CAPÍTULO 3
¿QUÉ ESTÁ SUCEDIENDO CON LAS VEGAS Y MALLINES AL OTRO LADO DEL ALAMBRADO?
Las vegas o mallines son humedales únicos en el mundo, ya que se encuentran en la Patagonia, siendo ecosistemas exclusivos de Chile y Argentina. Esto obliga a unir fuerzas en ciencia e investigación, que se traduzcan en más conocimiento en torno a estos ecosistemas, que permitan desarrollar una agricultura y ganadería más sustentable.
El presente capítulo viene a presentar los avances científicos y de investigación en el área de vegas/mallines, desarrollados en la Patagonia de la República Argentina.
HUMEDALES EN PATAGONIA:
EMPLAZAMIENTO GEOMORFOLÓGICO, TIPOS Y DISTRIBUCIÓN
Autora: Elizabeth Mazzoni.
El presente artículo expone brevemente aspectos conceptuales básicos relacionados con los humedales, y particularmente, con el estudio de ecosistemas de mallines en la Patagonia Argentina. Parte de la información presentada ha sido generada en el ámbito del laboratorio de Cartografía, Teledetección y SIG de la UARG UNPA (Unidad Académica Río Gallegos, Universidad Nacional de la Patagonia Austral).
¿Qué son los humedales?
De acuerdo a la definición adoptada en el marco del Inventario de Humedales de Argentina, se trata un ambiente en el cual la presencia temporaria o permanente de agua superficial o subsuperficial causa flujos biogeoquímicos propios y diferentes a los ambientes terrestres y acuáticos, con rasgos distintivos como biota adaptada a estas condiciones, comúnmente plantas hidrófitas, y/o suelos hídricos o sustratos con rasgos de hidromorfismo (Benzanquén et al. 2017).
Estos criterios son compartidos también por otros autores, como Neiff (1999), Keddy (2010) o Mitsch y Gosselink (2015) quienes puntualizan que se trata de
ecosistemas cuya característica esencial es la presencia periódica de aguas poco profundas o suelos húmedos, factor primario que controla al ambiente así como a la vida vegetal y animal asociada. En consecuencia, no es la fisonomía el carácter que define a los humedales (como en el caso de los ecosistemas de bosque o de pastizal) sino que, por el contrario, son cuestiones funcionales las determinantes de los mismos, tales como el régimen hidrológico o los flujos biogeoquímicos (Benzanquén et al. 2017).
Así definidos, los humedales pueden emplazarse en diferentes geoformas y paisajes, en sitios donde la capa de agua se halla en o cerca de la superficie del suelo, o donde el mismo está cubierto por aguas poco profundas (Cintrón Molero y Schaeffer Novelli, 2004 y Cowardin et al. 1979). Estas condiciones dan
origen a una gran variedad de humedales, entre los que se encuentran los cursos fluviales y aguas marina someras; lagos y lagunas de diverso tamaño, origen y régimen; marismas; pantanos; turberas; esteros; manglares; arrecifes; etc. Las
“vegas” o “mallines” patagónicos se incluyen también en esta categoría. En todos los casos, el emplazamiento geomorfológico así como la fuente de agua y el régimen hidrológico, son los aspectos fundamentales que definen la tipología y características de los humedales (Brinson 1993, Semeniuk y Semeniuk 1997), de los cuales dependen los componentes bióticos (biodiversidad, formas de vida) y ecológicos (estructura y procesos ecosistémicos).
Entre las características más sobresalientes que presentan los humedales, Brinson (2004) enfatiza que estos poseen patrones y procesos más variables que los ecosistemas terrestres. Es decir que el rango de variación en los hábitats de los humedales es mayor que el rango de variación en los hábitats terrestres, dentro de una misma región geográfica. Otro factor importante es que se presentan con patrones similares en diferentes biomas (Brinson, 2004).
A nivel mundial, los humedales ocupan una superficie estimada entre el 5-7%
de la superficie terrestre (Junk et al. 2013), no obstante, están reconocidos como los ecosistemas más productivos del planeta y proveen un amplio conjunto de bienes y servicios ambientales, entre los que pueden citarse el almacenaje, provisión y depuración de las aguas; la amortiguación de inundaciones; la protección de los ambientes costeros ante procesos erosivos; la retención de sedimentos y nutrientes; el mantenimiento de la biodiversidad y el secuestro y aprovisionamiento de carbono. Asimismo, constituyen importantes lugares de hábitat y aprovisionamiento de las sociedades humanas, además de ofrecer ambientes de interés paisajístico, cultural y educativo (Millenium Ecosystem Assesment, 2005; Kandus et al. 2010; Vilardy et al. 2016; Benzaquen et al. 2017;
Enriquez y Cremona, 2017).
A pesar de los destacados servicios ambientales que ofrecen, estos ecosistemas están disminuyendo en extensión y perdiendo calidad y, en consecuencia, los servicios que estos proporcionan también se ven afectados. Evaluaciones recientes dan cuenta de que la extensión global de los humedales disminuyó entre 64 y 71% en el siglo XX y su pérdida y degradación aún continúan a escala global, a una tasa estimada de hasta el 1,5% anual (Crego et al. 2013, Davidson 2014).
Tipos y distribución espacial de humedales en la Patagonia
Cómo se ha señalado, la presencia de humedales responde a condiciones hidrogeomorfológicas locales. Su ubicación geográfica es independiente de los biomas zonales, los que se relacionan con la disposición de las diversas unidades morfoclimáticas presentes en la región (Coronato et al. 2017). Así, por ejemplo, el bosque ocupa el ambiente andino, con clima húmedo y relieve montañoso, mientras que la estepa se extiende por el extenso ambiente extracordillerano hasta la costa atlántica, dominado por un relieve tabular y condiciones de clima semiárido y árido. Con menor extensión areal, el pastizal subandino se desarrolla en los ambientes subhúmedos, particularmente al pie de los Andes y en el extremo austral de la región.
