Modelación de los cambios químicos en suelos inducidos por la forestación de pastizales naturales en ecosistemas de llanura

• Autores: Mujica, Claudio Ramon; Milione, Germán Marcelo; Bea, Sergio Andrés; Jobbágy Gampel, Esteban Gabriel
• Año de publicación: 2019
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: Ecol. austral (En línea) 2019;03(029):433-445
• Materia: CAMBIO EN EL USO DEL SUELO; SALINIZACION; SODIFICACION; ACIDIFICACION; ALCALINIZACION; MODELO DE TRANSPORTE REACTIVO; LAND USE CHANGE; SALINIZATION; SODIFICATION; ACIDIFICATION; ALKALIZATION; REACTIVE TRANSPORT MODEL
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El reemplazo de pastizales por forestaciones es uno de los cambios más extremos en el uso del suelo por su impacto en el suelo y en el funcionamiento de la vegetación. En los ecosistemas de llanuras, este cambio generó, en muchos casos, alteraciones químicas en los suelos como salinización, sodificación y alcalinización/acidificación. Si bien los procesos hídricos, químicos y biológicos que tienen lugar fueron extensamente caracterizados, debido al acoplamiento entre estos procesos y su no-linealidad, la tarea de cuantificarlos es difícil y, hasta el momento, no existen estudios que los hayan evaluado. El presente trabajo intenta caracterizar, mediante la modelación del transporte reactivo, los procesos físico-químicos que tienen lugar en un pastizal forestado con Eucalyptus camaldulensis en la Pampa Deprimida (Castelli, provincia de Buenos Aires). Para ello, se utilizó información hidrológica y química (agua, suelo y plantas). El modelo numérico simula los flujos de agua y las potenciales reacciones químicas en el contexto de reproducir 1) las alteraciones hidrológicas que causa la forestación y por 2) la intrusión de agua salina profunda, 3) la absorción y la exudación de nutrientes por las raíces, y 4) la respiración y el reciclaje de solutos. Los resultados de la modelación sugieren que factores como la composición química de la napa freática, el intercambio catiónico de los materiales del suelo con la solución del suelo, la precipitación/disolución de minerales y la interacción con la rizósfera (toma/exclusión/exudación de solutos) son los mecanismos dominantes que controlarían la dirección del cambio químico en el suelo (acidificación vs. alcalinización). Este cambio muestra contrastes marcados en distancias cortas (250 m) desde el pastizal, pasando por el margen, hasta el centro del sector forestado. Finalmente, la intensidad y la dirección de los cambios, y la transformación del suelo dependerá tanto del nuevo ecosistema que los humanos imponen como de la naturaleza química e hidrológica del sitio.
The replacement of grasslands by forests is one of the most extreme changes in land use due to its impact on soil and vegetation functioning. On large plain ecosystems, this shift causes, in many cases, soil chemical changes such as salinization, sodification and alkalization/acidification. Although the hydrological, chemical and biological processes involved have been extensively characterized, due to their coupling and non-linearity, their quantification is a hard task, and until the present day, they were not addressed by any research work. The present work intends to capture though reactive transport modeling, the physical-chemical processes that take place in an afforested grassland with Eucalyptus camaldulensis located on the Flooding Pampas (Castelli, province of Buenos Aires), using hydrological and chemical information (water, soil and plants). The numerical model simulates the water flows and chemical reactions in the context of reproduce 1)the hydrological changes induced by forest, and 2) the intrusion of deep saline water, 3) the absorption and exudation of nutrients by the roots, and 4) the respiration and solutes recycling. Modeling results suggest that factors such as the water table chemical composition, the cation exchange processes with the soil solution, the mineral precipitation/dissolution, and the interaction of the solution with the rhizosphere (solutes uptake/exclusion/exudation), are the dominant mechanisms that control the direction of chemical change in the soil. This change shows marked contrasts in the short distance (250 m) from grassland passes through the outer belt and reaches the core of the afforested plot. Finally, the change intensity and direction, and transformation of soil will depend both on the new ecosystem that humans impose and on the chemical and hydrological nature of the site.
Fil: Mujica, Claudio Ramon. Universidad Nacional del Centro de la Provincial de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Hidrología de Llanuras - Buenos Aires, Argentina - (UNCPBA)
Fil: Milione, Germán Marcelo. Universidad Nacional del Centro de la Provincial de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Hidrología de Llanuras - Buenos Aires, Argentina - (UNCPBA)
Fil: Bea, Sergio Andrés. Universidad Nacional del Centro de la Provincial de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Hidrología de Llanuras - Buenos Aires, Argentina - (UNCPBA)
Fil: Jobbágy Gampel, Esteban Gabriel. Universidad Nacional de San Luis - CONICET. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi" (IMASL)