BLOQUE I METODOS ANALITICOS DE LOS FACTORES MESOLOGICOS DE LA VEGETACION

BLOQUE I
METODOS ANALITICOS DE LOS FACTORES
MESOLOGICOS DE LA VEGETACION
TEMA 3
FACTORES EDAFOLOGICOS.
TECNICAS DE DESCRIPCION Y ANALISIS DE SUELOS
Bibliografía complementaria:
-
Duchaufour, Ph. (1984): Edafología. 1. Edafogénesis y clasificación. Pp. 3-68
Ferreras, C.; Fidalgo, C. (1991): Espacios y Sociedades: 6. Biogeografía y
edafogeografía. Ed. Síntesis. Madrid. 252 págs. (pp. 33-59/117-186)
Lacoste, A.; Salanon, R. (1981): Biogeografía. Oikos Tau. Barcelona. 272.
págs. (pp. 89-188)
Margalef, R. (1986): Ecología. Omega. Barcelona. 952 págs. (pp. 15-236)
Riou, G. (1992): El agua y los suelos en los geosistemas tropicales y
mediterráneos. Masson. Paris. 270 págs. (pp. 24-53)
Páginas web para la consulta de suelos con fotos de perfiles y su descripción. La
última hace referencia a suelos de Andalucía:
http://edafologia.ugr.es/atlasoil/indice.html
http://edafologia.ugr.es/clasol/csuelo1.htm
http://irnas106.irnase.csic.es/catalogo/soils.htm
1. Caracteres físicos del suelo
a. La roca madre (estructura de la disposición y litología - silícea,
calcárea...)
b. La textura del suelo: arenas, arenas finas, limos y arcillas
Propiedades físicas: permeabilidad, drenaje y capacidad de campo
c. La estructura del suelo: agrupación u ordenación de las partículas
dispersas en un horizonte en agregados.
Modifica las propiedades físicas que confiere la textura.
Un concepto asociado a la estructura es la porosidad, que es la diferencia
entre el volumen aparente y el volumen real. La densidad aparente (dap)
se define por el peso de la muestra de suelo en seco dividido por el
volumen total aparente; y la densidad real (dr) como el peso de la muestra
de suelo entre el volumen ocupado tras destruir la estructura.
d. Color: indica contenido en materia orgánica, condiciones de drenaje,
composición mineral
e. Humedad: agua en el suelo en los microporos.
Higroscópica: absorbida por las particulas minerales a expensas de la
humedad atmosférica. No asimilable por las raíces
Capilar no absorbible: ocupa los poros más finos del suelo.
Capilar absorbible: poros de tamaño intermedio. Es captada por las raíces
De gravitación: agua que llena temporalmente los poros más grandes
Según el agua que contiene el suelo puede estar:
a) Saturado: macroporos llenos de agua sin aire
b) Capacidad de campo: poros llenos de agua y aire. Se ha perdido el
agua de gravitación. Cantidad de agua retenida en el suelo en el
momento en que cesa el escurrimiento libre y rápido del agua de
gravedad por los poros no capilares después de una lluvia saturante
c) Capacidad de retención: cantidad máxima de agua retenida en los
poros capilares y se corresponde con el agua capilar y el agua
higroscópica
d) Punto de marchitamiento: límite inferior del agua absorbible por las
plantas. Poros vacíos de agua y llenos de aire. Solo agua en
microporos
La circulación de agua en el suelo es el resultado del balance del potencial
gravitacional y el Potencial matricial pF, (succión matricial relacionada con los
microporos). Se define como la cantidad de energía que es necesario suministrar a
un volumen de agua de 1 cm3 retenida, para vencer dicha retención y pasarla al
estado de agua libre gravitacional. (unidades en centímetros de agua por
centímetro cuadrado):
pF1: 10 cm (agua de saturación)
pF2: 100 cm (agua de gravedad)
pF2.54: 344/6 cm (capacidad de campo)
pF3: 1.000 cm (1 atmósfera) (capacidad de campo)
pF4: 104 cm (punto de marchitamiento temporal)
pF4.2: 15.849 cm (16 atm.) (punto de marchitamiento permanente)
pF5: 105 cm (agua higroscópica)
La Capacidad de retención de los suelos depende de la clase textural
1.1.
