restauración ecológica del parque nacional de...
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Restauración ecológica del Parque Nacional de Garajonay
y su entorno, después del gran incendio de 2012
Ecological restoration Garajonay National Park and its
surroundings, after the great wildfire of 2012
LIFE+ GARAJONAY VIVE
LIFE13 NAT/ES/000240
Mayo 2016
Acción A.3. Evaluación de las características de los suelos afectados por el fuego
durante el incendio de 2012 como base para la restauración del ecosistema
Contenido
INTRODUCCION ............................................................................................................ 1
Efectos sobre las propiedades físicas de los suelos .................................................... 1
Efectos sobre las propiedades químicas de los suelos ............................................... 2
Efectos sobre la materia orgánica del suelo............................................................... 2
Efectos sobre los microorganismos del suelo ............................................................ 3
Efectos de los incendios sobre las propiedades de los suelos volcánicos ................... 4
Afecciones al suelo y la restauración ecológica de las zonas quemadas ..................... 6
Principales Efectos perjudiciales sobre el suelo del incendio de 2012 ........................... 7
PROPIEDADES DE LOS SUELOS ESTUDIADOS EN 2002 ................................................... 8
Distribución y características de los suelos del Parque Nacional de Garajonay .......... 9
Andosoles ........................................................................................................... 10
Leptosoles ........................................................................................................... 10
Cambisoles .......................................................................................................... 11
Umbrisoles .......................................................................................................... 12
Luvisoles.............................................................................................................. 12
Faeozems ............................................................................................................ 12
Procesos edafogenéticos dominantes en el Parque Nacional .................................. 13
Parámetros edáficos relevantes de calidad del suelo (Año 2002) ............................ 13
Calidad de los suelos del Parque Nacional ............................................................... 21
MÉTODOS DE ANÁLISIS DE LABORATORIO .................................................................. 25
Propiedades físicas .................................................................................................. 25
Propiedades químicas ............................................................................................. 25
RESULTADOS DEL PROYECTO ...................................................................................... 27
Muestras totales (incendio de 2012): Estadística descriptiva ................................... 27
Muestras por profundidad (incendio de 2012) ........................................................ 30
Muestras por severidad (incendio de 2012) ............................................................ 32
Relaciones entre variables: Correlación lineal y PCA ................................................ 35
Antes y después del incendio: Análisis de varianza .................................................. 42
DISCUSIÓN ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
REFERENCIAS .............................................................................................................. 47
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INTRODUCCION
Es conocido que los incendios forestales producen importantes impactos a corto y
medio plazo sobre las propiedades físicas, químicas y en la composición, propiedades y
dinámica de la materia orgánica (MO) y actividad biológica de los suelos. Estos efectos,
por implicar a las fracciones más funcionales, inducen el deterioro de la salud y calidad
del suelo y la aparición de procesos erosivos que tienen como consecuencia la pérdida
de un recurso natural de vital importancia para la recuperación de los ecosistemas.
Efectos sobre las propiedades físicas de los suelos
La modificación de las propiedades físicas bajo el impacto del fuego no siempre se
produce del mismo modo, debido a la complejidad de la respuesta de los suelos ante el
fuego. Así, algunos autores han señalado que la textura se enriquecerse en fracción
arena en los suelos quemados (Giovannini y Lucchesi, 1997), pero otras veces lo hace
en fracción limo; la estabilidad de los agregados a veces aumenta en los suelos tras el
impacto del fuego, y viceversa en otros casos (Mataix-Solera et al., 2010). Estas
aparentes respuestas contradictorias no lo son tales, sino que reflejan el hecho de que
los incendios dan lugar a respuestas contrastadas por parte del suelo dependiendo de
los factores propios del ecosistema, de los suelos y de la propagación y severidad del
propio fuego (Notario del Pino, 2009). Estos ejemplos y otros muchos demuestran que
las estrategias de rehabilitación y restauración de zonas quemadas deben realizarse
tras estudios detallados para conocer el impacto real de cada fuego (Mataix-Solera y
Cerdá, 2009). Generalmente en los suelos afectados por el fuego se observa un
incremento de la densidad aparente y una reducción del espacio poroso, como
consecuencia del colapso de la estructura (Neris et al., 2015).
La hidrofobicidad (repelencia al agua) es una de las propiedades físicas del suelo más
relacionadas con los efectos del fuego, y depende de las propiedades del suelo (sobre
todo del tipo y riqueza en materia orgánica), así como de la intensidad y severidad del
incendio, de modo que las condiciones de baja o media intensidad suelen incrementar
la intensidad de la repelencia al agua. No obstante, la combustión muy intensa y
eficiente de los combustibles que deja una capa de cenizas grisáceas o blancas se
asocia frecuentemente con una notable disminución, e incluso la práctica desaparición
de la repelencia al agua en los suelos. Otros factores implicados son la textura y el pH
del suelo, así como la cantidad y tipo de combustible (Doerr et al., 2000).
Cuando como consecuencia del incendio aumenta en exceso la hidrofobicidad, ello
implica un incremento de los valores de escorrentía que puede aumentar las pérdidas
de suelo por erosión hídrica (Shakesby y Doerr, 2006) y también en ocasiones, se
modifica de tal manera el balance hídrico que quedan afectadas negativamente las
disponibilidades de agua para la regeneración posterior de la cubierta vegetal.
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Imagen 1.- Descalzamientos producidos por la erosión
Imagen 2.- Erosión en regueros post-incendio
Efectos sobre las propiedades químicas de los suelos
El pH es una de las propiedades edáficas que más varía con el incendio del suelo y esto
se debe fundamentalmente a la influencia de las cenizas que provocan un claro
incremento del pH debido a la solubilización de las mismas, al igual que provocan un
incremento en la salinidad de la solución edáfica (conductividad eléctrica) y del
contenido en cationes básicos (Ca+2, Mg+2, K+). Estos cambios generalmente son
efímeros y no duran más que 2-3 años (Mataix-Solera, 1999).
El contenido de materia orgánica y de nitrógeno total también suele disminuir con el
incendio de la superficie del suelo, aunque los incendios de baja intensidad y severidad
pueden incrementar el carbono total en el suelo, e igualmente se suele observar un
importante aporte de fósforo con las cenizas.
Imagen 3.- Perfil del suelo después del incendio.
Efectos sobre la materia orgánica del suelo
El fuego provoca severos cambios en la materia orgánica del suelo que se traducen en
cambios del contenido total de C y N, alteraciones de la estructura de las fracciones
húmicas, disminución de su biodegradabilidad, etc. (de la Rosa, J.M. 2013). A medida
3
que aumenta la temperatura, la materia orgánica pierde componentes termolábiles,
más sensibles al calor, por lo que las estructuras orgánicas que sobreviven al fuego son
más recalcitrantes frente a la descomposición biológica, con la consiguiente
disminución de su relación C/N (Almendros y González-Vila, 2012). Esta transformación
compleja de la materia orgánica da origen a compuestos que constituyen el
denominado humus piromórfico (Knicker, 2007). Asimismo, los lípidos del suelo y
determinados hidrocarburos aromáticos constitutivos de una fracción piromórfica
especialmente estable denominada black carbon tienden a aumentar tras los
incendios, especialmente si son de moderada o baja severidad. También se ha descrito
un incremento de la materia orgánica libre y de la humina heredada, así como una
clara disminución de las fracciones lipídicas (González-Vila et al., 2009).
En general en los suelos afectados por el fuego se observa un incremento en la
concentración de los compuestos húmicos más estables, como la humina y los ácidos
húmicos y una disminución de las fracciones más lábiles (materia orgánica libre y
ácidos fúlvicos).
La fracción lipídica del suelo constituye un grupo heterogéneo de compuestos con una
alta sensibilidad a los cambios ambientales, por lo que las relaciones entre algunos
compuestos lipídicos se vienen utilizando como índice de la recuperación ambiental de
los suelos afectados por incendios (González-Pérez et al., 2008).
Imagen 4.- Aspecto del suelo tras el incendio.
Efectos sobre los microorganismos del suelo
La respuesta de la microbiota edáfica frente al fuego es muy variada ya que depende
de las características iniciales del ecosistema incendiado, de la duración e intensidad
del incendio y de las condiciones post-incendio (Mataix-Solera et al., 2009). De modo
general puede decirse que inmediatamente después del incendio se produce una
esterilización parcial del suelo disminuyendo hasta prácticamente cero la densidad,
biomasa y actividad microbiana del mismo, aunque puede decirse que la sensibilidad al
fuego y por tanto la capacidad de formar estructuras de resistencia (esporas) sigue el
orden: hongos > actinomicetos > bacterias.
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Inmediatamente después del incendio, los microorganismos supervivientes al impacto
directo del fuego, proliferan rápidamente a expensas del incremento transitorio del
carbono y los nutrientes asociados a las cenizas. Estos efectos positivos sobre la
cantidad y actividad biológica tienden a desaparecer a medida que se agotan los
compuestos más lábiles de la materia orgánica y predominan las formas más
recalcitrantes al ataque microbiano.
Imagen 5.- Hongos colonizando la superficie de un suelo quemado.
Efectos de los incendios sobre las propiedades de los suelos volcánicos
Los suelos de origen volcánico presentan unas características muy particulares, que les
diferencian claramente de los suelos desarrollados sobre otro tipo de materiales
geológicos. Este hecho se debe en particular a unas propiedades mineralógicas muy
singulares derivadas de la naturaleza vítrica, la mayor parte de las veces, de los
materiales volcánicos. Estas propiedades mineralógicas particulares de la fracción
coloidal (minerales con ordenación de corto alcance-alofanas, imogolitas, ferrihidritas-
y complejos organominerales-alofana-humus- y organometálicos-Al-humus-) hacen
que su comportamiento físico y químico sea también peculiar, por lo que las medidas
de restauración de los suelos afectados por incendios forestales sean también
particulares. Por tanto una adecuada comprensión de las propiedades de los suelos en
las áreas volcánicas, es importante para desarrollar políticas para el uso y protección
de estos importantes recursos edáficos (Rodríguez Rodríguez y Arbelo, 2015).
Entre las propiedades físicas peculiares de los suelos de origen volcánico y en
particular de los Andosoles, como los que predominan en el Parque Nacional de
Garajonay, destacan el color muy oscuro de los horizontes superficiales debido al alto
contenido de materia orgánica muy humificada, una textura en el campo
mayoritariamente limosa debido a la presencia de microagregados del tamaño limo de
alta estabilidad y estructura grumosa o migajosa de elevada porosidad, lo que hace
que presenten una muy buena economía del agua con una alta capacidad de
infiltración y elevada conductividad hidráulica y también con una muy buena
capacidad de retención de agua fácilmente utilizable. Estos suelos presentan también
una consistencia blanda, friable y no plástica con altos límites líquido y plástico y
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mostrando siempre una acusada tixotropía. Un rasgo característico de estos suelos es
así mismo la baja densidad aparente (< 0.9 gcm-3).
Está ampliamente demostrado que los procesos de secado del suelo, como los que se
producen tras un incendio forestal modifican muchas de estas propiedades y generan
un cambio irreversible en las mismas, entre las que se encuentran la retención de
agua, la dispersión de la fracción fina, la liquidez y la plasticidad, la hidrofobicidad, la
humectación y la agregación.
El fenómeno más ampliamente conocido entre estos cambios es el comportamiento
fuertemente histerético de la retención de agua en los suelos afectados por el fuego,
sufriendo en estas condiciones una considerable reducción en su capacidad de
retención, tanto a capacidad de campo como en el punto de marchitez permanente.
Estos cambios irreversibles parecen estar más ligados al contenido en materiales
inorgánicos no cristalinos (alofanas) que al contenido o el tipo de materia orgánica
presente (Nanzyo et al., 1993).