Los humedales, por el contrario, aparecen dispersos tanto en el ambiente cordillerano, como en la meseta y en la costa, ocupando formas del paisaje favorables a la retención del agua y a la conservación de la humedad en el suelo.
Los fondos de valles fluviales y glaciales; las depresiones; las laderas en las que afloran manantiales o vertientes y los estuarios, son las principales geoformas propicias a su desarrollo. En ellas se emplazan ríos, lagos y lagunas, humedales boscosos (bosque nativo pantanoso, denominado “hualves” en Chile), pastizales húmedos, turberas y marismas, los tipos de humedales más representativos de la región. Los pastizales húmedos, conformados por mallines o vegas, según las denominaciones locales, se emplazan preferentemente en llanuras aluviales, planicies glacifluviales y glacilacustres y laderas de mesetas basálticas (Mazzoni y Vazquez 2004). Poseen especial importancia por los numerosos servicios ambientales que ofrecen, tales como alta diversidad biológica, provisión de agua y pastura para el ganado y la fauna silvestre y elevado valor estético (Mazzoni y Rabassa 2018a).
La cuantificación de la superficie que representan los humedales en la región, es un aspecto aún no resuelto en Patagonia. En el sector argentino, estimaciones realizadas en función del estudio de áreas piloto, particularmente concernientes a la distribución mallines, refieren a que los mismos ocuparían cerca de un 4 o 5 % de la superficie total, siendo más abundantes en el ambiente cordillerano (Iriondo 1989, Bran 2004). En la Patagonia chilena, las mayores extensiones de humedales se encuentran emplazadas en las regiones XI y XII concentrándose, en esta última, cerca del 80% de la superficie de humedales del país (3.425.323 ha), representados fundamentalmente por turberas y humedales costeros (Promis 2010, Rossi 2018).
Un detallado relevamiento de ecosistemas de mallines llevado a cabo en el ambiente húmedo y subhúmedo de la provincia de Neuquén (Argentina), identificó 6.539 mallines, con una superficie de 155.885 ha, equivalentes al 3,7
% del total relevado. La superficie media de estos humedales fue de casi 24 ha, mientras que el 30 % posee un área inferior a 5 ha (Ferrer y Mazzoni, 2014).
Datos obtenidos para las cuencas hidrográficas más importantes de la Provincia de Santa Cruz (Argentina) muestran que las planicies de inundación de los principales ríos de vertiente atlántica están cubiertas en un 60 % por mallines, lo que suma un total de 8.800 km2, equivalentes al 3,5 % de la superficie provincial.
Sin embargo, el 55 % de los mismos se encuentra con evidencias notorias de degradación. En estas formas del paisaje, la abundancia de mallines depende de las características hidrológicas de la corriente: flujos de tipo distributivo con baja velocidad, capaces de irrigar amplios sectores, resultan los más favorables para su desarrollo (Mazzoni y Vazquez, 2004).
En el ambiente de meseta, más allá de los pisos de los grandes valles fluviales, la mayor frecuencia de humedales, particularmente mallines y lagunas, se asocia a la presencia de mantos volcánicos (Mazzoni 2017a). La topografía elevada y la morfología superficial de las mesetas basálticas, favorecen la persistencia de lagos y lagunas, muchos de régimen permanente, como la laguna Blanca en la provincia del Neuquén y los lagos Strobel y Quiroga en Santa Cruz. Asimismo, la existencia de manantiales en los bordes de estas mesetas permite la formación de mallines en su proximidad, cuya localización muestra una relación inversa con la distancia al borde basáltico y directa con la superficie del manto volcánico (Mazzoni 1987, Mazzoni y Rabassa 2018b). En el resto del ambiente de meseta, no coronado por coladas basálticas, se destaca la presencia de “bajos sin salida”
(Fidalgo 1972), cubetas de deflación que albergan lagunas de régimen temporal (Mazzoni 2001).
En el extremo sur de la Patagonia, la acción glacial que se extendió hasta la costa atlántica (Rabassa 2008) modeló un paisaje de suaves lomadas que, en las porciones más bajas del relieve, alberga numerosos humedales vegetados (mallines y turberas) y lagunas (Mazzoni 2017b; Mataloni 2017).
En las Figuras 31, 32, 33, 34 se presentan algunos ejemplos de estos humedales.
Figura 31. Mallín y lagunas emplazados en una planicie glacilacustre al oeste del Lago Columna en la Provincia de Santa Cruz, Argentina. Fotografía: E. Mazzoni
Figura 32. Mallín de piso de valle. Arroyo Lui Cullin en la Provincia de Neuquén, Argentina. Fotografía: E. Mazzoni.
Figura 33. Mallines desarrollados a lo largo de laderas en mesetas basálticas. Arroyo Los Barros, Provincia de Neuquén, Argentina. Fotografía: E. Mazzoni.
Figura 34. Morfología subglacial, caracterizada por suaves lomadas, que albergan mallines, turberas y lagunas en el sur del continente. Fotografía: E. Mazzoni.
Heterogeneidad espacial de los humedales
Cómo se señaló anteriormente, los humedales están caracterizados por presentar patrones y procesos más variables que los ecosistemas terrestres (Brinson, 2004).
En consecuencia, suelen mostrar diversidad en sus características hidro-eco- geomorfológicas que se expresan tanto como una gradación o como mosaicos de diferentes unidades ambientales.
