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25 de Abril de 2020

Cambios de uso de suelo y expansión de plantaciones forestales alteraron ciclo del nitrógeno en la Cordillera de la Costa



[resumen.cl] - Un estudio evaluó la magnitud de la alteración de nutrientes en una laguna de la cordillera de la costa en Chile central. El estudio constata que los cambios ocurridos en las últimas décadas son más significativos que los últimos 500 años. Este periodo coincide con la expansión acelerada de monocultivos forestales, mayor uso de agua con fines agroindustriales e incremento de fertilizantes. Este impacto es mucho mayor que el generado por cambios climáticos y actividades humanas previas.

Estudios previos han constatado que las actividades humanas se han convertido en la más importante influencia en los ciclos de nutrientes en ecosistemas acuáticos y terrestres desde la revolución industrial.

A partir de 1950 en adelante la alteración de la biosfera ha sido desproporcionadamente más rápida que que en la historia humana previa, es el periodo llamado «Gran Aceleración» del Antropoceno. En todo el mundo, las actividades del capitalismo global en expansión han alterado profundamente los ciclos globales de nutrientes a través de los la determinación de los cambios de uso y cobertura de suelo.

El ciclo del nitrógeno en ambientes acuáticos y terrestres ha sido afectado por los cambios de uso de suelo y la expansión de plantaciones industriales. Con los procesos de fijación industrial del nitrógeno, los flujos totales de este elemento han sobrepasado los denominados límites de la biosfera, alcanzando valores sin precedentes en el sistema Tierra.

El nitrógeno es un nutriente común que limita la productividad en los ecosistemas terrestres y acuáticos, si hay demasiado en el sistema, se puede acelerar la eutroficación, un proceso que se caracteriza por el excesivo crecimiento vegetal y de algas, agotando el oxígeno y convirtiendo el cuerpo de agua en un pantano, y posteriormente siendo desecado.

En Chile, procesos de cambios de uso y cobertura de suelo con reemplazo de bosque nativo por tierras agrícolas y posteriormente plantaciones forestales han ocurrido de manera acelerada durante las últimas décadas en una amplia red de cuencas hidrográficas



El presente estudio realizó una aproximación combinada para establecer el tiempo y la magnitud de la alteración de nutrientes en un lago de la cordillera de la costa en Chile central. La investigación fue publicada en la revista Scientific Reports de Nature y se encuentra disponible para su descarga gratuita

Se evaluó el rol de los cambios de uso y coberturas de suelo en el ciclo del nitrógeno de la cuenca de la Laguna Matanzas en la región de Valparaíso durante los últimos 2 siglos. El equipo investigador utilizó una aproximación de múltiples variables: sedimentológica, geoquímica, isótopos, registros históricos, datos climáticos e imágenes satelitales.

Los resultados hallaron que los cambios de uso y cobertura de suelo a largo plazo durante los últimos 200 años (agricultura y pastoreo de ganado)aparecen con un bajo impacto en la dinámica de los nutrientes y materia orgánica desde el periodo colonial español.

En contraste, el estudio registró grandes cambios en la dinámica del nitrógeno ocurridos en la mitad de la década de 1970, derivados por el reemplazo de bosque nativo y pastizales a través de subsidios estatales para fomentar plantaciones industriales de monocultivos de Pinus radiata y Eucalyptus globulus. Estos cambios de uso y cobertura de suelo han tenido un mayor impacto en la transferencia de materia orgánica (con un incremento de 9,4%) y de nutrientes (como revela un incremento en el nitrógeno total) a la Laguna Matanzas.



Cambios de uso y coberturas de suelo derivadas del análisis de imágenes satelitales desde 1975 a 2016 en Laguna Matanzas. Estos muestran cambios desde bosque nativo y áreas de pastoreo de ganado (pastizales) a la expansión de agricultura a plantaciones forestales. El lago se secó completamente a finales de 2016. Fuente: https://doi.org/10.1038/s41598-020-62627-2

Los resultados del estudio mostraron que los cambios de uso y cobertura de suelo de origen antropogénico no necesariamente alteran el suministro de nutrientes y la disponibilidad de nitrógeno por si mismas, sino más bien es la magnitud y la intensidad de tales cambios la que produce las principales impactos en estos procesos en estas cuencas hidrográficas mediterráneas.

«Ya se tenía bastante claro que el inicio de la agricultura intensiva hacia los años 50 con el uso y abuso de los fertilizantes podría tener grandes consecuencias para los ecosistemas, pero nadie había puesto en perspectiva estos cambios y eso es lo que hace precisamente este trabajo» explicó Santiago Giralt, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a la Agencia EFE, citada por varios medios como La Vanguardia, Cooperativa y El Mostrador agregando además que «Al estudiar el ciclo del nitrógeno de los últimos 1.000 años hemos visto que el gran cambio del estado trófico se produce precisamente en los años cincuenta»



El estudio concluyó que los altos valores del isótopo estable de nitrógeno δ15N y bajos valores de δ13C están asociados con un incremento en la entrada de nutrientes desde la cuenca debido al incremento en el pastoreo de ganado y la presión agrícola.

Mientras tanto, los bajos valores del isótopo estable δ15N y altos valores de nitrógeno Total (TN) ocurren durante periodos de incremento de plantaciones forestales.



Forzamiento climático y antropogénico junto a las respuestas dinámicas de la Laguna Matanzas (productividad, entrada de sedimentos, isótopos estables de nitrógeno y carbono) en los últimos 2 siglos a lo largo de un promedio anual de reconstrucción de precipitaciones y temperaturas de verano para Chile central. El impacto humano más significativo ocurre durante la fase 3, caracterizada por una alta productividad (Br/ti), valores más negativos de δ15N y alto contenido de nitrógeno total bajo un ambiente seco y húmedo. Fuente: https://doi.org/10.1038/s41598-020-62627-2

El artículo señala que tras más de 200 años de actividades humanas intensivas en la cuenca de Laguna Matanzas, estas solo parecen haber sido un motor importante en el ciclo del nitrógeno y el carbono en los últimos 50 años. El incremento en las plantaciones forestales y la agricultura en conjunto con decisiones de manejo como la inclusión de mezclas de fertilizantes, parecen ser los factores más importantes que son responsables por el incremento en la productividad del lago, la acumulación de materia orgánica y el incremento en nitrógeno total, las cuales muestran los valores más bajos de δ15N de todo el periodo analizado.



Diagramas esquemáticos que muestran los principales factores controlando los valores del isótopo N en la materia orgánica de los sedimentos de la Laguna Matanzas. Las entradas de nitrógeno desde la cuenca dependen de las actividades humanas y el tipo de cobertura de suelo. Las prácticas agrícolas y la crianza de ganado (desarrollo de pastizales) contribuyeron con más nitrógeno al lago que el bosque nativo y las plantaciones. Periodos de alta productividad tienden a agotar los 14N en el nitrógeno inorgánico disuelto, llevando a mayores valores δ 15 N en la materia orgánica. Los procesos de desnitrificación posteriores al entierro son más efectivos durante los periodos de condiciones anóxicas asociadas con niveles más altos del lago.



El estudio concluye que en la Laguna Matanzas, la modificación humana del paisaje en si misma no altera el suministro de nutrientes y la disponibilidad de nitrógeno más allá de la línea de base ecológica. Más bien es la magnitud e intensidad de las actividades humanas en las últimas décadas lo que ha generado un impacto más pronunciado en esta cuenca mediterránea.


Imagen principal: laguna La Matanza, obtenida de https://mapio.net/pic/p-44550855/


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