La floculación y agregación irreversible de la fracción fina, luego del paso del incendio,
es también un fenómeno bien conocido y que tiene implicaciones directas en la
reproductibilidad de los resultados del análisis granulométrico, con un aumento de las
fracciones tamaño arena y una neta disminución de aquellas de tamaño arcilla.
El secado del suelo también provoca la disminución irreversible de los límites de
liquidez y plasticidad y de la capacidad de humectación del suelo y el aumento,
también irreversible, de la hidrofobicidad y de la agregación de la fracción fina al
aumentar su capacidad de floculación.
También las propiedades químicas de los suelos de origen volcánico son reflejo de la
composición de su fracción coloidal: la elevada actividad de los iones Fe y Al y la carga
variable que presentan estos suelos, que hace que tengan una elevada capacidad de
cambio aniónico y una elevada afinidad por los iones fosfato y algunos metales
pesados (adsorción específica) y también por los iones fluoruro por cambio de ligando
con los grupos hidroxilo, constituyen las propiedades químicas más conspicuas de este
tipo de suelos.
Los incendios forestales producen importantes impactos a corto y medio plazo sobre
las propiedades físicas, químicas y en la composición, propiedades y dinámica de la
materia orgánica (MO) de los suelos. Estos efectos, por implicar a las fracciones más
funcionales, inducen el deterioro de la salud y calidad del suelo y la aparición de
procesos erosivos que tienen como consecuencia la pérdida de un recurso natural no
renovable. Se han estimado tasas muy altas de erosión después de los incendios
forestales (≈100 kg ha-1 año-1) aunque se observa que en unos 2 a 10 años después del
incendio estos valores decrecen hasta alcanzarse una situación cercana a la original.
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Los cambios que conducen a la estabilización del C en los suelos no se deben sólo a la
actividad microbiana sino que además intervienen factores físicos y químicos externos
incluido el fuego. Como consecuencia de las altas temperaturas, los incendios
producen formas nuevas de C en el suelo y modifican las ya existentes, reduciendo sus
propiedades coloidales y modificando su resistencia a la alteración química y biológica.
El fuego afecta también a las comunidades microbianas del suelo y a su estructura
trófica lo que modifica los procesos de reciclaje de los materiales orgánicos y provoca
pérdidas de estructura y de sus propiedades físicas en general. Sin embargo, en la
mayoría de los casos, los efectos del fuego sobre las propiedades coloidales del suelo
son reversibles. De esta forma, pasado cierto tiempo, los suelos afectados por el fuego,
vuelven a recuperar sus propiedades iniciales, su erodibilidad se reduce y su
funcionalidad se recupera de forma natural.
Afecciones al suelo y la restauración ecológica de las zonas quemadas
La realización de estudios de suelos tiene vínculos directos e indirectos con las
actuaciones de restauración. No es aconsejable llevar a cabo acciones de restauración
de la vegetación sin antes determinar el estado de la calidad de los suelos, luego del
incendio. Los vínculos más directos tienen que ver con la comparación de los suelos en
lugares que han sido objeto de diferentes tratamientos alternativos como pueden ser
zonas cortadas respecto a zonas testigo, zonas con cobertura de mulching respecto a
zonas sin esa cobertura, etc. Sus resultados proporcionarán indicadores de las
consecuencias de las diferentes alternativas posibles y por tanto ayudarán a la toma de
decisiones bien informadas sobre como proseguir las actuaciones de restauración.
Es determinante también la comparación del estado de la calidad de los suelos antes y
después del incendio y su evolución, lo cual proporciona indicadores del grado de
deterioro de muchas condiciones y propiedades del suelo, como la estructura,
capacidad de almacenamiento de agua, materia orgánica, nutrientes y otras, su
evolución y grado de recuperación. Este hecho nos permitirá tomar decisiones en
cuanto a recuperar la funcionalidad de los suelos y servirá para evaluar de forma
indirecta las posibilidades de recuperación de la cobertura vegetal y por tanto, en
cierta medida, lo que podemos esperar de las acciones de restauración.
Es sabido que muchas actuaciones de recuperación de ecosistemas (y particularmente
aquellas que implican revegetaciones) han fracasado por no tener en cuenta sus suelos
y las características de los mismos. El suelo además de un ecosistema en sí mismo, es
un recurso vital como soporte físico y funcional de todos los ecosistemas terrestres, ya
que a través del mismo o por el mismo se suministra toda el agua y los nutrientes, que
necesita la vegetación y por ende todos los organismos vivos.
Para el caso del monteverde de la isla de La Gomera, el conocimiento de las
características de los suelos es tanto más necesaria, cuanto que en este ecosistema se
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mantiene un frágil equilibrio entre los suelos y la vegetación que sustentan, que se
fundamenta en los profundos horizontes orgánicos que presentan aquellos, existiendo
una relación biunívoca y estrecha entre ambos: no se comprende la laurisilva madura
sin la existencia de andosoles y no se entiende la presencia de éstos sin la existencia de
este tipo de bosque. Comprender pues el grado de afección que el fuego ha tenido
sobre las principales características edáficas es primordial para restaurar éstas y tratar
de regenerar los andosoles originales a través de la regeneración de la laurisilva.
Principales efectos sobre el suelo tras el incendio de 2012
En el Parque Nacional de Garajonay el riesgo de erosión de suelos de calidad, capaces
de soportar una potente vegetación boscosa con funciones esenciales en el ciclo
hidrológico insular es muy elevado. El incendio de 2012 ha aumentado
considerablemente este riesgo, sobre todo si se producen lluvias importantes como las
que se han producido en Octubre de ese mismo año.
Imagen 6.- Erosión en el fayal-brezal quemado.
En el Parque Nacional uno de los mayores problemas e incógnitas que plantea la
evolución futura de las zonas quemadas es la exposición de los suelos a la erosión
como consecuencia de su desprotección por ausencia de la cubierta protectora
vegetal y la propia desagregación del suelo superficial a causa de la combustión de sus
fracciones más orgánicas. Los primeros meses, especialmente a partir del comienzo de
la estación de lluvias otoñal representan un periodo de alto riesgo. De ocurrir lluvias
torrenciales sin la formación previa de una cubierta protectora, la pérdida de suelo
puede llegar a ser muy importante, especialmente en las áreas de mayor pendiente,
dando lugar a una degradación irreversible de las condiciones edáficas y de su
potencialidad de soporte de la vegetación. La exposición a la erosión se irá reduciendo
con el paso del tiempo pero sus efectos pueden ser significativos hasta pasados unos
tres años, especialmente en las exposiciones sur de mayor aridez donde la
recuperación de la cobertura vegetal es más lenta.
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El alto riesgo de erosión post-incendio del suelo es uno de los factores más
preocupantes que afronta el sistema natural, especialmente durante los primeros
meses tras el incendio.
Como se ha indicado con anterioridad la erosión del suelo es una de las mayores
preocupaciones porque supone la pérdida irreversible de un recurso esencial que sirve
de soporte a la vegetación, además de una amenaza para las poblaciones humanas y
pérdida de capacidad de almacenamiento de los embalses por acumulación de
sedimentos y cenizas. Las estrategias de control de la erosión en áreas forestales
quemadas y su eficacia son objeto de debate y controversia siendo frecuentes las
intervenciones poco eficaces cuando no dañinas en el medio natural.
En el caso del incendio de Garajonay se decidió actuar inmediatamente después del
incendio para evitar la incidencia de la erosión en las zonas con pendientes
comprendidas entre el 30% y 60%, mediante fajinadas de troncos quemados
dispuestas según las curvas de nivel.
Imagen 7.- Fajinadas con troncos quemados.
PROPIEDADES DE LOS SUELOS ESTUDIADOS EN 2002
Los montes públicos de La Gomera fueron declarados Parque Nacional en razón de su
singularidad y diversidad biológica y por la importancia del bosque de laurisilva, con
una alta concentración de elementos endémicos y especies amenazadas, además de
constituir un ecosistema fundamental en la recarga hídrica de los acuíferos insulares y
en la protección de los suelos. Es decir que la importancia de la simbiosis vegetación-
suelos en el funcionamiento del ecosistema, ya se reconoce como uno de los objetivos
de la gestión del Parque.
Se ha dicho que el suelo juega un papel clave en el manejo inteligente de los bosques
(Fisher and Binkley, 2000) y por tanto es importante reconocer el papel que juegan los
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suelos en el manejo sostenible de los mismos. Pues bien, esta importancia es mucho
mayor, si cabe, en un bosque de laurisilva, un bosque relicto, frágil y amenazado,
donde los suelos mantienen un delicado equilibrio dinámico, ancestral, con la
vegetación que crece sobre ellos y donde una intervención antrópica agresiva
desencadenará cambios, muchas veces irreversibles, tanto en las características
singulares de los suelos, como en la frágil estructura de la vegetación.
El desarrollo de los suelos y de la laurisilva es un proceso continuo y complejo, que ha
tenido lugar durante millones de años mediante una complicada secuencia de eventos
interrelacionados, en los que las condiciones climáticas y sus fluctuaciones han
ejercido un papel clave. Clima, laurisilva y suelos forman un complejo dinámico e
interdependiente: cuando cualquiera de ellos sufre un cambio brusco, los otros
también cambian tratando de encontrar un nuevo equilibrio.
Desde la implantación de las primeras especies pioneras sobre las lavas de las últimas
erupciones pliocenas en la zona central de La Gomera y la consecuente sucesión
primaria en las comunidades vegetales, hasta el establecimiento de la laurisilva actual,
se ha ido produciendo de manera simultánea la formación y maduración de los suelos,
a través de la alteración de las rocas y la incorporación de materia orgánica. En este
caso podemos afirmar sin ninguna duda que el suelo juega un papel vital en el
desarrollo de la laurisilva y ésta igualmente juega un papel esencial en el desarrollo de
los suelos.
Los potentes horizontes úmbricos de color casi negro, con su correspondientes capas
de hojarasca, mantillo y humus, que constituyen los horizontes superficiales de los
suelos de la laurisilva ("el techo del suelo") son al mismo tiempo el "piso del bosque" y
es aquí, en este espacio compartido, donde tiene su origen todo el funcionamiento de
la fascinante simbiosis suelo-vegetación (Rodríguez Rodríguez et al., 2009).
Distribución y características de los suelos del Parque Nacional de Garajonay
De acuerdo con el sistema FAO de clasificación de suelos, hemos identificado 6
unidades de suelos en el P.N. de Garajonay (Andosoles, Leptosoles, Cambisoles,
Umbrisoles, Luvisoles y Faeozems), distribuidos como se muestra en el siguiente mapa.
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Figura 1.- Mapa de unidades de suelos.
Andosoles
El concepto central de Andosoles es el de “suelos profundos con estratificación
deposicional, derivados de materiales volcánicos tales como cenizas, escorias, pumitas
o lavas y otros materiales volcanoclásticos, con un complejo coloidal dominado por
materiales amorfos (minerales con ordenación de corto alcance) o complejos
organoalumínicos” (USDA, 2016).
Imagen 8.- Andosoles.
Leptosoles
Por Leptosoles se entienden “aquellos suelos que tienen pocas o ninguna evidencia de
desarrollo de horizontes edáficos”. En Garajonay los Leptosoles se forman en áreas de
topografía muy accidentada y de fuertes pendientes y la acumulación de materia
Mapa unidades de sueloAndosolesCambisolesFaeozemsLeptosolesLuvisolesRocas sálicasUmbrisoles 1000 0 1000 2000 Meters
N
EW
S
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orgánica (melanización), es el principal proceso genético al propiciar el desarrollo de
una cierta estructura y la movilización de constituyentes solubles.
Imagen 9.- Leptosoles.
