Impacto en los flujos hídricos por la presencia de horizontes petrocálcicos en parcelas forestadas en ambientes de llanura

Abstract

Alrededor del mundo existen numerosos paisajes con presencia de horizontes petrocálcicos, como en el caso de la llanura Pampeana en Sudamérica. En muchos casos, estos horizontes constituyen una barrera física al flujo de agua, e incluso un reservorio de agua para consumo de las plantas. La llanura Pampeana es uno de los paisajes económicamente más productivos de Argentina, y tal como en otras regiones que naturalmente estuvieron cubiertas con pastizales, estos han sido reemplazados por otros usos. En muchos casos, estos cambios en el uso del suelo han modificado los flujos hídricos y de solutos de estos sistemas, y el ejemplo más drástico es el de la forestación por su gran consumo de agua y la toma selectiva de solutos. Sin embargo, el impacto de esta práctica sobre suelos con presencia de horizontes petrocálcicos no ha sido suficientemente estudiado. Dentro de esta región se han monitoreado variables hidrológicas de un conjunto parcelas de pastizal y forestación apareadas, con niveles de horizontes petrocálcicos. Se desarrolló un modelo numérico basado en procesos físicos/biológicos y condiciones de contorno atmosféricas, con el objetivo de cuantificar los flujos hídricos y el agua disponible para el consumo de la forestación. Los resultados del modelo sugieren desconexión hidráulica entre la forestación y el freático debido a la presencia del horizonte petrocálcico, con solo un ~ 13% de agua adquirida a través del horizonte petrocálcico. Se predicen largos períodos de estrés hídrico durante los momentos de gran demanda atmosférica, y el consumo de agua por parte de la forestación está restringido a las porciones por encima del horizonte petrocálcico. Las tazas de transpiración fueron de (~700-723 mm año-1) similar, o aun mayor a lo reportado en la zona. El horizonte petrocálcico retiene agua y reduce el drenaje profundo.

Around the world there are a lot of landscapes with presence of petrocalcic horizon, as well as in Pampas in South America. Ussualy these horizons constitute a barrier to the water flows, and even a reservoir of water for plant consumption. It is one of the most economically productive landscapes and, as in other regions that were naturally covered with pastures, these have been replaced by other usses. In many cases, these changes in land use have modified the water and solute flows and the most drastic example is afforestation due to its high water consumption and the selective untake of solutes. However, the effect of this practice on soils with the presence of a petrocalcic horizon has not been sufficiently studied. Within this region, hydrological variables of a paired grassland and afforestation plot with levels of petrocalcic horizons have been monitored, and a numerical model based on physical/biological processes and atmospheric contour conditions was developed, with the objective of quantifying water flows and the water available for the consumption of afforestation. The results of the model suggest hydraulic disconnection between afforestation and the water table due to the presence of the petrocalcic horizon, with only ~ 13% of total groundwater usage. Long periods of water stress are predicted during times of high atmospheric demand, and forest water consumption is restricted to that soil portions above the petrocalcic horizon. Transpiratory rates were similar (~ 700-723 mm year-1), or even higher than reported in the area. The petrocalcic horizon retains water and reduces deep drainage.