FUNCIONES y SERVICIOS ECOSISTÉMICOS
del SISTEMA SUELO
Listado Temático
1-
Funciones y Servicios Ecosistémicos
2
- Clasificación de los Servicios Ecosistémicos
3
- Funciones y servicios ecosistémicos del suelo: marco conceptual.
4
- Funciones y servicios ecosistémicos del suelo: marco operativo.
4.1
- Servicios ecosistémicos de provisión
4.2
- Servicios ecosistémicos de regulación.
4.3
– Servicios ecosistémicos culturales.
1-
Funciones y Servicios Ecosistémicos
El pensamiento sistémico es por
definición teleológico porque se refiere fundamentalmente al estudio de los
fines o propósitos de cualquier sistema. Por consiguiente, el punto de partida
del análisis sistémico debe estar orientado a identificar o formular la
finalidad o propósitos del sistema, los productos que genera, el “para que
sirve” o la función. En los sistemas semivivos
como el suelo, el concepto de función
está asociado a los servicios que
este presta al ecosistema terrestre en general y a la biosfera en particular.
Desde una mirada “suelo-céntrica”, todos los
suelos del planeta constituyen la cubierta pedológica o el compartimento pedósfera que, conjuntamente con los
compartimientos atmósfera, litósfera,
hidrósfera y biósfera forman el ecosistema terrestre que es un sistema
cerrado ya que solo intercambia energía con el espacio intersideral. Entre cada
compartimento se establecen procesos de intercambios de materia y energía que
hacen funcionar el ecosistema terrestre (Figura 1).
Figura 1: Compartimentos y
flujos del ecosistema terrestre (adaptado
de Bockheim and Gennadiyev, 2010)
La interacción entre los compartimentos
abióticos y el biótico del ecosistema y de estos con el universo dan origen a
una serie de flujos que se definen en término de funciones ambientales, también llamadas funciones ecológicas o ecosistémicas.
Por ejemplo, una función ecosistémica básica de la pedósfera es “acumular y reciclar energía y materia que posibilitan
el crecimiento y desarrollo de organismos vivos”.
Las funciones entonces, son los flujos que generan
valor ecológico, social y económico que la economía ambiental define como servicios ambientales o ecosistémicos. En
otras palabras, la transformación de una función ecosistémica en un servicio
ambiental se produce cuando un flujo de materia genera beneficios económicos,
ecológicos y sociales para la comunidad local, nacional o internacional.
2
- Clasificación de los Servicios Ecosistémicos
No existe aún un criterio unificado en
cuanto a la clasificación de los SE aspecto que dificulta la tarea de
valoración tanto física como económica. Una de la más difundida fue propuesta
por Millennium Ecosystem Assessment (2005) que luego fue ampliada por Kumar (2010)
y Haines-Young and Potschin (2011). Esta clasificación agrupa 4 tipos generales de servicios
ecosistémicos:
- Servicios de provisión de alimentos tanto directos o indirectos para los humanos, agua dulce, maderas, fibras y combustible;
- Servicios de regulación de gases y agua, control de inundaciones y erosión, control procesos biológicos como la polinización y vectores de enfermedades,
- Servicios culturales tales como estéticos, espirituales, educativos y recreativos
- Servicios de apoyo a los ciclos biogeoquímicos, de producción, hábitat, biodiversidad depuración de residuos, entre otras.
Una variante en la clasificación de SE es
propuesta por Freeman et al., (2014). Estos autores consideran al territorio como
un sistema abierto donde coexisten en el tiempo y espacio elementos vivos e
inanimados, interconectados por flujos de materia, energía e información y del resultado
de dicha interacción se produce un constante flujo de bienes y servicios desde
el ecosistema hacia la sociedad y viceversa. Proponen los 5 flujos principales:
1. Flujos asociado al servicio de provisión de bienes:
son los productos utilizados como insumos materiales o productos terminados,
tales como alimentos, madera, resinas, leña, animales, pieles, petróleo y
minerales entre otros.
2. Flujos asociados al hábitat o soporte de la
vida y la biodiversidad, en forma de aire para respirar, almacenamiento y
provisión de agua, espacio físico y condiciones climáticas específicas.
3. Flujos asociados al conjunto de amenidades del
ecosistema tales como la oportunidad para realizar actividades recreativas,
observación de la vida silvestre y el paisaje, entre otras.
4. Flujos asociados con la dispersión,
transformación y almacenamiento de los
residuos de las actividades humanas.