Procesos edafogenéticos
Los procesos que rigen la génesis de los suelos son:
ELUVIACION: que engloba a la LIXIVIACION que es el transporte de cationes básicos
(K+, Na+, Mg++) y LAVADO, con arrastre mecánico.
ILUVIACION: que implica la neoformación de arcillas, y el transporte de carbonatos,
sulfatos, óxidos e hidróxidos de hierro.
Las arcillas son minerales silicatados hidratados o filosilicatos hidratados. Los
filosilicatos están conformados por mallas hexagonales de tetraedros dispuestos en
hojas o capas. Según la disposición de estas capas dan una estructura cristalina del:
Tipo 1:1 (arcillas monosialíticas) una capa de alumina (octaédrica) y otra de silice
(tetraedrica) CAOLINITAS
Tipo 2:1 (arcillas bisialíticas) dos capas de sílice y una de alumina en medio.
Admiten agua y cationes intercambiables ILLITAS  VERMICULITAS 
ESMECTITAS (MONTMORILLONITAS). (degradación por complexolisis). En este tipo
la lámina tetraédrica de los sílice pueden ser sustituidos por aluminio y se completa
con iones de potasio (K)
Así los procesos de alteración tendrán dos fases:
a) FASE RAPIDA: bisialitización, que da lugar a arcillas 2:1 por transformación o
neoformación
b) FASE LENTA: Monosialitización con lavado del 60% de la sílice y el 100% del
potasio que da lugar a arcillas 1:1; y la alitización que da lugar a hidróxidos de
aluminio, la GIBSITA
HIDRÓLISIS: afecta a los silicatos y se produce una sustitución en la red estructural
de los silicatos de un catión (Na, K,…) por un ion de igual carga pero de tamaño menor
(H+), ocasionando una deformación de la malla estructural del silicato, que puede dar
lugar a la perdida de otros cationes más grandes como Ca y Mg. Puede ser:
- Hidrólisis neutra: en medios subtropicales no ácidos y ricos en bases. Las illitas
pasan a montmorillonitas, como en los suelos fersialíticos y vertisoles. Se elimina
parcialmente el K interfoliar de las arcillas.
- Hidrólisis parcial: alteración bioquímica que conserva las estructuras cristalina
siniciales. Característica de climas templados, y ligada a la acción de la materia
orgánica. Afecta a suelos poco evolucionados. Da lugar a procesos de transformación
a) Acidolisis: los aniones complejantes se insolubilizan y se biodegradan.
Transforma las illitas en vermiculitas al expulsar los iones potasio K
interfoliares, que es eliminado totalmente. Medios templados con humus activo
(mull ácido) con materia orgánica soluble abundante (hojarasca).
b) Complexolisis: compuestos orgánicos complejan el hierro y el aluminio y los
extraen. Medios fríos y ácidos con acción de compuestos orgánicos solubles
(ácidos oxálico y cítrico, y compuestos fenólicos). Importante en la
podzsolización. La illita se transforma en montmorillonitas, sericitas y
esmectitas, y puede dar neoformaciones en clima templado generando
caolinita.
- Hidrólisis total: alteración geoquímica que produce la liberación total de los
constituyentes del mineral: sílices, bases. Característica de los climas tropicales:
a) En medios neutros bien drenados y sin aniones orgánicos ácidos favorecen la
acidificación rápida. Se eliminan las bases y la sílice, dando lugar a caolinita
(arcilla de neoformación) que puede evolucionar a gibsita.
b) Si están en medios confinados y mal drenados la acidificación es lenta.
Produce neoformación de arcillas. Da lugar a arcillas ricas en sílice
(montmorilloniotas y esmectitas de los suelos pardos eutróficios y suelos
vérticos)
Así las arcillas resultantes pueden ser:
-
arcillas heredadas: con transformación limitada, son las
mismas arcillas del material de partida
arcillas
transformadas:
transformación
moderada,
cambiando el tipo pero conservando la estructura
arcillas degradas: transformación importante cambiando el
tipo de arcilla y su estructura.
