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Hojarasca, principalmente haya blanca, Gmelina leichhardtii , de Black Bulga State Conservation Area , NSW, Australia

Hojarasca , restos de plantas , hojarasca , arena árbol , mantillo del suelo , o Duff , está muerto planta de materiales (por ejemplo, hojas , corteza , agujas , ramitas , y cladodios ) que han caído al suelo. Estos detritos o material orgánico muerto y sus nutrientes constituyentes se agregan a la capa superior del suelo, comúnmente conocida como capa de hojarasca u horizonte O ("O" para "orgánico"). La basura es un factor importante en la dinámica de los ecosistemas , ya que es indicativa de la productividad ecológica.y puede ser útil para predecir el ciclo regional de nutrientes y la fertilidad del suelo . [1]

Características y variabilidad [ editar ]

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

La basura se caracteriza por ser restos vegetales frescos, sin descomponer y fácilmente reconocibles (por especie y tipo). Puede ser cualquier cosa, desde hojas, conos, agujas, ramitas, cortezas, semillas / nueces, troncos u órganos reproductores (por ejemplo, el estambre de las plantas con flores). Los artículos de más de 2 cm de diámetro se denominan arena gruesa , mientras que los más pequeños se denominan arena fina o arena fina. El tipo de caída de basura se ve más directamente afectado por el tipo de ecosistema . Por ejemplo, los tejidos de las hojas representan alrededor del 70 por ciento de la caída de la hojarasca en los bosques, pero la hojarasca leñosa tiende a aumentar con la edad del bosque. [2] En los pastizales, hay muy pocas plantas perennes sobre el suelotejido, por lo que la caída anual de hojarasca es muy baja y casi igual a la producción primaria neta. [3]

En la ciencia del suelo , la basura del suelo se clasifica en tres capas, que se forman en la superficie del O Horizon. Estas son las capas L, F y H: [4]

  • L - horizonte orgánico caracterizado por material vegetal relativamente sin descomponer (descrito anteriormente).
  • F - horizonte orgánico encontrado debajo de L caracterizado por acumulación de materia orgánica parcialmente descompuesta.
  • H: horizonte orgánico por debajo de F caracterizado por acumulación de materia orgánica completamente descompuesta, en su mayoría imperceptible

La capa de hojarasca es bastante variable en su espesor, tasa de descomposición y contenido de nutrientes y se ve afectada en parte por la estacionalidad , las especies de plantas, el clima, la fertilidad del suelo, la elevación y la latitud . [1] La variabilidad más extrema de caída de basura se considera una función de la estacionalidad; cada especie de planta individual tiene pérdidas estacionales de ciertas partes de su cuerpo, lo que puede determinarse mediante la recolección y clasificación de la hojarasca de plantas durante todo el año, y a su vez afecta el grosor de la capa de hojarasca. En ambientes tropicales, la mayor cantidad de escombros cae en la última parte de las estaciones secas y temprano durante la estación húmeda. [5] Como resultado de esta variabilidad debido a las estaciones, la tasa de descomposición para cualquier área dada también será variable.

Caída de basura en la red norteamericana de pantanos Baldcypress, de Illinois a Luisiana, 2003 [6]

La latitud también tiene un fuerte efecto sobre la tasa de caída y el grosor de la basura. Específicamente, la caída de basura disminuye al aumentar la latitud. En las selvas tropicales, hay una fina capa de hojarasca debido a la rápida descomposición, [7] mientras que en los bosques boreales , la velocidad de descomposición es más lenta y conduce a la acumulación de una gruesa capa de hojarasca, también conocida como mor . [3] La producción primaria neta funciona inversamente a esta tendencia, lo que sugiere que la acumulación de materia orgánica es principalmente el resultado de la tasa de descomposición.

