La biodiversidad del suelo se refiere a la relación del suelo con la biodiversidad y con los aspectos del suelo que pueden manejarse en relación con la biodiversidad. La biodiversidad del suelo se relaciona con algunas consideraciones de manejo de cuencas .
Biodiversidad [ editar ]
Según el Departamento de Medio Ambiente y Recursos Hídricos de Australia , la biodiversidad es "la variedad de la vida: las diferentes plantas, animales y microorganismos, sus genes y los ecosistemas de los que forman parte". [1] La biodiversidad y el suelo están fuertemente vinculados, porque el suelo es el medio para una gran variedad de organismos e interactúa estrechamente con la biosfera más amplia . Por el contrario, la actividad biológica es un factor primario en la formación física y química de los suelos. [2]
El suelo proporciona un hábitat vital , principalmente para microbios (incluidas bacterias y hongos ), pero también para microfauna (como protozoos y nematodos ), mesofauna (como microartrópodos y enchytraeids) y macrofauna (como lombrices de tierra , termitas y milpiés ). [2] La función principal de la biota del suelo es reciclar la materia orgánica que se deriva de la "red alimenticia a base de plantas".
El suelo está en estrecha cooperación con la biosfera más amplia. El mantenimiento del suelo fértil es "uno de los servicios ecológicos más vitales que realiza el mundo vivo", y el "contenido mineral y orgánico del suelo debe reponerse constantemente a medida que las plantas consumen los elementos del suelo y los pasan por la cadena alimentaria ". [3]
La correlación del suelo y la biodiversidad se puede observar espacialmente. Por ejemplo, los límites de la vegetación natural y agrícola corresponden estrechamente a los límites del suelo, incluso a escalas continental y global. [4]
Una "sincronía sutil" es cómo Baskin (1997) describe la relación que existe entre el suelo y la diversidad de la vida, por encima y por debajo del suelo. No es sorprendente que el manejo del suelo tenga un efecto directo sobre la biodiversidad. Esto incluye prácticas que influyen en el volumen del suelo, la estructura, las características biológicas y químicas, y si el suelo exhibe efectos adversos tales como fertilidad reducida , acidificación del suelo o salinización . [3]
Efectos de proceso [ editar ]
Acidificación [ editar ]
La acidez del suelo (o alcalinidad) es la concentración de iones de hidrógeno (H + ) en el suelo. Medido en la escala de pH , la acidez del suelo es una condición invisible que afecta directamente la fertilidad y la toxicidad del suelo al determinar qué elementos del suelo están disponibles para su absorción por las plantas. Los aumentos en la acidez del suelo son causados por la eliminación del producto agrícola del prado, la lixiviación de nitrógeno como nitrato debajo de la zona de la raíz, el uso inapropiado de fertilizantes nitrogenados y la acumulación de materia orgánica . [5] Muchos de los suelos en el estado australiano de Victoriason naturalmente ácidos; sin embargo, aproximadamente 30,000 kilómetros cuadrados o el 23% de los suelos agrícolas de Victoria sufren una productividad reducida debido a una mayor acidez. [5] Se ha visto que la acidez del suelo daña las raíces de las plantas. [6] Las plantas con mayor acidez tienen raíces más pequeñas y menos duraderas. [6] Alguna evidencia ha demostrado que la acidez daña las puntas de las raíces restringiendo un mayor crecimiento. [6] La altura de las plantas también ha visto una marcada restricción cuando se cultiva en suelos ácidos, como se ve en las poblaciones de trigo de América y Rusia . [7] El número de semillas que incluso pueden germinaren suelos ácidos es mucho menor que la cantidad de semillas que pueden brotar en un suelo con pH más neutro. [7] Estas limitaciones al crecimiento de las plantas pueden tener un efecto muy negativo en la salud de las plantas , lo que lleva a una disminución en la población general de plantas.
