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La invasión de arbustos en pastizales puede aumentar la recarga de agua subterránea


Los pastizales de todo el mundo, que sustentan a la mayoría de los animales de pastoreo del mundo, han estado haciendo la transición a matorrales en un proceso que los científicos llaman «invasión de plantas leñosas».


por Holly Ober, Universidad de California – Riverside


El pastoreo manejado de las tierras secas es la forma más extensa de uso de la tierra en el planeta, lo que ha llevado a esfuerzos generalizados para revertir esta tendencia y restaurar la cubierta de hierba debido a la creencia de que resulta en menos agua que ingresa a las corrientes y acuíferos subterráneos.

Un nuevo estudio dirigido por Adam Schreiner-McGraw, investigador posdoctoral de hidrología en la Universidad de California, Riverside, modeló la invasión de arbustos en un paisaje inclinado y llegó a una conclusión sorprendente: la invasión de arbustos en las pendientes puede aumentar la cantidad de agua que se almacena en el almacenamiento de agua subterránea . El efecto de los arbustos es tan poderoso que incluso contrarresta las menores cantidades anuales de lluvia esperadas durante el cambio climático.

Hasta ahora, los investigadores han pensado que las plantas leñosas como los árboles y los arbustos tienen raíces más profundas que la hierba. Esta creencia surgió de los científicos que realizaban sus estudios relacionados en terreno plano.

«Llama la atención que la composición del ecosistema es lo que controla los cambios futuros proyectados para la recarga de agua subterránea», dijo Schreiner-McGraw. «Esto no significa que el cambio climático no sea importante, sino que el cambio de vegetación es potencialmente más importante y algo en lo que los científicos y los administradores de la tierra deberían concentrarse más en la comprensión».

El coautor Hoori Ajami, profesor asistente de hidrología de aguas subterráneas en UC Riverside, dijo que el documento analiza los efectos combinados del cambio climático y de vegetación en los procesos de recarga de aguas subterráneas en ambientes áridos.

«La mayoría de los estudios hasta la fecha han analizado estos cambios de forma aislada», dijo Ajami. «Aquí ilustramos que los efectos combinados del cambio de vegetación y el cambio climático podrían ser mayores o menores que la suma de sus partes».

La intrusión de arbustos en los pastizales a menudo se considera un problema porque reduce la cantidad de forraje disponible para el pastoreo de ganado y puede dar lugar a más parches de suelo desnudo y el consiguiente aumento de la erosión del suelo. Este proceso de crear más terreno desnudo se llama «xerificación». El cambio climático contribuye a la xerificación, pero la supresión de incendios y el pastoreo excesivo juegan los papeles más importantes.

Tiene sentido que los arbustos, que tienen sistemas de raíces profundas junto con tallos gruesos y muchas hojas, capturen más agua que la hierba, ya que se filtra a través del suelo, dejando menos agua disponible para reponer los acuíferos subterráneos. La investigación sobre la «recarga difusa», el proceso por el cual el agua repone los suministros de agua subterránea en un área grande, parece confirmar esto en paisajes planos. La xerificación de los pastizales ha sido vista como mala tanto para el ganado como para el ciclo del agua.

«Abordamos esta investigación con la simple premisa de que la topografía juega un papel en la redistribución del agua disponible, y esto debería afectar los resultados de la xerificación», dijo el coautor Enrique R. Vivoni, profesor de la Universidad Estatal de Arizona.

El grupo observó la recarga enfocada, que ocurre cuando las laderas canalizan el agua hacia áreas concentradas, como los cauces. Los cauces a menudo tienen fondos arenosos, que permiten que el agua se infiltre rápidamente y evitan que los arbustos de raíces profundas lo absorban.

Los datos de una ladera montañosa del desierto altamente monitoreada en Nuevo México se utilizaron para simular los efectos de la invasión de plantas leñosas y el cambio climático en los recursos hídricos. El equipo descubrió que los arbustos no solo aumentaron la recarga concentrada de agua subterránea, sino que lo hicieron incluso en condiciones donde el cambio climático redujo la cantidad de lluvia.

También modelaron una forma más extensa de invasión de arbustos llamada espesamiento, en la que las plantas crecen en rodales densos sin parches descubiertos, y encontraron, como en investigaciones previas de paisajes planos, los arbustos también redujeron la cantidad de recarga de agua subterránea en las laderas.

En las laderas, se necesita tierra desnuda entre parches de arbustos para conducir el agua hacia los cauces. El aumento de la escorrentía aumenta la recarga concentrada de agua subterránea.

«Nos sorprendió descubrir que una transición de pastizales a matorrales puede aumentar la sostenibilidad de los acuíferos subterráneos», dijo Schreiner-McGraw. «La mejor manera de aumentar la recarga focalizada en este sistema es aumentar la cantidad de escorrentía de las laderas que se concentra en los cauces».

El cambio climático probablemente aumentará la recarga de agua subterránea al hacer que las tormentas de lluvia sean más grandes, pero menos frecuentes. Las tormentas más grandes aumentan la cantidad de escorrentía que alcanza los canales de fondo arenoso y aumenta la recarga de agua subterránea. Los resultados de este estudio sugieren que la vegetación también jugará un papel importante en la recarga de agua subterránea en el futuro.

Aunque el estudio se realizó en Nuevo México, Schreiner-McGraw dijo que se aplica a entornos similares. Grandes partes de California también son sabanas del desierto. El sur de California y el Valle Central tienen accidentes geográficos similares a los encontrados en el sitio de estudio de Nuevo México. Estas áreas podrían experimentar procesos hidrológicos similares, aunque los ríos atmosféricos crean tormentas muy diferentes de las tormentas monzónicas, por lo que se requiere más investigación.

«El estudio destaca el papel del monitoreo a largo plazo en la comprensión de la dinámica del equilibrio hídrico de las cuencas hidrográficas, y el papel que desempeña el modelado basado en procesos en la comprensión de la dinámica del sistema», dijo Ajami.


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