basura vegetal -Plant litter

Hojarasca, principalmente haya blanca, Gmelina leichhardtii , del Área de Conservación Estatal de Black Bulga , NSW, Australia

La hojarasca (también hojarasca , árboles , suelo , hojarasca o hojarasca ) es material vegetal muerto (como hojas , cortezas , agujas , ramitas y cladodios ) que ha caído al suelo. Estos detritos o material orgánico muerto y sus nutrientes constituyentes se agregan a la capa superior del suelo, comúnmente conocida como capa de hojarasca u horizonte O ("O" de "orgánico"). La basura es un factor importante en la dinámica de los ecosistemas , ya que es indicativa dela productividad ecológica y puede ser útil para predecir el ciclo regional de nutrientes y la fertilidad del suelo .

Características y variabilidad

Hojarasca vegetal, principalmente cicuta occidental, Tsuga heterophylla , en el Bosque Nacional Mount Baker-Snoqualmie , Washington, Estados Unidos

La hojarasca se caracteriza por ser restos de plantas frescas, sin descomponer y fácilmente reconocibles (por especie y tipo). Esto puede ser cualquier cosa, desde hojas, conos, agujas, ramitas, cortezas, semillas/nueces, troncos u órganos reproductivos (p. ej., el estambre de las plantas con flores). Los artículos de más de 2 cm de diámetro se denominan arena gruesa , mientras que cualquier cosa más pequeña se conoce como arena fina o arena higiénica. El tipo de hojarasca se ve más directamente afectado por el tipo de ecosistema . Por ejemplo, los tejidos de las hojas representan alrededor del 70 por ciento de la hojarasca en los bosques, pero la hojarasca tiende a aumentar con la edad del bosque. En los pastizales, hay muy poco tejido perenne sobre el suelo , por lo que la caída anual de hojarasca es muy baja y casi igual a la producción primaria neta.

En la ciencia del suelo, la hojarasca del suelo se clasifica en tres capas, que se forman en la superficie del horizonte O. Estas son las capas L, F y H:

La capa de hojarasca es bastante variable en cuanto a su espesor, tasa de descomposición y contenido de nutrientes y se ve afectada en parte por la estacionalidad , las especies de plantas, el clima, la fertilidad del suelo, la elevación y la latitud . La variabilidad más extrema de la hojarasca se considera una función de la estacionalidad; cada especie individual de planta tiene pérdidas estacionales de ciertas partes de su cuerpo, que pueden determinarse mediante la recolección y clasificación de la hojarasca de plantas a lo largo del año y, a su vez, afecta el espesor de la capa de hojarasca. En ambientes tropicales, la mayor cantidad de escombros cae en la última parte de las estaciones secas y al principio de la estación húmeda. Como resultado de esta variabilidad debido a las estaciones, la tasa de descomposición de cualquier área dada también será variable.

Caída de hojarasca en North American Baldcypress Swamp Network, Illinois a Louisiana, 2003

La latitud también tiene un fuerte efecto en las tasas y el espesor de la hojarasca. Específicamente, la caída de hojarasca disminuye con el aumento de la latitud. En las selvas tropicales, hay una fina capa de hojarasca debido a la rápida descomposición, mientras que en los bosques boreales , la tasa de descomposición es más lenta y conduce a la acumulación de una gruesa capa de hojarasca, también conocida como mor . La producción primaria neta funciona a la inversa de esta tendencia, lo que sugiere que la acumulación de materia orgánica es principalmente el resultado de la tasa de descomposición.

Los detritos superficiales facilitan la captura e infiltración del agua de lluvia en las capas inferiores del suelo. La basura del suelo protege los agregados del suelo del impacto de las gotas de lluvia, evitando que la liberación de partículas de arcilla y limo obstruya los poros del suelo. La liberación de partículas de arcilla y limo reduce la capacidad del suelo para absorber agua y aumenta el flujo a través de la superficie, lo que acelera la erosión del suelo . Además, la basura del suelo reduce la erosión eólica al evitar que el suelo pierda humedad y proporciona una cubierta que evita el transporte del suelo.

