BIOCOSTRAS: PIONERAS EN RECUBRIR TIERRAS ÁRIDAS
Por: Víctor Manuel Reyes Gómez y Elisabeth Huber Sannwald, Karen Elizabeth Núñez Solano, Arturo Rocha Hernández
Red de Ambiente y Sustentabilidad, Instituto de Ecología A.C. (INECOL) e Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A.C. (IPICYT)
Resumen
En las tierras áridas y semiáridas, existen comunidades altamente especializadas consideradas como pioneras en recubrir el suelo sin vida aparente, son asociaciones de organismos y partículas minerales de suelo conocidas como biocostras que ofrecen protección al suelo y permiten la emergencia de otras formas de vida.
Palabras clave
Biocostras, protección y estabilidad del suelo, zonas áridas, reserva de la biosfera de Mapimí.
Figura 1. Esquema de biocostra con sus elementos biológicos más importantes. Modificado de Belnap et al. (2001).
En las tierras áridas y semiáridas, donde la cubierta de vegetación es escasa o nula, los espacios abiertos entre las plantas superiores generalmente no están desprovistos de vida autótrofa, existen comunidades altamente especializadas, que se han desarrollado de forma natural en distintos lapsos de tiempo, o como consecuencia de un evento de perturbación del suelo por alguna actividad antropogénica como agricultura (trabajo de suelo), deforestación o algún incidente como un incendio forestal. Estas comunidades que son consideradas como pioneras en recubrir el suelo sin vida aparente, son asociaciones de cianobacterias, algas, líquenes, musgos, microhongos y otras bacterias en diferentes proporciones, así como partículas minerales de suelo como arcillas, limos y arenas (Belnap and Lange, 2001). Estas comunidades forman una costra superficial de unos milímetros o escasos centímetros de espesor que ofrecen estabilidad y protección al suelo contra distintas fuerzas erosivas como el agua, el viento y hasta cierto punto al desagregado del suelo por pisoteo de herbívoros (Figura 1). Se les conoce como biocostras, bioderma o criptógamas. Las biocostras cubren actualmente 17.9 millones km2, lo que corresponde 12.2% de la superficie terrestre de Planeta Tierra.
Las biocostras brindan servicios importantes a los ecosistemas: fijación de CO2, reciclado de nutrientes como el N y el C, contribuyen a la estructuración y estabilidad del suelo (Figura 2), formación de agregados, favorecen los procesos de infiltración y reservas de humedad dentro del suelo, contribuyen en la germinación de especies como gramíneas, matorrales y cactáceas en zonas áridas. El INECOL, desde el año 1996, está monitoreando la cobertura de estas biocostras (Figura 2) en el marco del proyecto LTER (Long-Term Ecological Research), en dos comunidades de vegetación en el desierto Chihuahuense: una comunidad de pastizal halófilo y una de matorral desértico micrófilo. Los resultados muestran una relación positiva de recubrimiento del suelo con biocostras conforme se presenta una mayor precipitación estival (Reyes-Gómez et al., 2009), así como con la presencia de ganado bovino sobre el deterioro mecánico de ese componente biológico del suelo (pisoteo intensivo). Otros temas que se están investigando en torno al papel de esta biocostra, es su rol en la germinación de dos especies forrajeras (Figura 4) de sitios protegidos como las reservas de la biosfera de Mapimí y la de Jimulco en la comarca lagunera (en colaboración con la UJED y el INIFAP), con el propósito de incentivar reforestación en suelos degradados con especies de interés socioeconómico (forraje ganadero). Otros proyectos son en colaboración con el IPICYT, el grupo de Biodesert internacional y en el marco de CrusNet de la Northern Arizona University sobre el efecto de intensidad de pastoreo en zonas áridas del mundo (Núñez, 2019). En esta colaboración internacional se evaluó la permeabilidad en suelo con y sin biocostra en la reserva de Mapimí, mostró un descenso en la tasa de infiltración gravitacional por efecto de las biocostras en el subsuelo que favorece mayor retención de humedad (5 cm superiores) y por ende aumenta la disponibilidad de agua que puede ser aprovechada por especies de vegetación en el proceso de germinación en esas zonas (Figura 4). En términos de escorrentía, los estudios muestran que la rugosidad y tortuosidad del terreno generado por las biocostras influye positivamente en retener esa agua superficial y dirigirla a sitios de almacenamiento aguas abajo (Figura 5). Otro aspecto estudiado en Mapimí es el uso de inóculo de material de biocostras para restaurar la estabilidad, la estructura y la fertilidad del suelo que está degradado. Los resultados esperados con el inoculo es estabilizar la estructura del suelo y protegerlo de erosión hídrica y eólica, así como propiciar condiciones de reforestación con especies nativas para restablecer funciones ecosistémicas en zonas áridas.