Los detritos superficiales facilitan la captura e infiltración del agua de lluvia en las capas inferiores del suelo. La basura del suelo protege los agregados del suelo del impacto de las gotas de lluvia, evitando la liberación de partículas de arcilla y limo que obstruyen los poros del suelo. [8] La liberación de partículas de arcilla y limo reduce la capacidad del suelo para absorber agua y aumenta el flujo superficial, acelerando la erosión del suelo . Además, la basura del suelo reduce la erosión eólica al evitar que el suelo pierda humedad y proporciona una cobertura que evita el transporte del suelo.

La acumulación de materia orgánica también ayuda a proteger los suelos del daño de los incendios forestales . La basura del suelo se puede eliminar por completo según la intensidad y la gravedad de los incendios forestales y la temporada. [9] Las regiones con incendios forestales de alta frecuencia han reducido la densidad de la vegetación y la acumulación de basura en el suelo. El clima también influye en la profundidad de la hojarasca vegetal. Los climas tropicales y subtropicales típicamente húmedos tienen capas y horizontes de materia orgánica reducidos debido a la descomposición durante todo el año y la alta densidad y crecimiento de la vegetación. En climas templados y fríos, la hojarasca tiende a acumularse y descomponerse más lentamente debido a una temporada de crecimiento más corta.

Productividad primaria neta [ editar ]

La producción primaria neta y la caída de basura están íntimamente relacionadas. En todos los ecosistemas terrestres, la mayor fracción de toda la producción primaria neta se pierde debido a los herbívoros y la caída de basura. [ cita requerida ] Debido a su interconexión, los patrones globales de caída de basura son similares a los patrones globales de productividad primaria neta. [3] La hojarasca de plantas, que puede estar formada por hojas caídas, ramitas, semillas, flores y otros desechos leñosos, constituye una gran parte de la producción primaria neta sobre el suelo de todos los ecosistemas terrestres. Los hongos juegan un papel importante en el ciclo de los nutrientes de la hojarasca de las plantas de regreso al ecosistema.[10]

Hábitat y alimentación [ editar ]

La basura proporciona un hábitat para una variedad de organismos.

Plantas [ editar ]

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

Algunas plantas están especialmente adaptadas para germinar y prosperar en las capas de arena. Por ejemplo, los brotes de campanillas azules ( Hyacinthoides non-scripta ) perforan la capa para emerger en primavera. Algunas plantas con rizomas , como la acedera común ( Oxalis acetosella ), se desarrollan bien en este hábitat. [7]

Detritívoros y otros descomponedores [ editar ]

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

Muchos organismos que viven en el suelo del bosque son descomponedores , como los hongos . Los organismos cuya dieta consiste en detritos de plantas, como las lombrices de tierra , se denominan detritívoros . La comunidad de los descomponedores en la capa de hojarasca también incluye bacterias , ameba , nematodos , rotíferos , tardígrados , colémbolos , Cryptostigmata , potworms , insecto larvas , moluscos , ácaros oribátidos , cochinillas y milpiés .[7] Incluso algunas especies de microcrustáceos, especialmente copépodos (por ejemplo, Bryocyclops spp ., Graeteriella spp. , Olmeccyclops hondo , Moraria spp ., Bryocamptus spp ., Atheyella spp . ) [11] viven en hábitats de hojarasca húmeda y juegan un papel importante papel como depredadores y descomponedores. [12]

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

A medida que la basura se descompone, los nutrientes se liberan al medio ambiente. La parte de la basura que no se descompone fácilmente se conoce como humus . La basura ayuda a retener la humedad del suelo al enfriar la superficie del suelo y retener la humedad en materia orgánica en descomposición. La flora y la fauna que trabajan para descomponer la basura del suelo también ayudan en la respiración del suelo . Una capa de basura de biomasa en descomposición proporciona una fuente de energía continua para macro y microorganismos. [13]

Animales más grandes [ editar ]