La acumulación de materia orgánica también ayuda a proteger los suelos del daño de los incendios forestales . La basura del suelo se puede eliminar por completo según la intensidad y la gravedad de los incendios forestales y la temporada. Las regiones con incendios forestales de alta frecuencia han reducido la densidad de vegetación y la acumulación de basura en el suelo. El clima también influye en la profundidad de la hojarasca. Por lo general, los climas tropicales y subtropicales húmedos tienen capas y horizontes de materia orgánica reducidos debido a la descomposición durante todo el año y la alta densidad y crecimiento de la vegetación. En climas templados y fríos, la basura tiende a acumularse y descomponerse más lentamente debido a una temporada de crecimiento más corta.

Productividad primaria neta

La producción primaria neta y la hojarasca están íntimamente conectadas. En todos los ecosistemas terrestres, la fracción más grande de toda la producción primaria neta se pierde por los herbívoros y la caída de hojarasca. Debido a su interconexión, los patrones globales de caída de hojarasca son similares a los patrones globales de productividad primaria neta. La basura vegetal, que puede estar formada por hojas caídas, ramitas, semillas, flores y otros desechos leñosos, constituye una gran parte de la producción primaria neta sobre el suelo de todos los ecosistemas terrestres. Los hongos juegan un papel importante en el ciclo de los nutrientes de la hojarasca de las plantas de regreso al ecosistema.

Hábitat y comida

La basura proporciona un hábitat para una variedad de organismos.

Plantas

Acedera de madera común ( Oxalis acetosella ) en el Óblast de Ivanovo , Rusia

Ciertas plantas están especialmente adaptadas para germinar y prosperar en las capas de hojarasca. Por ejemplo, los brotes de campanilla azul ( Hyacinthoides non-scripta ) perforan la capa para emerger en primavera. Algunas plantas con rizomas , como la acedera común ( Oxalis acetosella ), se desarrollan bien en este hábitat.

Detritívoros y otros descomponedores

Hongos en el suelo del bosque ( bosques de Marselisborg en Dinamarca)
Un eslizón, Eutropis multifasciata , en la hojarasca en Sabah , Malasia

Muchos organismos que viven en el suelo del bosque son descomponedores , como los hongos . Los organismos cuya dieta consiste en detritos de plantas, como las lombrices de tierra , se denominan detritívoros . La comunidad de descomponedores en la capa de hojarasca también incluye bacterias , amebas , nematodos , rotíferos , tardígrados , colémbolos , criptoestigmas , gusanos , larvas de insectos , moluscos , ácaros oribátidos , cochinillas y milpiés . Incluso algunas especies de microcrustáceos, especialmente los copépodos (por ejemplo , Bryocyclops spp ., Graetriella spp. , Olmeccyclops hondo , Moraria spp ., Bryocamptus spp ., Atheyella spp . ) viven en hábitats de hojarasca húmeda y juegan un papel importante como depredadores y descomponedores.

El consumo de la hojarasca por parte de los descomponedores da como resultado la descomposición de compuestos de carbono simples en dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O), y libera iones inorgánicos (como nitrógeno y fósforo ) en el suelo donde las plantas circundantes pueden reabsorberlos. los nutrientes que se arrojaron como hojarasca. De esta manera, la hojarasca se convierte en una parte importante del ciclo de nutrientes que sustenta los entornos forestales.

A medida que la basura se descompone, los nutrientes se liberan al medio ambiente. La porción de la basura que no se descompone fácilmente se conoce como humus . La hojarasca ayuda a retener la humedad del suelo al enfriar la superficie del suelo y retener la humedad en la materia orgánica en descomposición. La flora y la fauna que trabajan para descomponer la basura del suelo también ayudan en la respiración del suelo . Una capa de hojarasca de biomasa en descomposición proporciona una fuente de energía continua para macro y microorganismos.

animales más grandes

Numerosos reptiles , anfibios , aves e incluso algunos mamíferos dependen de la basura como refugio y forraje. Los anfibios como las salamandras y las cecilias habitan el microclima húmedo debajo de las hojas caídas durante parte o la totalidad de su ciclo de vida. Esto los hace difíciles de observar. Un equipo de filmación de la BBC capturó imágenes de una cecilia hembra con crías por primera vez en un documental que se emitió en 2008. Algunas especies de aves, como el hornero del este de América del Norte, por ejemplo, requieren hojarasca para alimentarse y material para nidos . . A veces, la hojarasca incluso proporciona energía a mamíferos mucho más grandes, como en los bosques boreales, donde la hojarasca de líquenes es uno de los principales componentes de las dietas de ciervos y alces durante el invierno.

