Soil erosion as affected by shrub encroachment in northeastern Patagonia

La erosion de los suelos es la causa principal de las perdidas irreversibles del potencial productivo de los suelos en la mayoria de los pastizales naturales. En el nordeste de Patagonia, el aumento de la erosion de los suelos ha estado estrechamente asociado al aumento de la cobertura de arbustos en las estepas herbaceas o arbustivas-herbaceas. Nosotros empleamos lluvia simulada para determinar la tasa de infiltracion y la produccion de sedimentos en parches de estepas herbaceas, arbustivas-herbaceas y arbustivas del sitio ecologico Punta Ninfas. Las coberturas de suelo desnudo y de gravas fueron mayores y la cobertura de mantillo menor en la estepa arbustiva respecto a las estepas arbustiva- herbacea y herbacea. En los espacios entre arbustos de la estepa arbustiva, la densidad aparente fue mayor y la macroporosidad y la materia organica fueron menores (P 0.05) que en los monticulos debajo de los arbustos y en las estepas arbustivaherbacea y herbacea. La tasa de infiltration fue un 60 y un 65% mas baja en la estepa arbustiva que en las estepas herbacea y arbustiva-herbacea, respectivamente. Por el contrario, la produccion total y la concentracion de sedimentos fueron mas altas (P s 0.05) en la estepa arbustiva comparado con las estepas herbacea y arbustiva-herbacea. La cobertura de gravas fue la variable que mejor predijo la tasa de infiltracion y la produccion de sedimentos. El contenido de materia organica de los sedimentos, mayormente mantillo, fue similar en la estepa arbustiva y la arbustiva-herbacea y en ambas mayores (P 0.05) que en la estepa herbacea. La remocion de mantillo por el escurrimiento superficial posiblemente represente uno de los procesos que provocan la transicion de la estepa arbustiva-herbacea a la estepa arbustiva. Las altas tasas de remocion de sedimentos, principalmente mantillo, de los espacios entre arbustos de la estepa arbustiva pueden limitar la recuperacion natural de las propiedades fisicas a hidrologicas de los suelos. Estos parches degradados no pueden captar las lluvias incidentes, limitando asi las posibilidades de recuperacion de los pastos perennes y favoreciendo la dominancia de los arbustos.Soil erosion is the primary cause of irreversible loss of soil productivity on most rangelands. In northeastern Patagonia, the increase in soil erosion has been closely associated with the increase in shrub cover in the grass or shrub-grass steppes. We used rainfall simulation to compare infiltration and sediment production from patches of grass, shrub-grass, and shrub steppes of the Punta Ninfas range site. Bare soil and gravel covers were higher and litter cover was lower in the shrub steppe than in the shrub-grass and the grass steppes. In the shrub inter-spaces of the shrub steppe, bulk density was greater and macroporosity and soil organic matter were lower (P less than or equal to 0.05) than in the mounds beneath shrubs and in the grass and shrub-grass areas. Infiltration rate was 60 to 65% lower in the shrub steppe than in the grass and shrub-grass steppes, respectively. On the contrary, total sediment production and concentration were higher (P less than or equal to 0.05) in the shrub steppe as compared to the grass and the shrub-grass areas. Gravel cover was the variable that best predicted infiltration and sediment production. The organic matter content of the sediment, mostly litter, in the shrub and the shrub-grass steppes were similar and greater (P less than or equal to 0.05) than in the grass steppe. Runoff litter removal may represent one of the processes that drive the transition from shrub-grass to shrub steppes. High rates of sediment removal, mainly litter, from the shrub interspaces of the shrub steppe may limit the natural recovery of the soil physical and hydrological properties. These degraded patches fail to capture incident rainfall and restrict the possibilities for the recovery of perennial grasses favoring the dominance of shrubs.Fil: Parizek, B.. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Sottini, Roberto Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto Nacional de Limnología. Universidad Nacional del Litoral. Instituto Nacional de Limnología; Argentin

Shrub packs and irrigation to rehabilitate semiarid regions disturbed by the laying of pipelines