5. Flujos asociados al repositorio
genético del ecosistema que otorga estabilidad y resiliencia antes cambios
antropogénicos y de otros tipos.
Independiente de las
categorías que establezcan las clasificaciones, lo que resulta contundente es
que por cada servicio ecosistémicos que se identifica este se asocia a un flujo
y por tanto corresponde a una función del sistema. En la siguiente lista adaptada
de de Groot (1994) se enumera funciones y servicios asociados:
1. Funciones de Provisión: representa
los flujos involucrados en la producción de bienes[1].
Los productos pueden ser utilizados como insumo de la producción (materia
prima) o como producto de consumo final. Entre los más importante que genera
esta función se destacan:
- ·
Alimentos para consumo humano
directo
- ·
Materia prima para alimentos
procesados
- ·
Alimento animal
- ·
Recursos genéticos
- ·
Recursos medicinales
- ·
Materias primas para la
industria textil, maderera, etc.
- ·
Materias primas para la construcción
- ·
Combustible (bioenergía)
- ·
Fertilizantes naturales
2. Funciones de regulación: representa
los procesos que regulan flujos, volúmenes y prestan servicios de:
- ·
Regulación del balance
energético local y global
- ·
Regulación de la composición
química de la atmósfera
- ·
Regulación de la composición
química de los océanos
- ·
Regulación del clima local y
global
- ·
Regulación de la escorrentía
y prevención de inundaciones
- ·
Regulación de los reservorios
de aguas superficial y subterráneo
- ·
Regulación de la erosión del
suelo y de los sedimentos
- ·
Formación del suelo y
mantenimiento de su fertilidad
- ·
Fijación de la energía solar
y producción de biomasa
- ·
Almacenamiento y reciclaje de
compuestos orgánicos
- ·
Almacenamiento y reciclaje de
compuestos minerales
- ·
Almacenamiento y depuración de
desechos de la actividad humana
- ·
Regulación de mecanismos de
control biológico
- ·
Mantenimiento de hábitat
migratorios y de criaderos
- ·
Regulación de la diversidad
biológica
4. Funciones Culturales: proveen
servicios inmateriales que las personas obtienen de los ecosistemas a través
del enriquecimiento espiritual, el desarrollo cognitivo, la reflexión, la
recreación, el esparcimiento y las experiencias estéticas entre las que se
encuentran los sistemas de conocimiento (populares), las relaciones sociales y
valores éticos y estéticos.
- ·
Estética
- ·
Espiritual y religiosa
- ·
Histórica
- ·
Artística
- ·
Científica y educacional
3. Funciones de apoyo: representa el espacio asignados para la realización de actividades humanas. Por tanto los servicios que presta son:
- · Hábitat humano y viviendas
- · Disposición final de residuos
- · Producción de bienes: agricultura, ganadería, acuacultura, industrias, etc.
- · Intercambio de bienes (comercio)
- · Recreación y turismo
- · Protección de la naturaleza: reserva genética, biodiversidad.
- · Infraestructura (vial, industrial, etc.)
3
- Funciones y servicios ecosistémicos del suelo: marco conceptual.
El suelo es un cuerpo natural, producto
de una pedogénesis posee como función la de ser un acumulador y reciclador de
energía, materia e información y está fuertemente vinculado a la mayoría de las
funciones ecosistémicas que prestan a la humanidad junto a los compartimentos
bióticos y abióticos del planeta (Figura 1). La Comisión de la Comunidad Europea
para la protección de los Suelos (2006) establece siete funciones específicas
para el sistema suelo (Lin 2012):
a)
Producción de biomasa vegetal
(alimento, bioenergía, fibras, madera…)
b)
Almacenamiento, filtrado y
transformación de compuestos
c)
Ambiente físico y cultural
para el género humano
d)
Hábitat para la vida y pool
de genes
e)
Fuente de materiales crudos.
f)
Sumidero de carbono
g)
Herencia geológica y
arqueológica.
El suelo como recurso natural y proveedor
de servicios ecosistémicos está comprendido en un concepto más amplio
denominado Tierra término involucra
al suelo más un conjunto de atributos biofísicos (clima, biota, litología,
hidrología, vegetación, fauna, etc.) más el resultado de las acciones humanas
pasadas y presentes en un espacio geográfico concreto.