Cambisoles
Los Cambisoles son "suelos que tienen un horizonte cámbico de alteración con textura
franco-arenosa o más fina". Generalmente son suelos de transición entre los suelos
forestales y los suelos de las zonas bajas y medias y bien pueden significar un eslabón
intermedio hacia los Andosoles, Vertisoles, Luvisoles, Faeozems, Calcisoles, etc.
cuando aparecen desarrollados sobre materiales relativamente recientes o climas
áridos y subhúmedos, o bien constituir facies regresivas de aquellos por degradación
antrópica o climática, cuando los encontramos sobre materiales antiguos y climas
húmedos.
Imagen 10.- Cambisoles.
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Umbrisoles
El nombre Umbrisol deriva del latín umbra que significa sombra y se usa para
denominar aquellos suelos que tienen un horizonte superficial de color oscuro, rico en
materia orgánica, empobrecido en cationes básicos (desaturado) y por lo tanto,
generalmente con reacción ácida. Los Umbrisoles son suelos de morfología similar a la
de los Andosoles con horizonte úmbrico y sólo se diferencia de aquellos en la ausencia
de propiedades ándicas o de un horizonte ándico. Esta ausencia de carácter ándico se
debe a que en el complejo coloidal de estos suelos hay un predominio de minerales
cristalinos (arcillas) frente a los minerales con ordenación de corto alcance (alofana-
imogolita) o a los complejos Al-humus, que aparecen en los Andosoles.
Luvisoles
El concepto de Luvisoles comprende el de "suelos que tienen un horizonte de
acumulación de arcillas y un complejo de cambio con un porcentaje de saturación de
bases de moderado a alto".
Generalmente estos suelos se desarrollan sobre materiales geológicos relativamente
antiguos ya que la argilificación del material por alteración "in situ" o la iluviación de
arcillas son procesos que requieren tiempo y energía. Además tanto uno como otro
proceso requieren una elevada humedad en el suelo que facilite los procesos de
alteración y un cierto drenaje para favorecer los movimientos del agua con arcillas en
suspensión favoreciendo el lavado y la movilización y reorganización de las mismas.
Imagen 11.- Luvisoles.
Faeozems
Son suelos que tienen un horizonte superficial de color oscuro, rico en materia
orgánica y enriquecido en cationes básicos y por lo tanto con reacción neutra o sólo
ligeramente ácida. Estas son las características que se exigen para un horizonte mólico,
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de tal manera que el concepto central de Faeozems es el de "suelos con un horizonte
mólico". Los Faeozems son en muchos casos suelos de una morfología similar a los
Umbrisoles, sólo que en este caso el suelo está saturado en cationes básicos, como
consecuencia de encontrarse en posiciones geomorfológicas que facilitan la
acumulación de los mismos, procedentes de la lixiviación desde zonas altas. Estos
suelos están bastante extendidos en las medianías altas del Sur de la isla de La
Gomera, haciendo transición con los Vertisoles de cotas más bajas.
Procesos edafogenéticos dominantes en el Parque Nacional
En el Parque Nacional de Garajonay existe una relativamente baja edafodiversidad,
pues los Andosoles y los Leptosoles ocupan en su conjunto un 83% de la superficie
total del Parque. Este hecho se debe al carácter uniformizador que ejercen sobre la
tipología de los suelos, las características actuales de clima y vegetación relativamente
uniformes. El clima, manteniendo el proceso de andosolización y las características
físicas y químicas particulares de los Andosoles, y la vegetación dando lugar a potentes
horizontes orgánicos, cuyas características particulares, sí pueden atribuirse a una
diferenciación de la vegetación: horizontes melánicos bajo laurisilva madura y
horizontes úmbricos y fúlvicos, bajo fayal-brezal.
Se observa sin embargo una elevada variabilidad de las propiedades del suelo dentro
de una misma tipología. Este hecho se atribuye no sólo a variaciones locales en las
condiciones microclimáticas y de vegetación, sino también y sobre todo a la topografía
caótica y accidentada que presenta toda la superficie del Parque, la cual origina
variaciones importantes en características tales como profundidad del suelo, espesor
de horizontes, granulometría, contenido en elementos solubles, etc, ligadas a la
diferente posición topográfica ocupada por los distintos cuerpos edáficos.
Los procesos edafogenéticos dominantes actualmente en el Parque son, la
Melanización, la Andosolización y la Leptosolización, este último en las áreas de
topografía más abrupta. Otros procesos genéticos que actualmente están ocurriendo
en determinadas áreas del Parque, están ligados a fenómenos de degradación de la
vegetación (Iluviación, Empardecimiento) o de dinámica de vertientes (Vertisolización).
La Ferralitización, ligada a la alteración profunda de coladas y piroclastos basálticos se
considera un paleoproceso que no es activo en las condiciones actuales del Parque
(Rodríguez Rodríguez et al., 2009).
Parámetros edáficos relevantes de calidad del suelo (Año 2002)
El concepto de calidad del suelo definido como "La capacidad de un tipo específico de
suelo para funcionar dentro de los límites de ecosistemas naturales o manejados, en el
sostenimiento de la productividad vegetal y animal, en el mantenimiento o mejora de
la calidad del aire y del agua y en el soporte de la salud humana y el hábitat" (SSSA,
1995, Karlen and Andrews, 2000), es un nuevo paradigma científico surgido a partir de
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los años 90, junto a los modelos más holísticos del suelo y el reconocimiento de su
multifuncionalidad (Blum, 2002), que ha llevado a un cambio de perspectiva en la
evaluación de la edafosfera, desde la productivista a la ambientalista.
Sin embargo, la implementación del concepto de Calidad del Suelo a los suelos
forestales es mucho más compleja y difícil que para los suelos agrícolas, ya que las
funciones de aquellos son más numerosas y más variadas y van más allá del
mantenimiento de la productividad vegetal. Un suelo forestal de calidad es aquel que
soporta una biomasa forestal saludable, que tiene una elevada capacidad de regular el
ciclo hidrológico, que actúa acumulando materia orgánica y funcionando como un
sumidero del CO2 atmosférico y que presenta una alta actividad biológica.
Han sido numerosos los parámetros edáficos que se han propuesto como indicadores
de la calidad del suelo y se han desarrollado también varios índices para evaluar esta
calidad (Rodríguez Rodríguez, 2001). Sería prolijo enumerar aquí los índices propuestos
y las Series de Datos Mínimos que se han establecido como indicadores de la calidad
del suelo, pero sí podemos decir que en todas ellas se considera alguna combinación,
cuando no todos, de los siguientes parámetros: pH, carbono orgánico, nitrógeno total,
fósforo, potasio, calcio y magnesio asimilables, textura, pedregosidad, permeabilidad,
profundidad efectiva, capacidad de retención de agua útil y capacidad de retención de
agua a capacidad de campo.
Pues bien, estos parámetros fueron los elegidos por nosotros en 2002 para de alguna
manera tener una visión general de la calidad de los suelos del Parque Nacional de
Garajonay. La aproximación metodológica seguida para el muestreo y los análisis de
laboratorio puede consultarse en Rodríguez Rodríguez et al., 2002.
Los rasgos más generales de los parámetros citados anteriormente se comentan a
continuación: Los suelos del Parque tienen en su mayoría un pH ácido o muy ácido (pH
< 6.1) (95% de las muestras). El contenido en C orgánico en los horizontes superficiales
del suelo es alto y muy alto (> 58.1 gkg-1) en la práctica totalidad del Parque (87% de
las muestras). Los valores de nitrógeno total son muy altos (>7,0 gkg-1) en un 50% de
los puntos muestreados. El fósforo asimilable es limitante (<20 ppm) en un 61% de los
casos y sólo tiene valores adecuados (35-50 ppm) en un 15% de las muestras. El
potasio asimilable también presenta valores limitantes (<0,40 cmolckg-1) en más de la
mitad de los casos (55%) y el calcio asimilable también se convierte en un nutriente
limitante para la vegetación (<6,0 cmolckg-1) en el 62% de los casos mientras que el
magnesio asimilable suele presentar valores muy altos (4,0 cmolckg-1) (54%), que
podrían ocasionar desequilibrios con el calcio. Vemos pues que existe un claro déficit
de elementos nutritivos en los suelos del Parque, al menos en los horizontes más
superficiales.
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No existe una adecuada correlación entre el calcio y el magnesio asimilable como suele
ser habitual en los suelos agrícolas y las correlaciones entre estos cationes y el pH
tienen una mejor significación para el caso del calcio. No se observa el efecto positivo
del calcio asimilable en la acumulación de carbono orgánico, como ha sido observado
por otros autores en varios suelos del mundo, por lo que la acumulación y
estabilización del carbono en estos suelos debe seguir un mecanismo diferente al
propuesto para aquellos.
El contenido de arcilla es muy bajo (<104.5 gkg-1) en la mayoría de los suelos (30%),
mientras que el de limos es mayoritariamente alto (501.6-550.5 gkg-1) (27% de las
muestras) y el de arenas tiene valores medios (334.8 - 401.9 gkg-1). El contenido de
piedras y gravas es bajo (50 - 150 gkg-1) en la mayoría de los suelos. En general se
observa un predominio de texturas franco limosas y francas, seguidas por las texturas
franco arenosas. Se observa una correlación negativa entre el contenido en arcilla y el
de carbono orgánico en los horizontes superficiales, indicando que en los suelos más
degradados por mineralización de la materia orgánica, se produce la presencia en
superficie de horizontes más arcillosos. Igual tendencia se observa cuando se compara
el contenido de arcilla con el nitrógeno total.
La permeabilidad de los suelos es mayormente lenta a moderada (0,8-6,0 cmh-1) (84%
de las muestras), como corresponde a suelos con un alto contenido de fracción limo.
En cuanto a la profundidad de los suelos la mayor parte de los mismos son profundos
(>90 cms), con un bajo porcentaje (15%) de suelos someros y poco profundos.
La capacidad de retención de agua en el suelo en el punto de capacidad de campo (33
kPa) es alta y muy alta (>300 gkg-1) en la práctica totalidad de los suelos, en las capas
superficiales, como es normal para suelos ándicos como los que predominan en el
Parque. El agua útil sin embargo, es moderada (100-200 gkg-1) en la mayoría de las
muestras (35%), lo que indica unos valores también elevados de retención de agua en
el punto de marchitamiento (1500 kPa).
La contribución de la materia orgánica a la alta capacidad de retención de agua a
capacidad de campo de estos suelos, se pone en evidencia en las correlaciones
positivas observadas entre este parámetro y el contenido de carbono orgánico. El agua
útil parece estar correlacionada positivamente con la fracción limo y negativamente
con el contenido en arcilla, lo que evidencia que en los suelos más arcillosos aumenta
la capacidad de retención de agua, pero de aquellas formas menos fácilmente
utilizables por las plantas. Además el agua útil correlaciona mejor con la capacidad de
retención de agua en el punto de capacidad de campo, que con la capacidad de
retención a 1500kPa, como también ha sido observado por otros autores.
A continuación se muestran los datos analíticos de los horizontes superficiales de las
muestras de suelo antes del incendio (Rodríguez Rodríguez et al., 2002).
16
ID Muestra UTM Profundidad
útil (cm) M.O C N C/N
C Superficie
103 X=278875
Y=3112625 125 191 111 7.2 15.4 22.8
10N X=281875
Y=3111625 125 225 131 8.1 16.1 16.0
11N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
12 X=279125
Y=3112125 200 162 94 6.6 14.3 15.6
12N X=281375
Y=3111625 200 233 135 6.6 20.5 9.9
13N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
14N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
15N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
16 X=278875
Y=3111875 37.5 314 183 9.9 18.4 12.0
16N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
1N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
2 X=278125
Y=3112625 125 300 175 9.3 18.8 16.8
2N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
37 X=279125
Y=3111125 75 201 117 7.4 15.7 23
3 X=278375
Y=3112625 200 177 103 4.9 21.2 11.4
3N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
47 X=279375
Y=3110875 75 164 95 6.7 14.3 18.2
4 X=278125
Y=3112375 75 197 115 6.8 16.8 18.0
4N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
5 X=278375
Y=3112375 37.5 217 126 6.4 19.8 16.1
17
5N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
6 X=278625
Y=3112375 75 140 81 6.6 12.3 14.8
6N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
72 X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
73 X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17
74 X=276875
Y=3113625 37.5 272 158 9.5 16.7 23.8
7 X=278875
Y=3112375 200 212 124 8.5 14.5 24.7
7N X=275875
Y=3113625 125 181 105 6.6 15.8 13.3
8N X=276375
Y=3113625 125 266 155 10.3 15.1 17.0
9N X=281375
Y=3111625 200 233 135 6.6 20.5 9.9
Tabla 1.- Ubicación, profundidad útil y contenidos en materia orgánica (M.O.), Carbono oxidable (C) y Nitrógeno (N) en g kg-1, relación C/N y C superficie en kg m-2.
