Los bosques y los suelos forestales son componentes críticos de los ecosistemas terrestres, que brindan una amplia gama de servicios ecosistémicos, como la captura de carbono, la regulación climática, el ciclo de nutrientes y la filtración de agua. Por lo tanto, su conservación debe priorizarse siempre que sea viable para mantener la función ecológica y la sostenibilidad a largo plazo. En los casos en que la conservación ya no es viable debido a perturbaciones antropogénicas o degradación natural, la restauración ecológica se hace necesaria. Los esfuerzos de restauración deben adoptar un enfoque holístico que promueva la recuperación de la salud del suelo, incluyendo sus propiedades físicas, químicas y biológicas, reconociendo al mismo tiempo la interconexión intrínseca entre la restauración forestal y del suelo. Para guiar eficazmente la restauración, es esencial evaluar tanto el estado como la capacidad de los suelos mediante mapeo espacial y diagnósticos específicos del sitio. Esto permite la selección de estrategias de restauración adecuadas que se ajusten a las limitaciones y el potencial del suelo. Además, el mapeo de la capacidad del suelo puede informar expectativas realistas para la recuperación de los servicios ecosistémicos. La restauración en sí misma puede consistir en múltiples técnicas e intervenciones, que se resumen en este informe junto con su impacto en diferentes parámetros del suelo. Esta herramienta práctica permite seleccionar intervenciones apropiadas al contexto que apoyen eficazmente la recuperación de la salud del suelo y la resiliencia del ecosistema. El monitoreo es un componente fundamental para guiar y evaluar el éxito de la restauración mediante el uso de indicadores escalables que sean rentables, eficientes en el uso del tiempo y aplicables a diferentes escalas espaciales. Estos indicadores permiten realizar comparaciones entre sitios y evaluaciones a largo plazo. El mapeo de la capacidad y el estado del suelo antes de la restauración permite identificar las limitaciones y el potencial específico del sitio. El monitoreo debe comenzar con una línea base previa a la restauración para establecer las condiciones de referencia y guiar la selección de indicadores. Además, la identificación de los problemas de degradación es un paso importante en la fase previa al monitoreo. El monitoreo posterior a la restauración debe ser estructurado, consistente y longitudinal, capturando las respuestas del suelo a corto y largo plazo. El uso de indicadores escalables facilita el seguimiento de la recuperación del suelo en paisajes heterogéneos, mejorando la comparabilidad y la pertinencia de las políticas.
A pesar de las definiciones claras de la salud del suelo, por lo general no vienen con directrices específicas sobre cómo medirla o monitorearla en la práctica (Fierer et al., 2021). En particular, qué variables son las más relevantes para evaluar la condición del suelo. Es claro que la salud del suelo no puede definirse por un solo estado "óptimo", ya que varía según los ecosistemas y los usos de la tierra (Bünemann et al., 2018; Lehmann et al., 2020). Aun así, ciertos indicadores son consistentemente útiles para evaluar la salud del suelo. Por ejemplo, los suelos saludables generalmente están bien estructurados (salud/condición física), contienen suficiente COS para fijar agua y nutrientes (salud/condición química) y están llenos de vida (salud/condición biológica) (Frene et al., 2024; Raghavendra et al., 2020; Stewart et al., 2018; Wang y Zhang, 2024). La restauración eficaz del suelo aborda estas tres categorías clave de propiedades del suelo: físicas, químicas y biológicas (Raghavendra et al., 2020; Stewart et al., 2018). En este capítulo, proponemos un conjunto de indicadores para cada categoría, algunos de los cuales se consideran escalables, es decir, diseñados para ser aplicables en diversos ecosistemas, rentables y fáciles de implementar.
1. Propiedades físicas
Dentro de las propiedades físicas, proponemos evaluar la densidad aparente y la estabilidad de los agregados, ya que influyen en las interconectividades entre plantas y suelos y pueden verse afectadas por las actividades humanas. La textura del suelo también es una medida física importante; sin embargo, al no ser variable bajo manejo, representa más la capacidad del suelo que su condición.
Densidad a granel, expresado en mg/cm³, es un indicador clave de la compactación del suelo y la salud general del suelo, que influye en la infiltración de agua, el desarrollo de las raíces y las estimaciones de las reservas de carbono (Lee et al., 2009; Panagos et al., 2024; Vogt et al., 2015). Mide la masa seca del suelo por unidad de volumen y varía con las prácticas de manejo (Al-Shammary et al., 2018). Los métodos de muestreo incluyen enfoques directos (núcleo, terrón, excavación) e indirectos (radiación, regresión); si bien los métodos indirectos son más precisos, también son más costosos y requieren habilidades especializadas (Vogt et al., 2015). Se recomienda un muestreo constante a profundidad fija, idealmente cinco muestras por rodal, para tener en cuenta la variabilidad con la profundidad (Cools y De Vos, 2010). En el proyecto SUPERB, la densidad aparente se midió mediante el método de núcleo a 0-5 cm (anillo Kopecky de 100 cm³) y con un barreno de 18 mm para capas de 5-15, 15-40 y 40-80 cm (FunDivEUROPE, 2011). Las muestras se secaron en horno a 105 °C, se pesaron y la densidad aparente se calculó dividiendo la masa seca entre el volumen de la muestra.
