2.5: Suelos de las Provincias Atlánticas
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Brandon Heung, Kevin Keys, David Burton y Derek Lynch
Objetivos de aprendizaje
Al término de este capítulo, los alumnos podrán:
- Comprender los factores responsables de la distribución de los suelos en las Provincias Atlánticas
- Identificar los horizontes diagnósticos de suelo asociados a órdenes de suelo y grandes grupos (según el Sistema Canadiense de Clasificación de Suelos) de las Provincias Atlánticas
- Relacionar los principales usos del suelo de la región con las propiedades de los suelos
INTRODUCCIÓN
Siete de los diez órdenes de suelo de Canadá se pueden encontrar en el Atlántico de Canadá, pero las altas tasas de precipitación anual y una preponderancia de material glacial hasta padre relativamente grueso y ácido han llevado a que Podzols sea el suelo dominante en la región. En muchos casos, estos suelos también son muy pedregosos y/o poco profundos hasta el lecho rocoso, lo que limita aún más su potencial agrícola. Como resultado, las provincias atlánticas (Nuevo Brunswick, Nueva Escocia, Isla del Príncipe Eduardo, y Terranova y Labrador) representan solo alrededor del 1.5% de la base de tierras agrícolas de Canadá (Statistics Canada, 2016), con bosques que cubren la mayor parte de la tierra en la región. Aunque cada provincia tiene áreas agrícolas de importancia local, solo en la Isla del Príncipe Eduardo las tierras agrícolas dominan sobre las tierras forestales.
FACTORES QUE CONTROLAN LA DISTRIBUCIÓN DE LOS SUELOS EN LAS PROVINCIAS ATLÁNTICAS
Utilizando el Marco Ecológico Nacional para Canadá, las provincias atlánticas se pueden dividir en cuatro ecozonas (Grupo de Trabajo de Estratificación Ecológica, 1996; Figura 13.1), que describen regiones que comparten geología, vegetación, suelo y clima similares. Nuevo Brunswick, Nueva Escocia y la Isla del Príncipe Eduardo se encuentran dentro de la ecozona marítima atlántica más meridional, con la isla de Terranova completamente cubierta por la ecozona Escudo Boreal y Labrador principalmente en la ecozona Escudo Taiga (con inclusiones de la ecozona Escudo Boreal en el sureste y la ecozona de la Cordillera del Ártico en el norte).
Ecozona Marítima Atlántica
El clima de la ecozona marítima atlántica está influenciado en gran medida por su proximidad al Océano Atlántico, lo que da como resultado condiciones húmedas y temperaturas moderadas (Figura 13.2). Esta ecozona recibe un promedio de 1250 mm de precipitación anual (rango 970 a 1840 mm) y es la más cálida de la región con una temperatura promedio anual de 7°C (rango de 1 a 8°C) (Fick e Hijmans, 2017). La cobertura terrestre está dominada por bosques que van desde la madera de coníferas pura, hasta la madera mixta y la madera dura pura. Donde las condiciones del sitio no limitan el crecimiento, las especies clímax incluyen picea roja (Picea rubens Sarg.), cicuta oriental (Tsuga canadensis (L.) Carriere), pino blanco oriental (Pinus strobus L.), arce azucarero (Acer saccharum Marsh) y abedul amarillo (Betula alleghaniensis Britton). En zonas costeras y en elevaciones superiores, abeto balsámico (Abes balsamea (L.) Molino.) y abeto blanco (Picea glauca (Moench) Voss) son más comunes. La geología del lecho rocoso está compuesta en gran parte por formaciones de la era Paleozoica (Figura 13.3) y son principalmente de naturaleza sedimentaria; sin embargo, las inclusiones de roca volcánica e ígnea intrusiva también son comunes (Wheeler et al., 1997). La geología superficial está dominada por una variedad de depósitos glaciares, con depósitos glacio-fluviales y áreas rocosas localmente importantes (Figura 13.3).
En cuanto a suelos, los Podzoles Humo-Férricos con horizontes Bf diagnósticos son los más comunes y se forman típicamente en elevaciones más bajas con climas más suaves (Figs. 13.4 y 13.5). Sin embargo, también se encuentran frecuentemente Podzols ferrohúmicos con horizontes Bhf diagnósticos, especialmente donde temperaturas más frías y mayores niveles de humedad han contribuido a una mayor acumulación de materia orgánica en el suelo. Además, los luvisoles grises pueden ser localmente importantes y son algo únicos ya que a menudo exhiben un desarrollo de perfil bisecual donde se forma un Bf podzólico sobre un horizonte Bt enriquecido en arcilla (Figura 13.5). Los brunisoles districos con horizontes Bfj a veces se pueden encontrar en suelos menos desarrollados, mientras que los Brunisoles Sombricos más ricos con horizontes Ah y Bm son localmente importantes en partes de Nuevo Brunswick (Figura 13.4). Finalmente, con alta precipitación y topografía variable, se pueden encontrar Gleysoles poco drenados (todos los grandes grupos) y suelos orgánicos (principalmente Mesisoles y Humisoles) dispersos por la ecozona.