ciclo de nutrientes

Durante la senescencia de las hojas , una parte de los nutrientes de la planta se reabsorben de las hojas. Las concentraciones de nutrientes en la hojarasca difieren de las concentraciones de nutrientes en el follaje maduro por la reabsorción de los constituyentes durante la senescencia de la hoja. Las plantas que crecen en áreas con poca disponibilidad de nutrientes tienden a producir hojarasca con bajas concentraciones de nutrientes, ya que se reabsorbe una mayor proporción de los nutrientes disponibles. Después de la senescencia, las hojas enriquecidas con nutrientes se convierten en hojarasca y se asientan en el suelo.

Presupuesto de materia orgánica en un monocultivo de pino silvestre maduro (120 años) (sitio SWECON). Basado en datos de Andersson et al. (1980). Las unidades son en kg de materia orgánica por hectárea. Att. -adjunto; Navegar. -superficie; mín. - mineral ; y verduras - vegetación

La hojarasca es la vía dominante para el retorno de nutrientes al suelo, especialmente para el nitrógeno (N) y el fósforo (P). La acumulación de estos nutrientes en la capa superior del suelo se conoce como inmovilización del suelo . Una vez que la hojarasca se ha asentado, la descomposición de la capa de hojarasca, lograda a través de la lixiviación de nutrientes por la lluvia y la precipitación y por los esfuerzos de los detritívoros, libera los productos de descomposición en el suelo debajo y, por lo tanto, contribuye a la capacidad de intercambio catiónico del suelo. Esto es especialmente cierto para los suelos tropicales muy meteorizados.

La lixiviación es el proceso mediante el cual los cationes como el hierro (Fe) y el aluminio (Al), así como la materia orgánica, se eliminan de la hojarasca y se transportan hacia el suelo. Este proceso se conoce como podzolización y es particularmente intenso en bosques boreales y templados fríos que están constituidos principalmente por pinos coníferos cuya hojarasca es rica en compuestos fenólicos y ácido fúlvico .

Mediante el proceso de descomposición biológica por microfauna , bacterias y hongos, se liberan CO 2 y H 2 O, elementos nutritivos y una sustancia orgánica resistente a la descomposición llamada humus . El humus compone la mayor parte de la materia orgánica en el perfil inferior del suelo.

La disminución de las proporciones de nutrientes también es una función de la descomposición de la hojarasca (es decir, a medida que la hojarasca se descompone, entran más nutrientes al suelo y la hojarasca tendrá una proporción de nutrientes más baja). La hojarasca que contiene altas concentraciones de nutrientes se descompondrá más rápidamente y formará asíntota a medida que esos nutrientes disminuyan. Sabiendo esto, los ecologistas han podido usar las concentraciones de nutrientes medidas por sensores remotos como un índice de una tasa potencial de descomposición para cualquier área determinada. A nivel mundial, los datos de varios ecosistemas forestales muestran una relación inversa entre la disminución de las proporciones de nutrientes y la disponibilidad nutricional aparente del bosque.

Una vez que los nutrientes han vuelto a entrar en el suelo, las plantas pueden reabsorberlos a través de sus raíces . Por lo tanto, la reabsorción de nutrientes durante la senescencia presenta una oportunidad para el futuro uso de la producción primaria neta de una planta. Una relación entre las reservas de nutrientes también se puede definir como:

almacenamiento anual de nutrientes en tejidos vegetales + reemplazo de pérdidas por caída de hojarasca y lixiviación = la cantidad de absorción en un ecosistema

basura oceánica

La hojarasca no terrestre sigue un camino muy diferente. La basura es producida tierra adentro por plantas terrestres y transportada a la costa por procesos fluviales y por ecosistemas de manglares . De la costa, Robertson & Daniel 1989 encontraron que luego es removida por la marea , los cangrejos y los microbios . También notaron que cuál de esos tres es más significativo depende del régimen de mareas . Nordhaus et al. 2011 encuentran que los cangrejos se alimentan de hojas durante la marea baja y si su detritivory es la ruta de eliminación predominante, pueden tomar el 80% del material de la hoja. Bakkar et al 2017 estudiaron la contribución química de la defecación de cangrejo resultante. Encuentran que los cangrejos pasan una cantidad notable de ligninas no degradadas tanto a los sedimentos como a la composición del agua. También encuentran que la contribución carbonosa exacta de cada especie de planta se puede rastrear desde la planta, a través del cangrejo, hasta su sedimento o disposición de agua de esta manera. Los cangrejos suelen ser la única macrofauna significativa en este proceso, sin embargo, Raw et al 2017 encuentran que Terebralia palustris compite con los cangrejos con un vigor inusual en el sudeste asiático .