Numerosos reptiles , anfibios , aves e incluso algunos mamíferos dependen de la basura como refugio y forraje. Los anfibios como las salamandras y las cecilias habitan el microclima húmedo debajo de las hojas caídas durante parte o todo su ciclo de vida. Esto los hace difíciles de observar. Un equipo de filmación de la BBC capturó imágenes de una cecilia hembra con crías por primera vez en un documental que se emitió en 2008. [14] Algunas especies de aves, como el hornero del este de América del Norte, por ejemplo, requieren hojarasca tanto para alimentarse como para material para nidos . [15]A veces, la hojarasca incluso proporciona energía a mamíferos mucho más grandes, como en los bosques boreales donde la hojarasca de líquenes es uno de los componentes principales de las dietas de ciervos y alces invernantes . [dieciséis]

Ciclo de nutrientes [ editar ]

Durante la senescencia de las hojas , una parte de los nutrientes de la planta se reabsorben de las hojas. Las concentraciones de nutrientes en la hojarasca difieren de las concentraciones de nutrientes en el follaje maduro por la reabsorción de los componentes durante la senescencia de las hojas. [3] Las plantas que crecen en áreas con baja disponibilidad de nutrientes tienden a producir basura con bajas concentraciones de nutrientes, ya que se reabsorbe una mayor proporción de los nutrientes disponibles. Después de la senescencia, las hojas enriquecidas con nutrientes se convierten en basura y se depositan en el suelo debajo.

Un presupuesto de materia orgánica en un monocultivo de pino silvestre maduro (120 años) (sitio SWECON). Basado en datos de Andersson et al. (1980). Las unidades están en kg de materia orgánica por ha. Att. -adjunto; Navegar. -superficie; min. - mineral ; y verduras. - vegetación [17]

La basura es la vía dominante para el retorno de nutrientes al suelo, especialmente para el nitrógeno (N) y el fósforo (P). La acumulación de estos nutrientes en la capa superior del suelo se conoce como inmovilización del suelo . Una vez que la hojarasca se ha asentado, la descomposición de la capa de hojarasca, lograda a través de la lixiviación de nutrientes por la lluvia y la caída y por los esfuerzos de los detritívoros, libera los productos de descomposición en el suelo debajo y, por lo tanto, contribuye a la capacidad de intercambio catiónico del suelo. Esto es especialmente cierto para los suelos tropicales muy degradados. [18]

La lixiviación es el proceso mediante el cual cationes como el hierro (Fe) y el aluminio (Al), así como la materia orgánica, se eliminan de la hojarasca y se transportan hacia el suelo. Este proceso se conoce como podzolización y es particularmente intenso en bosques boreales y templados fríos que están constituidos principalmente por pinos coníferos cuya hojarasca es rica en compuestos fenólicos y ácido fúlvico . [3]

Mediante el proceso de descomposición biológica por microfauna , bacterias y hongos, se liberan CO 2 y H 2 O, elementos nutritivos y una sustancia orgánica resistente a la descomposición llamada humus . El humus compone la mayor parte de la materia orgánica en el perfil inferior del suelo. [3]

La disminución de las proporciones de nutrientes también es una función de la descomposición de la hojarasca (es decir, a medida que la hojarasca se descompone, entran más nutrientes al suelo y la hojarasca tendrá una proporción de nutrientes más baja). La basura que contiene altas concentraciones de nutrientes se descompondrá más rápidamente y asíntota a medida que esos nutrientes disminuyen. [19] Sabiendo esto, los ecologistas han podido usar las concentraciones de nutrientes medidas por teledetección como un índice de una tasa potencial de descomposición para cualquier área dada. [20] A nivel mundial, los datos de varios ecosistemas forestales muestran una relación inversa entre la disminución de las proporciones de nutrientes y la aparente disponibilidad nutricional del bosque. [3]

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

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

Recolección y análisis [ editar ]

Los principales objetivos del muestreo y análisis de la hojarasca son cuantificar la producción y la composición química de la hojarasca a lo largo del tiempo para evaluar la variación en las cantidades de hojarasca y, por lo tanto, su papel en el ciclo de nutrientes a través de un gradiente ambiental de clima (humedad y temperatura) y condiciones del suelo. [21]

Los ecologistas emplean un enfoque simple para la recolección de basura, la mayoría de los cuales se centra en una pieza de equipo, conocida como bolsa de basura . Una bolsa de arena es simplemente cualquier tipo de contenedor que se puede colocar en un área determinada durante un período de tiempo específico para recolectar la basura de las plantas que cae del dosel de arriba.