ID Muestra pH (H2O) P K Ca Mg
103 5.3 16.2 0.5 9.8 2.9
10N 5.0 26.9 0.4 17.4 4.9
11N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
12 5.3 9.1 0.4 3.6 1.3
12N 5.1 21.6 0.4 13.4 8.0
13N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
14N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
15N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
16 5.4 12.1 0.7 13.6 4.0
16N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
1N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
2 5.3 7.4 0.4 20.4 3.6
2N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
18
37 5.0 9.5 0.7 6.0 1.9
3 5.1 9.2 0.4 11.0 6.9
3N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
47 5.2 14.3 0.4 2.7 1.5
4 5.4 9.6 0.6 11.1 4.3
4N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
5 5.1 11.3 0.3 2.3 1.5
5N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
6 5.2 9.5 0.5 5.8 2.3
6N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
72 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
73 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
74 5.3 33.7 0.9 14.6 5.7
7 5.1 13.3 0.6 6.7 2.1
7N 5.8 13.7 0.5 5.9 2.0
8N 5.8 15.0 0.8 9.4 4.4
9N 5.1 21.6 0.4 13.4 8.0
Tabla 2.- pH y nutrientes asimilables. P en mg.kg-1. Ca, Mg y K en cmolc.kg-1.
ID Muestra Arcilla Limo Arena Elementos
gruesos Textura
103 140 565 296 75 Franco-limosa
10N 89 549 362 150 Franco-limosa
11N 104 478 418 150 Franca
12 159 577 264 75 Franco-limosa
12N 112 542 346 325 Franco-limosa
13N 158 501 341 150 Franco-limosa
14N 104 478 418 150 Franca
15N 158 501 341 150 Franco-limosa
16 119 512 369 550 Franco-limosa
16N 104 478 418 150 Franca
1N 158 501 341 150 Franco-limosa
2 179 561 260 150 Franco-limosa
2N 104 478 418 150 Franca
19
37 138 425 437 325 Franca
3 214 468 319 550 Franca
3N 158 501 341 150 Franco-limosa
47 49 363 588 150 Franco-arenosa
4 162 532 306 150 Franco-limosa
4N 104 478 418 150 Franca
5 110 397 494 550 Franca
5N 158 501 341 150 Franco-limosa
6 160 502 338 150 Franco-limosa
6N 104 478 418 150 Franca
72 158 501 341 150 Franco-limosa
73 104 478 418 150 Franca
74 36 371 593 325 Franco-arenosa
7 197 531 272 75 Franco-limosa
7N 158 501 341 150 Franco-limosa
8N 104 478 418 150 Franca
9N 112 542 346 325 Franco-limosa
Tabla 3.- Granulometría y textura. Valores numéricos en g.kg-1. Límites de granulometría y categorías texturales según USDA.
ID Muestra Humedad pF 1/3 Bar
Humedad pF 15 Bar
Capacidad de Retención de agua útil
Permeabilidad
103 722 275 447 2.0 - 6.0
10N 568 279 290 0.8 - 2.0
11N 867 345 522 2.0 - 6.0
12 496 360 135 > 6.0
12N 563 302 261 0.8 - 2.0
13N 626 262 364 0.8 - 2.0
14N 867 345 522 2.0 - 6.0
15N 626 262 364 0.8 - 2.0
16 673 447 226 2.0 - 6.0
16N 867 345 522 2.0 - 6.0
1N 626 262 364 0.8 - 2.0
2 605 388 217 2.0 - 6.0
20
2N 867 345 522 2.0 - 6.0
37 523 345 177 0.8 - 2.0
3 483 301 182 0.8 - 2.0
3N 626 262 364 0.8 - 2.0
47 416 270 146 0.8 - 2.0
4 562 366 196 2.0 - 6.0
4N 867 345 522 2.0 - 6.0
5 495 335 160 0.8 - 2.0
5N 626 262 364 0.8 - 2.0
6 478 316 162 2.0 - 6.0
6N 867 345 522 2.0 - 6.0
72 626 262 364 0.8 - 2.0
73 867 345 522 2.0 - 6.0
74 682 339 343 0.8 - 2.0
7 560 365 194 > 6.0
7N 626 262 364 0.8 - 2.0
8N 867 345 522 2.0 - 6.0
9N 563 302 261 0.8 - 2.0
Tabla 4.- Características hídricas. Valores de humedad en g H2O.kg-1 suelo. Valores de permeabilidad en cm H2O.h-1.
ID Muestra Categoría MED Categoría WDPT
103 Repelencia severa No repelente
10N Repelencia muy severa No repelente
11N Repelencia moderada No repelente
12 Repelencia baja Ligeramente repelente
12N Repelencia severa No repelente
13N Repelencia baja Ligeramente repelente
14N Repelencia moderada No repelente
15N Repelencia baja Ligeramente repelente
16 Repelencia muy severa No repelente
16N Repelencia moderada No repelente
1N Repelencia baja Ligeramente repelente
2 Repelencia severa No repelente
21
2N Repelencia moderada No repelente
37 Repelencia moderada No repelente
3 Repelencia muy severa No repelente
3N Repelencia baja Ligeramente repelente
47 Repelencia muy severa No repelente
4 Repelencia moderada No repelente
4N Repelencia moderada No repelente
5 Repelencia severa No repelente
5N Repelencia baja Ligeramente repelente
6 Repelencia baja Ligeramente repelente
6N Repelencia moderada No repelente
72 Repelencia baja Ligeramente repelente
73 Repelencia moderada No repelente
74 Repelencia muy severa No repelente
7 Repelencia baja No repelente
7N Repelencia baja Ligeramente repelente
8N Repelencia moderada No repelente
9N Repelencia severa No repelente
Tabla 5.- Clases de repelencia al agua (Hidrofobicidad). WDPT: Water Drop Penetration Time. MED: Molarity of the Ethanol Droplet.
Calidad de los suelos del Parque Nacional
Existe actualmente un alto grado de conservación de los suelos del Parque,
relacionado fundamentalmente con la existencia de una densa cubierta vegetal sobre
el suelo que mantiene un edafoclima húmedo, al tiempo que aporta restos vegetales,
fácilmente incorporados al suelo como materia orgánica y que mantienen una elevada
biomasa microbiana, con alta actividad y diversidad. Sin embargo esta elevada calidad
se ha visto deteriorada como consecuencia del incendio que calcinó y redujo a cenizas
una buena parte de la superficie densamente arbolada de este espacio singular.
En todos los horizontes superficiales de los suelos existen altos contenidos en carbono
orgánico y nitrógeno total, que disminuyen ligeramente en profundidad. A nivel
general, no se observa el efecto positivo del calcio asimilable en la acumulación de
carbono orgánico, como ha sido observado por otros autores en varios suelos del
mundo, por lo que la acumulación y estabilización del carbono en estos suelos debe
seguir un mecanismo diferente al propuesto para aquellos. Además la disminución del
22
carbono orgánico en superficie supone siempre un aumento en el contenido de arcilla,
lo que indica el afloramiento en superficie de horizontes arcillosos más profundos.
El pH de los suelos es siempre ácido o muy ácido, observándose niveles bajos de
fósforo, potasio y calcio asimilable en todos los suelos (sobre todo en los horizontes
profundos), que pueden constituirse en limitantes para el desarrollo de la vegetación.
La permeabilidad es moderada a lenta y se observa siempre una alta capacidad de
retención de agua a capacidad de campo y en el punto de marchitamiento lo que
origina unas moderadas reservas de agua utilizables por las plantas. La materia
orgánica y la fracción limo son los componentes edáficos que en mayor medida
contribuyen a la elevada capacidad de retención de agua de estos suelos. La fracción
arcilla proporciona también una elevada capacidad de retención de agua, pero de
aquellas formas menos utilizables por las plantas (agua capilar no absorbible). En la
mayor parte del Parque los suelos son profundos y muy profundos y con texturas
limosas o franco limosas, haciéndose más finas en profundidad, existiendo además una
baja pedregosidad (Rodríguez Rodríguez et al., 2009).
Varias propiedades del suelo se distribuyen conjuntamente con las formaciones
vegetales. Así, y en general, las formaciones vegetales más regresivas y más alejadas
de la clímax (matorrales de sustitución, brezales arbustivos y plantaciones de pino) se
caracterizan por suelos compactados, poco profundos, pedregosos, con escaso
contenido en materia orgánica, retención de agua poco efectiva, pérdida de elementos
finos por erosión y pobres en fósforo y calcio. Estas formaciones ocupan
principalmente localizaciones en el sur del Parque, menos expuestas a la incidencia del
alisio y por tanto más xéricas, aunque no limitan su distribución a este sector. En
general los valores más desfavorables corresponden a las plantaciones de pino,
seguidas por los matorrales de codeso, jaras y escobón y los brezales arbustivos,
aunque dentro de este grupo, éstos últimos representan una tendencia hacia la mejora
de las propiedades del suelo.
Los suelos de mayor calidad se asocian a las comunidades forestales con mayor grado
de madurez. El fayal-brezal presenta valores de transición entre los ya mencionados
brezales arbustivos y el bosque de laurisilva. Las laurisilvas de ladera y de valle se
asientan sobre suelos profundos, limosos, muy orgánicos y bien estructurados, con
elevada retención de agua y ricos en calcio y fósforo y son los suelos que presentan un
mayor potencial de secuestro de carbono, cuya acumulación, en estos casos si, está
ligada al contenido en calcio.
Los brezales de crestería constituyen una situación particular donde los suelos son
poco profundos y muy pedregosos y sin embargo poseen valores óptimos en cuanto a
textura, retención de agua, contenido en calcio y fósforo y grado de humificación. Se
23
trata, pues, de auténticas formaciones climácicas que ocupan posiciones topográficas
fuertemente condicionadas por el sustrato.
A medida que el fayal-brezal se sustituye por un brezal arbustivo y éste por un
matorral de sustitución disminuyen los contenidos de materia orgánica y de grado de
humificación de la misma y los suelos son más arenosos, pedregosos, menos
profundos y con mayores evidencias de erosión.
La presencia de evidencias de incendios se acompaña de una aridización del
edafoclima, una mayor compactación de la superficie del suelo y una mayor presencia
de afloramientos rocosos y pedregosidad superficial, atribuibles a una mayor
incidencia de la erosión hídrica (Rodríguez Rodríguez et al., 2009).
Al mismo tiempo, se ha considerado conveniente recoger muestras de suelo a una
mayor profundidad (25-30 cm), con el objeto de conocer las propiedades de los
horizontes sub-superficiales, aunque sin sobrepasar el horizonte de enraizamiento y
donde se localizan todo el sistema radicular con funciones asimilatorias. De acuerdo
con ello, se han tomado muestras de profundidad en aquellas parcelas en las que que
el espesor del suelo fuese suficiente.
24
25
MÉTODOS DE ANÁLISIS DE LABORATORIO
Los métodos y técnicas analíticas empleados para estas determinaciones, se detallan a
continuación.