Recopilación y análisis

Los objetivos principales del muestreo y análisis de la hojarasca son cuantificar la producción y la composición química de la hojarasca a lo largo del tiempo para evaluar la variación en las cantidades de hojarasca y, por lo tanto, su papel en el ciclo de nutrientes a través de un gradiente ambiental de clima (humedad y temperatura) y condiciones del suelo.

Los ecologistas emplean un enfoque simple para la recolección de la hojarasca, la mayoría de los cuales se centran en una pieza de equipo, conocida como bolsa de basura . Una bolsa de basura es simplemente cualquier tipo de contenedor que se puede colocar en un área determinada durante un período de tiempo específico para recoger la basura vegetal que cae del dosel superior.

Colectores de hojarasca y de paso en un puesto de hayas en Thetford, East Anglia

Las bolsas de basura generalmente se colocan en ubicaciones aleatorias dentro de un área determinada y se marcan con GPS o coordenadas locales, y luego se monitorean en un intervalo de tiempo específico. Una vez que se han recolectado las muestras, generalmente se clasifican por tipo, tamaño y especie (si es posible) y se registran en una hoja de cálculo. Al medir la caída de hojarasca a granel en un área, los ecologistas pesarán el contenido seco de la bolsa de basura. Mediante este método, el flujo de hojarasca se puede definir como:

hojarasca caída (kg m −2 año −1 ) = masa total de hojarasca (kg) / área de la bolsa de basura (m 2 )

La bolsa de arena también se puede utilizar para estudiar la descomposición de la capa de arena. Al confinar la basura fresca en las bolsas de malla y colocarlas en el suelo, un ecologista puede monitorear y recolectar las medidas de descomposición de esa basura. Este tipo de experimento ha producido un patrón de descomposición exponencial: , donde es la hojarasca inicial y es una fracción constante de la masa detrítica.

El enfoque de balance de masa también se utiliza en estos experimentos y sugiere que la descomposición durante un período de tiempo determinado debe ser igual a la entrada de hojarasca durante ese mismo período de tiempo.

hojarasca = k (masa detrital)

Para estudiar varios grupos de fauna edáfica se necesitan diferentes tamaños de malla en las bolsas de basura

Problemas

Cambio debido a las lombrices de tierra invasoras

En algunas regiones de la América del Norte glaciada, las lombrices de tierra se han introducido donde no son nativas. Las lombrices de tierra no nativas han provocado cambios ambientales al acelerar la tasa de descomposición de la basura. Estos cambios están siendo estudiados, pero pueden tener impactos negativos en algunos habitantes como las salamandras.

Rastrillo de basura forestal

La acumulación de hojarasca depende de factores como el viento, la tasa de descomposición y la composición de especies del bosque. La cantidad, profundidad y humedad de la hojarasca varía en diferentes hábitats. La hojarasca que se encuentra en los bosques primarios es más abundante, más profunda y retiene más humedad que en los bosques secundarios. Esta condición también permite una cantidad de hojarasca más estable durante todo el año. Esta fina y delicada capa de material orgánico puede ser fácilmente afectada por los humanos. Por ejemplo, el rastrillado de la hojarasca forestal como reemplazo de la paja en la agricultura es una antigua práctica no maderera en la gestión forestal que se ha generalizado en Europa desde el siglo XVII. En 1853, se rastrillaron aproximadamente 50 Tg de hojarasca seca por año en los bosques europeos, cuando la práctica alcanzó su apogeo. Esta perturbación humana, si no se combina con otros factores de degradación, podría promover la podzolización; si se gestiona adecuadamente (por ejemplo, enterrando la hojarasca extraída después de su uso en la cría de animales), incluso la extracción repetida de biomasa forestal puede no tener efectos negativos sobre la pedogénesis .

Ver también

Referencias

enlaces externos