Ecozona Escudo Boreal
La Ecozona del Escudo Boreal es, con mucho, la ecozona más grande de Canadá y se extiende desde el norte de Saskatchewan hasta toda Terranova y el sureste de Labrador (Figura 13.1). Aunque gran parte de esta ecozona está asociada con un clima continental, la proximidad al Océano Atlántico resulta en condiciones generalmente más cálidas y húmedas en Terranova y Labrador. Este componente de la ecozona recibe en promedio 1230 mm de precipitación anual (rango 800 a 1800 mm) —similar a la ecozona Marítima Atlántica (Fick e Hijmans, 2017; Figura 13.2). La precipitación es mayor a lo largo de la costa sur de Terranova y disminuye a lo largo de una pista noroeste hacia Labrador. La temperatura media anual es de aproximadamente 2°C con un rango de -5 a 6°C (Fick e Hijmans, 2017).
A diferencia de la ecozona Marítima Atlántica, el Escudo Boreal presenta una variabilidad mucho mayor en cuanto al tipo y edad del lecho rocoso (Figura 13.3). La región más oriental de Terranova está dominada por viejas rocas sedimentarias y volcánicas de la época precámbrica que transita hacia el oeste a roca paleozoica más joven. En Labrador y partes del norte de Terranova, el lecho rocoso consiste principalmente en roca metamórfica precámbrica e intrusiva. Al igual que con otras ecozonas, la geología superficial está compuesta principalmente por depósitos glaciares de espesor variable, pero con una mayor proporción de talones de chapa delgada y roca expuesta (Figura 13.3). Además, los depósitos glacio-fluviales pueden ser significativos en algunas áreas, como con formas terrestres de terraza adyacentes al río Churchill en el este de Labrador. La cobertura del suelo está dominada por bosques boreales de coníferas [abeto negro (Picea mariana (Mill.) Britton, Sterns & Poggenb.), abeto balsámico, abeto blanco, alerce oriental (Larix laricina (Du Roi) K. Koch)] con algunos álamo tembloroso (Populus tremuloides Michx.) y abedul blanco (Betula papyrifera Marshall). Terranova y Labrador también tiene una amplia cobertura de pantanos, pantanos y brezales.
Los suelos de la ecozona Escudo Boreal están dominados por Podzols Humo-Férricos y Ferrohúmicos de textura moderada a gruesa (Figuras 13.4 y 13.6). Los podzoles húmicos (con horizontes diagnósticos de Bh) también se encuentran en algunas zonas. Los Subgrupos Gleyed de estos suelos son bastante comunes, con Subgrupos cementados (por ejemplo, Orsteins con horizontes Bfc o Bhfc) que también se encuentran frecuentemente a lo largo de la costa y en suelos de textura más gruesa (Woodrow y Heringa, 1987). Los fibrisoles y los mesisoles están asociados con las formas geográficas generalizadas de pantano y feno. Los altos niveles de humedad, la topografía variable y el lecho rocoso cercano a la superficie también promueven el desarrollo de Gleysoles poco drenados que se pueden encontrar dispersos a través de esta ecozona, así como en áreas concentradas en el este y centro de Terranova (Heringa, 1981; Figura 13.4).
Escudo de la Taiga y Ecozonas de la Cordillera Ártica
La ecozona del Escudo de Taiga es la principal ecozona de Labrador y es la más grande por área en la región atlántica (Figura 13.1). En estas latitudes, los efectos moderadores del Océano Atlántico son compensados por las corrientes de agua fría del norte que dan como resultado veranos cortos y fríos e inviernos largos y fríos (Ecological Stratification Working Group, 1996). La temperatura media anual es más alta (1.5°C) a lo largo de la costa oriental y disminuye tierra adentro a -7°C, la precipitación media anual es de 910 mm y oscila entre 650 y 1250 mm. Al norte del Escudo Taiga se encuentra la ecozona de la Cordillera del Ártico (Figura 1). Aquí la temperatura media anual es de sólo -6°C (rango -10°C a 0°C). Además de ser la ecozona más fría de la región, la Cordillera del Ártico es la más seca con una precipitación promedio anual de sólo 680 mm (rango 560 a 910 mm). Ambas ecozonas están sustentadas principalmente por rocas ígneas precámbricas metamórficas e intrusivas (gneis y granito). La geología superficial está compuesta por depósitos glaciales de espesor variable, pero con una gran proporción de talones de chapa delgada y roca expuesta en áreas orientales y septentrionales (Figura 13.3).
