el papel de los sistemas pastoriles en la regulación
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El papel de los sistemas pastoriles en la regulación hidrológica de la llanura chaco-pampenana
Esteban Jobbágy & Grupo de Estudios Ambientales German Baldi, Marcelo Nosetto, Javier Houspanossian, Sylvain Kuppel, Carla Rueda, Silvina Ballesteros, Roxana Aragon, Raul Gimenez, Jorge Mercau, Francisco Murray, Patricio Magliano, Victoria Marchesini, Celina Santoni
-- Contexto -- Pampa -- Chaco -- Conclusión
La vegetación es un fuerte determinante de la hidrología, especialmente en llanuras muy planas.
El retroceso de sistemas pastoriles (Pampa) y su transformación (Chaco) son una fuerza de cambio hidrológico
1. Hiperllanura excesos hídricos – problema de largo plazo ahorrar agua no es la mejor opción (huella hídrica…) 2. Agriculturización progresiva retracción ganadera en la Pampa vegetación natural -> rotación -> agricultura contínua transformación ganadera en el Chaco vegetación natural -> pasturas -> cultivos anuales 3. Extensificación / Simplificación hacia mínimos costos y estructura, máxima escala plazos cortos – menor diversidad -Ganadería “acorralada”
hiperllanuras (regional slope < 0.1 % - based on Space Shuttle DEM, 8km2 kernel)
Jobbágy et al 2008 – Ecología Austral
water balance (ppt:pet)
arid <0.3
semiarid 0.3-0.7
subhumid 0.7-1.1
humid >1.1
A Chaco + Pampa
B Llanos
C Mississippi + Atlantic
D Central Canada
E Eastern Europe
F West Siberia
G NE China
H Indo-Ganges
I Sahel
J Kalahari-Zambezi
K East Australia
napa
drenaje descarga (evaporitva)
hiperllanura
napa
evapotranspiración precipitación
descarga (líquida)
drenaje
deposición
lixiviación
evacuación
met. resp.
libro de texto
acumulación
Hidrología ↔ Vegetación Vegetación ↙ Hidrología
Precio internacional del grano -> Cargas fiscales al grano <- Precio insumos <- Expansión alquiler -> Concentración ->? Simplificación ->? Inundación <-
Trabas a exportación carne/leche -> Pérdida de infraestructura ganadera -> Sequías ->
Chaco árido
Chaco húmedo
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
(m)
0
5
10
15
20
25
30
19
80
19
81
19
82
19
83
19
84
19
85
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87
19
88
19
89
19
90
19
91
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
(%)
nivel freatico area inundada
1996 – 2001 (+20% lluvia) + 500 mm napas + 300 mm lagunas + 800 mm TOTAL
Aragón et al 2010 – Ecohydrology
Kuppel et al. 2015 - WRR
y = -0,1708x + 346,94R² = 0,8263
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
16000,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020Precipitaciones (m
m)
Prof
undi
dad
de n
apa
freá
tica
(m)
NF
pp0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Pro
po
rció
n d
e c
ult
ivo
s ag
rico
las
a
b
SIEMBRA DIRECTA
SOJA RR
MERMA
SUP.