Este alto grado de heterogeneidad se manifiesta claramente en los mallines, donde la disponibilidad espacial y temporal de agua permite diferenciar desde ambientes anegados a muy húmedos hasta otros subhúmedos y secos, que se correlacionan con variaciones topográficas (a veces microtopográficas), geomorfológicas, edáficas y biológicas, particularmente en la vegetación (composición fisonómico-florística, grado de cobertura), que aparece como un indicador de las características funcionales y estructurales del paisaje (González Bernáldez, 1981; Monedero, 2005). Numerosos autores han destacado estas variaciones, estableciendo una zonificación desde los sectores más próximos a la fuente de agua (vertiente, cauce principal o nivel freático) hasta los más alejados e indicando las características propias de cada uno de estos sectores o unidades con características homogéneas (unidades fisiográficas, ambientales o de paisaje), lo cual permite inferir que las condiciones de manejo de estos ecosistemas deben adecuarse a las características físicas de cada unidad ambiental. Entre los trabajos que destacan estas condiciones de variabilidad espacial de los mallines pueden citarse: Boelcke 1957, Speck et al. 1982, Movia et al. 1987, Mazzoni 2008, Mazzoni y Rabassa 2011 y Mazzoni y Rabassa 2018c. (Figuras 35 y 36).
La superficie anegada suele variar estacionalmente acorde a la dinámica hidrológica propia de la fuente de agua, sin que ello signifique que los límites del humedal se modifiquen con estos ciclos. Sumado a esta variación natural, se producen alteraciones, generalmente de signo negativo, asociadas a las condiciones de uso del mallín. En la Figura 37, se muestran los cambios estacionales registrados en un mallín de Patagonia norte, donde puede observarse la fluctuación del área anegada entre verano e invierno así como la aparición de múltiples escarpas en su superficie. Estos procesos erosivos suelen estar relacionados a situaciones de sobrepastoreo en condiciones de anegamiento, cuando disminuye la capacidad portante del sustrato. El pisoteo del ganado produce compactación del suelo y ruptura de la cubierta vegetal, lo que conlleva al posterior desarrollo de escarpas y cárcavas (Mazzoni 2008, Mazzoni y Rabassa 2018a). Evidencias del estado de degradación de estos ecosistemas se presentan en la Figura 38.
Figura 36. Detalle de la heterogeneidad espacial de los humedales. Fotografía: E. Mazzoni Figura 35. Vista de las diferentes unidades que componen un mallín, donde alternan o se suceden ambientes con distinto grado de humedad y diferente cobertura vegetal. Río Chico, Provincia de Santa Cruz, Argentina. Fotografía: E. Mazzoni.
Figura 37. Mapa topográfico (izquierda) e hidrográfico (derecha) del Mallín Santa María (39° 39’ 55” S, 70° 14’ 3” O) de 1,17 ha, ubicado en la ladera de una meseta volcánica en la Provincia de Neuquén, Argentina. Nótese el cambio estacional en la disponibilidad de agua: durante el verano sólo permanece un pequeño curso, cuyo caudal aproximado es de un litro/segundo y un área central con escurrimiento laminar, la que triplica su tamaño durante la estación invernal debido al ascenso del nivel freático así como a un aumento de las precipitaciones (Mazzoni 2007). En esta última estación, representada en el mapa de la derecha, se aprecia también la aparición de nuevas escarpas, indicadoras de condiciones de degradación. Para una mejor visualización, las mismas se han resaltado con puntos de color en la cartografía. Fuente: Modificado de Mazzoni y Rabassa 2018a.
Escarpa Curva de nivel Manantial
Curso permanente Curso transitorio Áreas inundadas permanentes Áreas inundadas estacionales
Lagunas permanentes Lagunas estacionales
Figura 38. Evidencias de degradación en mallines. Fotografías: E. Mazzoni
SÍNTESIS DEL FUNCIONAMIENTO HIDROLÓGICO DE MALLINES Y SU CONTROL PARA UN MANEJO SUSTENTABLE.
Autores: Federico Horne, Gabriela Polla.
El manejo adecuado de los humedales, mallines, en ambiente árido de Patagonia es indispensable para la sustentabilidad. Regarlos convencionalmente significa desperdiciar el recurso agua, escaso, sin resultados positivos. El sobrepastoreo lleva a su degradación por desecación y/o salinización.
En esta introducción se propone describir conceptualmente los procesos hidrológicos que tienen lugar en los humedales de la Patagonia árida, o mallín, y que permiten su existencia como tal, estableciendo un equilibrio con el ecosistema, el cual es contrastante en el paisaje árido. El entendimiento de los procesos hidrológicos actuantes, permitió establecer relaciones físicas útiles para un manejo sustentable del mallín, tanto en su condición natural como cuando se dispone de agua en su cauce central para aumentar la productividad.
Los mallines conforman un ecosistema húmedo de regiones áridas. Se desarrollan naturalmente en zonas donde existe agua disponible durante períodos más o menos prolongados, que permite el desarrollo de vegetación. La característica común a todos es la saturación con agua del perfil del suelo o una parte de él, generalmente proveniente de la freática.
Los mallines en Patagonia ocupan diversos ambientes y poseen una amplia distribución geográfica. Proveen forrajes de alta calidad y en cantidades que oscilan alrededor del 50% del total producido en la extensa Patagonia. Sin embargo ocupan entre el 4 al 8 % del área (Figura 39). Esto lleva por un lado a visualizarlo como áreas intensivas donde es posible buenos réditos pecuarios en relación a las inversiones productivas, hecho que contrasta con el resto de la meseta patagónica.
Figura 39. Grafo de Patagonia - área de mallines en función del año hidrológico.