La instalación subterránea de cañerías requiere de la remoción de la vegetación y la compactación del suelo debido al tránsito de maquinaria pesada. Evaluamos el efecto de la aplicación de ramas de “quilembai” (Chuquiraga avellanedae Lorentz) sobre algunas propiedades físicas y químicas del suelo y sobre el establecimiento de la vegetación, simulando la construcción de “islas de fertilidad”, características del monte Patagónico. Seleccionamos dos sitios que sufrieron diferentes disturbios en un área afectada por la instalación de un gasoducto: i) desmonte, decapitación del suelo superficial y circulación de maquinaria pesada (Zona 1), y ii) desmonte, movimiento y deposición del suelo y la vegetación removida (Zona 2). En cada sitio se aplicaron tratamientos de agregado de ramas en dos dosis distintas que a su vez recibieron, o no, riego. También implementamos un tratamiento control y otro que solo recibió riego. Diez meses después de la aplicación se determinó humedad del suelo, densidad aparente, resistencia a la penetración, velocidad de infiltración, C orgánico y P-Olsen y se cuantificó la densidad de plantas, antes de la aplicación y a los 10 meses. Los tratamientos aumentaron la humedad del suelo respecto al control, aunque sólo en algunos casos lo hicieron en forma significativa; no se observaron tendencias claras en el resto de las variables edáficas. La densidad de gramíneas, principalmente Nassella tenuis (Phil.) Barkworth, aumentó en los tratamientos con ramas de la Zona 1, y se observaron efectos positivos tanto de la dosis como del riego. No se detectó un efecto significativo de los tratamientos en la densidad de gramíneas en la Zona 2. En el corto plazo, la aplicación de ramas y riego en sitios muy disturbados no modificó significativamente las características físicas y químicas del suelo, no obstante se observó un aumento notable en el establecimiento de gramíneas, acelerando la recuperación de la cobertura vegetalThe installation of underground pipelines generally requires the removal of the vegetation cover and has the potential, along with the heavy traffic associated with the installation, to affect the soil quality. In this study we assessed the effect of application of “quilembai” (Chuquiraga avellanedae Lorentz) branches on selected soil properties and vegetation recovery in two sites disturbed by the installation of a pipeline: i) an area where the vegetation and topsoil were removed and affected by heavy machinery traffic (Zone 1), and ii) an area where the vegetation and topsoil were removed and, after the pipeline was installed, they were redistributed over the disturbed area (Zone 2). Branches were applied at two application rates, without or with irrigation. There was also an irrigation treatment and a control. Ten months after the treatments were applied, soil water content, bulk density penetration resistance, infiltration rate, soil organic C and Olsen-P were determined. The density of plants in each plot was determined at the beginning and 10-months post treatment application. The treatment application increased soil water content, although with a varying effect among zones and we did not detect treatment effects on other soil variables. Plant density, mainly that of Nassella tenuis (Phil.) Barkworth, increased in all the treatments with branches of the zone 1, with positive effects of application rates as well as irrigation, while zone 2 did not reveal effects of treatments. Although in 10-months post-application the quilembai branches and irrigation had no significant effects on the soil physical and chemical properties, they increased plant establishment, accelerating the pace of vegetation recoveryFil: Kowaljow, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal (p); ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; Argentin

Physical and hydrological properties of volcanic soils affected by recent wildfires in Patagonia