Tierra es un área de la superficie del globo terrestre que se puede delimitar
(unidad), abarcando todos los atributos de la biosfera inmediatamente por
encima y por debajo de su superficie, incluyendo el clima en la zona cercana a
la superficie, el suelo y las formas del terreno, la superficie hidrológica
-incluyendo lagos poco profundos, ríos, humedales y pantanos, las capas
sedimentarias cercanas a la superficie y las reservas de aguas subterráneas
asociadas a las mismas, las poblaciones de flora y fauna, las formas de
colonización de la población humana y los resultados físicos de la actividad
humana anterior y actual –por ejemplo obras de conservación, saneamiento, caminos,
construcciones, etc. (FAO,
2001)
La Tierra
es considerada por la teoría económica como un factor de producción o como un capital natural –donde el suelo es un
componente esencial, con propiedades estables y dinámicas, sujeto a
perturbaciones, procesos de degradación o recuperación y constituye la base
física para la prestación de un conjunto de servicios ecosistémicos (Figura 2).
El suelo se le reconocen dos tipos de propiedades características: las
inherentes o estructurales -que devienen en limitaciones
estructurales y las dinámicas o funcionales que devienen en limitaciones funcionales. Las limitaciones estructurales o permanentes
son aquellas excluyen determinadas funciones y difícilmente puedan ser
revertidas por tecnologías simples. Por ejemplo: un suelo fuertemente salinizado
y de drenaje deficiente de una llanura mal drenada no permite el cultivo de las
hortalizas por tanto no puede prestar el servicio de provisión de alimentos. En
este caso la reversión de la limitación no es técnicamente factible. Las limitaciones funcionales o transitorias
son aquellas que hacen ineficiente o de bajo rendimiento a la función y por lo
general son reversibles para un determinado nivel tecnológico. Por ejemplo, una
compactación inducida por manejo indebido del suelo limita la profundidad de
raíces y por tanto cae el rendimiento de un cultivo. Sin embargo esta
limitación puede ser revertida con tecnologías de manejo simples y
económicamente viables.
El control ejercido por la actividad
humana sobre el conjunto de procesos tanto de degradación de las tierras como
los procesos recuperación y mantenimiento de las propiedades de las mismas
constituye uno de los pilares de la sostenibilidad:
el sistema suelo debe permanecer funcional para soportar los impactos de la
actividad humana y a su vez, proveer parte de los servicios ecosistémicos que
demanda la sociedad.
Figura 2: Tierra y
servicios ecosistémicos (Adaptado de Dominati et al., 2010)
Las funciones y servicios ecosistémicos
que prestan los suelos están indisolublemente vinculados al destino o uso que se asigne a las diferentes unidades de tierras en el
territorio. A su vez, cada uso está asociado a una función y servicio
específico. Por ejemplo, el uso urbano está asociado principalmente a funciones
de soporte de la infraestructura y provee el servicio de hábitat, mientras que
el uso agrícola está asociado a la función de producción y provee el servicio
de provisión de alimentos.
El uso de las tierras dependerá entre
otros factores de: las propiedades inherentes del suelo, relieve, del clima,
litología, hidrología, vegetación, fauna, etc.; de la localización geográfica,
de las necesidades humanas tanto fisiológicas, de protección o seguridad a
nivel local, regional o global, de la disponibilidad de capital
(infraestructura, maquinas, insumos), fuerza de trabajo; del nivel de conocimientos
y de los valores políticos, éticos, estéticos de una comunidad y de las relaciones
entre comunidades (normativas, leyes, acuerdos, etc.).
No existe un único criterio para
calificar la aptitud de uso de las tierras para que provean los servicios
requeridos. En general, se cuenta con sistemas de evaluación de tierras que
parten de un concepto general de uso, por ejemplo para la producción de bienes
(agropecuarios, industriales) o soporte de infraestructura (edilicia, vial) y
establece categorías de aptitud principalmente en función de los atributos
naturales de las tierras. En tal sentido hay varios sistemas de evaluación de
tierras de clases por aptitud de uso, clases por productividad, aptitud
forestal, capacidad para riego, aptitud portante, etc. (de la Rosa , 2008).
La selección y asignación de uso/s
adecuado/s a una tierra implica un proceso de toma de decisión. En teoría una
correcta selección del USO de una tierra debería considerar al menos cinco principios:
1.
Que no sea excluido por la
presencia de limitaciones permanentes o estructurales.
2.
Que maximice la eficiencia de
utilización de cada recurso disponible o se minimicen las limitaciones
funcionales.
3.
Que no perturbe o degrade irreversiblemente
las propiedades inherentes.
