Inundaciones y su relación con el clima y la hidrología subterránea en el Noroeste de Buenos Aires (1980-2010) : aplicación de percepción remota

Gran parte de la llanura pampeana Argentina presenta una escasa red de drenaje superficial y niveles freáticos cercanos a la superficie que, junto a los excesos hídricos, producen a menudo inundaciones provocando un fuerte impacto sobre los ecosistemas naturales y modificados. En esta tesis, mediante la utilización de sensores remotos, caractericé el área inundada y su relación con condicionantes climáticos, hidrológicos y de uso de la tierra para el período 1980-2010 en una superficie de 24.000 km2 en el noroeste de la provincia de Buenos Aires. La estimación de la fracción del área inundada mediante una clasificación con umbral en la banda 5 de imágenes Landsat presentó alta confiabilidad cuando se la comparó con un método más complejo de clasificación preexistente (r2=0,99, EEest = 1 por ciento, n = 10). Se observaron fuertes oscilaciones de la superficie inundada lo largo del período de estudio con valores extremos de 0,96 y 27,7 por ciento. Se identificaron claramente dos grandes ciclos completos de inundación en 1987 y 2001, los que llegaron a cubrir el 22,5 y 27,7 por ciento del territorio respectivamente y retrayéndose a niveles menor a 5 por ciento en los siguientes dos años en ambos episodios. La utilización del producto MOD13Q1 del sensor MODIS para estimar el área inundada empleando la técnica de Análisis Lineal de Mezclas Espectrales presentó altos niveles de error cuando se lo comparó con las estimaciones realizadas con Landsat. El análisis que vinculó al área inundada con la precipitación (PPT), el nivel freático absoluto y sus variaciones, la evapotranspiración potencial (ETP) y el balance hídrico, mostró que la precipitación fue el factor que más estuvo asociado a los eventos de inundación aún con períodos largos de integración de 24 y 36 meses. La inclusión de la evapotranspiración en el análisis, tanto en forma directa como a través del balance PPT-ETP, no mejoró en forma apreciable la explicación de las inundaciones. El nivel freático absoluto mostró una asociación alta con el área inundada (mayor inundación con niveles más superficiales) a la escala de 3 meses, perdiendo peso como variable explicativa en períodos más extensos. Ante la posibilidad de que se desarrollen nuevos eventos de inundación masiva en la llanura pampeana es trascendental avanzar en el conocimiento de las interacciones entre la hidrología, el clima y el uso del suelo a fin de compatibilizar estrategias agrícolas con estrategias de ordenamiento hidrológico del territorio para reducir el impacto de dichos eventos

Consecuencias del cambio en el uso del suelo sobre la dinámica del agua en dos sistemas semiáridos

En los sistemas áridos, la disponibilidad de agua es el principal control de los procesos ecosistémicos. La vegetación ejerce un rol importante sobre los flujos de entrada y salida de agua del sistema, que se verían afectados por cambios en el uso del suelo. En esta tesis se exploraron dos cambios de uso del suelo en distinto sentido, la forestación de pastizales en el noroeste de la estepa patagónica y la delimitación de un área protegida del sureste de la península ibérica. Para el análisis de los flujos hídricos, se combinaron dos aproximaciones, la percepción remota y un modelo de simulación. En Patagonia, las forestaciones evapotranspiraron un 20 por ciento más que la estepa y un 28 por ciento menos que las praderas húmedas (mallines), siendo la transpiración el flujo más afectado. La ausencia de drenaje profundo (aporte indispensable en el balance hídrico de los mallines aledaños) en escenarios forestados, sugeriría que las consecuencias de este tipo de cambio de uso del suelo sobre el rendimiento hídrico de la región se verificarían a escala de paisaje. En el sureste de España la tendencia de la radiación absorbida por la vegetación dentro del parque fue mayor que fuera del mismo. Esto sugeriría que están ocurriendo cambios de distinta magnitud en las situaciones con distinto grado de protección y que la detección de esos cambios requiere de décadas. Cabe destacar entonces, la importancia de evaluar en el corto y largo plazo, no solo la magnitud sino también el sentido de cambio de funcionamiento de los ecosistemas asociados a distintos cambios de uso del territorio, en particular aquellos asociados a la dinámica del agua y el flujo de energía.