Estos efectos ocurren independientemente del bioma . Un estudio en los Países Bajos examinó la correlación entre el pH del suelo y la biodiversidad del suelo en suelos con un pH inferior a 5. [8] Se descubrió una fuerte correlación, en la que cuanto menor es el pH, menor es la biodiversidad. [8] Los resultados fueron los mismos tanto en pastizales como en brezales. [8] Particularmente preocupante es la evidencia que muestra que esta acidificación está directamente relacionada con la disminución de especies de plantas en peligro de extinción , una tendencia reconocida desde 1950. [8]
La acidificación del suelo reduce la biodiversidad del suelo. Reduce el número de la mayoría de la macrofauna, incluidos, por ejemplo, el número de lombrices de tierra (importante para mantener la calidad estructural de la capa superior del suelo para el crecimiento de las plantas). También se ve afectada la supervivencia y persistencia del rizobio . La descomposición y la fijación de nitrógeno pueden reducirse, lo que afecta la supervivencia de la vegetación nativa . La biodiversidad puede disminuir aún más a medida que ciertas malezas proliferan bajo la vegetación nativa en declive. [5] [9]
En suelos fuertemente ácidos, la toxicidad asociada puede conducir a una disminución de la cubierta vegetal , dejando el suelo susceptible a la erosión por el agua y el viento. Los suelos con pH extremadamente bajo pueden sufrir un deterioro estructural como resultado de la reducción de microorganismos y materia orgánica; Esto trae una susceptibilidad a la erosión bajo eventos de alta precipitación , sequía y disturbios agrícolas. [5]
Algunas plantas dentro de la misma especie han mostrado resistencia a la acidez del suelo en la que crece su población. [6] La reproducción selectiva de las plantas más fuertes es una forma para que los humanos se protejan contra el aumento de la acidez del suelo. [6]
Se ha observado un mayor éxito en la lucha contra la acidez del suelo en poblaciones de soja y maíz que sufren toxicidad por aluminio . [10] Los nutrientes del suelo se restauraron y la acidez disminuyó cuando se añadió cal al suelo. [10] La salud de la planta aumentó y la biomasa de la raíz aumentó en respuesta al tratamiento. [10] Esta es una posible solución para otras poblaciones de plantas ácidas del suelo [10]
Descenso de estructura [ editar ]
La estructura del suelo es la disposición de partículas y poros asociados en los suelos en todo el rango de tamaños, desde nanómetros hasta centímetros. Las influencias biológicas pueden demostrarse en la formación y estabilización de los agregados del suelo, pero es necesario distinguir claramente entre aquellas fuerzas u organismos que crean agregaciones de partículas y aquellas que estabilizan o degradan dichas agregaciones. [11] Lo que califica como buen suelo contiene los siguientes atributos: resistencia óptima del suelo y estabilidad de los agregados, que ofrecen resistencia a la degradación estructural (taponamiento / formación de costras, apagado)y erosión, por ejemplo); densidad aparente óptima, que ayuda al desarrollo de la raíz y contribuye a otros parámetros físicos del suelo, como el movimiento del agua y el aire dentro del suelo; Capacidad óptima de retención de agua y tasa de infiltración de agua. [12]
Los suelos saludables y bien desarrollados son sistemas complejos en los que la estructura física del suelo es tan importante como el contenido químico. Los poros del suelo, que se maximizan en un suelo bien estructurado, permiten que el oxígeno y la humedad se filtren a las profundidades y que las raíces de las plantas penetren para obtener humedad y nutrientes. [13]
La actividad biológica ayuda en el mantenimiento de una estructura de suelo relativamente abierta, así como facilita la descomposición y el transporte y la transformación de los nutrientes del suelo. Se ha demostrado que cambiar la estructura del suelo conduce a una menor accesibilidad por parte de las plantas a las sustancias necesarias. Ahora no se discute que los exudados microbianos tienen un papel dominante en la agregación de las partículas del suelo y la protección del carbono de una mayor degradación. [14] Se ha sugerido que los microorganismos dentro del suelo "diseñan" un hábitat superior y proporcionan una estructura de suelo más sólida, lo que conduce a sistemas de suelo más productivos. [15]
