Girona García, Antonio
BADIA VILLAS, DAVID (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2019
Resumen: Los pastos seminaturales del Pirineo requieren la intervención humana para su conservación y, tradicionalmente, se han mantenido gracias a la presión ganadera y a la eliminación recurrente del matorral. Sin embargo, como consecuencia del éxodo rural y el consiguiente descenso en la carga ganadera, junto a la prohibición del uso del fuego desde finales del s. XX, las zonas de pastos del Pirineo Central han sufrido procesos de matorralización por especies leñosas como el erizón (Echinospartum horridum). Desde la última década, se vienen realizando esfuerzos para revertir la matorralización y así reducir las cargas de combustible y recuperar pastizales. Las quemas prescritas, definidas como el uso preciso y planificado del fuego para conseguir unos objetivos de gestión predeterminados, suponen una herramienta apta para la eliminación de matorrales y representan una práctica de menor riesgo que las quemas agrícolas tradicionales no controladas. Sin embargo, el fuego puede modificar la mayoría de propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Por ello, las quemas prescritas se realizan bajo unas condiciones ambientales favorables para reducir su severidad. No obstante, los efectos que dichas prácticas tienen sobre el suelo en ambientes húmedos de montaña son todavía inciertos.
El objetivo general de la presente tesis es analizar los efectos que las quemas prescritas de Echinospartum horridum para la recuperación de pastos de puerto tienen sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo a corto y medio plazo en el Pirineo Central (NE de España).
En el capítulo 4 se estudió el efecto de las quemas prescritas sobre la agregación, la repelencia al agua y el carbono orgánico en diferentes profundidades y tamaño de agregados del suelo. Las muestras de suelo se tomaron en un área sujeta a una quema prescrita otoñal de baja intensidad a 0-1, 1-2, 2-3 y 3-5 cm de profundidad justo antes de la quema, y seis y doce meses después. Las muestras obtenidas se separaron como: 1) fracción entera de suelo (<10 mm) y 2) en seis tamaños de agregados (<0,25; 0,25-0,5; 0,5-1; 1-2; 2-4 y 4-10 mm). En dichas muestras, se determinó el carbono orgánico del suelo (SOC), la estabilidad de agregados (AS) y la repelencia del suelo al agua (SWR). En las muestras control, el SOC y SWR eran más elevados en las fracciones menores de 2 mm que en las fracciones mayores de 2 mm. El fuego redujo significativamente el contenido en SOC de la fracción entera de suelo y la de <0,25 mm hasta 1 cm de profundidad, mientras que la fracción de 0,25-0,5 mm se vio afectada hasta los 2 cm. La SWR se redujo con la quema a 1 cm en el suelo entero y las fracciones de <0,25 a 2 mm. Sin embargo, la AS de 0,25-0,5 mm aumentó con el fuego, mientras que el resto de fracciones no presentaron cambios significativos. Un año después de la quema, el SOC aumentó ligeramente y la SWR se recuperó en las fracciones afectadas por el fuego; sin embargo, la AS de todos los tamaños de agregados y profundidades se redujo notablemente. Los resultados indican que algunos de los efectos directos del fuego siguen siendo evidentes un año después de la quema y que la nueva situación postfuego presenta un riesgo aumentado de erosión. Se observó también que las fracciones finas (<2 mm) del suelo son más propensas a verse afectadas por el fuego e influyen, en gran medida, en el comportamiento de la fracción entera del suelo.
En el capítulo 5, se analizó el efecto que las quemas prescritas pueden tener sobre propiedades químicas del suelo como el SOC, N total, pH, conductividad eléctrica, contenido en cationes solubles e intercambiables (Ca2+, Mg2+ and K+), capacidad de intercambio catiónico, formas inorgánicas del N (N-NH4+ y N-NO3-) y P asimilable. En cada zona, se muestreó el suelo a 0-1, 1-2 y 2-3 cm de profundidad inmediatamente antes (U), inmediatamente después (B0) y 1 año tras la quema (B12), eliminando previamente restos de hojarasca y/o cenizas. Los resultados indican que en B0, la quema redujo significativamente el contenido en SOC y N total, así como el Ca2+ y Mg2+ intercambiable a 0-1 cm de profundidad, mientras que el resto de propiedades estudiadas no mostraron cambios significativos. Sin embargo, en B12 se detectó un descenso generalizado en el contenido de nutrientes del suelo, probablemente relacionado con procesos de lavado y/o erosión.