4.
Que prevea la recuperación de
las perturbaciones introducidas.
5.
Que no generen disturbios al
entorno que devengan en conflictos socio - ambientales.
La asignación y cambio de uso es uno de
los factores que más perturbaciones sociales y ecológicas incorporan a las
tierras, razón por la cual es un tema de creciente interés conocer dicha
dinámica en los territorios. Estas perturbaciones pueden surgir tanto desde una
inadecuada asignación de uso o un inadecuado manejo de las interacciones
físicas – biológicas mediada por la tecnología. Es posible que un uso acorde a
las condiciones naturales de las tierras pero inadecuadamente manejado desde el
punto de vista tecnológico introduzca perturbaciones ecológicas o sociales tan
graves como la utilización de tierras con usos incompatibles con las
características naturales de las mismas.
Sobre a base de estos principios, la
selección equilibrada de los usos de las tierras constituye la base conceptual
del ordenamiento territorial para una adecuada y permanente provisión de los
servicios ecosistémicos. Algunos de los conflictos que han emergido con
especial relevancia últimamente surgen de actividades que compiten fuertemente
entre sí por la ocupación del espacio. En tal sentido, el uso urbano vs uso
agrícola o uso comercial/industrial o
con actividades de alto riesgo ambiental y/o de rechazo social, como por
ejemplo la disposición final de residuos (Ver Galfioni y col. 2013). Para
resolver estos problemas de localización se utilizan técnicas de optimización
en el campo de la investigación operativa entre las que se destaca la Evaluación Multicriterio
(ver de Prada y col 2012, Cisneros y col 2009 De Prada y col, 2014).
Como ejercicio ilustrativo y de utilidad
conceptual sobre los cambios de uso y las posibles implicancias sociales o
ecológicas se sugiere analizar las siguientes situaciones que se registran en
nuestro País:
ü expansión del cultivo de
soja,
ü desaparición de
cinturones hortícolas periurbanos,
ü reemplazo de cultivos
regionales,
ü expansión de las
superficies urbanas sobre tierras rurales,
ü presión de uso sobre bosques
nativos,
ü expansión de contratos
accidentales de arrendamiento como forma de tenencia,
ü demanda de biocombustibles,
ü concentración de la
producción animal.
4
- Funciones y servicios ecosistémicos del suelo: marco operativo.
Este servicio es el que provee los bienes
para consumo humano, animal e insumos agroindustriales. La función madre de
este servicio es la función de producción
y tiene dos funciones asociadas: la función
de deterioro y la función de
mejoramiento.
Función
de producción: La obtención de biomasa como
productos agropecuarios, forestales, bioenergéticos, etc. es el resultado de la
intervención y manejo sobre el ecosistema natural mediado por las tecnologías. La
producción de bienes se expresa en kg año-1 y es una función que
depende de los factores de producción: Tierra (Ti), Capital (C),
Trabajo (Tr) y otros factores. Puede
representarse conceptualmente de la siguiente forma:
P (kg año-1) = f
(Ti, C, Tr, otros factores)
La función
establece que para obtener un producto o bien para satisfacer necesidades
humanas es necesario contar con la combinación de los recurs tierra (vegetación,
clima, suelo, agua); capital (máquinas, herramientas, instalaciones), trabajo
(manual, intelectual) y otros factores, por ejemplo, insumos para la producción
(combustible, agroquímicos). El factor Tierra involucra un doble componente: la
superficie donde se desarrolla la actividad y el rendimiento de biomasa producida
por unidad de superficie (kg ha-1 año-1).
Por otra parte, toda función
de producción posee
implícitamente asociada -por el impacto se causa la actividad sobre el sistema
natural, sobre el capital o el humano una función
de deterioro o degradación de
los factores de producción. En la Tabla 1 se enumeran algunas de las funciones
de deterioro más importantes.
Tabla 1: Funciones de
deterioro de los factores de producción
Factor
Tierra
|
Factor Capital
|
Factor
Trabajo
|
||||
Suelo
|
Agua
|
Clima
|
Vegetación
|
|||
Erosión
hídrica y eólica.
Pérdida
de nutrientes.
Acidificación.
Salinización.
Alcalinización.
Contaminación.
Pérdida
de C.
Desagregación.
Compactación.
Anegamiento.
Emisión
GEI.
|
Contaminación
con N, P, metales pesados, biocidas.
Contaminación
por sedimentos.