Las prácticas agrícolas tradicionales generalmente han causado la disminución de la estructura del suelo. Por ejemplo, el cultivo provoca la mezcla mecánica del suelo, la compactación y el esquileo de los agregados y el llenado de los poros: la materia orgánica también está expuesta a una mayor tasa de descomposición y oxidación. [4] La estructura del suelo es esencial para la salud y fertilidad del suelo ; La disminución de la estructura del suelo tiene un efecto directo sobre la cadena alimentaria y la biodiversidad del suelo y la superficie como consecuencia. El cultivo continuo de los cultivos eventualmente resulta en cambios significativos dentro del suelo, como su estado de nutrientes, equilibrio de pH, contenido de materia orgánica y características físicas. [dieciséis]Si bien algunos de estos cambios pueden ser beneficiosos para la producción de alimentos y cultivos, también pueden ser perjudiciales para otros sistemas necesarios. Por ejemplo, los estudios han demostrado que la labranza ha tenido consecuencias negativas para la materia orgánica del suelo (SOM), el componente orgánico del suelo compuesto de descomposición de plantas y animales y sustancias sintetizadas por organismos del suelo . El SOM juega un papel integral en la preservación de la estructura del suelo, pero la labranza constante de los cultivos ha provocado que el SOM cambie y se redistribuya, lo que hace que la estructura del suelo se deteriore y altere las poblaciones de organismos del suelo (como las lombrices de tierra). [17] Sin embargo, en muchas partes del mundo, maximizar la producción de alimentos a toda costa debido a la pobreza desenfrenaday la falta de seguridad alimentaria tiende a dejar de lado las consecuencias ecológicas a largo plazo, a pesar de la investigación y el reconocimiento de la comunidad académica. [dieciséis]
Sodicidad [ editar ]
La sodicidad del suelo se refiere al contenido de sodio del suelo en comparación con su contenido de otros cationes , como el calcio . En niveles altos, los iones de sodio separan las plaquetas de arcilla y causan hinchazón y dispersión en el suelo. [18] Esto da como resultado una menor sostenibilidad del suelo. Si la concentración ocurre repetidamente, el suelo se vuelve parecido al cemento , con poca o ninguna estructura.
La exposición prolongada a altos niveles de sodio da como resultado una disminución en la cantidad de agua retenida y capaz de fluir a través del suelo, así como una disminución en las tasas de descomposición (esto deja el suelo infértil y prohíbe cualquier crecimiento futuro). Este problema es prominente en Australia, donde 1/3 de la tierra está afectada por altos niveles de sal. [19] Es un hecho natural, pero las prácticas agrícolas como el pastoreo excesivo y el cultivo han contribuido al aumento de la misma. Las opciones para manejar suelos sódicos son muy limitadas; uno debe cambiar las plantas o cambiar el suelo. Este último es el proceso más difícil. Si se cambia el suelo, se debe agregar calcio para absorber el exceso de sodio que bloquea el flujo de agua. [20]
Salinización [ editar ]
La salinidad del suelo es la concentración de sal dentro del perfil del suelo o en la superficie del suelo. El exceso de sal afecta directamente la composición de plantas y animales debido a la variación de la tolerancia a la sal, junto con varios cambios físicos y químicos en el suelo, incluido el deterioro estructural y, en el extremo, la denudación, la exposición a la erosión del suelo y la exportación de sales a las vías fluviales. A baja salinidad del suelo, hay mucha actividad microbiana, lo que resulta en un aumento de la respiración del suelo , lo que aumenta los niveles de dióxido de carbono en el suelo, produciendo un ambiente más saludable para las plantas. [21] A medida que aumenta la salinidad del suelo, hay más estrés en los microbios porque hay menos agua disponible para ellos, lo que conduce a una menor respiración.[21] La salinidad del suelo tiene efectos localizados y regionales sobre la biodiversidad, que van, por ejemplo, desde cambios en la composición y supervivencia de las plantas en un sitio de descarga local hasta cambios regionales en la calidad del agua y la vida acuática .
