El uso de plaguicidas crea una serie de problemas para el medio ambiente. Más del 98% de los insecticidas fumigados y del 95% de los herbicidas llegan a un destino diferente del buscado.

http://elblogdebuhogris.blogspot.com/2011/01/pesticidas.html

Efectos ambientales: Plaguicidas

• Reduce la Biodiversidad • Reduce la fijación de Nitrógeno • Contribuye a la perdida de polinizadores • Destruye hábitats (especialmente aves) • Etc…

http://www.proyectovivirenelcampo.com/ http://canalblog.es/tag/pesticidas/ http://talleranimalesvertebrados.blogspot.com/2010/

Efectos ambientales: Plaguicidas

Los contaminantes afectan generalmente a una clase específica de organismos del suelo.

Dependiendo de:

1. La naturaleza de agentes contaminantes

2. De su distribución en la

matriz del suelo

Contaminación Química

Los impactos directos de la toxicidad química en organismos del suelo pueden tener efectos perjudiciales importantes sobre: • Microorganismos, • Invertebrados o • Plantas

• Dinámica de la población, • Reproducción, • Supervivencia. Tamaño y estabilidad

Contaminación Química

Sensibles a la contaminación del suelo

Contacto cercano con el agua

Consume altas cantidades de suelo

Diferente distribución del agente contaminante, siendo mas disponible para las lombrices.

Impacto sobre los ingenieros del ecosistema

Conclusiones

1. Manejo de los suelos que represente el mejor compromiso entre la Producción de Servicios y la Conservación del Capital Natural.

after Lavelle et al., 2004, in D.Wall (ed) Lavelle et al., 2006 Eur.J Soil Biol..

Física del suelo Estructura

AGREGACION

Infiltración y almacenamiento

del agua

Dinámica de la MO

Ciclo de nutrientes Regulación del clima

Microorganismos

Agregados microbianos

Agregados intermedios

Bioestructuras

Ingenieros del ecosistema

Producción Vegetal

2. Promover gestión Holística de los suelos Considerando:

Los organismos, Las estructuras físicas del suelo, Los procesos, A través de las escalas de espacio y tiempo.

3. Debe considerarse además, un modelo de gestión de recursos que integre: • El suelo, • El ambiente global, • Las sociedades humanas y • El sistema económico.

Eco eficiencia!