El biomanto del suelo se puede describir y definir de varias maneras. En términos más simples, el biomanto del suelo es la parte superior del suelo bioturbada, rica en materia orgánica, que incluye la capa superficial donde la mayor parte de la biota vive, se reproduce, muere y se asimila. El biomanto es, por lo tanto, la zona superior del suelo que es predominantemente un producto de la actividad orgánica y el área donde la bioturbación es un proceso dominante.
La bioturbación del suelo consta principalmente de tres subconjuntos: la perturbación faunística (excavaciones de animales), la perturbación floral (crecimiento de raíces, desarraigo de árboles) y la fungiturbación ( crecimiento de micelios ). Los tres procesos promueven la desestratificación, la mezcla y, a menudo, la clasificación del tamaño de las partículas del material parental del suelo, lo que conduce, junto con otros procesos, a la formación del suelo y sus horizontes. Si bien el término general bioturbación se refiere principalmente a estos tres procesos de mezcla, a menos que se especifique lo contrario, se usa comúnmente como sinónimo de perturbación faunística (excavaciones de animales). [1] [2] [3] [4]
El biomanto incluye la capa superficial del suelo, u horizonte A de los suelos, y también, cualquier horizonte subyacente de color más claro (E) que pueda estar presente. Para suelos de latitudes medias y subtropicales que tienen horizontes y perfiles AEBC típicos, el biomanto es normalmente la parte por encima del horizonte B. En materiales parentales con grava donde la bioclasificación de partículas del suelo por animales ha llevado a la formación de un horizonte de capa pedregosa (SL), la base de la capa pedregosa (SL) define la base del biomanto. [5] Los biomantos con capas pedregosas basales son biomantos de dos capas que se forman en materiales parentales con tamaños de partículas heterogéneos (mezclas de finos y gravas); aquellos que carecen de capas pedregosas son biomantos de una capa que se forman en materiales homogéneos (ya sea arenas, loess o gravas de tamaño aproximadamente uniforme). Si es de dos capas, las notaciones del horizonte del perfil del suelo en latitudes medias y algunos suelos subtropicales son: AE-SL-BC, donde los horizontes AE-SL constituyen el biomanto. [6] [7]
Dado que los horizontes de tipo Bt (argílico) de latitudes medias a menudo faltan en los suelos tropicales debido a una abundancia de bioturbadores activos y profundos que mueven grandes volúmenes de suelo a la superficie ( hormigas , termitas , gusanos , etc.), las notaciones de horizonte son: M-SL-W, donde M es el suelo mineral (capa superficial extendida), SL es la capa de piedras y W es la zona subyacente meteorizada o saprolítica . [6] [8] [9] En este esquema de suelo tropical, el horizonte M es el biomanto principal y el horizonte SL constituye su base. Las capas de piedras ocupan la base de los biomantos en muchos, si no en la mayoría, de los suelos tropicales y en muchos suelos de latitudes medias. Cuando están presentes, a menudo funcionan como " drenajes franceses " subterráneos para los movimientos y el almacenamiento de agua del suelo. [7]
Debido a que el biomanto del suelo es la principal zona de bioturbación, es invariablemente permeable y de baja densidad. Por lo tanto, desempeña varias funciones hidropedológicas esenciales en el medio ambiente. Por ejemplo, promueve la percolación descendente del agua de lluvia y derretimiento de la nieve a través de biocanales a menudo abundantes y bioporos interconectados. El biomanto también promueve los movimientos de agua del suelo en laderas descendentes (flujo transversal, interflujo) si se forma sobre un horizonte Bt (argílico) enriquecido con arcilla, o sobre algún otro horizonte de subsuelo denso (por ejemplo, duripán, fragipán, etc.) o lecho de roca, todos los cuales generalmente funcionan como acuitardos o acuicludos para el flujo vertical del agua del suelo. En tales casos, la capa de piedra, si está presente, puede funcionar en realidad como un acuífero para el flujo libre de agua. Por lo tanto, no es raro ver filtraciones de agua del suelo por encima de los horizontes Bt en laderas donde afloran capas de piedra del suelo. La recarga de agua subterránea puede ocurrir a través de cualquiera de estos procesos relacionados con el biomanto. La recarga, por supuesto, también puede ocurrir cuando el suelo se seca considerablemente y se encoge, como durante las sequías, lo que permite que se produzcan fugas verticales temporalmente inmediatamente después de las lluvias que rompen la sequía.