Si bien no se prefiere un suelo muy salino para el cultivo, es importante tener en cuenta que muchos cultivos pueden crecer en suelos más salinos que otros. [22] Esto es importante en países donde los recursos como el agua dulce son escasos y necesarios para beber, y el agua salina se puede utilizar para la agricultura. [22] La salinidad del suelo puede variar entre extremos en un área relativamente pequeña; [23] esto permite que las plantas busquen áreas con menos salinidad. Es difícil determinar qué plantas pueden crecer en suelos con alta salinidad, porque la salinidad del suelo no es uniforme, incluso en áreas pequeñas. [23] Sin embargo, las plantas absorben nutrientes de áreas con menor salinidad. [23]
Erosión [ editar ]
La erosión del suelo es la eliminación de las capas superiores del suelo por la acción del agua, el viento o el hielo. La erosión del suelo ocurre naturalmente, pero las actividades humanas pueden aumentar considerablemente su severidad. [24] El suelo que es saludable es fértil y productivo. [25] Pero la erosión del suelo conduce a una pérdida de la capa superior del suelo, materia orgánica y nutrientes; rompe la estructura del suelo y disminuye la capacidad de almacenamiento de agua, a su vez reduce la fertilidad y la disponibilidad de agua para plantar raíces. La erosión del suelo es, por lo tanto, una gran amenaza para la biodiversidad del suelo. [26]
Los efectos de la erosión del suelo pueden reducirse mediante diversas técnicas de conservación del suelo . Estos incluyen cambios en la práctica agrícola (como pasar a cultivos menos propensos a la erosión ), plantar árboles leguminosos que fijan el nitrógeno o árboles que se sabe que reponen la materia orgánica . [25] [27] Además, las esteras de yute y las redes de geotextil de yute se pueden usar para desviar y almacenar la escorrentía y controlar el movimiento del suelo. [28] [29]
Los esfuerzos de conservación del suelo mal interpretados pueden resultar en un desequilibrio de los compuestos químicos del suelo. [27] [30] Por ejemplo, los intentos de forestación en el norte de la meseta de Loess , China , han llevado a la privación de nutrientes de materiales orgánicos como el carbono , el nitrógeno y el fósforo . [30]
Impactos de la escala de captación [ editar ]
Los sistemas biológicos, tanto naturales como artificiales, dependen en gran medida de suelos sanos; Es el mantenimiento de la salud del suelo y la fertilidad en todas sus dimensiones lo que sustenta la vida. La interconexión abarca vastas escalas espaciales y temporales; Los principales problemas de degradación de la salinidad y la erosión del suelo, por ejemplo, pueden tener desde efectos locales a regionales; pueden pasar décadas para que las consecuencias de las acciones de gestión que afectan al suelo se materialicen en términos de impacto sobre la biodiversidad. [ cita requerida ]
Mantener la salud del suelo es un problema regional o de escala de captación. Debido a que los suelos son un activo disperso, la única forma efectiva es garantizar la salud del suelo en general, es alentar un enfoque amplio, consistente y económicamente atractivo. Los ejemplos de tales enfoques aplicados a un entorno agrícola incluyen la aplicación de cal ( carbonato de calcio ) para reducir la acidez para aumentar la salud y la producción del suelo, y la transición de prácticas agrícolas convencionales que emplean el cultivo a sistemas limitados o sin labranza, que tiene tuvo un impacto positivo en la mejora de la estructura del suelo. [ cita requerida ]
Monitoreo y mapeo [ editar ]
Los suelos abarcan una gran diversidad de organismos que dificulta la medición de la biodiversidad. Se estima que un campo de fútbol contiene organismos subterráneos que equivalen al tamaño de 500 ovejas. Un primer paso para identificar las áreas donde la biodiversidad del suelo está más presionada es encontrar los principales representantes que disminuyen la biodiversidad del suelo. [31] La biodiversidad del suelo se medirá en el futuro, especialmente gracias al desarrollo de enfoques moleculares basados en la extracción directa de ADN de la matriz del suelo.