HIDRATACION: proceso de absorción de agua por un compuesto mineral. Afecta a
rocas minerales con alto contenido en sales. Es un proceso secundario de alteración
subsiguiente a la Hidrolisis
REDOX: los medios que puede encontrarse un mineral pueden ser reductores
(ausencia de oxígeno) u oxidantes (con presencia de oxígeno). El paso de un mineral
de estado reducido a oxidado se refleja en aumento de volumen y en un cambio de
color:
Estado Ferrico Fe+++
- oxidado
- color rojo
- inmóvil e insoluble
Estado ferroso Fe++
- reducido
- color gris verdoso-azulado
- móvil y solúble
Este proceso es regulado por el oxígeno (favorece la oxidación) y la materia orgánica
(favorece la reducción porque consume oxígeno)
Alteraciones climáticas (Duchaufour, Ph.) p. 21
CLIMA
SUELO
TIPO DE
ALTERACION
FORMACIÓN DE ARCILLA
BOREAL
Podsol
Podsol
(mor)
Pardo
(mull)
Fersialítico
Degradación
Solubilización
Degradación
Solubilización
Transformación
Nula
TEMPLADO
Hidrólisis parcial
Complexolisis
Hidrólisis parcial
Complexolisis
Hidrólisis parcial
Acidolisis
Hidrólisis neutra
Transformación moderada
Hidrólisis total
Herencia y transformación
limitadas
Media
(bisialitización)
Fuerte
(monosialitización)
Hidrólisis total
Herencia y transformación
limitadas
Fuerte
(bisialitización)
Hidrólisis total
Herencia y transformación nulas
Fuerte
(monosialitización,
alitización)
TRANSFORMACIONES NEOFORMACIONES
MEDITERRANEO
TROPICAL
ECUATORIAL
Medio
drenado:
ferruginoso
tropical
Medio
confinado:
vértico
Ferralítico
Nula
Débil
Estos procesos dan lugar ala evolucion del suelo organizándose en horizontes:
A00 ó L: hojarasca, forna y restos vegetales
A0 ó O: rico en materia orgánica, más del 20%. Exclusivamente orgánica
A1: mantillo, materia orgánica transformada, mezclada con materia mineral y nos da
los suelos hísticos, mólicos, umbricos y ócricos. La mineralización puede ser:
a) primaria
b) secundaria
Según la mineralización podemos tener los siguientes tipos de Humus:
MULL: humus elaborado, suelos con actividad biológica intensa. Típico de climas
templados. Materia orgánica humificada, sin materia orgánica bruta, de color pardonegro dan estructuras de grumos. Constituye los horizontes A1. Su pH es básico (mull
cálcico) en bosques planifolios, o débilmente ácido (mull forestal) en formaciones ricas
en gramíneas (pH entre 5,5 a 8,5)
MOR: humus bruto, suelos biológicamente poco activos, por condiciones climáticas
desfavorables como mucho frío o excesiva pluviosidad, o la presencia de una
vegetación acidificante. Es el humus de los bosques resinosos. Su pH es fuertemente
ácido (3,5 a 4,5). Constituye horizonte Ao importantes con reducidos A1.
MODER: humus intermedio, con un Ao reducifdo por la velocidad de descomposición
de materia orgánica que es mediana. Su pH es ácido (4 a 5)
TURBAS: humus formados en condiciones anaerobias en medios casi
permanentemente saturados en agua. Transformación lenta de la materia orgánica. Se
distinguen:
Turbas cálcicas (pH 7) en depresiones alimentadas por aguas freáticas, ricas en
sales minerales. Son turberas bajas con ciperáceas.
Turbas ácidas (pH 4) en depresiones sin alimentación de freático, pobres en
elementos minerales. Son turberas altas con briofitos.
A2 – A3...: horizontes eluviales, exclusivamente minerales. El A3 puede ser una
transición A/B.
B: horizontes iluviales. El B1 cuando comienza el enrequecimiento, B2 es el típico, y B3
la transición al C. Da las tipologías cámbico, oxico, argílico, natrico (Na), espódico,
cálcico, gipsyco, sálico, sulfúrico)
C: materisal de partida. C1 si la roca está alteradas y C2 si la roca es compacta
1.2.