La cobertura del suelo en la ecozona del Escudo Taiga está dominada por bosques de abetos negros que pueden convertirse en tuckamore atrofiado en áreas más expuestas. En elevaciones más altas y a lo largo de la cordillera norte de la ecozona, los árboles alcanzan sus límites de hábitat y el paisaje pasa a vegetación de pradera alpina y/o tundra (Ecological Stratification Working Group, 1996). Moviéndose hacia el norte, la ecozona de la Cordillera del Ártico pasa a un paisaje que consiste principalmente en tundra y roca de roca expuesta.
Los podzoles humo-férricos y ferrohúmicos son los suelos dominantes en la ecozona del Escudo Taiga, con inclusiones significativas de Mesisoles Orgánicos. En algunas áreas, el permafrost cercano a la superficie también resulta en el desarrollo de Criosoles Orgánicos, mientras que los Folisoles orgánicos delgados se pueden encontrar en asociación con exposiciones de roca rocosa. Los brunisoles districos también se pueden encontrar donde el desarrollo del suelo se ha ralentizado por el clima y/o la edad del material parental (por ejemplo, depósitos de coluvio más jóvenes). Moviéndose hacia el norte, el permafrost cercano a la superficie se vuelve más extenso, lo que lleva al desarrollo de crisoles orgánicos y turbios. Los crisoles turbios muestran evidencia de crioturbación (sufijo y horizonte) donde los horizontes minerales se alteran, mezclan y/o rompen a través del batido regular de las heladas.
SUELOS Y USO DE LA TIERRA
Agricultura
En todo el Atlántico de Canadá, la capacidad de las tierras agrícolas se evalúa utilizando el Inventario de Tierras de Canadá (CLI; ver Capítulo 8, Inventario de Tierras de Canadá). El CLI se basa en un sistema de clasificación que va del 1 al 7 mediante el cual los suelos se clasifican en función de su potencial y limitaciones para el uso agrícola. En los rankings CLI, las clases 1 a 4 se consideran capaces de uso sostenido para cultivos de campo cultivados. En las tierras Clase 1 no existen limitaciones significativas para el crecimiento de los cultivos, mientras que las tierras Clase 2 experimentan limitaciones moderadas y por lo tanto requieren prácticas de conservación moderadas. En tierras Clase 3 y 4, se restringe la gama de cultivos y se requieren medidas especiales de manejo para conservar el suelo. Las clases 5 y 6 solo son aptas para la producción forrajera y son las más utilizadas para el pastoreo de ganado.
Dentro de esta región, no hay tierras Clase 1 (sin limitaciones significativas); además, la distribución de tierras Clase 2 se limita a la Isla del Príncipe Eduardo, el noroeste de Nuevo Brunswick y el Valle de Annapolis en Nueva Escocia (Figura 13.7). Las tierras de clase 2 experimentan limitaciones debido al clima en la Isla del Príncipe Eduardo y Nueva Escocia y la baja fertilidad en New Brunswick (Figura 13.8). Las tierras de clase 2 ocupan aproximadamente 588,000 ha del Atlántico de Canadá, mientras que las tierras Clase 3 y Clase 4 ocupan aproximadamente 2,275,000 ha y 2,507.000 ha, respectivamente. La mayoría de las tierras en Nueva Escocia y Terranova son de Clase 7 y, por lo tanto, no son capaces de cultivo cultivable o pastos permanentes.