En los capítulos 6 y 7, se estudió el efecto inmediato de las quemas prescritas sobre los stocks de carbono del suelo y propiedades biológicas relacionadas, así como su evolución a corto y medio plazo. El trabajo se realizó en tres zonas sujetas a quemas prescritas en otoño en el Pirineo Central en los municipios de Buisán, Asín de Broto y Yebra de Basa. En cada zona, se muestreó el horizonte Ah a 0-1, 1-2 y 2-3 cm de profundidad inmediatamente antes y después de cada quema. Además, se realizaron muestreos semestrales hasta un año en el caso de Asín y Yebra y hasta dos años en el caso de Buisán. Se determinaron los stocks de carbono orgánico (SOCS) y nitrógeno total (NS), el carbono de la biomasa microbiana (MBC), la respiración basal (SR) y la actividad β-D-glucosidasa del suelo. Las temperaturas máximas registradas en la superficie del suelo entre los horizontes O y Ah fueron de 438 ºC (Buisán), 768 ºC (Asín) y 595 ºC (Yebra). En Buisán, la quema redujo significativamente los SOCS (-52 %), NS (-44 %), MBC (-57 %), SR (-72 %) y la actividad β-D-glucosidasa (-66 %) en la profundidad de 0-1 cm mientras que no se observaron efectos directos del fuego en las quemas de Asín y Yebra. Las diferencias observadas para las tres zonas se relacionaron con el contrastado tiempo de residencia del fuego. Así, la quema de Buisán se realizó en un área prácticamente llana con viento suave (<8 km h-1) a ritmo de 0,64 ha h-1, lo cual produjo un efecto mayor sobre el suelo que en las zonas de Asín y Yebra, donde el fuego adquirió mayor velocidad (2,72 y 1,43 ha h-1, respectivamente). En Buisán, los SOCS y NS recuperaron sus valores iniciales a los veinticuatro meses tras la quema. En Asín, un año después de la quema, los SOCS aumentaron un 60 % respecto de los valores control a 0-1 cm de profundidad. Por el contrario, se observó una decreciente actividad biológica del suelo a corto y medio plazo en todas las zonas. De los resultados se puede concluir que: 1) los efectos directos del fuego oscilaron de neutros a severos en los primeros cm de suelo, siendo estos dependientes de la velocidad de propagación del fuego; 2) la reducción progresiva de la actividad biológica y la incorporación de cenizas y restos vegetales parcialmente pirolizados produjo un incremento del contenido de carbono en los suelos quemados a corto y medio plazo.
Resumen (otro idioma):
El objetivo general de la presente tesis es analizar los efectos que las quemas prescritas de Echinospartum horridum para la recuperación de pastos de puerto tienen sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo a corto y medio plazo en el Pirineo Central (NE de España).
En el capítulo 4 se estudió el efecto de las quemas prescritas sobre la agregación, la repelencia al agua y el carbono orgánico en diferentes profundidades y tamaño de agregados del suelo. Las muestras de suelo se tomaron en un área sujeta a una quema prescrita otoñal de baja intensidad a 0-1, 1-2, 2-3 y 3-5 cm de profundidad justo antes de la quema, y seis y doce meses después. Las muestras obtenidas se separaron como: 1) fracción entera de suelo (<10 mm) y 2) en seis tamaños de agregados (<0,25; 0,25-0,5; 0,5-1; 1-2; 2-4 y 4-10 mm). En dichas muestras, se determinó el carbono orgánico del suelo (SOC), la estabilidad de agregados (AS) y la repelencia del suelo al agua (SWR). En las muestras control, el SOC y SWR eran más elevados en las fracciones menores de 2 mm que en las fracciones mayores de 2 mm. El fuego redujo significativamente el contenido en SOC de la fracción entera de suelo y la de <0,25 mm hasta 1 cm de profundidad, mientras que la fracción de 0,25-0,5 mm se vio afectada hasta los 2 cm. La SWR se redujo con la quema a 1 cm en el suelo entero y las fracciones de <0,25 a 2 mm. Sin embargo, la AS de 0,25-0,5 mm aumentó con el fuego, mientras que el resto de fracciones no presentaron cambios significativos. Un año después de la quema, el SOC aumentó ligeramente y la SWR se recuperó en las fracciones afectadas por el fuego; sin embargo, la AS de todos los tamaños de agregados y profundidades se redujo notablemente. Los resultados indican que algunos de los efectos directos del fuego siguen siendo evidentes un año después de la quema y que la nueva situación postfuego presenta un riesgo aumentado de erosión. Se observó también que las fracciones finas (<2 mm) del suelo son más propensas a verse afectadas por el fuego e influyen, en gran medida, en el comportamiento de la fracción entera del suelo.