La pedosfera , o suelo, es la interfaz planetaria donde interactúan las cinco grandes "esferas" globales de la Tierra: la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera, la litosfera y la pedosfera. La "zona crítica", un marco conceptual reciente, abarca la capa exterior de la Tierra en la que operan la mayoría de los procesos de sustentación de la vida en la superficie y cerca de la superficie. [11] En la práctica y la teoría, la zona crítica equivale esencialmente a la pedosfera, mientras que el "biomanto" se ocupa de la zona crítica superior, o pedosfera, que abarca su capa epidérmica (donde vive la mayor parte de la biota). [12] [13] [14]
En los suelos de latitudes medias, donde la mayor parte de la bioturbación es relativamente superficial, estacional y sin muchos bioturbadores, el biomanto es relativamente delgado, a menudo de menos de 1 a 2 m de espesor. Sin embargo, en regiones húmedas tropicales y subtropicales estables a la erosión, donde se biotransfieren mayores volúmenes de suelo y se producen bioturbaciones más profundas (y la bioturbación se produce durante todo el año y la realizan más animales invertebrados (termitas, hormigas, gusanos, etc.), el biomanto suele ser más grueso, a veces de 5 a 6 m o más de espesor. [15] Cuando estos suelos se forman junto con la producción de saprolito, el biomanto es la zona bioturbada por encima del saprolito estructurado (no bioturbado), con su base definida comúnmente por una capa de piedra. En la mayoría de las áreas tropicales y subtropicales donde habitan bioturbadores profundos y de gran volumen, y en algunas latitudes medias como Sudáfrica, [16] [17] [18] estos biomantos gruesos de dos capas (aquellos con capas de piedra) sobre saprolito estructurado son muy comunes.
En algunos suelos desérticos, en muchos suelos montañosos con pendientes moderadas a pronunciadas, en muchos suelos de lecho rocoso recientemente erosionados y en varios otros suelos, el biomanto constituye la totalidad del suelo. Es decir, ni los horizontes del suelo ni las zonas de meteorización se encuentran debajo del biomanto. Estos biomantos son biomantos de suelo completo . [ cita requerida ]
Tal como se definió originalmente, [19] un biomanto debe exhibir al menos un 50% de biotejido. Este criterio denota un microbiotejido y mesobiotejido pequeño, a menudo granulado, producido por invertebrados (hormigas, gusanos, termitas), que se observa generalmente con una lupa o con un aumento mayor (secciones delgadas de suelo). Sin embargo, el criterio se vuelve discutible e irrelevante en el caso del megabiotejido producido en algunos biomantos, es decir, los montones de desechos superficiales abultados y macizos producidos por vertebrados excavadores de tamaño pequeño a grande (roedores, tejones, cerdos hormigueros, elefantes) y por el desarraigo de árboles.
Aparte de unos pocos sitios de cuevas estratificadas, y esos raros sitios al aire libre donde los materiales arqueológicos se depositaron tan rápidamente que la bioturbación y las desestratificaciones resultantes no pudieron seguir el ritmo de la deposición, la mayoría de los materiales culturales prehistóricos del mundo residen en el biomanto del suelo. [20] [21] Por lo tanto, dichos materiales están mezclados y técnica y teóricamente fuera de su contexto original. [22] Dado que muchos materiales culturales (cuchillas, piedras de núcleo de picadores, metates, manos, morteros, etc.) son invariablemente más grandes que los diámetros de las madrigueras de la mayoría de los bioturbadores clave en dichos sitios (pequeños roedores, hormigas, termitas, gusanos), se depositan hacia abajo y forman una capa de piedra, y así se convierten en parte de un biomanto de dos capas. [23] [24] Los artefactos más pequeños (lascas, desechos) a menudo se homogeneizan en todo el biomanto superior y se observan comúnmente en montones de desechos bioturbacionales recientes, como los producidos por tuzas de bolsillo, topos y ratas topo. [25] [26] Desde Darwin , la lombriz de tierra ha sido reconocida como un bioturbador clave de los biomantos del suelo y de los artefactos humanos en muchos continentes e islas. [27] [28] [29] [30] [31] [32]
Los biomantos del suelo y los suelos se han ido formando desde que la vida comenzó a habitar la tierra. [33] Aunque se ha realizado poco trabajo formal sobre este interesante tema, se están dando los primeros pasos importantes. [34] [35] [36]
El biomanto es una capa cercana a la superficie rica en materia orgánica en la que la bioturbación es un proceso dominante, siendo todos los demás procesos biológicos y más tradicionales del suelo normalmente secundarios (por ejemplo, producciones de materia orgánica, eluviaciones-iluviaciones, meteorización-transformaciones bioquímicas, erosiones-deposiciones eólicas e hídricas, congelación-descongelación, dilataciones-contracciones, contracción-hinchamiento, movimientos gravitacionales, capilaridad superficial geoquímica y precipitaciones, etc.). La expresión denudación dinámica es la suma de todos estos procesos, siendo la bioturbación y los impactos orgánicos los que predominan comúnmente. [2]
El papel de las plantas en la formación del suelo es indiscutiblemente grande, tanto agronómicamente como silvícolamente, y es bien apreciado y razonablemente bien entendido por geomorfólogos, pedólogos, científicos del suelo, agricultores, jardineros y otros. [37] [38] [39] [40] [41] Sin embargo, el papel de los animales en la formación del suelo, y en la creación de suelo y horizontes del suelo, y la creación de varias entidades suelo-paisaje (biomantos, montículos de Mima , líneas de piedra, etc.), ha sido mal entendido hasta hace poco. [14] [42] [43] [44]
Wilkinson y Humphreys ofrecen evidencia de que "la bioturbación parece ser el proceso pedogénico más activo que opera en muchos suelos". [3] Aunque probablemente estén cerca de la verdad, las investigaciones realizadas durante varias décadas indican firmemente que la bioturbación es el proceso dominante en la parte superior de la mayoría de los suelos, con posibles excepciones notables como los vertisoles y criosoles , donde los procesos de contracción-expansión y congelación-descongelación, respectivamente, parecen ser dominantes.