AÑO SECO AÑO HÚMEDO
Área Mallines Área Mallines
4% 8%
Los mallines o humedales se distribuyen en la totalidad del territorio patagónico bajo una amplia variedad de geoformas: laderas o pendientes, rivera de ríos, arroyos y lagos, o en posiciones topográficas deprimidas o planas, siendo éstos los más conspicuos e importantes (Figura 40). Loa mallines orgánicos (turba) son de ambiente árido y no son incluidos en este tratado, a diferencia de los mallines
“minerales” que pertenecen al paisaje árido.
El potencial productivo de los mallines está afectado por la escasez del agua en los periodos de mayor demanda, salinización, degradación debido a mal manejo, sobrepastoreo y erosión hídrica. Se considera que un mallín en buen estado produce 8.000 – 10.000 kg/ha de materia seca (MS) por año, mientras que degradado escasamente alcanza los
2.000 kg. MS/ha (Cuadro 9). Figura 40. Típico mallín cóncavo plano.
Cuadro 9. Productividad de los mallines (Fuente INTA ).
Área ecológica Precordillera
Tipo de campo estepa graminosa de coirón blanco de altura
estepa graminosa de coirón amargo pradera subhúmeda de coirón blanco (maillín periférico) mallín central
coión poa en suelos de textura contrastante pasto hebra en bajos arenosos
pradera subhúmeda de coirón blanco (mallín periférico) mallín central
buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre buena regular pobre
1.600 - 1.800 600 - 1.000
250 - 500 800-1.100 400 - 500 200 - 300 700-2.200 500 - 1.600 400 - 1.500 6.000 - 10.000
4.000 - 6.000 2.000 - 3.000 400 - 500 300 - 400 200 - 300 150 - 300 50 - 100 menos de 50 1.300 - 2.500 700 - 1.300
500 - 700 6.000 - 10.000
3.000 - 5.000 1.000 - 2.500 Producción
forrajes kg MS/ha año Condición
Sierras y mesetas
El potencial productivo es medido usualmente mediante clausuras sujetas a ensayos que reflejen el manejo ganadero o la recuperación del ecosistema degradado (Figuras 41A y 41B). En cualquier caso es imprescindible el registro de la profundidad freática.
Figura 41. A) Ensayo de productividad y B) Jaulas de clausura.
Funcionamiento hidrológico del mallín
Desde el punto de vista hidrológico, los mallines se asocian a zonas de concentración de humedad en el suelo, con napa freática alimentada por la precipitación directa además el escurrimiento superficial, subsuperficial y subterráneo proveniente de vastas áreas colindantes y pertenecientes o no, a la misma cuenca. Mazzoni (1984) analizando 2 áreas de Neuquén, estima una relación areal de basalto a mallín, de aproximadamente 34 veces. Si suponemos una precipitación de 150 mm anuales y una evapotranspiración de 1.500 mm/
año se podría inferir que el 30% del agua captada en basalto, confluye a áreas de mallines. Así, las mesetas basálticas actúan como grandes colectores de lluvia que por estar fracturado son de alta capacidad de infiltración y no están sujeto a perder agua por capilaridad.
La recarga no proviene de la misma cuenca cuando se trata de aportes de acuíferos confinados cuya recarga puede provenir de áreas muy distantes, como es el caso de recarga en cordillera y precordillera.
En su formación estratigráfica presentan, a profundidad variable, un estrato de baja permeabilidad relativa que actúa funcionalmente como hidroapoyo, sobre el cual se conforma el acuífero o medio saturado generalmente con
A B
características freáticas o semiconfinadas (Figura 42). Los depósitos que sobreyacen al hidroapoyo pueden ser de diversos materiales de acuerdo a los procesos geomorfológicos que le dieron origen: marino, glacial, aluvial, volcánico, eólico, etc. Los depósitos más recientes dan origen al suelo que sostiene un ecosistema más rico que la estepa circundante, confiriéndole un ambiente de oasis. Los procesos geomorfológicos actuantes han generado una estructura capaz de sostener un ecosistema húmedo y diverso en cuanto a las comunidades vegetales que soportan (Boelcke, 1957).
Figura 42. Perfil Transversal típico de un mallín.
Meseta de basalto fracturado
cauce central
acuifero freatico Hidroapoyo impermeable zona marginal
zona media
zona central nivel freático
Basalto recarga por precipitación
El aporte hídrico, cualquiera sea su origen, se almacena en el acuífero libre cuyo nivel freático fluctúa estacionalmente en función del balance entre entradas y salidas de agua al mallín. Se puede explicar así la diferencia de humedad en el suelo que se observa en la zona céntrica del mallín con el nivel freático más somero respecto de la zona periférica donde la freática está más alejada de la superficie (Figura 43).
La vegetación juega un papel relevante en los procesos de escurrimiento superficial e infiltración del agua en el suelo. El escurrimiento superficial es causa de erosión y profundización del cauce central, que conlleva a la desecación del mallín. La infiltración es, aun para las escasas lluvias en Patagonia, el factor principal de lavado de sales en el perfil del suelo, contraparte obligada al flujo vertical ascendente de agua con sales. Este equilibrio significativamente lábil, debe preservarse para la conservación del mallín, en el cual la vegetación y sus parámetros fitométricos juegan un papel muy importante. Desde la freática se
produce un flujo de agua ascendente forzada por un gradiente de potenciales matriciales entre la freática y el horizonte radicular.
La cobertura del suelo, el área foliar y la diversidad vegetal determinan el gran medida la evapotranspiración en relación a la de referencia, ETo, lo cual está estrictamente vinculado a la demanda de agua que deberá ser provista desde la freática. Sería complejo abarcar la diversidad propia de los ambientes en mallines a lo largo y ancho de Patagonia sujetos a condiciones climáticas diversas y a disponibilidad hídrica distintiva.
La literatura disponible establece en general patrones característicos que se relacionan con la zonificación interna del mallín en tres áreas distintivas por su composición florística (Bonvissuto y Somlo, 1997).