Hojarasca y throughfall colectores en el stand de haya en Thetford, East Anglia [22]

Las bolsas de basura generalmente se colocan en ubicaciones aleatorias dentro de un área determinada y se marcan con GPS o coordenadas locales, y luego se monitorean en un intervalo de tiempo específico. Una vez que se han recolectado las muestras, generalmente se clasifican por tipo, tamaño y especie (si es posible) y se registran en una hoja de cálculo. [23] Al medir la caída de basura a granel para un área, los ecólogos pesarán el contenido seco de la bolsa de basura. Por este método, el flujo de caída de basura se puede definir como:

caída de basura (kg m −2 año −1 ) = masa total de basura (kg) / área de la bolsa de arena (m 2 ) [24]

La bolsa de arena también se puede utilizar para estudiar la descomposición de la capa de arena. Al confinar la basura fresca en las bolsas de malla y colocarlas en el suelo, un ecologista puede monitorear y recolectar las medidas de descomposición de esa basura. [7] Un decaimiento exponencial patrón ha sido producido por este tipo de experimento: , donde es la camada inicial de la hoja y es una fracción constante de la masa detrítica. [3]

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

caída de basura = k (masa detrítica) [3]

Para estudiar varios grupos de fauna edáfica se necesitan diferentes tamaños de malla en las bolsas de arena [25]

Problemas [ editar ]

Cambio debido a lombrices de tierra invasoras [ editar ]

Artículos principales: Lombrices de tierra como especies invasoras y lombrices de tierra invasoras de América del Norte

En algunas regiones glaciadas de América del Norte, se han introducido lombrices de tierra donde no son nativas. Las lombrices de tierra no nativas han provocado cambios ambientales al acelerar la tasa de descomposición de la basura. Estos cambios se están estudiando, pero pueden tener impactos negativos en algunos habitantes como las salamandras. [26]

Rastrillo de basura forestal [ editar ]

La acumulación de hojarasca depende de factores como el viento, la tasa de descomposición y la composición de especies del bosque. La cantidad, profundidad y humedad de la hojarasca varía en diferentes hábitats. La hojarasca que se encuentra en los bosques primarios es más abundante, más profunda y contiene más humedad que en los bosques secundarios. Esta condición también permite una cantidad de hojarasca más estable durante todo el año. [27] Esta fina y delicada capa de material orgánico puede ser fácilmente afectada por los humanos. Por ejemplo, rastrillar la basura forestal como reemplazo de la paja en la cría es una antigua práctica no maderera en el manejo forestal que se ha extendido en Europa desde el siglo XVII. [28] [29]En 1853, se estimaba que 50 Tg de basura seca por año se rastrillaban en los bosques europeos, cuando la práctica alcanzó su punto máximo. [30] Esta perturbación humana, si no se combina con otros factores de degradación, podría promover la podzolización; Si se gestiona adecuadamente (por ejemplo, enterrando la basura extraída después de su uso en la cría de animales), incluso la eliminación repetida de la biomasa forestal puede no tener efectos negativos sobre la pedogénesis . [31]

Ver también [ editar ]

  • Escombros leñosos gruesos
  • Detrito
  • suelo del bosque
  • Tamiz de hojarasca
  • Moho de hoja (un tipo de abono )
  • Horizonte del suelo

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • forestresearch.gov.uk