evolución del suelo e impacto humano en los recursos...

Evolución del suelo e impacto humano en los recursos terrestres de las islas GalápagosFranz Zehetner, Jorge E. CarriónChristian Sevilla Paredes, Martin H. Gerzabek

Franz Zehetner, PhD

Assoc.Prof. and Deputy Head

Institute of Soil Research,

University of Natural Resources and Life Sciences,

Vienna, Austria

Franz Zehetner, PhD

Higher education

August, 2003 Doctor of Philosophy (PhD), Pedology,University of Georgia, Athens, GA, USA

March, 1998 Austrian Teaching Certificate,Natl. Academy of Agriculture and Forestry Education, Austria

October, 1997 Dipl.-Ing., Soil Science,University of Natural Resources and Life Sciences, Austria

Publications

53 SCI publications11 book chapters>100 abstracts

Soils: the diverse skin of the earth

Ecological soil functions

Food and biomass production

medium forplant roots

nutrientsairwater

Buffering, filtering,and transformation

aciditynutrientsheavy metalsorg. pollutants

Biological habitat and gene pool

Edaphon (0-30 cm depth):~25 t ha-1 (~80% micro-organisms)

Sky.com

Modulating the hydrological cycle

infiltration vs. runoff

flooding

NASA

[EU Soil Framework Directive]

Soil erosion

Decline in soil organic matter

Water erosion Wind erosion

Eight threats to soils

Salinization

Soil compaction

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover



Soil sealing

Floods and landslides



Soil contamination

Biodiversity loss



Pedogenesis: soil forming factors(Dokuchaev, 1883; Jenny, 1941)

Orel & Unger, Stuttgart

vegetationtime

climate

humans

State factor equation:s = f (cl, o, r, p, t, ...)

Pedogenesis: soil forming factors

river soil chronosequence

dike

Gradient studiesvarying a single factor while keeping the other factors constant (as much as possible)

Soil sequences along gradients ofclimate = climosequencesvegetation = biosequencesrelief = toposequencesparent material = lithosequencestime = chronosequenes

Volcanic soils and “andic properties”

Allophane & imogolite

low bulk density high surface area & reactivity strong binding of anions (P and B)

Freshvolcanic deposits Highly weathered soilsAndisols

Progressing weathering

Volcanic glass Kaolinite, gibbsite

“andic properties”

Franz Zehetner, PhDClimosequence studies

Hochschwab, Austria

Tatun Shan, TaiwanCotacachi, Ecuador

1

12

4

7

32

8 10 1156

9

4000 m asl1500 mm, 6°C

2500 m asl900 mm, 15°C

The Cotacachi climosequence(volcanic parent material)

Focus: - mineralogy and soil classification- soil fertility and hydrology

(Zehetner et al., Soil Sci. Soc. Am. J., 2003)

***

Vitric Melanocryands

Pachic Vitric Melanudands

Humic Udivitrands

Vitrandic Eutrudepts

Vitrandic Udorthents

3200 m asl

2700 m asl And

ic s

oil p

rope

rties

Soil classification

(US Soil Taxonomy)

(Zehetner et al., Soil Sci. Soc. Am. J., 2003)

Effect of climate-dependentpedogenesis on soil fertility

(Zehetner and Miller, Geoderma, 2006)

y = 0.31 x + 9.7

y = 0.74 x + 10

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150

Fertilizer P added (mg kg-1)

Res

in-e

xtra

ctab

le P

(mg

kg-1

)

y = 0.19 x + 10.2

y = 0.75 x + 13.5

0 50 100 150

after 30 days after 180 days

EntisolpH (NaF) = 8.5

AndisolpH (NaF) = 10.4

Sum

bacte

rial P

LFA

Bacter

ia/Fun

gi

Bacter

ia/

Actino

mycete

s

0

10

20

30

40

aa

ab

bc

aa

a

a

aa

PLFA

[nm

ol (g

OC

)-1]

0

1000

2000

3000

4000

5000

9001100 1300 1500 1700 1900

bb a

cc d

aabbc

a

ab

c

aa

b

aabc c

abbcc

Elevation [m asl]

Total P

LFA

Sum G

ram +

Sum G

ram -

abc

c

(Djukic et al., Soil Biol. Biochem., 2010)

The Hochschwab climosequence(limestone parent material)

Focus: soil organic matter and microbiology

Accumulation of soil organic matter with soil age and land use (topsoil: 0-20 cm)

(Zehetner et al., Global Biogeochem. Cycles, 2009)featured on NATURE website as research highlight

Proyecto PrometeoEvolución del suelo e impacto humano en los recursos terrestres de las islas Galápagos

Las principales preguntas de investigación

1. ¿Cómo evolucionan los suelos de las islas Galápagos con el progreso del tiempo? ¿A qué edad se forman las propiedades "ándicas" y a qué edad se pierden éstas nuevamente debido al progreso de desgaste?

2. ¿De qué manera la humedad afecta el desarrollo del suelo y la expresión de las propiedades "ándicas" de las islas Galápagos?

3. ¿Cómo la vegetación invasora y el uso agrícola han cambiado el suelo en comparación a su estado natural? ¿Cuáles amenazas del suelo son causadas por el uso agrícola en las islas Galápagos habitadas y que se puede hacer para minimizar éstas?

1. Examinar el desarrollo temporal de suelos volcánicos en las islas Galápagos y detectar la presencia y desaparición de las propiedades "ándicas" a lo largo de un gradiente de edad (<100 años hasta >2,000,000 años).

Proyecto PrometeoLos principales objetivos

Cooperación con los vulcanólogos Karen Harpp y Denis Geist

Se necesita información sobre las edades de los flujos de lava y cenizas.

2. Aclarar el efecto de la humedad en el desarrollo de suelo volcánico y en la expresión de propiedades "ándicas" a lo largo de un gradiente climático (árido hasta húmedo).


Se requiere información sobre las zonas climáticas, incl. la precipitación media anual.

¿Donde se podría conseguir esta información?

3. Evaluar el impacto de vegetación invasora así como el impacto del uso agrícola en los recursos terrestres de las islas habitadas en Galápagos, identificar potenciales amenazas causadas por el uso agrícola (p.e. compactación, erosión, acidificación, salinización, contaminación, pérdida de materia orgánica, pérdida de biodiversidad) y plantear recomendaciones para el manejo sostenible de las tierras.


Cooperación con el MAGAP

Muestreo por parejas Muestreo a traves de

transectes

Importante: se necesita información sobre la historia del use agrícola y el manejo actual y pasado

Mineralogía Materia orgánica del suelo Retención de agua del suelo Densidad aparente Estabilidad de agregados Nutrientes Capacidad de intercambio de cationes Retención de fosfato Composición de la comunidad microbiana (Contaminantes: metales, pesticidas)? .....otros más?

Proyecto PrometeoAnálisis de suelo

Estoy deseando que podamos iniciar una cooperación muy constructiva!

Muchas gracias!

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