Regímenes edafogenéticos
ALTERACION BIOQUIMICA
Empardecimiento: en presencia de ácidos orgánicos los minerales
primarios como las micas se alteran transformándose en arcillas y liberan
bases y hierro, lo cual favorece la floculación de arcillas y la formación de
agregados estables arcillas-humus-hierro que dan al suelo el color pardo
característico. Es un proceso rápido e incompleto quedando los feldespatos
sin alterar. Es típico de la zona templada pero puede ser la fase inicial en la
zona tropical.
ALTERACION GEOQUIMICA
En ausencia de compuestos orgánicos la alteración por hidrólisis neutra es más lenta
que la hidrólisis ácida pero más intensa a largo plazo.
a. Fersialitización: alteración incompleta, aunque mas avanzada que en
el empardecimiento, pero produce una alteración a largo plazo de los
minerales primarios. La proporción de hierro libre-hierro total es superior
al 50%. Por desecación y en ausencia de materia orgánica el hierro
tiende a cristalizar en forma de hematina, lo que da un proceso de
rubefacción. Dominan las arcillas 2/1 dando un horizonte argílico
b. Ferruginización: fase más avanzada de alteración, sin llegar a ser
total. Fuerte acumulación de oxidos de hierro y neoformación de
caolitina.
c. Ferralitización: alcanza una alteración completa. La neoformación de
caolinita puede verse limitada en medios bien drenados por la pérdida
de sílice por drenaje. La alúmina liberada no puede recombinarse con la
sílice y permanece libre cristalizado como gibsista.
PROCESOS DE EMPOBRECIMIENTO
Los elementos movilizados no son redistribuidos en el perfil sino que son
exportados fuera por drenaje profundo, lateral u oblicuo. El caso más frecuente es
el que afecta a los cationes básicos:
a) Lixiviación: pérdida de cationes básicos, con acusada desaturación y
acidificación del perfil
b) Emprobrecimiento en arcillas: combinado con la iluviación de arcillas.
Acompaña como proceso secundario a la ferruginización y a la ferralitización.
c) Empobrecimiento en sílice: acompaña como proceso secundario a la
podzsolización, ferruginización y ferralitización. Los horizontes superiores son
de eluviación (horizonte A) y los inferiores de iluviación (horizonte B). Según
participe en la iluviación la materia orgánica:
f. Podzolización: afecta a la materia orgánica y a los oxidos de hierro y
aluminio. El humus tipo mor libera acidos orgánicos que por
complexolisis afecta a los minerales silicatados dando lugar a complejo
organo-metálicos (quelatos) que imigran en profundidad. El horizonte
eluvial queda muy emprobrecido quedando solo granos de cuarzo y su
estructura es arenosa y su color ceniciento.
g. Lavado de arcillas: arrastre mecánico de arcillas finas que se
acumulan en la parte inferior del perfil en forma de revestimientos
dando argilanes. El estado hidratado o deshidratado del hierro dan el
color del horizonte iluvial, ocre en clima templado y rojo en clima
tropical. En clima templado sigue al empardecimiento y en clima calido
a la fersialitización. Se forma un A eluvial de textura limosa.
PROCESOS DE ACUMULACION
Carbonatación y sulfatación: da encostramientos. Formación de un
horizonte de carbonato cálcico con diferentes formas: acumulación
pulverulenta hasta gruesas costras endurecidas. Interviene fases húmedas
para el lavado de carbonatos y fases secas para su precipitación en
profundidad. En el caso de suelos sulfatados da costras de yesos.