Además en estabilidad agregada Es un indicador importante de la salud del suelo, ya que está relacionado con la erosionabilidad y la dinámica suelo-agua (Rieke et al., 2022). Rieke et al. (2022) evaluaron cuatro métodos para la estabilidad de agregados y concluyeron que todos eran opciones viables. Considerando la rentabilidad, la accesibilidad del método y la eficiencia en el tiempo, la prueba de apagado, adaptada del software de reconocimiento de imágenes para teléfonos inteligentes SLAKES, ofrece un enfoque práctico y científicamente sólido para evaluar la estabilidad de los agregados en el campo. Este método también es preferido por el Instituto de salud del suelo.
2. Propiedades químicas
Las propiedades químicas se refieren a la composición y las reacciones del suelo. Estas propiedades determinan la capacidad del suelo para suministrar elementos esenciales a las plantas y otros organismos del suelo, así como para amortiguar los contaminantes. Aquí proponemos medir el carbono total del suelo, el nitrógeno total del suelo y el pH del suelo. Otras propiedades que podrían ser interesantes para evaluar la condición química del suelo son la capacidad de intercambio catiónico (CIC), ya que refleja la capacidad del suelo para retener y suministrar nutrientes; la conductividad eléctrica (CE), que indica la salinidad del suelo; y el estado del suelo en cuanto a nutrientes específicos que las plantas necesitan para crecer (p. ej., NO₃, NH₃, P, K, contenido de cationes básicos).
Medición suelo carbono ayuda a rastrear cuánto carbono están secuestrando los bosques y cómo los cambios ambientales afectan esta función. Además, el carbono del suelo está estrechamente relacionado con la fertilidad del suelo, la estructura, la retención de agua y la actividad biológica. Dentro de SUPERB, el muestreo de carbono se realizó mediante el mismo método que para la densidad aparente (FunDivEUROPE, 2011). El carbono del suelo se presenta tanto en moléculas orgánicas como en carbonatos inorgánicos. Se utilizan diferentes técnicas de análisis según el tipo de carbono que se mida. Los métodos para determinar el carbono total son mediante combustión seca u oxidación húmeda (Vogt et al., 2015). Dentro de SUPERB, se analizó el carbono total. Las muestras de suelo se secaron y trituraron para obtener suelo finamente molido y se analizaron con el Flash 2000 Organic Elemental. Este análisis funciona mediante combustión seca (T = 950 °C) seguida de cromatografía de gases (Robertson, 1999). Cuando había carbonatos presentes en el suelo, primero se añadió ácido clorhídrico a la muestra de suelo para obtener solo el carbono orgánico del suelo.
PH del suelo Es quizás el factor más importante en la fertilidad del suelo y un indicador crítico de su calidad, influyendo significativamente en la salud forestal y el funcionamiento del ecosistema al afectar diversos procesos biológicos y químicos. También desempeña un papel crucial en la actividad y diversidad de bacterias y hongos del suelo, y es esencial para las preferencias específicas de pH de las diferentes especies arbóreas (O'Neill et al., 2005; Singh et al., 2011; Thomas, 1996; Vogt et al., 2015). El pH del suelo se muestreó utilizando el mismo método que para el carbono y el pH del suelo (FunDivEUROPE, 2011). En cuanto al análisis de laboratorio, no existe un procedimiento estándar para medir el pH y puede variar de un laboratorio a otro. El pH se puede medir utilizando métodos rápidos de campo o técnicas de laboratorio más precisas: pH-H2O y pH-KCL. pH-H₂El O se determina añadiendo agua al suelo y mide solo los iones de hidrógeno libres (H⁺) en la solución del suelo. No tiene en cuenta los iones de hidrógeno unidos a la arcilla y la materia orgánica. El pH-KCl se determina mezclando el suelo con una solución de cloruro de potasio. Los iones de potasio (K⁺) reemplazan los iones de hidrógeno unidos a la arcilla y al humus, por lo que el pH-KCl mide tanto los iones de hidrógeno libres como los intercambiables en el suelo (Van Ranst et al., 1999). En SUPERB, el pH-H2El O se midió en una proporción de 1 g:10 mL de extracto de suelo:líquido para las muestras de suelo forestal y de 1 g:5 mL de extracto de suelo:líquido para las muestras de suelo mineral (Van Ranst et al., 1999). Estas proporciones también se aplican al utilizar el método pH-KCl con KCl 1 M.
