El reemplazo de pastizales anegadizos por plantaciones de álamos con suelos drenados en el Bajo Delta del río Paraná : cambios físicos y biogeoquímicos en el suelo y el ecosistema

Abstract

En los humedales del Bajo del Paraná, el drenaje de los suelos, endicamiento y forestación constituyen el cambio de uso más característico. A partir del muestreo de suelos y vegetación en parcelas pareadas de pastizales anegadizos y plantaciones forestales que los reemplazaron tras el drenaje de los suelos, se exploraron los cambios en el volumen y contenido de materia orgánica del suelo y el balance del ecosistema de carbono, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio, calcio y magnesio. El estrato de suelo orgánico original se redujo y el suelo mineral perdió volumen (-82 por ciento de porosidad en 0-10 cm de profundidad). Contrarrestó parcialmente estos efectos el aumento del contenido de materia orgánica (1,3 Mg C ha(-1) año(-1) favorecidos por el ingreso de raíces de álamos al suelo drenado (hídrico y libre de raíces en los pastizales). Comparadas con los pastizales, las forestaciones acumularon más carbono y nutrientes en la biomasa aérea y menos en broza y raíces. El balance final fue neutro para carbono y nitrógeno y negativo para fósforo (-0,7 Mg ha (-1) principalmente en los estratos profundos de suelo. Para el calcio, potasio y magnesio las ganancias en el suelo profundo, posiblemente asociadas a los cambios en el balance hídrico (mayor consumo freático, menor aporte superficial), determinaron balances positivos. La relación N/P en hojas de pastos y álamos (7 vs. 18) indicó el cambio de condiciones de limitación por nitrógeno a fósforo. En poco más de una década el drenaje, endicamiento y forestación de pastizales anegadizos redistribuyó el almacenamiento de carbono y nitrógeno sin afectar su magnitud, cambió las limitaciones nutricionales, y generó cambios físicos y químicos en los suelos. Estas modificaciones pueden acentuarse en plazos más largos influenciando la productividad y los servicios ecosistémicos de estos humedales.

In the wetlands of the Lower Paraná Delta, soil drainage, ditching and tree planting represent the most typical productive shift of natural environments. Through soils and vegetation sampling in natural flooded grasslands and poplar plantations that replaced them following drainage and ditching. I explored volume and organic matter content changes in soils as well as the ecosystem balance of carbon, nitrogen, phosphorous, potassium, calcium and magnesium. The original undisturbed organic soil stratum shrunk and the mineral soil got compacted (- 82% porosity reduction at a soil depth between 0 and 10 cm below the surface) following land use change. Compaction was partially offset by organic matter increases in the mineral soil (1,3 Mg C ha-1 year 1 ), likely resulting from its colonization by poplar roots following drainage. Mineral soil had no roots under natural conditions. Drained and afforested areas accumulated more carbon and nutrients in the aerial biomass and less in underground roots and vegetation in comparison to natural ecosystems. The balance was neutral for carbon and nitrogen and negative for phosphorus (-0,7 Mg ha-1 ), prominently in deeper soil strata. Calcium, potassium and magnesium increases in deep soil layers was likely linked to the hydrological shifts (increased phreatic consumption, lower surface water inputs) which favored their accumulation. Lower N/P ratios in grassland vs. tree plantation leaves (7 vs. 18) indicates a shift from N- to P-limitation. In less than a decade after ditch, drainage and tree establishment, these systems showed a fast redistribution of carbon and nitrogen without significant stock changes, changed their nutritional limiting factor (i.e. from N to P) and generated physical and chemical soil alterations. In the long term these modifications could accentuate changes in the productivity and ecological function/services of these wetland systems.