En 2011, Statistics Canada reportó 1,063,747 ha de tierras agrícolas en el Atlántico Canadá—una disminución de 12.8% respecto a 30 años antes (Clearwater et al., 2016). A partir de 2011, aproximadamente el 40% de la tierra era tierras de cultivo; el 10% era pasto; y el 50% restante de la tierra incluía arboledas, humedales y granjas. De 1981 a 2011 hubo una disminución de 56% en la superficie para pastos y una disminución de 7% en otros usos del suelo con un incremento correspondiente de 8% en las tierras de cultivo. El manejo de tierras de menor perturbación ha disminuido (pastos -56%, forraje -4% y granos de cereales -37%) y están siendo reemplazados por sistemas de cultivo de mayor intensidad caracterizados por mayor perturbación y/o bajo retorno de residuos de cultivos al suelo, (maíz +145%, papa, +18%, la soja aumentó de área no reportada en 1981 a más de 25 mil hectáreas en 2011). Esta transición de baja perturbación, uso del suelo (pastos, bosques, humedales) y la frecuencia reducida de forrajes a tierras de cultivo más intensivas ha dado como resultado impactos significativos en la salud del suelo y la composición microbiana del suelo (Mann et al., 2019).
La materia orgánica del suelo es de importancia crítica en la función y resiliencia de los suelos predominantemente de textura gruesa del Atlántico de Canadá y es un indicador primario de la salud del suelo. El porcentaje de tierras de cultivo en el Atlántico de Canadá que experimentó disminuciones moderadas (-25 a -90 kg ha -1 y -1) a grandes (> — 90 kg ha -1 y -1) en el carbono orgánico del suelo aumentó de 61% en 1981 a 83% en 2011. La disminución de la materia orgánica del suelo se ha destacado como una preocupación importante en el Atlántico de Canadá, particularmente en la Isla del Príncipe Eduardo (Nyiraneza et al., 2017), donde desde 1998 existe una red provincial para el monitoreo de la calidad del suelo afectado por el uso de la tierra. Las adiciones de nitrógeno también han aumentado para apoyar las prácticas de cultivo más intensivas. De 1981 a 2011 el porcentaje de tierras de cultivo con nitrógeno residual muy bajo a bajo en el suelo disminuyó en 85% mientras que las tierras calificadas con niveles altos y muy altos de nitrógeno residual del suelo aumentaron 138%.
En 2016, el Atlantic Soil Health Lab de la Universidad Dalhousie inició una evaluación de la salud del suelo. El laboratorio examinó el papel del manejo de la tierra, como se refleja en el sistema de cultivo, y el origen pedogénico, como se refleja en el orden del suelo, para influir en las medidas de salud del suelo utilizando el marco Cornell Soil Health Assessment. Este protocolo para evaluar la salud del suelo fue desarrollado en el estado de Nueva York y combina la medición de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo seleccionadas en función de su relevancia, sensibilidad, consistencia y costo-efectividad (Moebius-Clune et al., 2016). El manejo del suelo explicó un mayor porcentaje de la variabilidad en los parámetros de salud del suelo (promedio R 2 = 23%) que el orden del suelo (promedio R 2 = 8%). En particular, los parámetros relacionados con la cantidad o calidad de carbono orgánico se correlacionaron más con el manejo de la tierra (R 2 = 9 a 55%) que con el orden del suelo (R 2 = 2 a 12%). Estos resultados resaltan la importancia del manejo del suelo para impactar la salud y la función del suelo.
Silvicultura
Los bosques de la región atlántica han evolucionado en relación con el clima local y las influencias del suelo/sitio. Sin embargo, las condiciones más templadas en la ecozona marítima atlántica significan que los suelos allí tienen más influencia en la distribución de las especies arbóreas y la productividad potencial que en las ecozonas Escudo Boreal y Escudo Taiga, donde el clima es el principal impulsor. Por ejemplo, los suelos arenosos y/o muy gravosos de la ecozona marítima atlántica tienden a asociarse con especies de abeto negro y pino que se adaptan mejor a suelos secos y pobres. Estos suelos son típicamente Podzols Humo-Férricos y a veces pueden cementarse. Los suelos más arcillosos con mayor fertilidad soportan una mayor mezcla de especies arbóreas y tienden a tener una mayor proporción de Podzols ferrohúmicos. Los luvisoles grises tienen el potencial de ser suelos forestales muy productivos, pero los problemas de aireación y/o drenaje deficientes a menudo restringen el crecimiento potencial y la mezcla de especies. Los suelos poco profundos o pedregosos en todas las ecozonas pueden limitar la productividad potencial y aumentar el riesgo de lanzamiento del viento, mientras que las rocas superficiales pueden reducir la traficabilidad de las máquinas (Figura 13.9) La perturbación periódica del viento en suelos más profundos puede conducir a la mezcla de horizontes de suelo y crear horizontes enterrados que influyen en el desarrollo del suelo (Figura 13.10).
¡Puedes Cavar!