La calidad del suelo es una medida de la condición del suelo en relación con los requisitos de una o más especies bióticas y / o cualquier necesidad o propósito humano . [1] Según el Servicio de Conservación de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos , "La calidad del suelo es la capacidad de un tipo específico de suelo para funcionar, dentro de los límites del ecosistema natural o administrado, para mantener la productividad de plantas y animales, mantener o mejorar el agua y la calidad del aire y la salud humana y el apoyo morada. [2] [3] La Comisión Europea 's Centro Común de Investigaciónpropuso una definición, declarando que "la calidad del suelo es una cuenta de la capacidad del suelo para proporcionar ecosistemas y servicios sociales a través de sus capacidades para realizar sus funciones en condiciones cambiantes". [4]
La calidad del suelo refleja qué tan bien realiza un suelo las funciones de mantener la biodiversidad y la productividad, dividir el flujo de agua y solutos, filtrar y amortiguar, reciclar los nutrientes y brindar apoyo a las plantas y otras estructuras. El manejo del suelo tiene un gran impacto en la calidad del suelo.
La calidad del suelo en términos agrícolas se mide en una escala de valor del suelo ( Bodenwertzahl ) en Alemania .
La calidad del suelo se relaciona con las funciones del suelo . A diferencia del agua o el aire, para los cuales se han establecido estándares establecidos, la calidad del suelo es difícil de definir o cuantificar. La calidad del suelo se puede evaluar utilizando el Marco de evaluación de la gestión del suelo.
El valor del suelo ( alemán : Bodenwertzahl ) o BWZ es una evaluación comparativa de la calidad del suelo utilizada en Alemania . Se determina a partir de datos de muestreo de suelo y varía de 0 (muy bajo) a 100 (muy alto).
De acuerdo con el Servicio Geológico del estado de Renania del Norte-Westfalia , el valor del suelo de la tierra cultivable se basa en un marco de evaluación de campo que combina una evaluación del tipo de suelo, la condición del suelo (desarrollo del suelo) y el material primario del cual es el suelo compuesto. El resultado, el valor del suelo, expresa el ingreso neto relativo que, bajo un manejo normal y adecuado, está determinado solo por la rentabilidad del suelo. Las adiciones o deducciones en este valor para tener en cuenta las variaciones en el rendimiento debido al terreno y al clima (p. Ej., Temperatura anual promedio) dan el valor de campo ( Ackerzahl ).
Rango de valores [ editar ]
El siguiente esquema de color se utiliza para referirse a la calidad del suelo para ciertos rangos de valores: [1]
| Calidad del suelo | Rango de valores | Color |
| Muy pobre | 0 - 18 | marrón |
| Pobre | 18 - 35 | rojo |
| Medio | 35 - 55 | naranja |
| Alto | 55 - 75 | amarillo |
| Muy alto | 75 - 100 | verde |
Los valores exhibidos por diferentes tipos de suelo son: [2]
| Tipo de suelo | Rango de valores |
| Arena | 0 - 11 |
| Franco arenoso | 11 - 30 |
| Pesado para arcilloso franco | 31 - 50 |
| Franco, en parte con loess cubriendo | 51 - 70 |
| Franco con loess cubriendo | 71 - 90 |
| Loess | 91 -100 |
Orígenes [ editar ]
Como criterio para la calidad del suelo, se estableció una "Granja Estándar del Reich" durante el Tercer Reich en la parroquia de Eickendorf en Magdeburger Börde , una región cultivable excepcionalmente rica. Durante la evaluación del suelo del Reich ( Reichsbodenschätzung ) tras la Ley de evaluación del suelo de 1934, se estableció un valor del suelo de 100 en la granja líder del Reich de Haberhauffe / Jäger . Fue la base de comparación para la calificación fiscal de las granjas en Alemania. Dado que esta granja ya no estaba disponible para comparaciones dentro de Alemania Occidental después de la Segunda Guerra Mundial , una granja en Machtsum cerca de Harsum en Hildesheim Bördefue designado como la Granja Federal Estándar. Durante mediciones posteriores, se midió un valor aún mayor de BWZ - 102.8 - en Mölme, a unos 20 km al este de Hildesheim, dentro del municipio de Söhlde . Es el valor más alto jamás registrado en Alemania.
Otra medida, el valor del campo ( Ackerzahl ) se deriva del valor del suelo, teniendo en cuenta otros factores como el clima y la ubicación, por ejemplo, a lo largo del borde del bosque.
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