Agotamiento
agua dulce.
|
Acumulación
de GEI y calentamiento global.
Agudización
de eventos extremos del régimen térmico y pluviométrico.
|
Monocultivo.
Pérdida
de biodiversidad.
Incremento
adversidades (malezas, plagas y
enfermedades)
|
Depreciación.
Obsolescencia.
|
Envejecimiento
Enfermedades
Accidentes
|
|
Si las
funciones de deterioro no son controladas o compensadas desde la intervención
tecnológica, se pone en riesgo la función de producción y por ende la provisión
de productos. El control de la función de deterioro se hace a partir de los
flujos que demanda la función de
mejoramiento. Esta nueva función se define como la intervención técnica
necesaria para revertir procesos de deterioro o degradación de los factores de
producción o para recuperar la capacidad o eficiencia de la función de
producción. En la Tabla 2 se listan
funciones de mejoramiento para diferentes funciones de deterioro de los
factores de producción.
Tabla 2: Funciones de
deterioro y su correspondiente función de mejoramiento
Función de deterioro
|
Función de mejoramiento
|
Erosión
hídrica y eólica
|
Control de erosión
|
Pérdida
de nutrientes y carbono del suelo
|
Fertilización
y reposición de materia orgánica
|
Contaminación
del agua superficial con sedimentos, N, P, plaguicidas.
|
Control
del escurrimiento y erosión hídrica
|
Contaminación
del agua subterránea
|
Fertilización
balanceada, manejo sitio específico
|
Emisión
de GEI
|
Fijación
y secuestro de carbono
Reducción
de emisiones de N2O, CH4.
|
Compactación
del suelo
|
Recuperación
del volumen de macroporos
|
Salinización
– alcalinización con freática somera
|
Recuperación
y mantenimiento cobertura superficie
|
Pérdida
de biodiversidad
|
Franjas
buffer, preservación de relictos vegetal.
|
Depreciación
del capital
|
Amortizaciones
y renovación (inversiones)
|
Enfermedades,
accidentes, agotamiento físico
|
Seguridad
social y laboral, vacaciones
|
Envejecimiento
personas
|
Reemplazo
generacional - Jubilación
|
Para que la función de producción sea operativa en términos prácticos se debe
contar con algún marco de referencia.
Para desarrollar este concepto vamos a utilizar el concepto de brecha de rendimiento.
Para especies vegetales adaptadas a las condiciones
climáticas y edáficas de una unidad tierra, su rendimiento dependerá del
crecimiento vegetal y este, a su vez, de varios factores y procesos. Sin
embargo, el mayor impacto sobre el rendimiento se centra en aquellos procesos
que definen la estabilidad y magnitud de la eficiencia del uso de energía
solar, la eficiencia de uso del agua y la eficiencia de uso de
nutrientes. La eficiencia es relación entre la cantidad de producto obtenido
dividido la cantidad de recursos insumido. En una condición ideal se obtendría
el máximo rendimiento cuando las tres eficiencias mencionadas alcanzan el 100%,
es decir: toda la radiación fotosintéticamente activa, toda el agua y todos los
nutrientes que dispone un cultivo se convierten en biomasa vegetal. Sabemos que
imposición de la 2º Ley de la termodinámica estos procesos de transformación de
energía es imposible de alcanzar la máxima eficiencia, el postulado teórico constituye
el marco referencial para la gestión tecnológica de la producción agropecuaria:
lograr que los cultivos utilicen al máximo posible los recursos naturales disponibles
y así, el genotipo pueda expresarse al máximo su capacidad de transformar
energía solar en biomasa por unidad de superficie (rendimiento).
El rendimiento de un cultivo está
determinado, en orden jerárquico, por la disponibilidad y capacidad de la
planta para usar: la energía solar, el agua y los nutrientes en ese orden. La
disponibilidad de cada recurso está vinculado a la localización geográfica
(latitud - longitud) y a la capacidad genética de la planta para utilizarlo. A
partir de la disponibilidad de tales recursos y la capacidad de transformarlos
en biomasa vegetal, se definen tres niveles de rendimiento: rendimiento potencial, rendimiento limitado por agua y rendimiento limitado por nutrientes. En
condiciones reales de cultivo, el crecimiento normalmente es afectado
negativamente por otros factores que determinan el rendimiento actual o real. (Figura 3)
Figura 3: Niveles de rendimiento
de los cultivos
(adaptado de Verdoodt, A. and E. Van Ranst, 2003).
a) Nivel de Rendimiento potencial: es el máximo rinde de biomasa que se alcanza
mediante el proceso de fotosíntesis bajo condiciones no limitantes de agua,
nutrientes o factores adversos (malezas, plagas, enfermedades, etc.).