3. Propiedades biológicas
Los microbios del suelo descomponen la materia orgánica mediante procesos catabólicos. Además, desempeñan un papel fundamental en el ciclo de nutrientes, la formación de la estructura del suelo y su fertilidad general. Los microorganismos son altamente sensibles a los cambios ambientales, lo que los convierte en valiosos indicadores para evaluar la restauración forestal. Existen diversos métodos para determinar la diversidad microbiana del suelo, incluyendo el cultivo, la microscopía, los métodos de ADN y el análisis de imágenes (Vogt et al., 2015). En este estudio, nos centramos en la posible actividad/diversidad catabólica y la actividad metabólica.
Evaluación actividad microbiana catabólica y la diversidad es esencial para comprender la salud del suelo. Al evaluar la actividad catabólica potencial, podemos cuantificar la eficiencia de las comunidades microbianas en la mineralización de sustratos orgánicos, liberando así nutrientes esenciales y contribuyendo al acervo de nutrientes del suelo (Vogt et al., 2015). Dentro de SUPERB, seleccionamos el método Biolog EcoPlate™ para medir este parámetro (Gaublomme et al., 2006). Los microorganismos inoculados en diferentes fuentes de carbono dejan un patrón de respuesta a lo largo del tiempo (Biolog, 2023). Para garantizar una evaluación precisa, las muestras se recolectaron de manera estéril utilizando guantes desechables, con todo el equipo esterilizado con etanol al 90% y un quemador de gas. Las muestras se almacenaron en condiciones frescas (7 °C) y se analizaron dentro de los 14 días (FunDivEUROPE, 2013). En el laboratorio, las muestras frescas se diluyeron y pipetearon en los Biolog EcoPlates™, que contienen 31 fuentes de carbono diferentes y 1 control por triplicado. Las placas inoculadas se colocaron en una incubadora a 25 °C durante 48 horas. La absorbancia se midió después de llenar las ecoplacas (día 0) con un lector de microplacas VERSAmax (OD590 nm) y los días 3 y 5. Con los datos obtenidos, se puede expresar el desarrollo de color promedio de los pocillos y el índice de diversidad de Shannon.
El actividad metabólica Es un indicador sensible de numerosos procesos subterráneos e interacciones ecológicas. La respiración del suelo es un índice indirecto de la actividad biológica del suelo y puede utilizarse para evaluar la biomasa microbiana (Vogt et al., 2015). Los microorganismos del suelo respiran dióxido de carbono como subproducto del metabolismo al degradar la materia orgánica y reciclar los nutrientes (Rieke, Cappellazzi, et al., 2022). En SUPERB, la biomasa microbiana se midió incubando suelo seco y tamizado rehumedecido (10-15 gramos) en un frasco durante 24 horas a 24 °C (Comeau et al., 2023; Moebius-Clune, 2016; Soil health institute, 2022; Vogt et al., 2015). Después de 24 horas, el CO2 Los niveles se midieron utilizando el LICOR 7810. La medición se realizó recogiendo el gas con una jeringa e inyectando la muestra en el circuito cerrado del sistema LICOR (Comeau et al., 2023). El CO2 Los niveles se calcularon utilizando el volumen del circuito cerrado y el CO2 Concentración antes y después de la inyección. Una alternativa más rentable y sencilla para medir los niveles de carbono (en comparación con el LICOR) es el Checkpoint Dansensor.
Además, puedes incorporar a tu protocolo biomasa de las raíces finas También se puede determinar. Las raíces finas son un indicador clave de la productividad subterránea y la absorción de nutrientes, ya que son las principales responsables de la absorción de agua y nutrientes. La medición de la biomasa de las raíces finas ayuda a evaluar el funcionamiento del ecosistema, las interacciones suelo-planta y el impacto de los cambios ambientales o la restauración en la dinámica radicular (Likulunga et al., 2022; Magalhães y Mamugy, 2020; Vogt et al., 2015). En SUPERB, el muestreo de raíces finas se realizó utilizando la misma metodología que para el carbono del suelo (FunDivEUROPE, 2011). Dado que el análisis de laboratorio de las raíces finas puede ser laborioso y consumir mucho tiempo, seleccionamos un método de muestreo menos intensivo para equilibrar la viabilidad con la calidad de los datos. Para cada muestra, se realizó una recolección de raíces finas durante 5 minutos en el suelo seco pero no tamizado, y la biomasa de las raíces finas se calculó dividiendo la masa de las raíces recolectadas por el volumen total de la muestra seca (Likulunga et al., 2022; Magalhães & Mamugy, 2020).