Los incendios forestales o casionan importan tes impactos sobre el suelo ya que pu eden consumir gran parte de la cobertura vegetal y materia orgánica, a lterando su fertilidad física y rég imen hidrológ ico. En este trabajo evaluamos algunas propiedades de los suelos de origen volcánico a fectados por incendios recientes. Se seleccionaron dos áreas de estudio, correspon dientes a bosques de Austrocedrus chilensis, ubicadas en las provincias de Chubut y Río Negro, Argen tina, afectadas por in cendios o curridos en el 2008 y 2009, respectivamente. En cada sector se iden tificaron dos niveles de disturbio por fuego y un área con trol. Se d eterminó la tasa de infiltración y se tomaron muestras compuestas del suelo mineral a dos profundidades (0 - 2 . 5 cm y 2 . 5 - 5 cm) y se evaluó densidad aparente (DA), humedad equivalen te (HE), textura, hidro fobicidad y materia orgánica (MO). El paso d el fuego produjo una fuerte disminución en los contenidos d e MO y HE en los suelos con un alto nivel de d isturbio. El fuego aumentó la repelencia al agua, prin cipalmen te en los suelos afectados por el incendio más reciente, en los que se detectó una mayor hidrofob icidad en las muestras de 2,5 a 5 cm. Los máximos valores se registraron en los suelos con un alto nivel de disturbio correspondiendo a extremadamente hidrofób icos. Con trariamente a lo esperado, el fuego no afectó significativamente la DA, in filtra ción y la textura de los suelos. La evaluación de las modificaciones en el suelo permite interpretar el impacto del fuego sobre la calidad de los suelos y la posterior recup eración de la vegetación.Wildfire cause major impacts on the soil due the loss of vegetation cover and organic matter, altering physica l and h ydrologica l soil properties. We evaluated some properties of volcanic soils affected by recent fires. Two study sites with Austrocedrus chilensis forests were selected in Chubut and Río N egro provinces, Argen tina, wh ich were affected b y fires in February 2008 and January 2009, respectively. In each site, two levels of d isturbance b y fire were id entified and unburned soil was used as control. Infiltration rate was d etermined and samples of the mineral soil a t two d epths (0 - 2.5 cm and 2.5 - 5 cm) w ere randomly taken for bulk density ( BD), available water capacity (AWC), texture, hydrophob icity and organic matter (OM) determinations. The results showed, one year after fire, d ecrease in OM and AW C in burned soils with high level of disturbance by fire. Hydrophobicity greatly varied, but tended to increase at 2.5 - 5 cm, mainly in th e most recent w ildfire. The maximum values were observed in the burned soil with h igh level of d isturbance b y fire, bei ng extremely h ydrophobic. The wild fire did not significantly a ffect the texture, bu lk density and infiltration rate of soils. The evaluation of changes in ph ysical and hydrolog ical soils properties is useful to assess the impact of fire on soil quality and the subsequen t recovery o f vegetation. These changes may be very variable a ccording to soil and climatic conditions and characteristics of fire.Fil: Morales, Daniela Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: la Manna, Ludmila Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentin

Impacto del fuego sobre el comportamiento hidrológico del suelo en un bosque de ciprés

Los incendios forestales, especialmente los de gran severidad, pueden acelerar los procesos de erosión del suelo. La eliminación de la cobertura vegetal y de la materia orgánica del suelo da lugar a cambios en los procesos hidrológicos al reducir la intercepción de las precipitaciones y modificar la estructura del suelo superficial. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el comportamiento hidrológico de un suelo forestal luego del paso del fuego mediante un ensayo de lluvia simulada. El sitio de estudio fue ubicado en el noroeste de la provincia de Chubut dentro de un área afectada por un incendio ocurrido en el 2008. La vegetación correspondió a un bosque de Austrocedrus chilensis y los tratamientos considerados fueron: bosque quemado y sin cobertura vegetal, bosque quemado luego de 1 año del incendio y control. Se evaluó la tasa de infiltración, el escurrimiento y la producción de sedimentos mediante el empleo de lluvia simulada. El fuego afectó de manera significativa la tasa de infiltración, el escurrimiento superficial y la producción de sedimentos. En los suelos afectados por el fuego, se registró una disminución en la infiltración del suelo y un aumento de la escorrentía y producción de sedimentos.Fil: la Manna, Ludmila Andrea. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Morales, Daniela Vanesa. Centro de Investigación y Extensión Forestal Andino Patagónico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Centro de Investigación Esquel de Montaña y Estepa Patagóica. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ciencias Naturales - Sede Esquel. Centro de Investigación Esquel de Montaña y Estepa Patagónica; Argentin

Rainfall effects on nitrogen availability in soils with contrastingdegradation in north-eastern Chubut