Figura 2. Biocostra estabilizadora de suelos en la reserva de Mapimí. Al centro, la biocostra en forma de flor es el líquen: Heppia conchiloba (L) Zahlbr.
Figura 3. Biocostra compuesta de una mezcla de líquenes: Placidium squamulosum y Clavascidium lacinulatum. Sitio de monitoreo LTER.
Figura 4. Pruebas de germinación de Zacate alcalino (Sporobolus airoides) sobre suelo con biocostra y sin ella.
Figura 5. Efecto de biocostras sobre la infiltración en la reserva de la biosfera de Mapimí. Programa CrustNet.
Figura 6. Estudio del efecto de biocostra, su rugosidad y tortuosidad en el ejido La Flor, en la reserva de Mapimí. Experimentación participativa con ejidatarios, la CONANP y estudiantes.
Referencias bibliográficas
Belnap J., and O.L. Lamge (2001). Biological Soil Crusts: Structure, Function, and Management. Springer, Verlag Berkin Heidelberg New York.
Reyes-Gómez V.M., J. López Portillo, L. Hernández, K. Grajales, D. Núñez-López, 2009. Impacto biológico de las sequías: caso del sitio LTER Mapimí, Durango. Pp 87-108, In González Barrios J.L, I. Sánchez Cohen (eds.). Manejo Comparado de Cuencas, SMCS-CONACYT-INIFAP. Gómez Palacio, Durango, Méx. ISBN 978-607-95106-4-0.
Nuñez-Solano, Karen Elizabeth (2021). Unraveling the dark crusts of drylands sheds light on bacterial and fungal diversity hotspots in the Mapimi Biosphere Reserve in Mexico. Artículo en preparación.
Rocha Hernández, A (2021). Tesis de Maestría. “Estrategias de recuperación de biocostra en diferentes condiciones de perturbación dentro de la Reserva de la Biosfera de Mapimí”.IPICYT.
Autoría de Fotos
Figura 1. Víctor Manuel Reyes Gómez, Elisabeth Huber Sannwald. 2021.
Figura 2. Víctor Manuel Reyes Gómez. 2008. Ejemplar de un líquen.
Foto 3 Figura 3. Karen Elisabeth Núñez, 2018. Ejemplar de biocostra en la reserva de Mapimí
Foto 4. Víctor Manuel Reyes Gómez, 2020 Ejemplares de semilla en germinación, muestras de la reserva de Mapimí.
Foto 5. Elisabeth Huber Sannwald, 2018. Pruebas de infiltración en biocostras negras, Ejido La Flor en la reserva de Mapimí.
Figura 6. Elisabeth Huber Sannwald, Víctor Manuel Reyes Gómez. 2021.
Slider 1. (INECOL) Karen Elizabeth Núñez, 2019 Ejemplar de Psora crenata, presente en la reserva de Mapimí
Slider 2. (PORTAL) Víctor Manuel Reyes Gómez, 2008. Muestras de biocostras en el sitio LTER de Mapimí. Mezcla de cianobacterias y líquenes