En los distintos puntos de muestreo se han recogido muestras de suelo para el análisis
en el laboratorio de sus propiedades físico-químicas. En todos los caso se ha recogido
una muestra en la capa más superficial del suelo (0-5 cm), que es la que sufre un
mayor impacto ante los incendios forestales y también es la capa más sensible a los
cambios de uso y posibles procesos de degradación asociados.
Las muestras de suelo fueron secadas al aire y tamizadas a 2 mm. En esta fracción se
realizaron la mayor parte de las determinaciones físicas y químicas. Sólo en algunos
casos se utilizaron muestras no perturbadas.
Propiedades físicas
Elementos gruesos.- Se determinaron por tamizado en húmedo en la fracción
con diámetro superior a 2 mm.
Humedad de la muestra seca al aire.- Determinación gravimétrica hasta peso
constante en estufa a 1050º C. (Porta et al., 1986a).
Análisis granulométrico en tres fracciones.- Se realizó por el método del
densímetro de Boyoucous (Gee and Bauder., 1986).
Capacidad de retención de agua: Capacidad de Campo (33 kPa) y Punto de
marchitamiento (1500 kPa).- Se determinó por el método de las placas porosas
(Richards., 1947; Klute., 1986), en muestras disturbada y tamizada por 2mm de
luz. La diferencia entre ambas representa el agua útil.
Propiedades químicas
pH (H2O).- En una suspensión con relación 1:2,5 suelo/agua y posterior
determinación con electrodo de vidrio en pHmetro Radiometer PHM 82
Standard (Porta et al., 1986b).
Contenido en carbono oxidable.- Oxidación por vía húmeda con dicromato
potásico según Walkley and Black (1934).
Nitrógeno total.- Se valoró por el método Kjeldahl. La mineralización se realizó
atacando la muestra con una mezcla de H2SO4 concentrado y ácido acetil-
salicílico, utilizando Se como catalizador. La digestión se realizó en un digestor
TECATOR Mod. 1007. La destilación se realizó en un aparato de destilación
TECATOR Mod. Kjeltec 1026.
Fraccionamiento de la materia orgánica.- Extracción con Na4P2O7 0,1 N y NaOH
0,1 N. Se determinan el carbono asociado al humus, a los ácidos fúlvicos (CAF) y
a los ácidos húmicos (CAH).
26
Fósforo asimilable.- Extracción con HCO3Na 0,5 M a pH 8,5 (Olsen et al., 1954)
y posterior determinación por colorimetría con molibdato amónico y ácido
ascórbico como agente reductor en un espectrofotómetro PERKIN ELMER 505
(Murphy and Riley, 1962; Watanabe and Olsen, 1965).
Cationes asimilables (Ca, Mg).- Se determinaron en los extractos de acetato
amónico en un espectrofotómetro de absorción atómica PERKIN ELMER Mod.
3100, en presencia de lantano (1%), para evitar posibles interferencias de sílice,
aluminio, fosfatos y sulfatos.
Cationes asimilables (Na, K).- Se determinaron en los extractos de acetato
amónico y plata tiourea mediante fotometría de emisión a la llama.
Feo, Alo, Sio.- Extracción con ácido oxálico-oxalato amónico a pH 3 según
Blakemore et al., 1981.
Fep, Alp, Sip.- Extracción con pirofosfato sódico 0.1 M según Blakemore et al.,
1981.
27
RESULTADOS DEL PROYECTO
Muestras totales (incendio de 2012): Estadística descriptiva
Los resultados se muestran en la Tabla 6. En principio, no se hace ninguna distinción
por factores (es decir, severidad del fuego o profundidad de recogida de muestra), con
objeto de tener una visión de conjunto. Puede apreciarse que la mayoría de las
propiedades estudiadas mantiene valores de conjunto muy similares a los ya medidos
en 2002. Así, los valores de pH siguen siendo ácidos, con mínimos muy ácidos (< 5.0).
Las fracciones granulométricas ponen de relieve el dominio de los limos sobre el resto,
siendo los valores de arcilla muy bajos. Las retenciones de humedad parecen haber
aumentado ligeramente con respecto a los valores de 2002.
Los valores de C y N orgánicos siguen siendo muy elevados y se mantienen en el rango
de los valores medidos tiempo atrás. Otro tanto cabe decir de los contenidos de P
asimilable, donde el valor promedio se sitúa ligeramente por encima del límite de
deficiencia comúnmente aceptado para otros tipos de suelos, mientras que los
mínimos no llegan a 6 mgkg-1.
Los valores de Ca+2 parecen haber sufrido un notable incremento con respecto a las
muestras analizadas en el año 2002, con valores máximos muy elevados. Otro tanto
cabe decir de los niveles de Mg+2 asimilable. Sin embargo, y al igual que sucede con el
caso del P, ambas propiedades deben considerarse con cuidado a la luz de los elevados
coeficientes de variación de Pearson (C.V.) calculados para ellas, superiores a 0.69.
También puede observarse un cierto incremento en los valores promedio de K+
asimilable, menos sujeto en este caso a alta variabilidad.
Los contenidos de Al, Fe y Si extraíbles con oxalato amónico (es decir, ligados a la
fracción coloidal con ordenación de corto alcance) no tienen referencia en el estudio
realizado en el año 2002, al menos en la base de datos y cartografía paramétrica que
se desarrollaron a partir del muestreo sistemático del parque. Esta fracción otorga a
estos suelos buena parte de sus propiedades distintivas (→ ándicas), de modo que
valores excesivamente bajos podrían indicar que se ha producido un daño extremo en
la naturaleza y propiedades de los suelos afectados.
Propiedad Media Media
recortada 5%
Mediana S.D. C.V. Máximo Mínimo Prueba KS
Normalidad
pH 5.80 5.78 5.70 0.62 0.106 7.27 4.64 p > 0.2
%Arena 40.87 40.83 40.78 9.62 0.235 65.23 20.14 p > 0.2
%Limo 48.54 48.44 47.80 8.46 0.174 69.67 26.78 p > 0.2
%Arcilla 10.58 10.58 10.21 3.38 0.319 17.62 1.93 p > 0.2
pF 1/3 54.71 54.80 53.86 13.73 0.250 82.38 27.78 p > 0.2
28
pF 15 28.36 28.26 27.18 7.54 0.266 45.72 13.03 p > 0.2
C.R.A.U. 26.36 25.52 21.63 13.46 0.510 62.66 8.30 p < 0.001
C orgánico 123.7 122.3 119.4 40.9 0.330 228.7 57.0 p > 0.2
N total 8.6 8.6 8.3 2.4 0.279 13.0 3.6 p < 0.05
P Asim. 22.06 21.31 19.25 13.45 0.609 54.34 5.22 p < 0.05
C Piro. 63.7 63.1 60.0 19.8 0.311 114.8 24.4 p > 0.05
C/N 14.71 14.50 14.51 4.04 0.274 30.06 8.38 p > 0.2
Ca+2
10.51 9.35 7.72 9.42 0.896 54.33 1.30 p < 0.01
Mg+2 2.94 2.69 2.27 2.03 0.690 9.82 0.68 p < 0.01
Na+ 0.84 0.83 0.82 0.27 0.321 1.57 0.32 p > 0.2
K+ 1.18 1.15 1.11 0.60 0.508 2.91 0.27 p > 0.2
Alox 2.96 2.90 2.78 1.14 0.385 6.51 1.31 p > 0.2
Feox 1.21 1.20 1.16 0.29 0.239 2.04 0.62 p > 0.2
Siox 0.44 0.42 0.38 0.24 0.545 1.45 1.33 p < 0.001
(Al+0.5Fe)ox 3.57 3.50 3.43 1.21 0.339 7.51 1.82 p > 0.2
Tabla 6.- Estadística descriptiva del conjunto de muestras analizadas. Valores de pF y CRAU expresados en g H2O.100g
-1. Valores de C, N y C pirofosfato expresados en g.kg
-1. Valores de P asimilable expresados en
mg.kg-1. Valores de Ca+2, Mg+2, Na+ y K+ expresados en cmolc.kg-1. Valores de Al, Fe y Si-oxalato expresados en g.100g-1.
No parece ser así. Los contenidos de Al y Fe ligados a la fracción amorfa del suelo son
elevados y no están sujetos a alta variabilidad. A la vez, ello sugiere que esta fracción
estaría enriquecida en complejos organominerales entre hidróxidos de estos metales y
componentes orgánicos del suelo, más que a aluminosilicatos hidratados tipo alofana
o imogolita. Una propiedad derivada (suma del contenido en Al extraíble con oxalato
más la mitad del contenido en Fe), tiene valor taxonómico, y su promedio supera el
mínimo necesario para clasificar a los suelos como Andosoles, si bien el criterio
definitivo queda a expensas de otras propiedades no determinadas en este estudio.
La mayoría de las propiedades estudiadas presentan variabilidad baja a moderada, sin
valores extremos, como se deduce al comparar los promedios, las medianas y las
medias recortadas, o al examinar los valores del coeficiente de variación de Pearson,
generalmente menor que 0.5. Algunas excepciones a esta norma son la capacidad de
retención de agua útil (CRAU), P, Ca, Mg y K asimilables, y el contenido en Si extraíble
con oxalato, donde estos estadísticos sugieren la presencia de valores extremos. Dado
que, para estas propiedades, los valores máximos se encuentran mucho más alejados
del promedio que los mínimos, es previsible que la distribución de valores sufra una
fuerte asimetría y que, además, se aleje de la normalidad. Los histogramas respectivos
y los resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS) confirman esta apreciación.
29
Esta situación es llamativa, en tanto que los incendios ejercen un impacto
considerable sobre el suelo, tal y como se ha destacado en capítulos anteriores. Desde
este punto de vista, cabría esperar que el número de propiedades con
comportamiento sesgado por valores extremos, fruto de este impacto, fuese mayor.
Figura 1.- Histogramas de propiedades con valores extremos.
30
Una razón que podría explicar eventualmente este resultado es la recolección de
muestras de suelo a profundidad superior a 25 cm, donde los efectos del fuego y el
calor son mucho menos evidentes y que podrían por tanto enmascarar posibles
diferencias en superficie. A continuación siguen los resultados, desglosados por
profundidad de muestreo.
Muestras por profundidad (incendio de 2012)
La Tabla 7 muestra el desglose de valores y estadísticos por profundidad. Cabe señalar
que la variables/propiedades que manifiestan baja variabilidad en el examen de
conjunto mantienen por lo general esta misma pauta, siendo en muchos casos los
valores del coeficiente de variación casi idénticos para las dos profundidades de
muestreo (pH, pF 15 Bar, C orgánico, relación C/N, Na+ disponible, Al y Fe extraíbles
con oxalato, y [Al+0.5Fe]-oxalato). Sin embargo, las propiedades sujetas a mayor
variabilidad mantienen esta pauta a las dos profundidades de estudio, siendo los
coeficientes de variación casi idénticos en el caso del Ca+2 asimilable y el Si-oxalato, y
muy parecidos en el resto (CRAU, P, Mg+2 y K+ asimilables), siendo en todos los casos
relativamente elevados (próximos o mayores que 0.5). Se deduce pues que la
variabilidad de estas propiedades no depende de la profundidad de muestreo.
Ahora bien, otras propiedades sí manifiestan un comportamiento ligeramente distinto
según la profundidad, con independencia de la variabilidad. Así por ejemplo, los
valores de pH se mantienen en superficie casi invariablemente por encima de 5.5,
mientras que en profundidad pueden ser mucho más ácidos (hasta 4.64). Esto se
asocia a valores muy superiores de bases asimilables/disponibles en superficie (Ca+2,
Mg+2, Na+, K+). Del mismo modo, también se observan diferencias más o menos
importantes en la retención de humedad a 15 Bar (punto de marchitamiento), N total,
C pirofosfato, relación C/N y Al extraíble con oxalato amónico (ligado a componentes
amorfos) y [Al+0.5Fe]-oxalato.