OTROS PROCESOS DE CARÁCTER LOCAL E INTRAZONAL
-1- Gleificación: saturación del suelo por una capa de agua sin oxígeno provoca la
reducción del hierro. Hay dos tipos:
h. Pseudogleyficación: hidromorfismo temporal En la fase de
encharcamiento el hierro se moviliza y en la fase seca se oxida y
precipita en forma de concreciones
i. Gleyficación: el hidromorfismo es permanente. El hierro se reduce
totalmente y da el color verdoso característico
-2- Salinización: por influencia marina en zonas áridas con drenaje deficiente con
presencia de sales clorudadas y sulfatadas. Favorece la dispersión de las arcillas y
bajo lluvia en el caso de sales de sodio da lugar a su lavado e iluviación que forma
un horizonte B llamado nátrico
-3- Vertisolizacion: suelos ricos en arcillas expansivas que sufren grandes
cambios de volumen al desecarse y humedecerse. Al abrirse el suelo genera
grande y profundas grietas que se rellenan, lo que da lugar a un autovertido del
suelo. Hace falta un clima de estacionalidad húmeda contrastada.
1.3.
Clasificación
Thorp, Baldwin y Kellog (1938,1949). distingue tres órdenes: suelos zonales,
intrazonales y azonales, y, en cada uno de ellos, subórdenes y grupos. En esta
clasificación se basan las más utilizadas tradicionalmente, como la tablab siguiente.
Según su distribución los suelos pueden ser:
ZONALES: suelos evolucionados  PEDOCLIMAX CLIMATICO
Suelos que reflejan la influencia del clima y la vegetación como los controles más
importantes.
AZONALES: suelos poco evolucionados  LITOSOLES Y ALUVIALES
Son aquellos que no tienen limites claramente definidos y no están mayormente
influenciados por el clima
INTRAZONALES: suelos evolucionados en situaciones locales  PEDOCLIMAX
LOCAL
Son aquellos que reflejan la influencia dominante de un factor local sobre el efecto
normal del clima y la vegetación. Ej.: los suelos hidromorficos (pantanos) o
calcimorficos formados por calcificación.
TIPOS DE SUELOS
TIPO DE SUELO
Características
LITOSUELOS
Delgados. Influidos por el tipo de roca madre debido a poca evolución
temporal o desarrollo en grandes pendientes
REGOSOLES
Sobre depósitos muy recientes: aluviones, arenas, dunas.
RANKER
Sobre rocas silíceas (granitos, gneises). Propio de climas fríos de
montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos. Sin
horizonte B
RENDSINA
Sobre rocas calizas en climas diversos. Poco espesor. Sin horizonte B. Es
el equivalente al anterior en terrenos calcáreos.
SALINOS
Ricos en sales. Climas secos. Escasa vegetación (halófitas). Pobre en
humus.
GLEY
Zonas pantanosas. Horizontes inferiores encharcados en los que se
acumula Fe que le da color "gris azulado"
TURBERAS
Terreno encharcado con abundante vegetación y exceso de materia
orgánica. Suelo ácido.
Alta latitudes
TUNDRA
Vegetación escasa. Evolución lenta limitada al
período estival.
PODSOL
Tierras grises o de cenizas. Asociados a bosques
de coníferas (taiga). Rico en humus bruto. Suelo
ácido y arenoso
TIERRA PARDA
DE BOSQUE
En bosques de caducifolios. Rico en humus.
Horizonte B poco desarrollado.
MEDITERRÁNEOS
Veranos secos. Asociados a bosques de encinas y
arbustos. Pobres en humus y arcillosos por
descalcificación de calizas. Destacan los suelos
rojos mediterráneos o terra rossa.
CHERNOZIOM
Tierras negras de estepa. Climas continentales.
Horizonte A muy desarrollado y rico en humus y
óxidos de Fe. Suelos muy fértiles.
DESÉRTICOS
Poca materia orgánica, por lo que tienen un color
claro. Presentan concreciones de carbonatos
precipitados a partir de aguas capilares o caliches.
LATERITAS
Clima ecuatorial, cálido y muy lluvioso. Intensa
meterorización química: suelos de gran espesor.
Carecen de horizonte A por el lavado intenso. El
horizonte B presenta hidróxidos de Fe y Al. Se
forma una costra rojiza muy dura.
AZONALES
Inmaduros o brutos.
Horizontes
mal
desarrollados
INTRAZONALES
Poco evolucionados.
Condicionados por
roca madre y mal
drenaje
Clima frío
ZONALES
Suelos
condicionados por el
clima,
que
ha
actuado
largo
tiempo. Son suelos
maduros,
muy
evolucionados.