Estas zonas obedecen a distintos grados de humedad disponible en el suelo siguiendo un gradiente decreciente desde el centro hacia la periferia del mallín.
El contenido de humedad explica en gran medida la zonificación florística del mallín.
En la zona central prevalece el nivel freático prácticamente en superficie una gran parte del año debido al control que ejerce el arroyo central sobre el nivel freático. El suelo así se encuentra saturado en toda su superficie, prevaleciendo condiciones de anaerobiosis relativa, predominando especies adaptables a estas condiciones como juncos y ciperaceas. La situación en la zona periférica del mallín es en cierto sentido opuesto a la del centro. El nivel de humedad disponible es menor por estar más profunda la napa. El flujo capilar ascendente es bajo, lo que sólo permite soportar un ecosistema con evapotranspiración real baja.
En el área intermedia existen las mejores condiciones de humedad y aireación, lo cual se evidencia en la productividad y la calidad de las especies, siendo la más útil para la actividad ganadera y por lo tanto la más conveniente a expandir.
El equilibrio de estas tres zonas es dinámico, al menos por su dependencia de la recarga hídrica. Toda desviación de la condición histórica -por causas naturales o antrópicas- tiene vegetación, pues está es muy susceptible -mucho más que la vegetación de meseta- al estrés hídrico.
El cauce central funciona como condición de borde del acuífero, fijando el nivel freático a lo largo de su recorrido. Cuando el mallín es recargado lateralmente por los bordes externos o por precipitación directa, el cauce central se constituye
en el dren del mallín, mientras que durante los períodos de bajante del nivel freático, el cauce puede al menos en algunos tramos, operar como fuente de recarga del acuífero (Figura 43).
Área Balsalto Área Mallín 34
= 1 ÁREA DE TRANSICIÓN
ÁREA FESTUCA ÁREA CENTRAL
CAUCE
FREÁTICA Figura 43. Aportes hídricos al mallín desde la meseta basáltica
Figura 44. Cauce central en invierno.
Uno de los aspectos más relevantes de la dinámica hídrica del mallín es el flujo en el medio no saturado o franja capilar, ubicada entre la capa freática y la superficie del suelo.
La demanda evapotranspiratoria atmosférica extrae humedad de los horizontes más superficiales explorados por raíces, creando diferencias de tensión matricial respecto de la tensión nula del nivel freático, en grado suficiente para generar un flujo vertical ascendente desde el acuífero (Figura 45). Este flujo puede o no alcanzar para suplir la intensidad evapotranspiratoria que obviamente se intensifica en verano (Figura 46). El caudal que asciende depende mayoritariamente de los parámetros físicos del suelo: conductividad hidráulica, porosidad, función de retención hídrica del suelo y de la distancia suelo-capa freática (Horne et al., 1998). Los suelos orgánicos y volcánicos tienen grandes ventajas comparativas en relación al flujo ascensional como pudo evidenciarse en simulaciones matemáticas realizadas. Las cenizas volcánicas aportan propiedades a los suelos confiriéndoles mayor capacidad de almacenamiento y mayor conductividad hidráulica, factores claves que inciden en el flujo capilar.
Figura 45. Columna que representa un corte vertical del mallín.
Cubierta vegetal Horizonte de reaices
Horizonte no saturado sujeto a flujo capilar
Acuifero freático zona saturada
Hidroapoyo impermeable Nivel freático
Figura 46. Comparación del régimen hídrico típico en meseta árida y área de mallín.
EVT PPT
300 200
100J Meseta Arida J J Mallín J
Disponibilidad H20 Suelo
Déficit EVT
REGIMEN HÍDRICO
Asimismo, se entiende el déficit hídrico de primavera-verano de muchos mallines dado por la imposibilidad de satisfacer en forma total la demanda evapotraspiratoria de ese período. Esto se puede deber tanto a la excesiva profundidad de la freática como a las características físicas del suelo.
El proceso de flujo ascendente queda reflejado en la Curva Característica del Mallín (CCM), la cual indica el flujo capilar ascendente (mm/día) que puede llegar al horizonte de raíces en función de la profundidad a la freática (Figura 47). Esta CCM es la clave para el manejo del mallín, ya sea para su sistematización cuando se dispone de agua, o para el manejo ganadero cuando no hay agua disponible para recargar la freática. La CCM identifica al mallín como su “huella digital”
y resulta de un conjunto de factores: perfil edafológico, horizontes, espesores, constitución física y química de los mismos, composición de la vegetación y distribución espacial de sus raíces.
Cada mallín o parte del mismo tiene su propia CCM, la cual pasa a ser la herramienta fundamental para caracterizarlo y diseñar un manejo sustentable.
EVT mm/día
Relación EVT - Profundidad Ea. Pampa Norquin (Huecu)
Distancia freática (m)
0 0 1.5 2 2.5
2 4 6 8 10 12 14
Figura 47. Curva característica del mallín (CCM) para un mallín de El Huecú, Neuquén.
Asociado al flujo de agua ascendente se transportan sales a la superficie y a los horizontes de exploración radicular. Estas pueden ser redistribuidas nuevamente en el perfil cuando son lavadas con la recarga superficial, tanto por lluvias como por el escurrimiento superficial proveniente de las áreas circundantes. La concentración de sales es dinámica y se debe al material originario, al agua y a los términos del balance salino entre entradas y salidas al mallín. Son relevantes en este proceso la lámina de precipitación anual, el drenaje natural hacia el cauce central y el escurrimiento superficial, tanto por los volúmenes que aporta a la infiltración como por su tenor salino. Hay una vinculación entre las escalas espaciales dada por el suelo del mallín, el acuífero que subyace, conformando la freática, y la cuenca como unidad hidrológica (Figura 48).