En el capítulo 5, se analizó el efecto que las quemas prescritas pueden tener sobre propiedades químicas del suelo como el SOC, N total, pH, conductividad eléctrica, contenido en cationes solubles e intercambiables (Ca2+, Mg2+ and K+), capacidad de intercambio catiónico, formas inorgánicas del N (N-NH4+ y N-NO3-) y P asimilable. En cada zona, se muestreó el suelo a 0-1, 1-2 y 2-3 cm de profundidad inmediatamente antes (U), inmediatamente después (B0) y 1 año tras la quema (B12), eliminando previamente restos de hojarasca y/o cenizas. Los resultados indican que en B0, la quema redujo significativamente el contenido en SOC y N total, así como el Ca2+ y Mg2+ intercambiable a 0-1 cm de profundidad, mientras que el resto de propiedades estudiadas no mostraron cambios significativos. Sin embargo, en B12 se detectó un descenso generalizado en el contenido de nutrientes del suelo, probablemente relacionado con procesos de lavado y/o erosión.
En los capítulos 6 y 7, se estudió el efecto inmediato de las quemas prescritas sobre los stocks de carbono del suelo y propiedades biológicas relacionadas, así como su evolución a corto y medio plazo. El trabajo se realizó en tres zonas sujetas a quemas prescritas en otoño en el Pirineo Central en los municipios de Buisán, Asín de Broto y Yebra de Basa. En cada zona, se muestreó el horizonte Ah a 0-1, 1-2 y 2-3 cm de profundidad inmediatamente antes y después de cada quema. Además, se realizaron muestreos semestrales hasta un año en el caso de Asín y Yebra y hasta dos años en el caso de Buisán. Se determinaron los stocks de carbono orgánico (SOCS) y nitrógeno total (NS), el carbono de la biomasa microbiana (MBC), la respiración basal (SR) y la actividad β-D-glucosidasa del suelo. Las temperaturas máximas registradas en la superficie del suelo entre los horizontes O y Ah fueron de 438 ºC (Buisán), 768 ºC (Asín) y 595 ºC (Yebra). En Buisán, la quema redujo significativamente los SOCS (-52 %), NS (-44 %), MBC (-57 %), SR (-72 %) y la actividad β-D-glucosidasa (-66 %) en la profundidad de 0-1 cm mientras que no se observaron efectos directos del fuego en las quemas de Asín y Yebra. Las diferencias observadas para las tres zonas se relacionaron con el contrastado tiempo de residencia del fuego. Así, la quema de Buisán se realizó en un área prácticamente llana con viento suave (<8 km h-1) a ritmo de 0,64 ha h-1, lo cual produjo un efecto mayor sobre el suelo que en las zonas de Asín y Yebra, donde el fuego adquirió mayor velocidad (2,72 y 1,43 ha h-1, respectivamente). En Buisán, los SOCS y NS recuperaron sus valores iniciales a los veinticuatro meses tras la quema. En Asín, un año después de la quema, los SOCS aumentaron un 60 % respecto de los valores control a 0-1 cm de profundidad. Por el contrario, se observó una decreciente actividad biológica del suelo a corto y medio plazo en todas las zonas. De los resultados se puede concluir que: 1) los efectos directos del fuego oscilaron de neutros a severos en los primeros cm de suelo, siendo estos dependientes de la velocidad de propagación del fuego; 2) la reducción progresiva de la actividad biológica y la incorporación de cenizas y restos vegetales parcialmente pirolizados produjo un incremento del contenido de carbono en los suelos quemados a corto y medio plazo.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: bioquimica de suelos ; biologia de suelos ; quimica de suelos ; conservacion de suelos
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencias Agrarias y del Medio Natural
Plan(es): Plan 508
Departamento: Ciencias Agrarias y del Medio Natural
Nota: Presentado: 05 04 2019
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Ciencias Agrarias y del Medio Natural, 2019
Enlace permanente:
Registro creado el 2019-06-20, última modificación el 2021-05-20
