Suelos sumergidos
Adolfo Campos C.
Investigador Titular, Red de Ecología Funcional, Instituto de Ecología, A. C.
adolfo.campos@inecol.mx
Los suelos sumergidos son los suelos que se forman bajo condiciones de saturación con agua o que permanecen inundados por un largo periodo en el año, se localizan principalmente en la planicie costera y/o de inundación. Los suelos sumergidos, por sus propiedades, son vitales para la protección de las costas y para la regulación climática regional. La principal característica de los suelos sumergidos o de humedal es que se forman bajo condiciones principalmente anóxicas (Figura 1). En los sistemas anóxicos, las bacterias obtienen su energía de reacciones anaeróbicas. El sistema anaeróbico se caracteriza por una lenta tasa de descomposición que favorece la acumulación de materia orgánica, dando origen a la formación de suelos orgánicos (Figuras 2, 3). El oxígeno es el principal oxidante en el suelo, es un oxidante termodinámicamente energético y ávido de electrones, pero limitado por la cinética de su difusión en el agua (10,000 veces menor que en el aire), lo que restringe su acceso en aguas estancadas o en suelos sumergidos. Así que, cuando los poros del suelo están saturados con agua y esa agua está estancada, la difusión de oxígeno se ve limitada, lo que conduce a condiciones químicas reductoras. El estado químico de reducción en el suelo se presenta cuando los elementos que donan electrones no encuentran una concentración adecuada de elementos que reciban o acepten electrones, dando como resultado un exceso de elementos donantes de electrones. Por lo que, el régimen ácuico en los suelos sumergidos no solo indica saturación con agua del espacio poroso del suelo sino también su estancamiento y su escasa capacidad para renovar el O2. Esta es la condición fundamental que define a los suelos sumergidos, también conocidos como suelos de humedal, y esto también implica un manejo ambiental específico. Por el contrario, cuando solo una pequeña proporción del espacio poroso del suelo está ocupado por agua o el agua fluye relativamente rápido, esto favorece a que el O2 atmosférico ingrese al suelo y se disuelva fácilmente, ayudando a mantener condiciones oxidantes. Solo se requiere 1% de O2 en la atmósfera del suelo para que las condiciones oxidantes predominen en los suelos.
Figura 1. Imagen de selva inundable que crece en suelo sumergido. Fotografía: A. Campos.
Las condiciones químicas en los suelos sumergidos conducen a la reducción del hierro y manganeso, a partir de formas sólidas y oxidadas, generando formas solubles que se desplazan fácilmente en la matriz del perfil de suelo (Fe2+ y Mn2+). El resultado de este proceso de reducción es una pérdida de colores más oscuros y un aumento de tonos de color gris en el perfil de suelo (Figura 4). Estos rasgos morfológicos visibles en el perfil de suelo es a lo que se le conoce como formación gley (gleyzación o gleyificación). En el horizonte del perfil de suelo químicamente con mayor reducción, las bacterias reductoras de sulfatos usan el ion sulfato como el receptor final de electrones, y el sulfato químicamente se reduce a sulfuro (HS). Dado que, en esas condiciones, el hierro ferroso (Fe2+) generalmente está presente en solución, se forma el mineral pirita. En los sitios cercanos a la costa, donde se pueden encontrar iones de origen marino, son los lugares idóneos para la reducción química de sulfatos, y el suelo típico que se forma es el sulfídico.
Figura 2. Imagen de suelo saturado de agua y con acumulación de materia orgánica. Fotografía: A. Campos
En resumen, los suelos sumergidos son sistemas naturales extraordinariamente heterogéneos, con una organización interna y propiedades que varían en el paisaje en respuesta a interacciones complejas con el medio ambiente. En humedales de agua dulce en la planicie costera de Veracruz, el suelo sumergido de tipo orgánico se caracteriza por ser muy poco denso (en promedio < 0.25 g cm-3), altamente poroso (en promedio 80%), posee una alta capacidad para almacenar agua (en promedio 787 L m-3), y retiene grandes cantidades de carbono orgánico por unidad de superficie, hasta 65 kg C m-3, (en promedio 42 kg C m-3). En el contexto de un clima cambiante, las inundaciones y las sequías son fenómenos extremos que se espera que ocurran con mayor frecuencia e intensidad en un futuro cercano. Los suelos sumergidos de tipo orgánico, por sus características, son sitios que funcionan como esponjas naturales y depósitos de carbono orgánico, con una fuerte influencia en la hidrología de la planicie costera, siendo muy importantes en la regulación de los fenómenos extremos como son las inundaciones. Los suelos sumergidos son vitales para la sustentabilidad de los humedales en general, sin embargo las presiones humanas sobre estos ecosistemas están llegando a límites críticos. Actualmente existe alto riesgo de pérdida de carbono orgánica acumulado en los suelos sumergidos por el drenado de los humedales de agua dulce.
Figura 3. Imagen de capa orgánica en suelo sumergido. Fotografía: A. Campos
Figura 4. Imagen de suelo sumergido con moteado debido al proceso de gleyzación. Fotografía: A. Campos.