CUENCA
3 niveles de análisis
Acuifero
Suelo
Figura 48. Distintas escalas de análisis: cuenca, acuífero y suelo (Fuente: Musy André, 2005 y aportes propios).
Enlaces entre las tres escalas que dan lugar al mallín.
El régimen de precipitación de la Patagonia presenta una concentración invernal.
Como lo afirma Paruelo et al. (1996) en el período otoño-invierno-primavera se produce el 89% de las precipitaciones. Por otro lado, la fusión de nieve acumulada durante este período comienza con la primavera y se extiende hasta noviembre- diciembre. En este período desde otoño hasta comienzo del verano la recarga está mayormente garantizada, a veces en exceso lo cual eleva la capa freática en los mallines, aumentando la zona central anegada. A partir del comienzo del verano, el régimen de recarga está condicionado por el tipo de cuenca.
Las características fisiográficas de la cuenca pasan a tener un papel fundamental en el régimen del escurrimiento. La composición del mismo, en cuanto al aporte relativo de los flujos superficiales, subsuperficiales y subterráneos determinará el hidrograma estival. Las cuencas con aportes subterráneos importantes, por ejemplo las constituídas por mesetas basálticas, tendrán regímenes más
permanentes a lo largo del año que aquellas cuyo componente principal del flujo es superficial. El aporte subterráneo puede presentarse en las laderas como "ojos de aguas" o "lloraderos" permanentes ó no visibles por estar bajo del material sedimentario que rellena el mallín.
Cuando el agua proviene de acuíferos confinados recargados regionalmente, la variabilidad anual del mismo es aún mucho menor, generando las condiciones para conformar los mejores mallines desde el punto de vista productivo.
En base a esta dinámica y sus enlazamientos, se pudo arribar a un esquema de manejo basado en el los siguientes supuestos:
1. Si el mallín se humidifica naturalmente a partir de la freática.
2. Si el caudal capilar depende de la profundidad freática para un tipo de suelo.
3. Si el caudal capilar es igual a la evapotranspiración, no hay déficit; si el caudal capilar no iguala la demanda evapotranspiraratoria, se genera déficit.
Por lo tanto, manejando el nivel freático tal que el caudal capilar iguale a la evapotranspiración, se controla el déficit estival, lo que equivale a regar con una eficiencia del 100%, pues las raíces toman solo el agua que requieren.
El control del nivel freático se realiza mediante la recarga al acuífero cuando hay agua disponible. Se busca así ajustar el nivel freático en cada mes del año para que el flujo capilar iguale a la evapotranspiración de ese mes.
La recarga debe ser realizada sin “mojar” la superficie del suelo, sino con acequias de recarga. Toda vez que se humedece el terreno superficial, se pierde el flujo capilar ya que se igualan las tensiones matriciales entre la freática y la superficie.
Cuando no se dispone de agua en verano, la medida de profundidad freática nos permitirá conocer, mediante la CCM, cuan por debajo se está de la ETc, o sea estimar el déficit hídrico, y en consecuencia inferir la carga animal máxima que puede sostener el mallín por unidad de superficie.
Flujo capilar = f (h
freática) h
freática= f (dinámica del acuífero)
Dinámica del acuífero = f (hidrología de la cuenca)
El conocimiento de todos estos procesos y la identificación y cuantificación de las componentes de flujos de agua y sales permitirá la conservación del recurso, un mejor manejo productivo y la recuperación de mallines. El manejo del agua propuesto es una tecnología adecuada al funcionamiento de los mallines y por consiguiente contribuye a la producción sustentable en estos ecosistemas patagónicos.
Ingeniería del Riego y Drenaje
El objetivo del diseño ingenieril es conseguir, con el menor número y magnitud de obras, el control de las fluctuaciones de la capa freática en niveles que permitan el desarrollo de las especies vegetales asociadas a una mayor productividad de los mallines.
El reconocimiento de la mecánica de acuíferos permite controlar la recarga y drenaje (en invierno) de estos mediante el uso de acequias de recarga y manejo de nivel de agua en el cauce central. Su funcionamiento responde a las mismas ecuaciones que rigen el flujo del agua en medios porosos saturados (Figura 49 y 50).
En base a registros climáticos y freatimétricos, la CCM y características de la vegetación se ha desarrollado un método que permite el diseño ingenieril de la recarga y el manejo operativo, y así maximizar la productividad del mallín bajo condiciones sustentables y sostenible en el tiempo.
Este método, explicado en los próximos capítulos, se basa en la física de los procesos y permite cuantificar los flujos de agua y el trasporte salino como también las dimensiones y disposición de los canales de recarga (Figura 51).
INGENIERIA DEL RIEGO
Acequias de infiltración
Compuerta Tablero
Cauce central
Posible configuración del sistema Figura 49. Configuración de canales de recarga sobre el área
La productividad del mallín asociada a los procesos mencionados, determinan la base para un manejo ganadero que preserve el ecosistema y prevenga la degradación del mallín.
L= f (EVT, Ks, espesor del acuífero) B= f (Infiltración, parámetros físicos del acuífero)
L
B
L INGENIERÍA DE RIEGO
Figura 50. Esquema de canales de recarga
Figura 51. Construcción de canales de recarga
Degradación de Mallines
Existen causas naturales y actividades antrópicas que pueden erosionar y degradar el mallín, que conllevan a la pérdida de funcionalidad del mismo y disminución de su área. A continuación se abordarán aquellas causas que son provocadas por la perturbación antrópica.
1. Impactos por actividad ganadera
El sobrepastoreo es una de las principales causas de degradación, producida por sostener una carga animal superior a la que la productividad del mallín puede alimentar. Dado que constituye la porción más productiva de los establecimientos ganaderos, la degradación se produce con alta frecuencia.
