Compuestos orgánicos que impiden la infiltración de agua en el suelo tras el incendio de Doñana

Miembros de los grupos de investigación MED_Soil Research Group, perteneciente a la Universidad de Sevilla, y de Materia Orgánica de Suelos y Sedimentos (MOSS) del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC) han llevado a cabo un estudio sobre la hidrofobicidad del suelo (repelencia al agua) que aparece después de los incendios forestales y que inhibe la infiltración del agua. Este conocido efecto del fuego tiene importantes consecuencias ecológicas y es la causa de la formación de lo que ahora se conoce como 'chapapote de monte'. Se trata de una mezcla heterogénea de sedimentos y ceniza que son arrastrados con las primeras lluvias desde zonas quemadas, como ha ocurrido recientemente en Galicia, y que desembocan en las rías y costas afectando gravemente a sistemas naturales y productivos.

Para estas investigaciones se han utilizado algunas de las técnicas analíticas más modernas disponibles para caracterizar los procesos y los compuestos orgánicos responsables de la repelencia en suelos afectados por incendios forestales y que incluyen entre otras la pirólisis analítica, resonancia magnética nuclear de estado sólido, espectrometría de razones isotópicas de compuestos específicos, cromatografía de gases, espectrometría de masas y de ultra alta resolución, etc.).

“Debemos tener en cuenta que los suelos son sistemas muy complejos con una alta complejidad biogeoquímica y es por ello por lo que la elección del P.N. de Doñana para estos estudios no ha sido arbitraria. Aparte de ser un espacio protegido con una baja influencia humana y que se encuentra afectado por incendios forestales, el P.N. de Doñana mantiene una extraordinaria y amplia diversidad edáfica entre la que se encuentran suelos con relativa baja complejidad (arenosoles). Estos suelos son muy útiles como sistema modelo ya que facilitan la identificación de factores relacionados con la hidrofobicidad que en sistemas más complejos pudiesen quedar enmascarados por otros factores interrelacionados”, aclara el investigador Nicasio T. Jiménez.

Los resultados obtenidos apoyan la hipótesis de que el fuego produce efectos a varios niveles de organización de la materia orgánica del suelo, tanto en su cantidad como en su calidad. Tras el fuego normalmente se produce un empobrecimiento en la materia orgánica (cantidad), aunque bajo ciertas condiciones puede aumentar posteriormente debido a aportes desde la vegetación parcialmente quemada o senescente (biomasa foliar, suberina del corcho, etc.). Al mismo tiempo, el fuego induce cambios en la composición molecular de la materia orgánica (calidad), transformando compuestos ya existentes en nuevas estructuras químicas.

Estas transformaciones de la materia orgánica del suelo mediadas por el fuego están íntimamente ligadas a los fenómenos de repelencia. Específicamente se ha encontrado que la proporción de ácidos grasos de cadena larga presentes en el suelo después de un incendio está relacionada con la infiltración del agua, de forma que estos compuestos pueden utilizarse como marcadores biogeoquímicos subrogados a la hidrofobicidad en suelos arenosos.

Otro resultado relevante de estas investigaciones es la constatación de la existencia de compartimentos diferenciados de carbono orgánico en los primeros centímetros del suelo (0 – 5 cm) y que están relacionados con el tamaño de las partículas del suelo. Así, los expertos observan que la materia orgánica fresca, menos alterada se asocia preferentemente a las partículas gruesas. Por el contrario, las partículas de menor tamaño presentan una materia orgánica más evolucionada (humificada) debido en parte a una mayor actividad microbiana.

Desde un punto de vista práctico, se muestra que la composición molecular de la materia orgánica contiene información útil para el diagnóstico cuantitativo de los impactos del fuego en los suelos y que el estudio de los cambios producidos en su composición química después de un incendio puede usarse como trazadores, tanto de la eficacia de la restauración del suelo tras el paso del fuego, como del impacto que puedan tener las diferentes acciones de restauración en el mismo.

Los científicos y los técnicos hacen cada día mayor hincapié en la necesidad de complementar los esfuerzos realizados para la extinción de los incendios con medidas preventivas que incluyan un manejo adecuado de las masas forestales y del fuego. En este sentido, la limpieza de los montes, la diversificación de espacios y paisaje, el aprovechamiento racional de sus recursos, así como el uso de incendios prescritos (controlados por técnicos forestales y como forma de manejo forestal y agrícola) pueden ser herramientas eficaces en la lucha contra el fuego.

“Debemos resaltar la importancia que tienen los estudios a nivel molecular de la composición de la materia orgánica del suelo, como indicador o ‘termómetro’ del efecto del fuego sobre el suelo y de su recuperación tras los incendios. En ecosistemas mediterráneos la materia orgánica del suelo es la que mantiene la mayor parte de sus funciones, incluida la estructura y cohesión de las partículas de suelo y la dinámica del agua y de nutrientes. Por ello estos indicadores orgánicos pueden ser útiles para la toma de decisiones por parte de los gestores ambientales después de un incendio forestal; aportan información muy valiosa sobre la severidad del fuego en distintas partes del sistema afectado, así como sobre la eficacia de las prácticas de recuperación empleadas y del estado de la salud general de los suelos y de su evolución tras el incendio”, añade este investigador.

Pie de foto: A la izquierda el Dr. Nicasio T. Jiménez Morillo y a la derecha el Dr. Luis Clemente Salas (Investigador del IRNAS-CSIC). La foto fue tomada en la zona de "Matasgorda" dentro del Parque Nacional de Doñana, justo en la zona de Alcornoque Quemado.

Referencia bibliográfica: Wildfire effects on lipid composition and hydrophobicity of bulk soil and soil size fractions under Quercus suber cover (SW-Spain). N.T. Jiménez-Morillo, J.E. Spangenberg, A.Z. Miller, A. Jordán, L.M. Zavala, F.J. González-Vila, y J.A. González-Pérez JA. 2017 Environmental Research, 159, 394-405. DOI:10.1016/j.envres.2017.08.022