Consecuentemente, el crecimiento vegetal a este nivel es determinado por la
eficiencia en la absorción de la radiación fotosintéticamente activa (PAR) para
determinadas condiciones de CO2 y temperatura.
b) Nivel de Rendimiento limitado por agua: cuando el suministro de agua no
satisface plenamente las demandas de transpiración del cultivo, según el ritmo
de crecimiento fotosintético, la producción de biomasa se limitará según la
disponibilidad de este recurso. El grado de afectación depende de la severidad
de la falta de agua y de la etapa fenológica en la que se encuentre el cultivo.
Cuando el agua satisface plenamente los flujos de transpiración del cultivo y
no hay ninguna otra limitante (por ej. nutrientes) este nivel de rendimiento lo
define la eficiencia de transformación de agua transpirada por unidad de
biomasa generada.
c) Nivel de Rendimiento limitado por nutrientes: cuando el suministro de
nutrientes en cantidad y momento oportuno es inadecuado para los requerimientos
de crecimiento del cultivo, la el rendimiento de este nivel se verá afectada
negativamente por la carencia de este recurso.
d) Nivel de Rendimiento actual: es el rendimiento real logrado en condiciones
de campo o experimentales. Este depende, además de los factores mencionados, de
otro conjunto de factores que pueden limitar resultado final. Esto son factores
exógenos al cultivo tales como malezas, plagas y enfermedades y factores
vinculados directamente con la gestión tecnológica: selección de cultivares,
control de la sanidad, labranzas, eficiencia de cosecha, etc.
Los diferentes niveles de rendimiento
pueden ser estimados a partir de modelos de simulación. FAO ha desarrollado una
metodología que desde el portal GAEZ (http://gaez.fao.org)
permite conocer diferentes niveles de rendimiento para todo los continentes del
mundo.
A partir de este valor de referencia y
bajo el marco teórico de los niveles de rendimiento es posible indagar sobre qué
factores o propiedades del clima y del suelo son limitaciones funcionales y
afectan negativamente el rendimiento. Para ello hay que considerar más en
detalle las funciones del suelo para permitir la máxima eficiencia en la transformación de energía
natural a biomasa.
El sistema suelo en su carácter de
acumulador y reciclador de materia y energía posee un rol clave en la
eficiencia de utilización de los recursos naturales para la función de
producción. El suelo mediante su organización física – morfológica (granulometría,
estructura, porosidad) establece el medio donde se almacena y fluye calor,
agua, oxígeno y elementos solubles hacia el cultivo en un determinado momento y
sitio. Cuando este conjunto de procesos se optimiza se alcanza la máxima
eficiencia de utilización de los recursos. En esa situación el suelo debería
para cada etapa fenológica del cultivo:
Ø Ofrecer un medio óptimo para la germinación de las semillas y el
crecimiento de las raíces, libre de limitaciones físicas y químicas.
Ø Ofrecer un medio óptimo para la actividad biológica que permita la
descomposición y ciclado de nutrientes.
Ø Regular el intercambio calórico para garantizar una adecuada
temperatura asegurando una alta eficiencia de los procesos biológicos.
Ø Regular el ciclo del agua con capacidad para captar, almacenar y
distribuir el agua en el perfil acorde a los requerimientos de los cultivos en
el tiempo y en el espacio.
Ø Regular la composición de gases del suelo con un adecuado
intercambio con la atmósfera para garantizar la respiración de la bioma del
suelo y de los cultivos.
Ø Regular el balance de elementos químicos (minerales y orgánicos)
que garanticen una adecuada provisión de nutrientes tanto al cultivo.
Ø Regular el ciclado de elementos tóxicos, enfermedades, plagas con
ciclo en suelo y que afecten el cultivo.