En la Figura 52 se esquematiza una carga animal constante (puntos negros) bajo condiciones iniciales del mallín adecuadas para la misma. Si se presenta un año “seco” el aporte hídrico al mallín será menor, la freática descenderá y el flujo capilar será menor, con una diminución de materia seca producida. Si
se mantiene la carga animal, habrá sobrepastoreo y cambiará el coeficiente de escorrentía, aumentando el escurrimiento por sobre la infiltración. Este escurrimiento superficial con sedimentos incorporados resultará en un caudal mayor aportado al cauce central provocando su profundización (Figura 53 y 54).
Al año siguiente y por esta razón la freática estará más baja en equilibrio con el cauce central, lo cual generará más intensidad en este mecanismo degradativo.
A su vez, al haber menos infiltración, disminuye la lámina de lavado de sales, lo cual direcciona a una tendencia a salinizar el mallín.
DEGRADACIÓN DE MALLINES:
variaciones climáticas + manejo
AÑO HÚMEDO Nivel Hídrico
Aumento del coeficiente de escorrentía
AÑO SECO Nivel Hídrico Carga animal
constante
q = f (h freática) NF
DEGRADACIÓN
Prof. Cauce Central Aumento prof. freático
Mayor Déficit Hídrico Salinización
S = f (Precip. efectiva) Figura 52. Proceso de desecación y salinización del mallín.
Figura 53. Degradación del mallín por profundización del cauce central.
2. Impactos por infraestructura de transporte En la CCM de cada mallín como el presenta- do en la Figura 47, puede observarse lo sen- sible que es el flujo ascendente (ordenadas) respecto de la profundidad freática (abscisas).
Pequeños descensos del nivel freático modifica altamente la capacidad de suplir la demanda evapotraspiratoria, sobre todo en los meses es- tivales, periodo típico de déficit hídrico. La CCM depende de la textura y estructura y disposi- ción de los horizontes que conforman el suelo, razón por lo cual cada mallín tiene un compor- tamiento característico aunque estén todos sujetos a los mismos procesos hidrológicos. En consecuencia, todo factor que afecte el suelo y/o las profundidades freáticas (freatigrama anual) afectará el funcionamiento del mallín.
Figura 54. Profundización y degradación irreversible.
Figura 55. Cauce central generado a partir de una perturbación.
Figura 56. Profundización del nuevo cauce.
Figura 57. Cauce central originario, inactivo actualmente.
En las Figuras 55, 56 y 57, se observa un ejemplo de como se ha modificado la hidrología natural desviando el cauce central y generando un segundo cauce cuya profundidad hace que funcione como dren. Es así que ha provocado el descenso freático a niveles incompatibles con los caudales capilares que requiere la vegetación, resultando en la degradación de la vegetación y los suelos.
EL CONTENIDO DE ESTE INFORME FUE EXTRAIDO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN A049 "Estudio del funcionamiento hidrológico de mallines para un manejo productivo sustentable”.
Horne,F.; Dufilho, C.; Schmid, P.; Polla,G.
y Stangaferro S. 2001
INDICADORES DE DEGRADACIÓN Y BIOMASA RADICAL EN MALLINES DE UNA CUENCA HÍDRICA DE LA
PATAGONIA AUSTRAL
Autores: Victor Utrillas, Miguel Andrade, Sabrina Billoni, Bibiana Rogel, Pablo Peri.
Introducción
En Patagonia, los principales disturbios que afectan los mallines se asocian con variaciones inducidas en la napa freática y el pastoreo intensivo y continuo del ganado (Raffaele 1999). En este contexto, el sobrepastoreo de estos ecosistemas produce una disminución de la cobertura vegetal y un aumento del suelo desnudo (Bonvisutto et al. 2008), reducción de la biomasa del pastizal y el contenido del carbono orgánico edáfico total (Enriquez et al. 2015) y particulado (Enriquez and Cremona 2018) y favorecimiento de la evaporación del agua y salinización (Del Valle 1993). Además, genera compactación del suelo por pisoteo animal en condiciones húmedas, lo cual provoca aumentos en la densidad volumétrica (Enriquez et al. 2015) y procesos de erosión hídrica (Del Valle 1993).
En virtud de estos disturbios, en Patagonia se plantearon varios trabajos para establecer indicadores que permitan caracterizar diferentes estados de degradación de los mallines (Bonvisutto et al. 2008; Suárez et al. 2010;
Collantes et al. 2013; Vargas, 2017; Enriquez y Cremona, 2018). A su vez, existen poco antecedentes de estudios sobre el sistema radical de la vegetación en estos ambientes, cuya biomasa se encuentra afectada por el sobrepastoreo en mallines del Norte de Patagonia (Enriquez et al. 2015).
En este contexto, se planteó un trabajo con el objetivo de analizar la asociación entre indicadores de deterioro de la vegetación y el suelo y evaluar los cambios de estas variables, entre sectores y condiciones de degradación, y la biomasa radical entre mallines con diferente condición de una cuenca hídrica del Sur de Santa Cruz.