En los ecosistemas áridos, la precipitación anual es considerada un factor determinante de su funcionamiento. Los cambios en su estacionalidad y/o en la frecuencia en que ocurren eventos extremos de lluvia podrían tener un importante impacto ecológico y biogeoquímico, dependiendo del estado de conservación del suelo. El objetivo de este trabajo fue evaluar la influencia de lluvias estacionales de gran magnitud (riegos de 40 mm) sobre la disponibilidad de N (amonio y nitrato) en suelos del NE de Chubut con distintos niveles de erosión. Se eligieron dos comunidades vegetales que representan dos situaciones de erosión de suelos: una estepa herbácea con arbustos con suelos no erosionados (EHA) y una estepa arbustiva erosionada (EA). El experimento de un año de duración tuvo un diseño factorial de tres factores: estación de riego (invernal y primaveral), dos niveles de riego (con y sin riego) y dos comunidades (EHA y EA). Para los tratamientos de riego, el agua se agregó en un único momento durante el invierno y/o la primavera, simulando un evento de precipitación grande (40 mm). Se colectaron muestras de suelo superficial (0-5 cm) y sub-superficial (5-15 cm) de las parcelas en 4 fechas: inmediatamente antes del riego, a los 3, 6 y 14 días luego de su aplicación. No se encontraron diferencias en el N total entre los suelos de las comunidades. El riego invernal no tuvo efecto en los contenidos de amonio y nitrato de los suelos de la EHA ni de la EA. En cambio, en primavera se encontró mayor contenido de nitrato en la capa superficial del suelo de la EHA. Nuestros resultados sugieren que la falta de respuesta en el contenido de nitrato en los suelos erosionados (EA) luego de un evento de lluvia grande sería consecuencia de la menor infiltración y del menor aumento del contenido hídrico en la EA respecto a la EHA.Annual precipitation exerts a key control on the functioning of arid ecosystems. However, changes in seasonality and/or in the frequency of extreme precipitation events could have great ecological and biogeochemical impacts. Moreover, these impacts would be in relation to the degree of soil conservation. Our objective was to examine the effect of seasonal rainfall events on N availability (nitrate and ammonium) in soils with contrasting degradation in northeastern Chubut. Two steppes with contrasting soil erosion levels were chosen: herbaceous steppe with shrubs (EHA) and degraded shrub steppe (EA). We performed a one-year experiment with 3 factors: rainfall seasonality simulation (winter or spring irrigation), irrigation (with and without), and two plant communities (EHA and EA). Plots were watered in a single event during winter and/or spring, simulating a great rainfall event of 40 mm. Soil samples were taken immediately before watering and 3, 6, and 14 days after watering. Soil samples were separated into superficial (0-5 cm) and sub-superficial (5-15 cm) depths. Total N contents were similar between soils of the two communities. In winter, there was no effect of watering on the contents of ammonium and nitrate, neither in EHA nor EA. In spring, there were higher nitrate contents at the superficial layer on the watered soils in EHA. Our results suggest that nitrates in eroded soils of EA did not respond to watering as a consequence of lower infiltration rates and subsequently lower increases in soil water content in that community in comparison with EHA.Fil: Campanella, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia; ArgentinaFil: Videla, Lina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Bisigato, Alejandro Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia; Argentin

Particulate organic-matter: a comparison of methods for its determination and its role as an indicator of soil quality for some soils in the province of Chubut