Propiedad Profund.
(cm) Media
Media rec. 5%
Mediana S.D. C.V. Máximo Mínimo
pH 0 – 5 6.26 6.25 6.14 0.50 0.08 7.27 5.47
25 – 30 5.34 5.35 5.30 0.32 0.06 6.01 4.64
%Arena 0 – 5 39.29 38.98 37.40 11.59 0.29 65.23 20.14
25 – 30 42.45 42.26 43.04 7.00 0.16 56.50 32.28
%Limo 0 – 5 50.48 50.67 52.31 10.34 0.20 69.67 26.78
25 – 30 46.60 46.59 46.48 5.58 0.12 56.81 36.40
%Arcilla 0 – 5 10.22 10.19 10.01 2.82 0.28 16.75 4.82
25 – 30 10.94 11.02 10.57 3.88 0.35 17.62 1.93
31
pF 1/3 0 – 5 55.49 55.62 57.48 16.04 0.29 82.38 27.78
25 – 30 53.93 53.69 51.37 11.19 0.21 75.71 36.61
pF 15 0 – 5 24.18 24.13 25.44 5.71 0.24 36.32 13.03
25 – 30 32.54 32.44 32.70 6.85 0.21 45.72 21.26
CRAU 0 – 5 31.31 30.89 33.45 15.72 0.50 62.66 8.30
25 – 30 21.40 20.96 19.78 8.40 0.39 41.90 9.70
C org 0 – 5 119.2 118.2 118.3 3.72 0.31 205.3 57.0
25 – 30 128.2 126.5 123.2 4.45 0.35 228.7 67.8
N tot 0 – 5 9.7 9.7 10.3 0.22 0.23 13.0 6.2
25 – 30 7.5 7.5 7.5 0.23 0.31 12.1 3.6
P Asim. 0 – 5 24.82 24.28 20.11 13.66 0.55 54.34 6.41
25 – 30 19.31 18.32 14.29 12.88 0.67 52.60 5.22
C/N 0 – 5 12.41 12.19 12.17 3.15 0.25 21.30 8.38
25 – 30 17.01 16.67 16.36 3.52 0.21 30.06 12.40
Ca 0 – 5 15.24 14.10 12.62 10.66 0.70 54.33 2.86
25 – 30 5.78 5.19 4.93 4.58 0.79 21.18 1.30
Mg 0 – 5 3.62 3.42 2.65 2.46 0.68 9.82 1.04
25 – 30 2.28 2.20 1.91 1.20 0.52 5.18 0.68
Na 0 – 5 0.87 0.85 0.81 0.28 0.32 1.57 0.41
25 – 30 0.81 0.82 0.83 0.25 0.31 1.26 0.32
K 0 – 5 1.56 1.53 1.44 0.54 0.35 2.91 0.75
25 – 30 0.80 0.79 0.79 0.36 0.45 1.51 0.27
C piro. 0 – 5 57.8 57.7 58.4 1.50 0.26 96.9 24.4
25 – 30 69.6 69.0 69.3 2.24 0.32 114.8 37.2
Alox 0 – 5 2.58 2.54 2.31 0.94 0.36 4.71 1.31
25 – 30 3.34 3.29 3.12 1.20 0.36 6.51 1.46
Feox 0 – 5 1.15 1.15 1.14 0.23 0.20 1.66 0.68
25 – 30 1.28 1.27 1.18 0.33 0.26 2.04 0.62
Siox 0 – 5 0.35 0.33 0.35 0.16 0.46 0.93 0.12
25 – 30 0.54 0.52 0.51 0.27 0.50 1.45 0.12
Al+0.5Feox 0 – 5 3.16 3.12 2.83 0.98 0.31 5.35 1.82
25 – 30 3.98 3.92 3.76 1.29 0.32 7.51 1.87
Tabla 7.- Estadística descriptiva por profundidad. Unidades como en Tabla 6.
Por tanto, si la variabilidad observada en la Tabla 6 no puede ser atribuida a la
profundidad, queda por resolver si se debe a las distintas condiciones de propagación
32
del fuego y por tanto a sus efectos sobre el suelo (severidad). Sigue el desglose de los
resultados por severidad del incendio.
Muestras por severidad (incendio de 2012)
La Tabla 8 muestra el desglose de valores y estadísticos por severidad del fuego. Puede
observarse que los promedios son por lo general muy próximos entre sí a distinta
severidad del fuego. Tan sólo se detectan algunas diferencias importantes para el Mg+2
asimilable, con promedios en las muestras soflamadas que superan en un 53% a los
observados en muestras calcinadas (alta severidad). En el caso del P asimilable, esta
tendencia también resulta evidente (el promedio en muestras soflamadas es un 47%
superior al de las muestras calcinadas). Para el resto de propiedades, la variación es
cuantitativamente menos importante o es prácticamente inexistente.
Propiedad Severidad Media Media rec.
5% Mediana S.D. C.V. Máximo Mínimo
pH Soflamado 5.81 5.80 5.70 0.66 0.11 7.20 4.64
Calcinado 5.79 5.77 5.71 0.59 0.10 7.27 2.44
%Arena Soflamado 38.95 39.21 38.42 8.11 0.21 52.01 20.14
Calcinado 42.80 42.75 44.18 10.73 0.25 65.23 23.21
%Limo Soflamado 49.15 48.71 49.78 7.35 0.15 69.67 38.20
Calcinado 47.94 48.02 46.89 9.54 0.20 65.73 26.78
%Arcilla Soflamado 11.90 11.97 11.93 2.96 0.25 17.15 5.03
Calcinado 9.26 9.19 9.13 3.31 0.36 17.62 1.93
pF 1/3 Soflamado 58.56 58.51 57.04 12.42 0.21 82.38 36.61
Calcinado 50.86 50.70 50.31 14.11 0.28 77.03 27.78
pF 15 Soflamado 30.59 30.43 29.92 6.49 0.21 45.72 18.94
Calcinado 26.12 25.88 25.17 7.94 0.30 43.13 13.03
CRAU Soflamado 27.97 27.28 23.52 12.53 0.45 62.66 9.77
Calcinado 24.74 23.82 19.37 14.37 0.58 58.95 8.30
C orgánico Soflamado 125.0 124.3 126.9 39.3 0.31 205.3 57.0
Calcinado 122.3 120.2 117.1 43.1 0.35 228.7 64.5
N total Soflamado 8.7 8.7 8.6 2.6 0.30 12.9 3.6
Calcinado 8.6 8.5 8.2 2.4 0.28 13.0 4.5
P Asim. Soflamado 26.29 25.86 23.55 15.14 0.58 54.34 6.41
Calcinado 17.84 17.10 17.03 10.10 0.57 46.34 5.22
C/N Soflamado 14.79 14.72 14.91 3.56 0.24 22.83 8.38
Calcinado 14.63 14.27 13.75 4.53 0.31 30.06 8.52
Ca Soflamado 12.70 11.39 8.13 11.54 0.91 54.33 1.30
Calcinado 8.32 7.74 7.11 6.17 0.74 27.21 1.99
33
Mg Soflamado 3.57 3.37 2.86 2.51 0.70 9.82 0.68
Calcinado 2.33 2.25 2.10 1.15 0.49 5.18 1.00
Na Soflamado 0.92 0.92 0.97 0.29 0.32 1.57 0.32
Calcinado 0.76 0.75 0.74 0.21 0.28 1.24 0.41
K Soflamado 1.32 1.29 1.19 0.73 0.55 2.91 0.27
Calcinado 1.03 1.04 1.09 0.39 0.38 1.73 0.30
C piro. Soflamado 61.4 60.6 58.8 20.8 0.34 114.8 24.4
Calcinado 66.0 65.7 60.3 18.9 0.29 101.5 37.2
Alox Soflamado 2.80 2.70 2.61 1.17 0.42 6.51 1.31
Calcinado 3.13 3.10 3.06 1.10 0.35 5.27 1.43
Feox Soflamado 1.25 1.23 1.18 0.28 0.22 2.00 0.82
Calcinado 1.18 1.17 1.14 0.30 0.25 2.04 0.62
Siox Soflamado 0.42 0.38 0.34 0.28 0.67 1.45 0.12
Calcinado 0.47 0.46 0.44 0.19 0.40 0.84 0.16
Al+0.5Feox Soflamado 3.42 3.32 3.13 1.25 0.37 7.51 1.82
Calcinado 3.72 3.69 3.80 1.17 0.31 6.08 1.83
Tabla 8.- Estadística descriptiva por severidad (a dos profundidades). Unidades como en Tabla 6.
Ahora bien, dado que sigue existiendo la posibilidad de un enmascaramiento de los
efectos del fuego debido a la inclusión de las muestras tomadas a mayor profundidad,
se repite de nuevo el análisis, sólo para las muestras de superficie. El resultado se
recoge en la Tabla 9.
Los resultados no muestran cambios aparentes de gran relevancia al considerar
únicamente estas muestras. Tan solo se detectan en el caso de la retención de
humedad a 1/3 Bar (Capacidad de Campo), donde el promedio en muestras
soflamadas es un 23% mayor que en las muestras calcinadas. Algo semejante ocurre
con el contenido de C orgánico total y con las bases asimilables/disponibles (Ca+2,
Mg+2, Na+ y K+), siendo este último caso especialmente llamativo.
Propiedad Severidad Media Media rec.
5% Mediana S.D. C.V. Máximo Mínimo
pH Soflamado 6.30 6.30 6.07 0.53 0.08 7.20 5.47
Calcinado 6.22 6.20 6.18 0.48 0.07 7.27 5.58
%Arena Soflamado 37.92 38.16 36.83 9.90 0.26 51.27 20.14
Calcinado 40.67 40.27 38.78 13.28 0.33 65.23 23.21
%Limo Soflamado 51.29 50.93 51.51 8.85 0.17 69.67 39.45
Calcinado 49.67 50.05 53.69 11.91 0.24 65.73 26.78
%Arcilla Soflamado 10.78 10.69 10.80 2.49 0.23 16.75 6.67
Calcinado 9.66 9.61 9.37 3.10 0.32 15.41 4.82
34
pF 1/3 Soflamado 61.19 60.92 61.69 11.64 0.19 82.38 44.87
Calcinado 49.80 49.51 40.32 18.11 0.36 77.03 27.78
pF 15 Soflamado 27.30 27.27 27.14 4.75 0.17 36.22 18.94
Calcinado 21.06 21.11 20.68 4.91 0.23 28.11 13.03
CRAU Soflamado 33.89 33.30 37.73 13.71 0.40 62.66 15.63
Calcinado 28.74 28.20 22.39 17.61 0.61 58.95 8.30
C orgánico Soflamado 128.6 128.3 136.1 42.6 0.33 205.3 57.0
Calcinado 109.7 108.5 110.8 29.2 0.27 178.7 64.5
N total Soflamado 9.9 10.0 10.9 2.3 0.23 12.9 6.4
Calcinado 9.4 9.3 8.7 2.2 0.23 13.0 6.2
P Asim. Soflamado 27.23 26.88 23.77 16.16 0.59 54.34 6.41
Calcinado 22.40 21.86 19.36 10.60 0.47 46.34 8.32
C/N Soflamado 12.98 12.77 12.54 3.70 0.29 21.30 8.38
Calcinado 11.85 11.72 11.62 2.47 0.21 17.30 8.52
Ca Soflamado 19.19 18.06 16.38 12.78 0.64 54.33 4.47
Calcinado 11.29 10.87 9.88 6.21 0.55 27.21 2.86
Mg Soflamado 4.85 4.78 4.17 2.89 0.60 9.82 1.26
Calcinado 2.39 2.34 2.18 0.97 0.41 4.65 1.04
Na Soflamado 1.04 1.03 0.99 0.28 0.27 1.57 0.64
Calcinado 0.69 0.69 0.72 0.15 0.22 1.01 0.41
K Soflamado 1.88 1.85 1.88 0.58 0.31 2.91 0.86
Calcinado 1.26 1.26 1.25 0.29 0.23 1.73 0.75
C piro. Soflamado 54.9 55.3 53.8 15.8 0.29 78.8 24.4
Calcinado 60.8 59.9 58.7 14.2 0.23 96.9 41.7
Alox Soflamado 2.49 2.46 2.35 0.89 0.36 4.14 1.31
Calcinado 2.67 2.63 2.30 1.02 0.38 4.71 1.43
Feox Soflamado 1.19 1.19 1.20 0.19 0.16 1.47 0.89
Calcinado 1.11 1.10 1.12 0.27 0.24 1.66 0.68
Siox Soflamado 0.35 0.33 0.31 0.20 0.57 0.93 0.12
Calcinado 0.34 0.35 0.37 0.10 0.29 0.15 0.16
Al+0.5Feox Soflamado 3.08 3.05 2.84 0.91 0.29 4.87 1.82
Calcinado 3.23 3.19 2.82 1.08 0.33 5.35 1.83
Tabla 9.- Estadística descriptiva por severidad (a dos profundidades). Sólo muestras superficiales. Unidades como en Tabla 6.