Área y sitios de estudio
El área se ubicó en el piso de valle de la cuenca alta y media del Río Coyle en la Estepa Magallánica Seca del Sur de Santa Cruz. Se establecieron dos sectores:
Húmedo, cercano al cauce principal y/o secundario del mallín y Seco, en la periferia del mallín. A su vez, en cada sector se identificaron tres condiciones del mallín: Buena, Moderada y Muy Degradada. De ésta manera, a partir de la combinación sector y condición se establecieron cinco sitios de estudio (Figura 58, Cuadro 10):
51º0'00''S51º20'0''S 51º0'00''S51º20'0''S 72º0'0''W 71º40'0''W 71º20'0''W 71º0'0''W 70º40'0''W 70º20'0''W 70º0'0''W 69º40'0''W 69º20'0''W 69º0'0''W
72º0'0''W 71º40'0''W 71º20'0''W 71º0'0''W 70º40'0''W 70º20'0''W 70º0'0''W 69º40'0''W 69º20'0''W 69º0'0''W Río Coyle
Brazo Sur río Co yle 1
4 2 3 5
105 0 10 20 30 40
Kilometros
ID 1 23 4 5
Húmedo Bueno
Húmedo Moderadamente Deteriorado Seco Moderadamente Deteriorado Húmdo Muy Deteriorado
Seco Muy Deteriorado
Latitud 51º03’37.6’’LS 51º23’37.4’’LS 51º25’35.9’’LS 51º22’49.8’’LS 51º22’45.7’’LS Longitud
Sector y Condición del Mallín
71º45’33.5’’LO 70º12’14.1’’LO 70º14’58.9’’LO 70º13’38.6’’LO 70º13’51.1’’LO
Húmedo buena Húmedo
muy-delgado Húmedo
moderadamente-delgado
Seco-Muy
Degradado Seco-Moderadamente Degradado
Mallines Cursos de agua permanente
(IGN)
Figura 58. Sectores de estudio.
Cuadro 10. Localización de los sectores de estudio.
Determinaciones en la vegetación, suelo y biomasa radical
En transectas, se registró en dos fechas (diciembre y abril) y durante tres años (2010-2011, 2011-2012 y 2012-2013) la presencia de las variables vegetación por especie, suelo desnudo, mantillo y muerto en pie, Además, se realizaron cortes manuales del pastizal para determinar la biomasa aérea disponible. En gabinete, la vegetación se determinó en especies con valor forrajero principal y especies indicadoras de deterioro (Se consideró planta indicadora aquella cuya presencia indica una pérdida en la capacidad productiva del pastizal) y se calculó la cobertura aérea absoluta de las variables.
En cada sitio, se midió la resistencia mecánica del suelo a 5 cm de profundidad con penetrómetro, y se recolectaron con cilindro metálico muestras de los primeros 5 cm para determinar densidad aparente. Además, se extrajeron muestras compuestas de suelo entre 0 y 15 cm para realizar en laboratorio análisis de pH, resistencia eléctrica, carbono orgánico y cálculo de materia orgánica.
En los tres sitios del sector húmedo del mallín, se recolectaron por fecha muestras de suelo con raíces de plantas completas hasta los 15 cm y procesadas en laboratorio mediante subdivisión en submuestras (3) a distancias regulares de 5 cm para determinar la biomasa radical.
Diseño y Análisis estadístico
Se exploró la variabilidad entre condiciones y sectores en las 2 fechas anuales y los 3 años del estudio, mediante Análisis de Componentes Principales (ACP) y matrices de correlación de las variables vegetativas y edáficas. Los parámetros se analizaron mediante una prueba tri-factorial 2 x 2 x 3, i.e.
Sector (Húmedo y Seco), Fecha (Diciembre y Abril) y Condición (Buena, Moderadamente Degradada y Muy Degradada). La prueba se incluyó en un diseño completamente aleatorizado (DCA) con tres repeticiones con arreglo en parcelas subdivididas. Los valores de biomasa radical se analizaron mediante una prueba bi-factorial 3 x 3, i.e. Condición de Degradación (Buena, Moderadamente Degradada y Muy Degradada) y Profundidad (0-5, 5-10 y 10-15 cm). La prueba se incluyó en un DCA con 6 repeticiones.
Principales Resultados
Análisis de Componentes Principales
El análisis detectó tres grupos de sitios: 1) Bueno-Húmedo y Moderadamente Deteriorado-Húmedo, asociado a la materia orgánica y la biomasa aérea disponible; 2) Moderadamente Deteriorado-Seco, correlacionado con la resistencia eléctrica del suelo y 3) Muy Deteriorado-Húmedo y Muy Deteriorado- Seco, asociado con especies indicadoras, suelo desnudo, mantillo y densidad aparente.
Variables de vegetación
En los sectores húmedo y seco del mallín y bajo condición muy degradada, se reportó mayor (6 veces) cobertura de especies indica doras (EI) y menor (3-5 y 8,5-14 veces, respectivamente) biomasa aérea disponible del pastizal respecto a las condiciones restantes. A su vez, en los sitios húmedo y seco las EI estuvieron representadas principalmente por Taraxacum officinale (Diente de león) y Stipa chrysophylla (Coirón amargo), respectivamente (Figura 59).
Variables del suelo y biomasa radical
La densidad aparente edáfica en los sitios húmedo y seco muy degradados (Figura 60) fue superior (desde 2 hasta 5 veces) y el contenido de materia orgánica menor (hasta 1,5 veces) respecto a los sitios restantes. La biomasa radical se redujo con mayor degradación del mallín y disminuyó desde 2 hasta 11 veces entre las condiciones buena y muy degradada a 0-5 y 10-15 cm de profundidad, respectivamente.
Diente de León
(Taraxacum officinale) Coirón amargo
(Stipa chrysophylla) Sitio Húmedo - Muy Degradado con <
biomasa del pastizal Figura 59. Vegetación asociada a los sitios de estudio.
Conclusiones
El trabajo permitió analizar la asociación de variables de la vegetación y el suelo entre sectores y condiciones de degradación de mallines de una cuenca hídrica del Sur de Santa Cruz. Además, el estudio logró determinar la magnitud de cambio de las mismas entre sectores y condiciones del mallín.
Por último, el trabajo pudo evaluar la variación de la biomasa radical entre mallines con diferente condición.
Figura 60. Sitio húmedo-muy degradado.
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