TRIGO
SOJA
Marcos Juarez Betram & Chiacchiera 2013. Reporte INTA
Con napas superficiales aparece el “tipo II” de inundación Dura mucho tiempo Vehiculiza sales
Tipo I: exceso de infiltración Tipo II: exceso de saturación
Profundidad freática en sitios pareados (9 pares cultivo-pastura)
En todos los sitios --> más profundo en pasturas (20 cm en promedio)
cultivo
pastura
Trenque Lauquen
Nosetto et al. 2015 – Ag Wat Management
1.60
1.70
1.80
1.90
2.00
0 500 1000 1500
Pro
fun
did
ad
fre
ática (m
)Distancia (m)
cultivo
cultivo
pastura pastura
3.8
3.9
4
4.1
4.2
0 100 200 300 400 500 600
Pro
fun
did
ad
fre
ática (m
)
Distancia(m)
cultivo
cultivo
pastura
Profundidad freática en transectas
Nosetto et al. 2015 – Ag Wat Management
20/06/2011 20/10/2011 20/02/2012 20/06/2012 20/10/2012 20/02/2013
0
20
40
60
80
100
120
140
Da
ily ra
infa
ll (m
m)
Llu
via
dia
ria
(mm
)
0
5
10
15
20
25
30
35
402.00
3.00
4.00
5.00
6.00
Are
a in
un
da
da (
%)
Pro
fun
did
ad
fre
ática (m
)
Dinámica del nivel freático (efectos sobre la recarga)
pastura
cultivo
Nosetto et al. 2015 – Ag Wat Management
tambo
Agricultura de granos
pastura
cultivo simple cultivo doble
tambo
cultivo simple
cultivo doble
Niv
el d
e n
apa
(m)
Nosetto et al. 2015 – Ag Wat Management
evaporacion superficial (“tanque”)
evaporacion de suelo (Egw)
evaporacion de suelo (Egw)
transpiracion (Tgw)
0
2
4
6
0 1 2 3 4
ETgw
(m
m/d
)
Profundidad de napa (m)
Jobbagy et al. 2009 – EOS
MODELO UPFLOW transporte capilar
y anegamiento
Raes et al. 2003 – Plant and Soil
napa
drenaje descarga (evaporitva)
transpiracion (Tgw)
0
2
4
6
0 1 2 3 4 5 6
mayor
menor
0 2
área foliar Tg
w (
mm
/d)
0
2
4
6
0 1 2 3 4 5 6
menor
tolerancia salinidad
0
2
4
6
0 1 2 3 4 5 6
mas profundo
raíces
Tgw
(m
m/d
)
0
2
4
6
0 1 2 3 4 5 6
absoluta
mayor
tolerancia anegamiento
Tgw
(m
m/d
)
Fre
cue
nci
a (d
ías
/10
0 a
ño
s)
Profundidad de napa (m)
Agricultura (maiz-trigo-soja)
Pastura de alfalfa
200
400
600
800
1000
1400
1200
-1 0 2 3 4 5 6 7 8 1
Pastizal
raíces tolerancia ET anegamiento
2 m NO 850 mm
5 m NO 1100 mm
3 m SI 950 mm
MODELO “VEG-NAP” SW de Córdoba clima 1908-2008 +20% PPT agua freática NO salina
Contreras et al. AGU 2008
ECOSISTEMA
HIDROLOGIA
SIMULACION
Bertram & Chiacchiera - INTA Marcos Juarez
ventaja x tolerancia a frio y anegamiento
ventaja x tolerancia a anegamiento
alfalfa
grama rhodes
agropiro… napa salada no sirve…
NO BA + S Santa Fe
Garcia et al – MS envíado a J Hydrology
Mercau et al. 2014 – Agronomía y Ambiente
PAMPA El aumento de inundaciones y anegamientos y su impacto, favorecidos por el abandono de sistemas pastoriles 3 atributos clave de la vegetación 1. Estacionalidad/intensidad de la demanda de agua 2. Profundidad de raíces 3. Tolerancia a anegamiento/salinidad El agua conecta el paisaje Una fracción del paisaje puede generar beneficios/perjuicios a otra Difícil balance y acuerdo entre actores del territorio Debemos revisar los nichos para NUEVOS sistemas pastoriles Ambientes extremos (bajos –tolerancia aneg/sal!, lomas muy arenosas –raíz!) Adiós rotación con pasturas, Hola pasturas oportunistas/adaptativas Oferta de forraje espacial/temporalmente fragmentada ¿transporte hacia el animal? Relación volátil de quien produce con la tierra ¿Hacia alquiler forrajero?