Este conjunto
de postulados se pueden resumir en seis funciones que el individuo suelo debe ofrecer
al cultivo con la máxima eficiencia para cada etapa fenológica a los efectos de
lograr la menor brecha de rendimiento posible. Las funciones son:
- Amplio volumen explorable para el sistema radicular
- Fluida transferencia de calor atmósfera – suelo – cultivo
- Fluida transferencia de agua atmósfera – suelos – cultivo
- Fluida transferencia de oxígeno atmósfera – suelo – cultivo
- Fluida transferencia de solutos nutrientes suelo – cultivo
- Ausencia de factores adversos al cultivo
Como la
función implica por un lado la dinámica de flujos y la mayoría de estos ocurre
a través de los poros del suelo (a excepción del calor), la relación sólido vacíos
de los horizontes y sus características morfológicas asociadas son las
propiedades inherentes de cada individuo suelo. Por otro parte, la función
también implica stock de elementos vinculado a la nutrición y ello está
fuertemente vinculado a los ciclos biogeoquímicos que ocurren en el suelo para
la puesta en disponibilidad de los elementos solubles requeridos por los
cultivos en cada etapa fenológica. En la Figura 4 se esquematiza las funciones
del suelo.
Figura 4: Funciones del
sistema suelo para la producción agraria (adaptado de Cantero y col. 1987)
En síntesis, cuando las funciones del
sistema suelo están optimizadas, las eficiencias de transformación serán más
próxima al 100% y por tanto, el rendimiento de un cultivo alcanzará un valor lo
más cercano posible al rendimiento potencial o en otras palabras menor será la
brecha de rendimiento.
Cuando estas funciones no están
optimizadas para una máxima eficiencia, se está en presencia de limitaciones funcionales que imponen restricciones de manejo o de gestión tecnológica. Una limitación funcional como se precisó
precedentemente, es un factor que obstaculiza o derrocha un recurso haciendo
perder eficiencia a un proceso. Por ejemplo, una inadecuada distribución de
plantas en el espacio no utiliza adecuadamente la energía solar, o la
compactación del suelo aumenta el escurrimiento superficial o un inadecuado
momento y forma de aplicación de N no produce un beneficio económico por unidad
de N aplicado y puede generar contaminación difusa. Las limitaciones
funcionales normalmente deben ser revertidas con la gestión tecnológica.
Se propone analizar el siguiente ejemplo: el rendimiento potencial de maíz en un Haplustol con 800 mm de lluvia anual en la
zona de Río Cuarto es de 25 tn ha-1. Sin embargo el rendimiento real
es de 8 tn ha-1. Identifique posibles limitaciones funcionales que definen
la brecha de rendimiento.
4.2 - Servicios ecosistémicos de regulación
Entre las funciones que proveen este
servicio, desarrollaremos dos con experiencias locales: la función de secuestro
de carbono y la función depuradora de residuos ganaderos.
a) Función de secuestro de carbono del
suelo. Lal (2008) define a la capacidad de secuestrar C de un suelo como la
diferencia entre el contenido actual y el contenido en su estado homeostático,
cuando cesaron los procesos que movilizan sólidos en el perfil de suelo (fin de
la pedogénesis). Este rango, por lo general es bastante significativo en
términos cuantitativos. Por ejemplo, Apezteguía et al., (2009) determinaron que
la capacidad de secuestro en horizontes A de textura franca limosa del centro
de Córdoba es de 38,4 Mg ha-1. Por otro lado, Tittonel et al.,
(2004) estimaron para horizontes A de suelos del centro suroeste de Córdoba una
capacidad de secuestro de 37 y 45 Mg ha-1 para textura franca y
arenosa franca respectivamente. Ahora bien ¿es posible utilizar a pleno esta
capacidad acumuladora / reguladora del carbono del suelo en las actuales
condiciones de uso? Tittonel et al., (2006) calcularon para suelos del sur de
Córdoba que en el mejor de los casos -dejando de producir cultivos y
recuperando la vegetación espontánea, se podrían capturar en 50 años entre un
25 y 35% del C emitido a la atmósfera desde la irrupción de la actividad
agropecuaria (Figura 5).
Figura 5: Simulación de la
capacidad de secuestro y evolución del carbono en Haplustoles del sur de Córdoba
bajo diferentes usos (Tittonel et al., 2006)
En consecuencia, estudios de este tipo
corrobora una vez más el dictado de la 2° Ley de la Termodinámica: es inalcanzable recuperar la
condición de estado original pues en la transformación del C del suelo a lo
largo de los años una proporción se perdió por el entropía. En consecuencia, implica
replantear decisiones de uso y de manejo tecnológico que optimicen esta función
de regulación a partir de actual estado de situación y con metas que permitan mantener
a otras funciones ecosistémicas asociadas.