La materia orgánica particulada (MOP) es un componente dinámico del suelo, que responde selectiva y rápidamente a los cambios de manejo y distintos tipos de disturbios. El objetivo de este estudio fue comparar dos técnicas de determinación de MOP en distintos suelos y evaluar el potencial de esta variable como indicadora de calidad de los mismos. Se estudiaron tres sitios ecológicos de la provincia del Chubut con distinto manejo o afectados por distintos disturbios: Media Luna Clausura (MLC), Media Luna Pastoreo (MLP ), Puerto Madryn bioperturbado (PMB), Puerto Madryn no bioperturbado (PMNB), Punta Ninfas no erosionado (PNNE) y Punta Ninfas erosionado (PNE). En muestras de suelos extraídas de 0 a 5 cm (PM y PN) y de 0 a 10 cm (ML) de profundidad se determinó la materia orgánica total (MOT) y la MOP por vía húmeda (MOPh) (Método Walkley y Black) y por ignición en mufla (MOPi) a 430 °C. En los Molisoles de ML y en los Aridisoles de PM la MOPi fue mayor que la MOPh, mientras que para los Aridisoles de PN no se registraron diferencias significativas entre los dos métodos. Para los suelos con carbonatos (PM) o con alofanos (ML), el método por ignición sobreestimó los contenidos de MOP. La MOT presentó una alta correlación con la MOPh y con la MOPi para todos los suelos en conjunto (r2 = 0,89 y r2 = 0,73, respectivamente). El suelo que presentó una mayor relación MOP/MOT fue PNNE. En contraste, el suelo PNE, mostró los valores más bajos para esta relación, lo que indicaría, por un lado, que la poca MO que contienen estos suelos está predominantemente asociada a la fracción < de 0,053 mm, y por el otro, que la erosión afecta en mayor medida las reservas de MOP que las de MOT. Para los suelos PM, la relación MOPi/MOT fue mayor que uno, debido a la sobreestimación del método por ignición en estos suelos con abundante carbonatos. Tanto la MOT como la MOP determinada por los dos métodos, han permitido detectar diferencias entre tipos de manejo o estado de degradación de los suelos. De todas maneras, la MOP es proporcionalmente más afectada por la erosión y el pastoreo que la MOT, lo cual nos permitiría considerarla como un buen indicador de cambios en la calidad de los suelos bajo condiciones de pastoreo o afectados por procesos erosivos.Particulate organic-matter (MOP) is a dynamic soil component that quickly and selectively responds to management changes and to different disturbance regimes. We compared two techniques to determine the MOP content in different soils and assessed the potential of this variable as an indicator of soil quality. We studied the soils of three ecological sites located in the province of Chubut under different management schemes or affected by different disturbance regimes: Media Luna exclosure (MLC), Media Luna-grazing (MLP ), Puerto Madryn bioturbed (PMB), Puerto Madryn nonbioturbed (PMNB), Punta Ninfas uneroded (PNNE) and Punta Ninfas eroded (PNE). We collected soil samples from the 0 to 5 cm (PM and PN) or 0 to 10 cm (ML) depths to determine total soil organic-matter (MOT) and MOP using wet combustion MOPh (Walkley and Black method) and weight loss-on-ignition in a high temperature oven set at 430° C (MOPi). In the Mollisols and the Aridisols from Puerto Madryn, MOPi was higher than MOPh; in the Aridisols from Punta Ninfas, however, the differences between MOPi and MOPh were not significant. In soils with high calcium carbonate (PMB and PMNB) or allophane (MLC and MLP) contents, the loss-on-ignition method overestimated MOP contents. The MOT contents were highly correlated to both MOPh and MOPi for all soils (r2 = 0.89 and r2 = 0.73, respectively). Both MOT and MOP were sensitive to land management and soil erosion. The soil that displayed the greatest MOP/ MOT ratio was the PNNE. On the contrary, the PNE site showed the lowest values for this ratio, which would indicate that the low MOT content of this soil is predominantly associated to the < 0.053 mm fraction, and that the erosion process decreased the MOP reserves more than the MOT. For the Puerto Madryn soils, the MOPi / MOT ratio was greater than 1. This seems to be mainly due to the overestimation of the loss-on-ignition method in soils with abundant carbonates. Both MOT and MOP, determined by the two methods, can be used to detect differences in management or the state of soil degradation. However, MOP seemed to be more affected by soil erosion and sheep grazing compared to MOT. These results would allow us to consider MOP as a good indicator of changes in soil quality by either soil erosion or sheep grazing.Fil: Videla, Sonia Lina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Toyos, Maria Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentin

Soils and geomorphology

Los suelos de la Reserva de Vida Silvestre San Pablo de Valdés (RSPV) presentan una serie de características propias de los suelos de los ambientes áridos. En estos ambientes el desarrollo de los suelos está limitado por la escasez de agua. La formación del suelo comienza cuando una superficie geomórfica alcanza una cierta estabilidad y la tasa de los procesos de erosión o acumulación de sedimentos son menores que los procesos pedogenéticos. El agua y la actividad de los organismos, principalmente las plantas,modifican los primeros centímetros de los materiales parentales por medio de una serie de procesos que favorecen la diferenciación de horizontes y el desarrollo de un perfil de suelo por medio de la incorporación y la translocación de materiales y las distintas transformaciones que ocurren en el suelo. La RSPV,ubicada en el sector sudoeste de Península Valdés,exhibe una gran variedad de suelos, debido en parte a su heterogeneidad geomórfica y a la influencia de los continuos aportes de materiales de origen eólico provenientes de la costa del Golfo Nuevo. En este capítulo analizamos los principales factores y procesos deformación de los suelos de la RSPV, sus características dominantes y por último describimos los procesos de degradación y los indicadores de erosión de suelos más conspicuos.Soils from the Reserva de Vida Silvestre San Pablo de Valdés (RSPV) present characteristics typical of those from arid environments, where the development of soils is strongly controlled by water shortages. Water and the activity of organisms, mainly plants, modify the first few centimeters of the parent materials through a series of processes that favor the differentiation of horizons and the development of a soil profile through the incorporation and translocation of materials and some transformations that occur within the soil. Soil formation begins when a geomorphic surface reaches certain stability and the rate of erosion or sediment accumulation is smaller than the pedogenetic processes. The RSPV, located in the southwest of Península Valdés, exhibits a wide variety of soils, due in part to its geomorphic heterogeneity and to the influence of the constant contributions of windblown materials from the coasts of Golfo Nuevo. In this chapter, we examine the main factors and processes of soil formation in the RSPV, its key features, and finally we describe the most conspicuous degradation processes and indicators of soil erosion.Fil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Bouza, Pablo Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Videla, Lina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Sain, Claudia Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Cortes, Estela Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; Argentin

Desert pavements as indicators of soil erosion on aridic soils in north-east Patagonia (Argentina)

Desert pavements are prominent features of many geomorphic surfaces in arid and semiarid lands. In the semiarid soils of north-eastern Patagonia, gravel cover in the shrub interspace areas of shrub-dominated communities is generally high, and contrast with that of grass-dominated patches where gravel cover is either absent or negligible. In the present study we analyze the relationship between soil erosion and desert pavement formation, in three sites, the upper, middle and lower slope positions of a flank pediment where well-conserved soils served as reference areas. We used the gravel cover and mass, as well as the thickness of the remnant A horizon, as determined by the depth of the Bt horizon of a Xeric Calciargid, as measures of soil erosion. Surface gravel at four cardinal points in respect to mounds associated with shrub-clumps was collected and the depth to the Bt horizon was determined. The mean thickness of the A horizon in the well-conserved soils were 11.3, 10.0 and 13.5cm for the upper, middle and lower slope positions, respectively. For the same positions, the mean coarse fragment contents (>2.0mm) in the 0-10cm depth of the A horizon in the well-conserved soils were 144, 92 and 119gkg-1, and the mean surface gravel mass in the eroded patches were 5.3, 3.1 and 4.7kgm-2. Surface gravel mass and depth of the remnant A horizon gave different estimates of the magnitude of soil erosion in the flank pediment. Thus, the mean/maximum soil loss, as determined by the mean gravel mass on the soil surface for the upper, middle and lower slope positions were, 28.3/68.2, 27.0/63.8 and 31.5/56.4mm, respectively. These figures increased to a mean of 50.0, 52.5 and 82.0mm for the same positions when soil loss was determined as the difference between the thickness of the A horizon of the well-conserved soil and that of the remaining A horizon in eroded patches. The loss of the A horizon by wind and water erosion seems to initiate the change from grass steppe to a stable shrub steppe characterized, in the shrub interspaces, by well-developed desert pavements. The strong correlation between surface gravel mass and the thickness of the remaining A horizon indicates that accelerated soil erosion has played an important role in the formation of desert pavements, and that desert pavements are good indicators of the extent and intensity of the erosion process in the Punta Ninfas area.Fil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Degorgue, Gabriela. Instituto de Cooperación Económica Internacional; Argentin