35
Relaciones entre variables: Correlación lineal y PCA
Estas dos técnicas de análisis son mutuamente complementarias, ya que la segunda no
sólo se nutre de los resultados de la primera, sino que permite su visualización gráfica,
para así poder entender dichos resultados en un contexto más general. En el proceso
de cálculo, y dado que las unidades de medida de las propiedades bajo estudio no son
las mismas en todos los casos, es necesario estandarizar la matriz de datos, lo cual se
consigue restando la media aritmética a cada valor, y dividiendo el resultado por la
desviación estándar. De este modo, las nuevas variables transformadas varían entre -1
y +1, tienen media cero y desviación estándar unidad.
La Tabla 10 refleja la matriz de correlaciones lineales para todas las muestras objeto de
este estudio. Las correlaciones entre fracciones granulométricas son esperables,
puesto que se trata de propiedades relacionadas entre sí, siendo en este caso
importantes e inversas entre la fracción arena por una parte, y las demás fracciones
(arcilla y limo) por otra.
El pH del suelo también presenta numerosas relaciones con otras variables, siendo
especialmente importantes con los cationes básicos (Ca+2, Mg+2 y K+), mientras que en
otros casos las relaciones son menos definidas. Así, las muestras más ácidas tienen
mayor capacidad de almacenamiento de humedad a capacidad de campo (1/3 Bar), así
como de agua útil, pero menor capacidad en el punto de marchitamiento (15 Bar).
Asimismo, las muestras más ácidas están más empobrecidas en N total, pero son más
ricas en C extraíble con pirofosfato y tienen mayor cociente C/N, lo que indicaría que
en las muestras más ácidas la materia orgánica es menos condensada y evolucionada.
El C orgánico, N total y C extraíble con pirofosfato presentan numerosas correlaciones
significativas de uno u otro signo con otras variables, mientras que en el extremo
opuesto se sitúa el P asimilable, el cual sólo correlaciona positiva y significativamente
con la retención de agua útil, Ca+2 y Mg+2 asimilables, y sin que los coeficientes de
correlación obtenidos sean muy elevados (siempre inferiores a 0.3).
Los constituyentes de los minerales con ordenación de corto alcance (Al, Fe y Si
extraíbles con oxalato amónico) también manifiestan correlaciones frecuentes con
otras propiedades medidas en este estudio, especialmente significativas con la
retención de humedad a 15 Bar (todos), C orgánico total, N total y C extraíble con
pirofosfato (Al y Fe), amén de las correlaciones mutuas.
El primer paso para el análisis de componentes principales (PCA) es calcular la matriz
de comunalidades, que cuantifica la contribución de cada variable al conjunto del
análisis, suprimiendo variables derivadas (CRAU, relación C/N y [%Al+0.5%Fe]ox), pues
serían redundantes. Los resultados se muestran en la Tabla 11.
36
Propiedad pH %Arena %Limo %Arcilla pF 1/3 pF 15 CRAU C org N Tot P Asim C/N C pir. Ca Mg Na K Alo Feo Sio
%Arena -0.396
%Limo 0.471 -0.938
%Arcilla NS -0.498 NS
pF 1/3 0.257 NS NS NS
pF 15 -0.337 NS NS NS 0.310
CRAU 0.451 -0.284 0.287 NS 0.847 NS
C org NS 0.344 NS -0.546 NS 0.657 NS
N Total 0.403 NS NS -0.436 NS NS NS 0.603
P Asim NS NS NS NS NS NS 0.256 NS NS
C/N -0.450 0.392 -0.374 NS NS 0.567 -0.347 0.540 -0.320 NS
C pir. -0.270 NS NS -0.458 NS 0.625 -0.260 0.797 0.491 NS 0.427
Ca 0.691 NS 0.259 NS 0.262 NS 0.286 0.261 0.364 0.273 NS NS
Mg 0.417 NS NS NS NS NS NS 0.371 0.418 0.257 NS NS 0.754
Na NS NS NS NS NS 0.281 NS 0.410 0.302 NS NS NS 0.471 0.598
K 0.803 -0.329 0.413 NS NS NS 0.273 NS 0.434 NS -0.327 NS 0.711 0.535 0.345
Alo NS NS NS -0.377 0.278 0.535 NS 0.407 0.338 NS NS 0.496 NS NS NS NS
Feo NS 0.366 NS -0.474 0.372 0.588 NS 0.565 0.359 NS 0.288 0.523 NS NS 0.385 NS 0.454
Sio NS NS NS NS NS 0.372 NS NS NS NS NS NS -0.299 NS NS NS 0.764 NS
Alo05Feo NS NS NS -0.411 0.305 0.573 NS 0.450 NS NS NS 0.529 NS NS NS NS 0.994 0.546 0.748
Tabla 10.- Matriz de correlación de Pearson (todas las muestras). En cursiva: correlación significativa a p = 0.05; en negrita, ídem a p = 0.01. NS: No significativo.
37
Propiedad Inicial Extracción Propiedad Inicial Extracción
pF 1/3 1.00 0.238 Ca+2
1.00 0.770
pF 15 1.00 0.565 Mg+2
1.00 0.612
%Arena 1.00 0.434 Na+ 1.00 0.386
%Limo 1.00 0.354 K+ 1.00 0.722
%Arcilla 1.00 0.409 C pirof. 1.00 0.657
pH 1.00 0.686 Alo 1.00 0.440
C orgánico 1.00 0.804 Feo 1.00 0.628
P Asim. 1.00 0.128 Sio 1.00 0.253
N Total 1.00 0.597
Tabla 11.- Comunalidades. Todas las muestras. Extracción: PCA.
Este análisis previo confirma las apreciaciones sobre la matriz de correlaciones, a
saber: el mayor poder explicativo de variables como el pH, C orgánico, N total, C
pirofosfato, Ca+2, Mg+2 y K+ asimilables, y Fe-oxalato, frente al P asimilable, Si-oxalato y
Na+ disponible, cuya contribución es comparativamente muy escasa.
Los valores propios (Tabla 12) son superiores a la unidad para los cinco primeros
componentes extraídos, de los que los dos primeros explicarían el 51% de la varianza
total, siendo su representación gráfica tal como muestra la Figura 2.
Valores propios iniciales
Comp. Total % Varianza % Acumulativo Comp. Total % Varianza % Acumulativo
1 4.53 26.64 26.64 10 0.31 1.83 95.45
2 4.15 24.43 51.07 11 0.24 1.39 96.88
3 2.10 12.36 63.43 12 0.22 1.30 98.17
4 1.47 8.67 72.10 13 0.11 0.65 98.82
5 1.19 7.00 79.09 14 0.08 0.48 99.23
6 0.92 5.43 84.51 15 0.08 0.45 99.75
7 0.62 3.66 88.18 16 0.04 0.25 100.00
8 0.57 3.37 91.54 17 -1.53E-16 -8.98E-16 100.00
9 0.36 2.12 93.66
Tabla 12.- PCA (Todas las muestras). Valores propios y varianza explicada.
38
Sobre el primer eje se alinean las propiedades relacionadas con la textura (sobre todo
los contenidos de arcilla y arena, situados en posiciones opuestas), las variables
relativas a la materia orgánica del suelo (C total, C pirofosfato y N total), los valores
característicos de retención de humedad y los componentes amorfos/con ordenación
de corto alcance (Al, Fe y Si extraíbles con oxalato amónico). Todas estas variables
guardan relación, de un modo u otro, con las propiedades ándicas de los suelos.
El segundo eje permite observar la alineación preferente del pH del suelo con la
mayoría de los cationes básicos asimilables o disponibles (Ca+2, Mg+2 y K+). Las variables
más próximas al origen de coordenadas son las que presentan menor valor de
comunalidad (Tabla 11), mientras que las que se sitúan próximas a los extremos del
gráfico de ordenación tienen mayor poder explicativo.
En suma, pues, hay dos factores principales de variabilidad en las propiedades de los
suelos, relativamente independientes entre sí. Primero, las propiedades ándicas y
aquellas que, sin serlo en rigor (retención de humedad, o C y N totales), suelen estar
asociadas a ellas (formación de complejos arcilla-humus u organometálicos,
microporosidad del suelo, etc.). En segundo lugar, el pH y ciertos cationes básicos.
Repetimos el análisis para las muestras superficiales. La matriz de correlaciones se
muestra en la Tabla 13.
Figura 2.- PCA (Todas las muestras).
39
Propiedad pH %Arena %Limo %Arcilla pF 1/3 pF 15 CRAU C org N Tot P Asim C/N Cp Ca Mg Na K Alo Feo Sio Al05Feo WSC
%Arena -0.616
%Limo 0.596 -0.973
%Arcilla NS -0.540 NS
pF 1/3 NS -0.366 NS NS
pF 15 NS NS NS NS NS
CRAU NS NS NS NS 0.936 NS
C org NS NS NS NS NS 0.651 NS
N Total NS NS NS NS NS 0.519 NS 0.641
P Asim NS NS NS NS NS NS NS NS NS
C/N NS NS NS NS NS 0.363 NS 0.661 NS NS
Cp NS NS NS -0.373 NS NS NS NS 0.384 -0.384 NS
Ca 0.563 NS NS NS NS 0.488 NS 0.514 NS NS 0.381 NS
Mg NS NS NS NS NS 0.624 NS NS 0.372 NS NS NS 0.715
Na NS NS NS NS NS 0.507 NS NS NS NS NS NS 0.524 0.680
K 0.613 -0.397 0.387 NS NS 0.438 NS NS NS NS NS NS 0.639 0.483 0.440
Alo 0.455 NS NS NS NS NS NS NS 0.475 -0.453 NS NS NS NS NS NS
Feo NS NS NS -0.428 NS 0.398 NS NS 0.577 NS NS NS NS NS 0.459 NS NS
Sio NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS 0.643 NS
Alo05Feo 0.434 NS NS NS NS NS NS NS 0.526 -0.444 NS NS NS NS NS NS 0.993 0.367 0.629
WSC NS 0.446 -0.470 NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS -0.544 NS NS -0.555 NS
HWSC -0.422 0.671 -0.648 -0.379 -0.386 NS -0.444 0.529 NS NS 0.573 0.391 NS 0.389 NS NS NS NS NS NS 0.441
Tabla 13.- Matriz de correlación de Pearson (muestras superficiales). Notación como en Tabla 5.
40
Se han incluido en este análisis los contenidos de C orgánico soluble en agua y soluble
en agua caliente, sólo determinados en superficie. La primera y más evidente
observación al comparar estos resultados con los de la Tabla 5 es que el número de
correlaciones estadísticamente significativas es mucho menor, siendo el pH del suelo,
la retención de humedad a 15 Bar (punto de marchitamiento) y el contenido en C
orgánico total las variables que retienen mayor número de correlaciones con el resto.