Efecto de la concentración de N-NO3- en la solución nutritiva sobre la cantidad y calidad de flores de un cultivo sin suelo de gerbera

En los sistemas de cultivo sin suelo la producción tiene lugar sobre un sustrato compuesto por un material o mezcla de materiales no edáficos, generalmente con baja o casi nula disponibilidad natural de nutrientes minerales, por lo que los mismos son agregados junto con el agua de riego. El manejo nutricional debe asegurar tanto la concentración individual como un balance adecuado entre ellos, en orden de obtener alta productividad y calidad, a la vez que un ajuste fino de la fertilización contribuye a reducir el impacto ambiental. Los objetivos de esta tesis fueron: 1º) evaluar los efectos de diferentes concentraciones de N-NO3- en la solución nutritiva sobre el rendimiento de un cultivo de Gerbera jamesonii Bolus para flor de corte, 2º) analizar si el índice de área foliar (IAF) y el contenido de clorofila están asociados con tales efectos, 3º) determinar si distintas dosis de N afectan la absorción y/o acumulación de otros nutrientes. Para ello se realizaron mediciones de producción (varas florales por unidad de superficie) y calidad de flor (longitud de vara, diámetro de capítulo y vida en florero), área foliar, contenido de clorofila y de nutrientes en hoja. Se determinó consumo de agua y nutrientes a través del seguimiento del agua de riego y de drenaje. Se realizaron mediciones con un radiómetro multiespectral para determinar correlaciones entre las variables ecofisiológicas medidas y el patrón de reflectancia del cultivo. Luego de un año de cultivo, se verificaron variaciones de IAF y clorofila y se encontraron diferencias significativas en cantidad y calidad de flores en momentos puntuales en relación con la dosis de N y con la radiación y temperatura, observándose en general mejores resultados de la dosis más alta en momentos de mayor radiación y temperatura, mientras que en épocas más frías no hubo diferencias o bien estas no fueron cuantitativamente importantes. También se encontró relación entre distintas dosis de N y acumulación de P, K, Ca y Mg en hoja. La construcción de modelos a partir de sensores remotos de reflectancia permitió estimar el contenido de clorofila, de nitrógeno y el IAF. Es necesaria la validación de los mismos para poder utilizarlos como herramienta de manejo. Se concluye que un manejo nutricional óptimo debería modificar la concentración de nutrientes teniendo en cuenta las condiciones ambientales

Crecimiento, rendimiento y calidad de semillas de tres cv de Cenchrus ciliaris bajo condiciones de salinidad

La salinidad es uno de los mayores factores limitantes para la expansión de la frontera agrícola, afecta a más de 30 millones de hectáreas principalmente en las regiones áridas y semiáridas, donde es una de las principales limitaciones edáficas para la producción de plantas forrajeras. Cenchrus ciliaris (Poaceae), es una especie perenne, nativa de África y de la mitad este de Asia de conocida tolerancia a condiciones de sequía y elevadas temperaturas. Sin embargo la información sobre la tolerancia a condiciones de salinidad es escasa por lo que el objetivo general de este trabajo fue aportar conocimientos sobre los efectos de la salinidad en el rendimiento de forraje y semilla de Cenchrus ciliaris y algunos de los mecanismos fisiológicos subyacentes. Para esto se utilizaron tres cv Americana, Biloela y Texas, que se cultivaron en containers de 1000 litros sobre arena lavada durante dos temporadas. Este sistema de cultivo permitió controlar los niveles de salinidad en el sustrato, similar a una hidroponía, pero mantener a las plantas en condiciones de campo en cuanto a temperatura, radiación, humedad, vientos etc. Haciendo así que los resultados sean mucho más próximos y extrapolables a una condición real de cultivo. Los tratamientos consistieron en riegos con soluciones de NaCl de 8, 13 y 18 dS/m, sobre una base de solución nutritiva. El control consistió solamente en la mencionada solución nutritiva (3 dS/m). Para evitar la acumulación de sales en el perfil se diseñó un sistema de drenaje que permitió monitorear diariamente el lixiviado de riego y mantener el sistema estable. Los efectos de los tratamientos se evaluaron sobre variables de crecimiento y de rendimiento reproductivo. También se realizaron mediciones de potencial hídrico, osmótico, contenido relativo de agua (RWC) y acumulación de iones en lámina foliar. Para determinar si la semillas obtenidas de plantas estresadas toleran mejor condiciones de estrés durante la germinación, estas se incubaron en soluciones de NaCl de -0.5, -1, -1.5, -2, -2.5 y -3 MPa. Los resultados mostraron que los tres cv responden de manera similar frente al estrés, disminuyendo el crecimiento vegetativo y el rendimiento conforme aumenta la salinidad. Como respuesta general a los tratamientos salinos el crecimiento disminuyó al igual que lo observado para condiciones de estrés hídrico. De todas las etapas del ciclo ontogénico estudiadas la más susceptible fue la inicial que comprendió plantas que estaban iniciando la etapa reproductiva, siendo el cv Biloela el más susceptible. Luego hacia el final de la temporada de crecimiento las diferencias entre el control y el tratamiento menos salino (8 dS/m) desaparecieron. Esto indica que el cultivo es más sensible a la salinidad en la etapa vegetativa y el inicio de la etapa reproductiva. De las componentes del rendimiento reproductivo sólo el número de espigas por planta y el peso de 100 cariopses se vieron afectados. Con respecto a las variables hídricas los tres cv modificaron tanto el potencial hídrico como el osmótico y mantuvieron su RWC constante. Los iones adicionados con los tratamientos Na+ y Cl- se acumularon en hoja conforme aumentó la conductividad de las soluciones de riego. El análisis de K+ para cada cv mostró que en todos los casos los niveles de este ion fueron significativamente mayores en el control que en los tratamientos. En los tres cv estudiados se observó que semillas provenientes de plantas que crecieron en condiciones de salinidad germinaron en mayor cantidad y más rápido que las provenientes del control. En el cv Texas estas diferencias son especialmente marcadas, así semillas provenientes del tratamiento con mayor nivel de salinidad (18 S/m) germinaron casi un 50 por ciento más que las provenientes del control. El efecto de la salinidad durante el desarrollo de las semillas incrementó los niveles de germinación en los controles (0 Mpa) y en condiciones moderadas de salinidad (-0,5 a -1,5 MPa)

Factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo siembra directa : efecto sobre el balance de agua

La evolución estructural de los suelos y su relación con la dinámica del agua son aspectos clave en la sustentabilidad de los agro-ecosistemas. La siembra directa (SD) combinada con la simplificación de secuencias de cultivos, generan la necesidad de estudiar nuevos aspectos de la degradación física de suelos cultivados. El objetivo de esta tesis fue identificar factores condicionantes de la evolución estructural de suelos limosos bajo SD y analizar las consecuencias de la presencia de estructura laminar y otras estructuras asociadas sobre el balance de agua. Se aplicó el método del perfil cultural en distintos sitios de la pampa húmeda norte y se realizaron ensayos de campo (tránsito, cobertura, secuencias) y laboratorio (humedecimiento-secado, intervalo hídrico óptimo) para modelar la evolución de la estructura laminar, identificar sus factores formadores y cuantificar su efecto sobre el funcionamiento hídrico. El desarrollo de estructura laminar está generalizado en la pampa húmeda norte. Su proporción en el perfil está asociada con el número de años bajo SD. El tránsito agrícola y la cobertura superficial no afectaron su evolución. La estructura laminar se forma por fisuración por humedecimiento-secado de una estructura masiva subyacente. La distribución de macroporos de esta estructura y su estabilidad, afectan la microfisuración y la formación de agregados elongados. Las raíces contribuyen con el crecimiento lateral y la exploración de la capa superficial del suelo por impedimento en su profundización cuando la densidad aparente es crítica (mayor a1,44 Mg m-3). La estructura laminar altera el patrón de drenaje y aumenta el escurrimiento superficial en función de su proporción en el perfil del horizonte A. La secuencia de cultivos implementada bajo SD condiciona su formación y en consecuencia el funcionamiento hídrico del suelo. Las ecuaciones generadas permitirán identificar secuencias de cultivos que mejoren la captación de agua para aumentar rendimientos y minimizar riesgos ambientales.

Ordenación ecológica y análisis de las relaciones sociedad - naturaleza en tierras deprimidas del Partido de Tandil