En la década de 1700, los colonos franceses acadianos, mediante la construcción de diques, la formación de tierras y una red de drenaje combinada con aboiteaux (o compuertas de compuertas) hechos a mano para evacuar el agua de drenaje, generaron extensos paisajes de tierras agrícolas (más de 33.000 ha) a partir de marismas salinas de marea recuperadas en el Atlántico de Canadá. Dominados por la serie de suelos 'Acadia' (orden Regosol), estos nuevos suelos muestran poco desarrollo del horizonte y son característicamente planos, margas limosos a arcillosos limosos, imperfectamente drenados y sujetos a inundaciones periódicas y condiciones saturadas. Como suelos relativamente fértiles, los suelos de Acadia se han utilizado durante siglos para la producción de forraje, y también más recientemente para la producción de maíz ensilado y soja. En 2012, las más de 1300 ha de paisaje de marismas recuperadas en Grand Pre en la Cuenca Minas en Nueva Escocia, el mejor ejemplo de un paisaje de marismas o 'pólder' históricamente transformado en América del Norte, fue reconocido como Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO (https://whc.unesco.org/en/list/1404).
LECTURA SUGERIDA
La información detallada sobre los principales órdenes de suelo y grandes grupos para la Región Atlántica se puede encontrar en las siguientes referencias:
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Acerca de los Autores
Brandon Heung, Profesor Asistente, Departamento de Ciencias Vegetales, Alimentarias y Ambientales, Facultad de Agricultura, Universidad Dalhousie
El Dr. Brandon Heung es profesor asistente en ciencias del suelo y sistemas de información geográfica (SIG) en el Departamento de Ciencias Vegetales, Alimentarias y Ambientales. Su investigación se encuentra en el área de la podométrica—una subdisciplina de la ciencia del suelo que integra la ciencia del suelo, los SIG, la teledetección, las estadísticas espaciales y el aprendizaje automático para comprender mejor esos patrones espaciales y temporales del suelo. Ha estado desarrollando mapas digitales de suelos para aplicaciones en agricultura y sistemas forestales y también está interesado en comprender cómo se pueden utilizar modelos digitales predictivos de suelos para abordar los problemas del cambio climático y la seguridad alimentaria.
Kevin Keys, Departamento de Tierras y Silvicultura de Nueva Escocia
He pasado muchos años evaluando, clasificando e interpretando suelos en todo Canadá, desde Columbia Británica hasta Labrador. Sin embargo, la mayor parte de mi experiencia ha sido en Nueva Escocia, donde ayudé a desarrollar un sistema de clasificación de ecosistemas forestales centrado en suelos y componentes de ecositios. Actualmente soy especialista en suelos con el Departamento de Tierras y Silvicultura de Nueva Escocia y dirijo el Grupo de Productividad del Sitio dentro de la Sección de Investigación y Planeación. Es mi trabajo realizar investigaciones y desarrollar herramientas y lineamientos de manejo que ayuden a promover la salud de los suelos forestales y el manejo forestal sustentable en la provincia.
David L. Burton, Profesor, Departamento de Ciencias Vegetales, Alimentarias y Ambientales, Facultad de Agricultura, Universidad Dalhousie
El Dr. David Burton es Científico de Suelos y Profesor en el Departamento de Plantas, Alimentos y Medio Ambiente de la Universidad Dalhousie. Su investigación examina el papel del ambiente del suelo en la influencia de la naturaleza y extensión del metabolismo microbiano en el suelo. Su enfoque ha estado en los procesos en el ciclo del nitrógeno en los suelos y sus implicaciones para la fertilidad del suelo y el impacto ambiental. El objetivo de este trabajo es comprender mejor los factores que controlan la función microbiana del suelo y utilizar esta información para desarrollar sistemas resilientes de manejo de tierras en respuesta a un clima cambiante.
Derek H. Lynch, Profesor, Departamento de Ciencias Vegetales, Alimentarias y Ambientales, Facultad de Agricultura, Universidad Dalhousie
Derek H. Lynch es Profesor de Agronomía y Agroecología en el Departamento de Ciencias Vegetales, Alimentarias y Ambientales de la Facultad de Agricultura de la Universidad Dalhousie. De 2005-2015 ocupó el cargo de Cátedra de Investigación Canadá en Agricultura Orgánica. Imparte cursos sobre ciencia del suelo, agroecología, manejo de cultivos orgánicos de campo y agricultura urbana. Su investigación examina cómo el sistema agrícola o la práctica de manejo de campo impacta la productividad de los cultivos y la dinámica de los nutrientes, al tiempo que explora su influencia en la dinámica del carbono orgánico del suelo, la salud del suelo y la diversidad y funcionamiento de la biota