16.2D: Suelos de humedales

Los humedales son considerados uno de los ecosistemas más diversos biológicamente.

Objetivos de aprendizaje

• Evaluar la composición de los suelos de humedales

Puntos Clave

• El ciclo de nutrientes en lagos y humedales de agua dulce depende mucho de las condiciones redox.
• Algunos procesos microbianos anaerobios incluyen desnitrificación, reducción de sulfato y metanogénesis y son responsables de la liberación de N2 (nitrógeno), H2S (sulfuro de hidrógeno) y CH4 (metano).
• Otros procesos microbianos anaerobios están vinculados a cambios en el estado de oxidación del hierro y el manganeso y como resultado de la descomposición anaeróbica, el suelo almacena grandes cantidades de carbono orgánico debido a que la descomposición es incompleta.

Términos Clave

• desnitrificación: Proceso por el cual un nitrato se convierte en nitrógeno molecular, especialmente por la acción de bacterias.
• metanogénesis: La generación de metano por bacterias anaerobias.
• heterótrofo: Un organismo que requiere un suministro externo de energía en forma de alimento ya que no puede sintetizar el suyo propio.

Un humedal es una superficie terrestre que está saturada de agua, ya sea de forma permanente o estacional, de tal manera que adquiere las características de un ecosistema distinto. Principalmente, el factor que distingue a los humedales de otras formas de tierra o cuerpos de agua es la vegetación característica que se adapta a sus condiciones únicas de suelo: Los humedales consisten principalmente en suelo hídrico, que soporta plantas acuáticas. El agua que se encuentra en los humedales puede ser de agua salada, agua dulce o salobre. Los principales tipos de humedales incluyen pantanos, pantanos, pantanos y pantanos. Los subtipos incluyen mangle, carr, pocosina y varzea.

Los humedales desempeñan una serie de roles en el medio ambiente, principalmente la purificación del agua, el control de inundaciones y la estabilidad de la costa. Los humedales también son considerados los ecosistemas más diversos biológicamente, sirviendo como hogar de una amplia gama de vida vegetal y animal.

En suelos equilibrados, las plantas crecen en un ambiente activo y estable. El contenido mineral del suelo y su estructura de corazón son importantes para su bienestar, pero es la vida en la tierra la que potencia sus ciclos y proporciona su fertilidad. Sin las actividades de los organismos del suelo, los materiales orgánicos se acumularían y ensuciarían la superficie del suelo, y no habría alimento para las plantas.

La biota del suelo incluye:

Figura: Una red alimentaria acuática y terrestre de agua dulce. : La red alimentaria es una red compleja e interconectada.

Megafauna: rango de tamaño — 20 mm hacia arriba, por ejemplo, topos, conejos y roedores.

Mesofauna: rango de tamaño — 100 micrómetros a 2 mm, por ejemplo, tardígrados, ácaros y colémbolos.

Microfauna y Microflora: rango de tamaño — 1 a 100 micrómetros, por ejemplo levaduras, bacterias (comúnmente actinobacterias), hongos, protozoos, lombrices intestinales y rotíferos.

De estos, las bacterias y los hongos juegan un papel clave en el mantenimiento de un suelo saludable. Actúan como descomponedores que descomponen los materiales orgánicos para producir detritos y otros productos de descomposición. Los detritívoros del suelo, como las lombrices de tierra, ingieren detritos y los descomponen. Los saprótrofos, bien representados por hongos y bacterias, extraen nutrientes solubles del delitro. Las hormigas (macrofaunas) ayudan al descomponerse de la misma manera pero también proporcionan la parte de movimiento a medida que se mueven en sus ejércitos. También los roedores, los comedores de madera ayudan a que el suelo sea más absorbente.

El ciclo de nutrientes en lagos y humedales de agua dulce depende mucho de las condiciones redox. Bajo unos pocos milímetros de agua, las bacterias heterótrofas metabolizan y consumen oxígeno. Por lo tanto, agotan el suelo de oxígeno y crean la necesidad de respiración anaeróbica. Algunos procesos microbianos anaerobios incluyen desnitrificación, reducción de sulfato y metanogénesis y son responsables de la liberación de N ₂ (nitrógeno), H ₂ S (sulfuro de hidrógeno) y CH ₄ (metano). Otros procesos microbianos anaerobios están vinculados a cambios en el estado de oxidación del hierro y el manganeso. Como resultado de la descomposición anaeróbica, el suelo almacena grandes cantidades de carbono orgánico debido a que la descomposición es incompleta.

El potencial redox describe la manera en que se desarrollarán las reacciones químicas en suelos con deficiencia de oxígeno y controla el ciclo de nutrientes en sistemas inundados. El potencial redox, o potencial de reducción, se utiliza para expresar la probabilidad de que un ambiente reciba electrones y, por lo tanto, se reduzca. Por ejemplo, si un sistema ya tiene muchos electrones (esquisto anóxico, rico en orgánicos) se reduce y probablemente donará electrones a una parte del sistema que tiene una baja concentración de electrones, o un ambiente oxidado, para equilibrarse al gradiente químico. El ambiente oxidado tiene un alto potencial redox, mientras que el ambiente reducido tiene un bajo potencial redox.

Figura: Potencial redox: El potencial redox describe la manera en que se desarrollarán las reacciones químicas en suelos con deficiencia de oxígeno y controla el ciclo de nutrientes en sistemas inundados.

El potencial redox está controlado por el estado de oxidación de las especies químicas, el pH y la cantidad de oxígeno (O ₂) que hay en el sistema. El ambiente oxidante acepta electrones debido a la presencia de O ₂, que actúa como aceptores de electrones:

O ₂ + 4e ^— + 4H ⁺ → H ₂ O

Esta ecuación tenderá a moverse hacia la derecha en condiciones ácidas lo que provoca que se encuentren potenciales redox más altos a niveles de pH más bajos. Las bacterias, organismos heterótrofos, consumen oxígeno mientras descomponen material orgánico que agota los suelos de oxígeno, incrementando así el potencial redox. En condiciones redox bajas la deposición de hierro ferroso (Fe ²⁺) aumentará con la disminución de las tasas de descomposición, preservando así los restos orgánicos y depositando humus.