Latitudes
medias
Climas
templados
Latitud intertropical
La clasificación del USDA (United States Department of Agriculture) reconoce varios órdenes de suelos,
cuyos nombres se forman anteponiendo una partícula descriptiva a la terminación –sol.
ORDEN
Características
ENTISOL
Casi nula diferenciación de horizontes; distinciones no climáticas: aluviones, suelos
helados, desierto de arena...
VERTISOL
Suelos ricos en arcilla; generalmente en zonas subhúmedas a áridas, con hidratación y
expansión en húmedo y agrietados cuando secos.
INCEPTISOL
Suelos con débil desarrollo de horizontes; suelos de tundra, suelos volcánicos
recientes, zonas recientemente deglaciadas...
ARIDISOL
Suelos secos (climas áridos); sales, yeso o acumulaciones de carbonatos frecuentes.
MOLLISOL
Suelos de zonas de pradera en climas templados; horizonte superficial blando; rico en
materia orgánica, espeso y oscuro.
ALFISOL
Suelos con horizonte B arcilloso enriquecido por iluviación; suelos jóvenes,
comúnmente bajo bosques de hoja caediza.
SPODOSOL
Suelos forestales húmedos; frecuentemente bajo coníferas. con un horizonte B
enriquecido en hierro y/o en materia orgánica y comúnmente un horizonte A gris-ceniza,
lixiviado.
ULTISOL
Suelos de zonas húmedas templadas a tropicales sobre antiguas superficies
intensamente meteorizadas; suelos enriquecidos en arcilla.
OXISOL
Suelos tropicales y subtropicales, intensamente
recientemente horizontes lateríticos y suelos bauxíticos.
HISTOSOL
Suelos orgánicos. depósitos ogánicos: turba, lignito.... sin distinciones climáticas.
meteorizados
formándose
Clasificaciones de suelos:
Clasificación americana (US Soil Taxonomy) pp. 166-171 (Ferreras, C.; Hidalgo, C.)
Clasificación de la FAO pp. 171-173 (Ferreras, C.; Hidalgo, C.)
2. Descripciones de perfiles
I.
Información del sitio de la muestra
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
número de perfil
nombre del suelo
clasificación a nivel de generalización amplia
Fecha de la observación
Autor de la descripción
Ubicación
Altitud en metros
Ámbito geomorfológico:
 posición fisiográfica
 ámbito circundante
 microtopografía (si la hay)
i) Pendiente donde el perfil está situado
j) Vegetación
k) Uso de la tierra
l) Características climáticas y bioclimáticas
II.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Información general del suelo
material de partida
drenaje
condiciones de humedad del suelo
profundidad de la capa freática
presencia de agua subsuperficial
presencia de piedras en la superficie o afloramientos rocosos
evidencia de erosión mecánica
presencia de sales
influencia humana
III.
Breve descripción general del perfil
IV.
Descripción de los horizontes
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
Símbolo del horizonte
Profundidad de la parte superior e inferior del horizonte en centímetros
Color (en húmedo y en seco)
Manchas de color
Textura
Estructura
Consistencia (en mojado, húmedo y seco)
Cutanes (películas sobre agregados
Cementación
Poros
Contenido de fragmentos de rocas y minerales
Contenido de nódulos minerales
Capas endurecidas
Contenido de carbonatos
Restos de actividad humana
Rasgos de origen biológico
Contenido de raíces
r) Naturaleza del límite con el horizonte subyacente
s) pH
t) número de la muestra tomada para el análisis
Sufijos utilizados:
b. Acumulación en forma de concreciones
g. Manchas de color por variaciones en la oxidación y reducción
r. fuerte reducción como resultado de la influencia de agua subterránea
h. acumulación de materia orgánica
p. alterado por acción de la labranza
k. acumulación de carbonato cálcico (horizonte cálcico, costra carbonatada)
n. acumulación de sodio (horizonte nítrico)
q. acumulación de sílice
s. acumulación por sesquióxidos
t. acumulación iluvial de arcillas
x. presencia de fragipán
y. acumulación de yeso