Evaluation of the WEPP model to predict soil erosion in northeastern Patagonian rangelands

Los modelos matemáticos son herramientas útiles para la predicción de las pérdidas de suelo por erosión hídrica. El desarrollo reciente del modelo WEPP y su utilización para evaluar los riesgos de erosión en pastizales naturales ha significado un avance interesante en el campo de la erosión y la conservación de suelos de estos ecosistemas. En este trabajo examinamos la eficiencia del modelo WEPP para predecir los procesos hidrológicos y de erosión del suelo en los pastizales naturales semiáridos del noreste de la provincia de Chubut. Se identificaron tres comunidades de plantas ubicadas a lo largo de un gradiente de degradación del suelo: estepa herbácea con arbustos aislados (EH), estepa herbáceo-arbustiva (EHA) y estepa arbustiva degradada (EA). En cada una de estas comunidades se aplicó una lluvia simulada (100 mm h-1 durante 30 min) sobre parcelas de 1 m2 (0,6 x 1,67 m) y se colectó el escurrimiento y los sedimentos totales. A partir de los datos de la condición superficial de cada parcela se estimó el escurrimiento y la producción de sedimentos mediante el modelo WEPP. En este trabajo se observó una baja eficiencia del modelo WEPP para predecir el escurrimiento (Eficiencia, E = 0,14) y la erosión del suelo (E = -0,93). La predicción del escurrimiento y pérdida de suelo del modelo WEPP mostró mayor sensibilidad a cambios en los parámetros de lluvia y pendiente del terreno y una sensibilidad moderada a cambios en la cobertura, textura, erodabilidad del suelo y conductividad hidráulica efectiva. El escurrimiento y la producción de sedimentos estimados por WEPP fueron significativamente diferentes en las distintas comunidades de plantas (p < 0,05). La diferencia entre los valores medios estimados y observados varió en las distintas comunidades. Así, el escurrimiento medio estimado fue un 55,5% más elevado en la EH y la producción de sedimentos fue un 69,6; 62,7 y 17,5% más baja en la EH, EHA y EA, respecto a los valores observados. El uso del modelo WEPP en los ecosistemas de pastizales naturales constituye una importante herramienta para estimar la erosión. Sin embargo, estos resultados sugieren que es necesario calibrar el modelo para las condiciones locales e incorporar una estratificación de los pastizales de acuerdo a las diferentes unidades de suelo y vegetación.Mathematical models are useful tools to predict soil loss by water erosion. The recent development of the WEPP model and its use in assessing the risks of erosion in rangelands has led to significant advances in the field of erosion and soil conservation of these ecosystems. In this work we examine the efficiency of the WEPP model in predicting the hydrological processes and soil erosion in semiarid rangelands of the northeast Chubut Province. Three plant communities along a soil degradation gradient were identified: grass with scattered shrubs (EH), grass-shrubs (EHA), and degraded shrub steppes (EA). In each of these communities simulated rainfall (100 mm h-1 for 30 min) was applied on 1 m2 (0.6 x 1.67 m) plots and total runoff and sediment production were collected. Using the soil surface condition data from each plot, runoff and sediment production were estimated by means of the WEPP model. We found a low efficiency of the WEPP model to predict runoff (Efficiency, E = 0.14) and soil erosion (E = -0.93). The WEPP-estimated runoff and soil losses showed high sensitivity to changes in rainfall and slope parameters and moderate sensitivity to changes in soil cover, texture, soil erodability and effective hydraulic conductivity. The runoff and sediment production estimated by the WEPP model were significantly different among plant communities (p < 0.05). The difference between the estimated and observed mean values varied in the different plant communities: runoff according to the WEPP model was 55.5% greater in the EH and sediment production was 69.6, 62.7 and 17.5% lower, respectively, in the EH, EHA, and EA than the observed values. These results suggest that it is necessary to calibrate the model for local conditions and to incorporate rangeland stratification according to the different soil-vegetation units.Fil: Chartier, Marcelo Pablo. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rostagno, Cesar Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentin