Relaciones entre el suelo y el bosque siempreverde piemontano en Ecuador y cambios del suelo por la transformación del bosque en pastizales
- Autores: Leticia Salomé Jiménez Álvarez
- Directores de la Tesis: Marta Benito Capa (codir. tes.), Agustín Rubio Sánchez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Alfredo Blanco Andray (presid.), Chiquinquirá Hontoria Fernández (secret.), Rosario Gavilán García (voc.), Daniel Sánchez Mata (voc.), Adrián Escudero Alcántara (voc.)
- Materias:
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- Resumen
- español
RESUMEN Los bosques tropicales son ecosistemas dinámicos y complejos que se caracterizan por las elevadas y constantes precipitación y humedad ambiental, que albergan una gran riqueza vegetal. La vegetación del bosque aporta gran cantidad de materia orgánica que al descomponerse incorporará al suelo nutrientes necesarios para el desarrollo de las plantas. Toda esta dinámica que ocurre en los bosques se está viendo afectada por la alteración constante de estos bosques que son transformados a pastizales. Esto nos llevó a investigar la dinámica del suelo de estos bosques y los cambios que experimenta como consecuencia de la transformación del bosque a pastos, en uno de los países con el porcentaje de deforestación más alto en Latinoamérica, Ecuador. Para conseguirlo, el trabajo se ha llevado a cabo en dos fases, que se mencionan a continuación.
En una primera fase, se evaluó la influencia de los factores edáficos del horizonte orgánico y del horizonte mineral más superficial (0 ¿ 20 cm) sobre la vegetación arbórea de un Bosque Siempreverde Piemontano; además, pretendimos darle un enfoque novedoso al tratar de entender de manera concreta la influencia de la composición arbórea sobre las características edáficas. Los resultados de los análisis nos han mostrado una alta heterogeneidad en estos suelos y la influencia que ejercen sobre las especies vegetales arbóreas; si bien, no todas las variables edáficas presentan el mismo efecto en la vegetación. Así tenemos que las variables pH, carbono orgánico total, materia orgánica particulada y carbono orgánico total del horizonte mineral influyeron significativamente en la composición vegetal; también ha sido posible observar que las especies arbóreas Iriartea deltoidea y Cyathea sp. influyeron en el pH, potasio y carbono orgánico activo del suelo.
Otro elemento muy importante de este bosque es la composición del estrato herbáceo, por lo que nos interesó conocer la influencia de los factores bióticos (composición y estructura arbórea) y abióticos (características edáficas y características de espacio, pendiente y altitud) sobre la composición herbácea del bosque. Así, se observó que las especies herbáceas están bastante influidas por las especies arbóreas Dendropanax sp. y Eugenia sp. y por la característica estructural del bosque número de especies arbóreas; en cuanto a los parámetros abióticos más importantes, las especies herbáceas aparecen condicionadas por factores edáficos del horizonte mineral como pH, arcilla, azufre y carbono orgánico total. Los parámetros estudiados del horizonte orgánico a pesar de su importancia en estos ecosistemas no mostraron relación con la vegetación, consideramos que una de las causas fue porque no estuvo presente en todos puntos muestreados como consecuencia de la intensa dinámica de estos bosques.
Asimismo, en esta primera fase del trabajo también investigamos la influencia de las características edáficas del horizonte orgánico sobre el horizonte mineral y cómo éstas pueden influir sobre la estructura del bosque. Los suelos estudiados presentaron unos pH típicamente ácidos, siendo muy resaltable su importante variación en un área pequeña del bosque; los nutrientes estudiados presentes en el suelo presentaron valores más altos en el horizonte orgánico que en el mineral y se determinaron correlaciones entre los dos horizontes superficiales del suelo en cuanto a los parámetros edáficos pH, calcio y magnesio. El pH y el fósforo del horizonte mineral influyeron sobre algunas características estructurales del bosque (diámetro a la altura del pecho, número de árboles y área basimétrica). Parámetros relativos a la estructura del bosque como número de especies, equitatividad arbórea y diámetro a la altura del pecho mostraron influencia sobre algunas propiedades del horizonte orgánico (carbono orgánico total, C/N y calcio) y horizonte mineral (pH, nitrógeno, potasio y azufre). En este trabajo se ha observado que las especies arbóreas y herbáceas no están influidas de la misma manera por los factores ambientales. No obstante, un factor claro a la hora de explicar la composición arbórea y herbácea fueron las características edáficas; además, la heterogeneidad de estos suelos, importante incluso en áreas pequeñas, se refleja en la vegetación del bosque.
En una segunda fase se estudió el cambio que experimenta la materia orgánica del suelo y las propiedades químicas del suelo al transformar un bosque a pastizales y su establecimiento a lo largo del tiempo transcurrido (menor a 10 años, aproximadamente de 20 años y mayor a 30 años). Esta alteración del bosque a pastos no afecta de manera similar a todas las propiedades edáficas estudiadas; así, se identificó un aumento del carbono de la biomasa y del nitrógeno total del suelo probablemente ligado a un aumento del pH. También al observar los resultados de esta transformación del bosque a pasto se aprecia que las diferentes formas de materia orgánica estudiadas fueron claros indicadores de los cambios sufridos. Además al transcurrir una década hay un incremento de algunas características edáficas, pero este incremento es temporal. Luego al transcurrir dos o más décadas de la corta del bosque se observa la disminución del carbono orgánico total, del carbono orgánico activo, de la materia orgánica particulada y de la materia orgánica menor a 53 µm.
En esta fase del trabajo se ha demostrado que después de la tala del bosque y el establecimiento de pastizales (al transcurrir menos a 10 años) los agricultores observan cambios positivos en las características edáficas del suelo, pero al transcurrir las décadas dichos cambios revierten en peores condiciones, que debe ser el motivo por el que los agricultores necesitan continuar talando nuevas áreas boscosas a fin de mantener sus producciones.
- English
ABSTRACT Tropical forests are complex dynamic ecosystems that harbor rich vegetation, characterized by high humidity and rainfall, which increase their diversity. The forest vegetation provides a great amount of organic matter to decompose into the soil nutrients required by plant development. However, this dynamic in the forest is being affected by the constant disturbance of these forests which are converted into pasture. This led us to investigate the dynamics of the soil of these forests and the changes it undergoes as a result of the conversion of forest to pasture in one of the countries with the highest deforestation rate in Latin America, Ecuador. To achieve this, the work was carried out in two phases, which are listed below.
In the first phase, we assessed the influence of soil factors from organic horizon and upper mineral horizon (0 - 20 cm) on trees species of a ¿Bosque Siempreverde Piemontano¿, also we aimed to provide a novel approach in specifically understanding the influence of the tree composition on soil characteristics. The test results have shown a high heterogeneity in these soils and their influence on tree species; however, it has also been observed that not all soil variables have the same effect on vegetation. Thus, we have showed that the variables pH, total organic carbon, particulate organic matter and total organic carbon of the mineral horizon influenced vegetation composition significantly; on the other hand we found that the tree species Iriartea deltoidea and Cyathea sp. influenced on the soil pH, potassium and active organic carbon.
Another very important element of this forest is the composition of the herbaceous layer, so we were interested to know the influence of biotic factors (composition and forestry structure) and abiotic factors (soil characteristics and spatial features, slope and altitude) on the herbaceous composition of the forest. It was observed that herbaceous species are rather influenced by tree species Dendropanax sp. and Eugenia sp. and by the forest structural characteristic tree species number; regarding the most important abiotic factors the grass species are determined by soil features of the mineral horizon such as pH, clay, sulfur and total organic carbon. The organic horizon parameters showed no relationship with vegetation, and we believe that one of the reasons was that it was not present at all sampled points as a consequence of the high dynamic that occurs in these forests.
Also during this first phase we investigated the influence of the organic horizon soil characteristics on the mineral horizon and how they can influence the structure of the forest. These soils had pH acids, being very important to highlight their variation in a small area of forest; the nutrients present in the soil had higher values in the organic horizon than in the mineral horizon and correlations between the two soil surface horizons were identified regarding the pH, calcium and magnesium soil parameters. The pH and phosphorus from the mineral horizon influenced some of the forest structural characteristics (diameter at breast height, number of trees and basal area). Forest structure parameters such as species number, evenness and total diameter at breast height showed influence on some organic horizon properties (total organic carbon, C/N ratio and calcium) and mineral horizon features (pH, nitrogen, potassium and sulfur). In this work it has been shown that tree species and grasses are not influenced in the same way; however, a clear factor in explaining the tree and grass composition were the soil characteristics; in addition, the heterogeneity of these soils, present even in small areas, is reflected in forest vegetation.
In the second phase we studied the change that soil organic matter and soil chemical properties undergo in order to transform a forest into pasture and its settlement along the length of time (less than 10 years, approximately 20 years and over 30 years). This alteration of forest to pasture did not similarly affect all soil properties studied; thus, there was an increase of carbon in biomass and of the total soil nitrogen, probably related to an increase in pH. Also, when looking at the results of this transformation of forest into pasture we can see that the different forms of organic matter were clear indicators of the changes. In addition, when a decade has gone by, there is an increase of some soil characteristics, but this increase is temporary. Later, two or more decades after forest cutting, the decline of total organic carbon, organic carbon active, particulate organic matter and organic matter below 53 µm is observed.
In this phase, it has been shown that after forest cutting and pasture establishment (when less than ten years have elapsed) the farmers observe positive changes in soil characteristics, but with the passage of more decades such changes revert to worse conditions, which must be the reason why farmers need to continue cutting new forest areas.
- español