GW
PET >> ET = PPT
salts
ET < PPT
salts
GW
Cultivo (primeras décadas) Monte
ET < PPT ET > PPT
Cultivo (estado avanzado)
Australian Dryland Salting
Australia, Sahel, High Plains, Chaco Australia, Sahel, High Plains, Chaco Australia, Sahel…. (Chaco ?)
lajitas
bandera
filadelfia
Santoni et al. 2010 – WRR Jayawickreme et al. 2011 – Ecological Applications
Contreras et al. 2012 – Ecohydrology Amdan et al. 2014 – WRR
Gimenez et al. in preparation
Lluvia (mm/yr)
Prof freat (m)
stock natural de Cl (kg/m
2)
Recarga bajo cultivo (mm/yr)
San Luis 600 > 20 0.2-9 Kg/m2 5 to 20
Filadelfia 800 > 10 > 10 Kg/m2 ?
Lajitas 850 > 20 6-13 Kg/m2 30 to 50
Bandera 950 > 8 10-12 Kg/m2 30 to 50
Lajitas
san luis
-8
-6
-4
-2
0
-100
-80
-60
-40
-20
0
Monte
Agricultura
1-sep 1-nov 1-ene 1-mar 1-may 1-jul
La Nutria
Lluvia (mm.d-1
)
Monte (borde)
Pastura
Date
Niv
el fr
eá
tic
o (
m) L
luvia
(mm
.d-1)
Giménez et al. en preparación
CHACO La deforestación agrícola dispara el ascenso freático y moviliza el gran stock de sales existente. Existen condiciones para anegamiento y salinización de gran escala. Las pasturas tienen un impacto mucho menor que los cultivos anuales No está claro como responderán al ascensos de napas y sales Debemos revisar los nichos para NUEVOS sistemas pastoriles Las pasturas como destino final y no como “parada” previa a la agricultura Agricultura subsidiaria de la ganadería (+maíz!) Raíces profundas de “rescate” de agua en rotación con cultivos Oportunidad en tierras degradadas Tolerancia a la salinidad será cada vez más importante Fijación de nitrógeno con el paso del tiempo y el abandono de soja
¿Estamos listos para recibir la “expansión ganadera 2.0”? Volcar grano al animal
Habilitar nuevos nichos pastoriles
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
-0.2
5
0.2
5
0.7
5
1.2
5
1.7
5
2.2
5
2.7
5
3.2
5
3.7
5
4.2
5
4.7
5
Nº d
e d
ías
profundidad freática (m)
pasturas doble cultivo
cultivo ver.
Modelado Hidrológico (Dinámica freática)
> 152 143 125 107 89 71 53 35 17 < 8
Maiz 2005-2006 (qq/Ha)
0 20 40 60 80
100 120 140
0 1 2 3 4 5 6 7
profundidad (m)
Ren
dim
ien
to (
/Ha)
V. Mackenna CBA
0
20
40
60
80
100
Pastizal Rodal
% C
ob
ertu
ra b
asal
Especies C4
Especies C3
0
20
40
60
80
100
Pastizal Rodal
% C
ob
ertu
ra b
asal
S Desnudo
Broza
C herbácea
b a
Clavijo et al. 2005 – Rangeland Ecology & Management
Biomasa acumulada Sitio A
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
Kg
./h
a.
Senescente
Verde
**’ *’
Biomasa acumulada Sitio B
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
kg
/ha
*** **’*’ *’
Biomasa acumulada Sitio A
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
Kg
./h
a.
Senescente
Verde
**’ *’
Biomasa acumulada Sitio A
0
2000
4000
6000
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12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
Kg
./h
a.
Senescente
Verde
*
Biomasa acumulada Sitio A
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
Kg
./h
a.
Senescente
Verde
**’ *’
Biomasa acumulada Sitio B
0
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4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
kg
/ha
*** **’*’ *’
Biomasa acumulada Sitio B
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
kg
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*** *
Biomasa acumulada Sitio B
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
NF F NF F NF F NF F
Verano Otoño Invierno Primavera
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Nordenstahl et al. 2012 – Agroforestry Systems
Castelli BA
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