Una pregunta desafiante: ¿Es una alternativa viable usar energía fósil
(fertilizantes) para aumentar biomasa y así incrementar el secuestro de C del
suelo?
b) Función depuradora del sistema
suelo (Degioanni y Amín 2010):
Cuando el suelo se usa como destino final de residuos domésticos,
industriales, pecuarios y agrícolas, vertidos en forma puntual o difusa,
implica la presencia de sustancias que pueden constituir un daño ambiental. En consecuencia,
cuando se registra la existencia de un compuesto en concentraciones
contradictorias con la génesis del suelo y que puede tener efectos adversos
sobre la vida humana o del ecosistema, constituye un estado del suelo
denominado polución. Puede ocurrir que exista una sustancia en concentraciones
más altas que las habituales pero que aún resulta inocua: este caso se
considera un estado de contaminación del suelo. El factor específico a
considerar en ambos casos es el agente contaminante. Se entiende como tal a
aquella sustancia orgánica o inorgánica presente en un lugar no deseado, que es
dañina o potencialmente dañina para la vida humana o de organismos vivos
benéficos. Para que una sustancia tenga esta calificación depende de su
naturaleza química, de la concentración y grado de exposición a los organismos
sensibles.
Estas tres características se resumen en
el concepto de biodisponibilidad que es la fracción del total del agente
contaminante que puede causar un efecto nocivo sobre un organismo vivo
expuesto. Por otra parte, en el agente contaminante deben considerarse:
a) persistencia: tiempo que permanece
activo el agente (biodisponible) en algún compartimento del ecosistema y
b) residencia: tiempo que permanece el
agente en un compartimento del ecosistema sin migrar hacia otro compartimento.
Cuando un agente contaminante ingresa al
suelo, queda sujeto a procesos físicos, físico – químicos, químicos y
biológicos.
Los procesos que reducen la persistencia
y por tanto inactivan al agente, son de dos tipos: a) los que modifican la
naturaleza química ya sea por ruptura de los enlaces atómicos (hidrólisis,
fotólisis) o cambios del estado de óxido – reducción b) los que no modifican la
naturaleza química del agente pero disminuyen su biodisponibilidad: sorción,
precipitación, polimerización, formación de complejos, etc.
Los procesos que inciden sobre la
residencia de un agente contaminante son aquellos que definen su movilidad en
el suelo: solubilidad, volatilidad y procesos que regulan los flujos de agua
(infiltración, ascenso y/o descenso capilar y escurrimiento superficial) y
gases (flujo masal y difusión).
Sobre esta base conceptual, se propone como
definición de la función depuradora del
suelo a la capacidad que tiene el mismo de disminuir la persistencia y aumentar
la residencia de un agente contaminante. En consecuencia, la evaluación del
suelo como sumidero deberá contemplar su capacidad depuradora calificando como
el de mayor aptitud a aquel que tenga baja persistencia y alta residencia para
un determinado contaminante. Por otra parte, el manejo de un suelo que reciba
agentes contaminantes, vertidos en forma puntual o difusa, se orientará a favorecer
los procesos que disminuyan la persistencia del agente contaminante en niveles
no biodisponible y que aumente su residencia, evitando la migración a la
atmósfera o hidrosfera.
-Publicación: Función Depuradora del Sistema Suelo (Degioanni y Amín, 2010).
El
destino de tierras para actividades recreativas, de esparcimiento, de
recogimiento, de resguardo del patrimonio arqueológico, etc. tiene hoy especial
relevancia. En este sentido Costantini and L'Abate (2009) identificaron sitios
con valor patrimonial a lugares con presencia de paleosuelos, suelos de sitios
arqueológicos y paleontológicos, suelos “vírgenes” y suelos modificados por
acción natural o antrópica que sirven con marco referencial de un estado de
organización del mismo. En misma línea, identificaron también unidades con valor
paisajístico aquellos sitios que permiten observar y disfrutar de la amenidad
de un panorama o sitios de observación de un ecosistema particular. Los
criterios para la evaluación de estas unidades de tierras establecidos por
estos autores son el tipo de interés científico, el estado de conservación, el
tipo e intensidad de riesgo a la que están expuestos, el nivel de conocimiento
del lugar, edad geológica, accesibilidad, visibilidad y la necesidad de
protección entre las más relevantes.
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[1] Un bien es un componente del ecosistema que es apropiado con fines de
uso. Si el uso del
bien no excluye o restringe a usuarios se trata de un bien público. Por el contrario, si el uso del bien es restringido
para un grupo de usuarios se trata de un bien
privado.
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