El aprovechamiento de los sistemas ecológicos se da en forma diferencial entre comunidades. En su gran mayoría estas relaciones no son armónicas sino que generan disminuciones y hasta pérdida de la calidad de los sistemas naturales que le dan sustento, situación que compromete el sostenimiento de cualquier objetivo de desarrollo en términos modernos. El reconocimiento de la función que cumple la naturaleza como soporte, condición y potencial del proceso de producción en su conjunto se explicita en la noción sustentabilidad, y demanda un replanteo del modo en que el hombre, como sociedad en su conjunto, se vincula con la naturaleza. Se hace evidente entonces, que las relaciones no pueden concebirse sin la comprensión de la estructura, dinámica y distribución espacial de los ecosistemas frente a los procesos de ocupación, manejo y uso de los mismos. En el presente trabajo se plantea como objetivo analizar en forma integrada la diversidad actual de los sistemas de tierras de la llanura deprimida del Partido de Tandil, y conocer la estructura, funciones, formas y distribución espacial de los ecosistemas, los usos de las tierras y las relaciones sociedad-naturaleza resultantes. Para ello se analizaron los estudios socioeconómicos y de recursos naturales realizados en el área, se caracterizaron los atributos físicos y los diferentes usos de tierras que se desarrollan en ella y se cartografió su variedad y variabilidad espacial (Ordenación Ecológica). Se evaluó la aptitud de las unidades ecológicas para diferentes formas de uso rural, que permitió identificar y caracterizar relaciones sociedad-naturaleza a partir las diferentes formas de intervención de los sistemas ecológicos. La diversidad ecológica del área condiciona fuertemente la modalidad de aprovechamiento de las tierras que difunden en ella. La complejidad de la llanura deprimida admite distinguir formas ecosistémicas diferentes: una, corresponde a planicies extremadamente achatadas con dominio de suelos del subgrupo Natracuol típico, desarrollo de comunidades hidrófilas y halófitas, localizando los conocidos fenómenos de anegamiento de la pampa deprimida y concentrando el problema de presencia de sodicidad en el Partido de Tandil (36 del área). La otra, presenta mejores condiciones de drenaje con moderado potencial de escurrimiento superficial, dominancia de cuerpos edáficos bien desarrollados (Argiudoles típicos) y presencia de comunidades del flechillar que difunden en unidades de relieves positivos y mixtos. La totalidad de las tierras han sido intervenidas con fines productivos en algún momento en la historia de ocupación. La agricultura es la actividad productiva dominante en las áreas con buenas condiciones de drenaje (74.750 ha) mayormente con labranza de siembra directa y ocasionalmente tradicional. La ganadería bovina semiextensiva predomina en las tierras con mayores limitantes morfológicas y edáficas (102.450 ha). La racionalidad económica que define dichas relaciones, hace que estas generen pérdida de la calidad de los sistemas naturales de los cuales dependen. El estudio pretende brindar herramientas e información de base para viabilizar el diseño e instrumentación de propuestas que encaminen el proceso de ocupación de las tierras hacia la sustentabilidad ambiental del área estudiada. Los resultados obtenidos constituyen un plafón ecogeográfico indispensable que permiten ordenar el territorio en términos ecológicos y socioeconómico-ecológicos

El reemplazo de pastizales anegadizos por plantaciones de álamos con suelos drenados en el Bajo Delta del río Paraná : cambios físicos y biogeoquímicos en el suelo y el ecosistema

En los humedales del Bajo del Paraná, el drenaje de los suelos, endicamiento y forestación constituyen el cambio de uso más característico. A partir del muestreo de suelos y vegetación en parcelas pareadas de pastizales anegadizos y plantaciones forestales que los reemplazaron tras el drenaje de los suelos, se exploraron los cambios en el volumen y contenido de materia orgánica del suelo y el balance del ecosistema de carbono, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio, calcio y magnesio. El estrato de suelo orgánico original se redujo y el suelo mineral perdió volumen (-82 por ciento de porosidad en 0-10 cm de profundidad). Contrarrestó parcialmente estos efectos el aumento del contenido de materia orgánica (1,3 Mg C ha(-1) año(-1) favorecidos por el ingreso de raíces de álamos al suelo drenado (hídrico y libre de raíces en los pastizales). Comparadas con los pastizales, las forestaciones acumularon más carbono y nutrientes en la biomasa aérea y menos en broza y raíces. El balance final fue neutro para carbono y nitrógeno y negativo para fósforo (-0,7 Mg ha (-1) principalmente en los estratos profundos de suelo. Para el calcio, potasio y magnesio las ganancias en el suelo profundo, posiblemente asociadas a los cambios en el balance hídrico (mayor consumo freático, menor aporte superficial), determinaron balances positivos. La relación N/P en hojas de pastos y álamos (7 vs. 18) indicó el cambio de condiciones de limitación por nitrógeno a fósforo. En poco más de una década el drenaje, endicamiento y forestación de pastizales anegadizos redistribuyó el almacenamiento de carbono y nitrógeno sin afectar su magnitud, cambió las limitaciones nutricionales, y generó cambios físicos y químicos en los suelos. Estas modificaciones pueden acentuarse en plazos más largos influenciando la productividad y los servicios ecosistémicos de estos humedales.

Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas recientemente intensificados a acuíferos: efecto de la variación en las precipitaciones

A partir del monitoreo a campo de cultivos, suelo y agua subterránea, modelos de simulación y un experimento en lisímetros se estudió el intercambio de nitrógeno (N) inorgánico entre cultivos y el agua subterránea en sistemas agrícolas recientemente intensificados con suelos ricos en materia orgánica (MO). El monitoreo (1998-2010) en tres posiciones del paisaje de la Pampa Ondulada permitió captar períodos plurianuales húmedos y secos (1506-444 mm año-1) disparadores de cambios intensos en las profundidades freáticas (mayor 1 a menor a 6 m) que afectaron la función del agua subterránea y de los cultivos como moduladores de los flujos de agua y N. Con niveles freáticos superficiales, se redujo la capacidad de almacenaje del agua drenada hacia la zona no saturada, produciéndose un flujo lateral subsuperficial que redistribuyó el N lixiviado desde posiciones altas hacia los bajos y contribuyó a la recarga del acuífero aguas abajo. Este flujo, favorecido por fuertes gradientes hidráulicos, y la concentración local de solutos disparada por el consumo de agua subterránea por los cultivos en la posición de pie de loma, produjeron picos de concentración de cloruro (menor a 500 mg Cl. l-1) y nitrato (menor a 45 mg N-NO3. l-1) en el agua freática superficial. Durante períodos normales a secos los drenajes de diferentes eventos de lluvia se alojan en la zona no saturada, disipando y retrasando la respuesta del nivel freático a eventos individuales. El agua de lluvia fluye verticalmente arrastrando N del suelo hacia una superficie freática profunda (con mayor desfasaje temporal entre la concentración de nitrato del drenaje y la del agua freática a medida que el nivel se profundiza) y luego descarga en el arroyo. La aplicación de un fertilizante enriquecido con 15N a un cultivo de maíz en lisímetros permitió demostrar que la fertilización representa un aporte insignificante (1 por ciento) al flujo de N lixiviado y que el N derivado de la mineralización de la MO del suelo constituye una fuente importante de N lixiviable durante períodos con balance hídrico positivo y/o baja demanda de los cultivos. A partir de los resultados obtenidos se propone un modelo conceptual de los flujos hidrológicos y de N en paisajes ondulados de uso agrícola para situaciones climáticas contrastantes

Sequía e inundación en la hiperllanura pampeana : una mirada desde el lote al municipio

p.71-77

Los excesos de agua edáfica y su relación con el ENSO en la región Pampeana

p.161-167

Evaluación de la aptitud de arenas locales para la construcción de campos deportivos

p.189-194

Sequía e inundación en la hiperllanura pampeana : una mirada desde el lote al municipio

p.71-77

La percepción de la calidad del suelo por parte de los productores en una prueba piloto en el área pampeana

p.97-106

Modelo local de simulación de nivel de napa freática en la Depresión del Salado

p.155-158

Consecuencias del cambio en el uso del suelo sobre la dinámica del agua en dos sistemas semiáridos

En los sistemas áridos, la disponibilidad de agua es el principal control de los procesos ecosistémicos. La vegetación ejerce un rol importante sobre los flujos de entrada y salida de agua del sistema, que se verían afectados por cambios en el uso del suelo. En esta tesis se exploraron dos cambios de uso del suelo en distinto sentido, la forestación de pastizales en el noroeste de la estepa patagónica y la delimitación de un área protegida del sureste de la península ibérica. Para el análisis de los flujos hídricos, se combinaron dos aproximaciones, la percepción remota y un modelo de simulación. En Patagonia, las forestaciones evapotranspiraron un 20 por ciento más que la estepa y un 28 por ciento menos que las praderas húmedas (mallines), siendo la transpiración el flujo más afectado. La ausencia de drenaje profundo (aporte indispensable en el balance hídrico de los mallines aledaños)en escenarios forestados, sugeriría que las consecuencias de este tipo de cambio de uso del suelo sobre el rendimiento hídrico de la región se verificarían a escala de paisaje. En el sureste de España la tendencia de la radiación absorbida por la vegetación dentro del parque fue mayor que fuera del mismo. Esto sugeriría que están ocurriendo cambios de distinta magnitud en las situaciones con distinto grado de protección y que la detección de esos cambios requiere de décadas. Cabe destacar entonces, la importancia de evaluar en el corto y largo plazo, no solo la magnitud sino también el sentido de cambio de funcionamiento de los ecosistemas asociados a distintos cambios de uso del territorio, en particular aquellos asociados a la dinámica del agua y el flujo de energía.