A partir de esta visión general, cabe inferir un análisis de ordenación menos definido
que para el conjunto de muestras.
Las comunalidades para esta segunda aproximación se muestran en la Tabla 14. Se
comprueba que en efecto, algunas variables muestran extracciones inferiores. Otras
variables, en cambio, contribuyen de forma más nítida, como es el caso de la retención
de humedad a 15 Bar, los porcentajes de arena y limo y el Na+ disponible. En los casos
del Si-oxalato y el P asimilable, se aprecia claramente que sus contribuciones
respectivas son casi nulas, lo que hace aconsejable prescindir de estas variables.
Variable Inicial Extracción Variable Inicial Extracción
pF_13 1.00 0.340 Mg 1.00 0.558
pF_15 1.00 0.637 Na 1.00 0.542
Arena 1.00 0.832 K 1.00 0.548
Limo 1.00 0.732 C piro. 1.00 0.381
Arcilla 1 00 0.400 Alo 1. 00 0.191
pH 1.00 0.638 Feo 1.00 0.412
C 1.00 0.831 Sio 1.00 0.018
P 1 00 0.045 WSC 1.00 0.371
N 1.00 0.583 HWSC 1.00 0.693
Ca 1.00 0.586
Tabla 14.- Comunalidades (Muestras de superficie). Extracción: PCA.
Los valores propios superiores a la unidad se reducen en esta ocasión a un total de
cuatro, mientras que la varianza explicada por los dos más importantes (Tabla 15)
supone un acumulado cercano al 55% del total. La representación gráfica de las
variables (gráfico de ordenación) se muestra en la Figura 3. Observamos que,
efectivamente, las relaciones entre variables aparecen más desdibujadas que en el
caso anterior. La mayoría de las variables se agrupan en el semieje positivo del primer
componente, lo que dificulta la interpretación del resultado.
41
Valores propios iniciales
Comp. Total % Varianza %Acumulativo Comp. Total % Varianza %Acumulativo
1 4.93 29.00 29.00 10 0.31 1.83 96.10
2 4.36 25.64 54.64 11 0.23 1.36 97.46
3 2.29 13.48 68.12 12 0.18 1.04 98.49
4 1.29 7.60 75.71 13 0.13 0.77 99.27
5 0.83 4.88 80.60 14 0.06 0.37 99.64
6 0.75 4.39 84.99 15 0.04 0.25 99.89
7 0.58 3.42 88.41 16 0.02 0.11 100.00
8 0.57 3.36 91.76 17 -3.33E-16 -1.96E-15 100.00
9 0.43 2.51 94.27
Tabla 15.- Valores propios y varianza explicada (muestras superficiales).
Las variables más desplazadas hacia los extremos del gráfico siguen siendo casi las
mismas que en el caso anterior. Es muy posible que las perturbaciones causadas por el
incendio, más evidentes en superficie, guarden relación con estos resultados.
Figura 3.- PCA (Muestras de superficie).
42
Antes y después del incendio: Análisis de varianza
Para cuantificar las posibles variaciones inducidas por los efectos del fuego, se ha
realizado un estudio comparativo de las propiedades estudiadas en este proyecto,
junto con los valores de dichas propiedades medidas en el estudio realizado en el año
2002 (Plan Complementario Edafológico del Plan de Seguimiento Ecológico del P.N. de
Garajonay), cuyos condicionantes son como sigue:
1. Las muestras correspondientes al estudio al Plan Complementario Edafológico
de 2002 elegidas para este estudio son más cercanas a la ubicación del
muestreo realizado para este proyecto.
2. Para aquellas variables en las que se cumple la condición de normalidad, sea
sin transformar o recurriendo a una transformación logarítmica, la vía de
análisis es un análisis de varianza de un factor (Anova I) tomando como factor
la severidad del incendio, asumiendo tres casos: Control (no quemado,
muestras de 2002), Soflamado (severidad media, incendio de 2012) y
Calcinado (severidad alta, incendio de 2012). Si no se cumple la condición de
normalidad, aun transformando la variable, el análisis se realiza por vía no
paramétrica (prueba H de Kruskall-Wallis para muestras independientes).
3. Los grupos constan por tanto de 16 muestras (Control), 14 muestras
(Soflamadas/Severidad media) y 16 muestras (Calcinadas/Severidad alta).
4. El estudio se ciñe a las propiedades determinadas en ambas situaciones, no
siendo posible por tanto incluir los contenidos de Al, Fe y Si extraíbles con
oxalato amónico, el C extraíble con pirofosfato, el Na+ disponible y los
contenidos de C hidrosoluble y soluble en agua caliente.
5. La distinción de subconjuntos homogéneos en caso de encontrarse diferencias
estadísticamente significativas entre grupos de muestras se realiza mediante la
prueba HSD de Tukey (post-hoc para análisis de varianza) o la prueba U de
Mann-Whitney para pares de grupos de muestras (análogo no paramétrico
para la prueba H de Kruskall-Wallis).
Los estadísticos descriptivos para los tres grupos de muestras y las variables de interés
se muestran en la Tabla 16.
Propiedad Tratamiento Media Media rec. 5%
Mediana S.D. C.V. Máximo Mínimo
pH
Control 5.27 5.26 5.25 0.24 0.04 5.80 5.00
Soflamado 6.32 6.32 6.14 0.55 0.08 7.20 5.47
Calcinado 6.22 6.19 6.14 0.47 0.07 7.27 5.58
pF 1/3
Control 58.24 58.59 56.25 11.24 0.19 86.70 41.60
Soflamado 62.35 62.19 63.55 11.14 0.17 82.38 45.30
Calcinado 49.49 49.17 42.60 17.54 0.35 77.03 27.78
43
pF 15
Control 33.11 32.85 33.70 4.96 0.15 44.70 26.20
Soflamado 27.31 27.28 26.96 4.93 0.18 36.32 18.94
Calcinado 21.44 21.54 21.21 4.99 0.23 28.11 13.03
CRAU
Control 25.14 24.28 20.65 11.36 0.45 52.20 13.50
Soflamado 35.04 34.59 38.23 13.45 0.38 62.66 15.63
Calcinado 28.05 27.43 20.20 17.23 0.61 58.95 8.30
C orgánico
Control 125.2 124.5 120.1 29.4 0.23 182.6 80.8
Soflamado 126.4 125.9 135.5 43.3 0.34 205.3 57.0
Calcinado 112.8 111.9 113.8 30.9 0.27 178.7 64.5
N total
Control 7.60 7.60 7.0 1.50 0.20 10.30 4.90
Soflamado 9.90 9.90 10.70 2.40 0.24 12.90 6.40
Calcinado 9.50 9.50 9.50 2.10 0.22 13.0 6.20
P Asim.
Control 14.53 13.86 12.70 7.19 0.49 33.70 7.40
Soflamado 26.52 26.09 23.18 16.52 0.62 54.34 6.41
Calcinado 23.33 22.89 19.52 10.90 0.47 46.34 8.32
C/N
Control 16.56 16.56 16.00 2.47 0.15 20.88 12.24
Soflamado 12.86 12.64 12.46 3.81 0.30 21.30 8.38
Calcinado 12.02 11.92 11.78 2.49 0.21 17.30 8.52
Ca
Control 9.61 9.41 9.60 5.31 0.55 20.40 2.30
Soflamado 19.02 17.86 15.31 13.25 0.70 54.33 4.47
Calcinado 11.94 11.60 10.20 6.53 0.55 27.21 2.86
Mg
Control 3.58 3.46 3.25 2.03 0.57 8.00 1.30
Soflamado 4.96 4.90 4.36 2.97 0.60 9.82 1.26
Calcinado 2.45 2.41 2.20 0.97 0.40 4.65 1.04
K
Control 0.53 0.52 0.50 0.17 0.32 0.90 0.30
Soflamado 1.84 1.84 1.87 0.59 0.32 2.91 0.86
Calcinado 1.31 1.30 1.27 0.35 0.27 2.10 0.75
%Arcilla
Control 16.10 14.69 14.90 11.15 0.69 53.90 3.60
Soflamado 10.99 10.91 10.90 2.44 0.22 16.75 6.67
Calcinado 9.55 9.49 9.24 3.03 0.32 15.41 4.82
%Limo
Control 47.72 48.09 50.15 8.10 0.17 57.70 31.10
Soflamado 51.39 51.03 52.32 9.18 0.18 69.67 39.45
Calcinado 49.69 50.07 51.83 11.51 0.23 65.73 26.78
%Arena
Control 36.18 36.07 33.95 11.96 0.33 59.30 15.00
Soflamado 37.62 37.83 36.72 10.20 0.27 51.27 20.14
Calcinado 40.76 40.37 40.09 12.84 0.32 65.23 23.21
Tabla 16.- Estadísticos descriptivos (por severidad, incluyendo Controles no quemados).
44
La Tabla 17 resume el resultado del análisis comparativo, así como los subconjuntos
homogéneos derivados del mismo.
Propiedad F p-valor Subconjuntos homogéneos
pH 27.43 p < 0.001 Control < Soflamado = Calcinado
pF 1/3 3.48 p < 0.05 Calcinado < Control = Soflamado
pF 15 22.13 p < 0.001 Calcinado < Soflamado < Control
CRAU* 2.19 p > 0.05 No hay
C orgánico 0.73 p > 0.05 No hay
N Total 5.66 p < 0.05 Control < Soflamado = Calcinado
P Asimilable* 3.87 p < 0.05 Control < Soflamado = Calcinado
C/N 10.68 p < 0.001 Control > Soflamado = Calcinado
Ca Asimilable* 4.24 p < 0.05 Control = Calcinado < Soflamado
Mg Asimilable 5.33 p < 0.001 Control = Calcinado < Soflamado
K Asimilable** -- p < 0.001 Control < Calcinado < Soflamado
Arena 0.63 p > 0.2 No hay
Limo 0.54 p > 0.2 No hay
Arcilla* 3.67 p < 0.05 Calcinado = Soflamado < Control
Tabla 17.- Condiciones del análisis: Análisis de varianza de un factor (Modelo lineal general univariante, variable independiente: Severidad), salvo ** (prueba H de Kruskall-Wallis por no normalidad, aun tras transformación logarítmica).* Variable transformada (logaritmo decimal). Prueba post-hoc de subconjuntos homogéneos: prueba HSD de Tukey, salvo Log[P Asimilable] (Prueba de Duncan) y K asimilable (Prueba U de Mann-Whitney entre pares de grupos).
Estos resultados pueden resumirse así:
Los valores de pH en agua son significativamente mayores en las muestras
tomadas tras el incendio frente a las no quemadas, sin que sea posible
distinguir entre severidad media y alta.
El incendio no ha alterado significativamente los promedios de retención de
agua útil, C orgánico total, arena y limo.
El contenido de arcilla es significativamente menor en las muestras afectadas
por el incendio, sin que sea posible distinguir entre severidad media y alta.
La retención de humedad ha sufrido una notable disminución, tanto a
capacidad de campo como en el punto de marchitamiento. Como la proporción
de este descenso ha sido equiparable en ambos casos, la diferencia entre
ambos valores (retención de agua útil) no son importantes, a pesar del leve
incremento observable en los promedios respectivos.
45
En conjunto, puede decirse que los suelos han sufrido un enriquecimiento en N
total, P, Ca y Mg y K asimilables. En el caso de los cationes básicos, este
incremento ha sido mayor en los suelos bajo severidad media de fuego.
La relación C/N ha disminuido significativamente tras el incendio, sin que sea
posible distinguir entre severidad media y alta.
En las muestras calcinadas, el promedio de C orgánico total es ligeramente
inferior al de las muestras bajo severidad media o en las muestras control, sin
que esta diferencia sea estadísticamente significativa.
46
47
REFERENCIAS
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