Las bioturbaciones del suelo consisten en tres subprocesos de organización y desorganización de la capa superior del suelo que pueden superponerse y que, en conjunto, promueven la abrasión y la reducción del tamaño de las partículas, denominadas "conminución de partículas". Los tres subprocesos de bioturbación son la biomezcla , las biotransferencias y la bioclasificación .
La biomezcla se refiere al tipo de bioturbaciones del suelo que suelen causar los vertebrados que excavan en la superficie, en zonas poco profundas o intermedias, como los roedores (tuzas, tucos, ratas topo), los insectívoros (topos), los mustélidos (tejones), los cánidos (lobos, coyotes, zorros), los marsupiales (topos marsupiales, wombats), los cerdos hormigueros, los armadillos, los cerdos y otros organismos similares. Aunque las bioturbaciones animales son predominantes, el desarraigo de los árboles sigue siendo un proceso importante.
Las biotransferencias se refieren a las transferencias de suelo por parte de animales, vertebrados o invertebrados , ya sea a la superficie, dentro del biomanto o desde niveles inferiores. Las biotransferencias pueden ser efectuadas por cualquier animal que excava, pero el término es más aplicable a los animales que excavan en profundidad, los llamados animales de cinta transportadora, como las hormigas, las termitas y los gusanos. Las termitas, por ejemplo, pueden excavar hacia abajo muchos metros en material parental meteorizado y no meteorizado para recolectar tierra húmeda para construir sus montículos superficiales (termitaria). Las hormigas, en particular las hormigas cortadoras de hojas , también pueden biotransferir enormes cantidades de suelo a la superficie en el proceso de excavación de sus innumerables cámaras subterráneas multipropósito. Enormes cantidades de suelo y sedimento se biotransfieren anualmente a paisajes tropicales y subtropicales en este proceso, e incluso a algunos paisajes de latitudes medias (por ejemplo, Texas, Luisiana), lo que da como resultado biomantos notablemente gruesos en superficies estables (de pendiente baja).
La bioclasificación se refiere a la clasificación de partículas, típicamente en suelos con grava (partículas mixtas), que conduce a la formación de un horizonte de capa pedregosa (SL) en la base del biomanto, lo que da como resultado un biomanto de dos capas. El proceso comienza cuando los animales excavan y solo se mueven las partículas de suelo más pequeñas que el diámetro de su madriguera; las partículas más grandes se depositan hacia abajo a medida que las partículas más pequeñas se mueven hacia arriba desde debajo de ellas. La capa pedregosa (SL) se forma a tasas aproximadamente proporcionales a la cantidad de bioturbadores y la intensidad y el estilo de excavación. Los invertebrados del suelo de cinta transportadora (hormigas, termitas, gusanos, etc.) son los bioclasificadores primarios en la mayoría de los suelos tropicales, subtropicales y algunos de latitudes medias, y por lo tanto a menudo producen biomantos profundos de dos capas si los suelos contienen grava, como muchos lo hacen. Por otra parte, los vertebrados fosoriales pequeños ( tuzas , topos , tucos , etc.) tienden a ser bioclasificadores dominantes en muchos suelos de latitudes medias, especialmente desiertos , praderas y estepas . En áreas más húmedas, como el noreste de los EE. UU. y el oeste de Europa, las hormigas y los gusanos de cinta transportadora son probablemente dominantes o codominantes.
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