César Arana1, Tomás A. Carlo2 & Letty Salinas1 1Museo de Historia Natural y Fac. Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2Department of Biology, Penn State University, USA. E-mail:
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Introducción
Resultados 1
Resultados 2
Las costras biológicas del suelo (BSC) son características clave de los ecosistemas áridos de la tierra y están compuestas de capas bióticos de cianobacterias, bacterias, algas, hongos, líquenes y briófitos que cementan las partículas del suelo sueltos en los desiertos (Belnap y Lange 2003) . Las BSC se producen en la mayoría de las regiones áridas y semiáridas del mundo, donde representan una cantidad sustancial (~ 70%) de la cubierta de éstas (Belnap & Lange 2003). A pesar de que el Perú tiene alrededor de 328.093 Km2 de tierras áridas y desérticas (Ministerio del Ambiente, 2012), las costras biológicas nunca han sido descritas o informada su presencia incluso, en los desiertos peruanos, excepto de manera indirecta como comunidades de líquenes del suelo en varias localidades andinas (Ramírez y Cano 2005) y en la llamada "loma de Nostoc" en los desiertos costeros (Ferreyra 1953). La falta de información sobre las BSC peruana es un vacío importante dado el papel clave que las costras desempeñan en los ecosistemas terrestres, como la estabilización de suelos, control de la erosión, fijación de nutrientes y como facilitadores para el establecimiento de plantas superiores en ambientes áridos (Malam 1998; Belnap et al 2003b;. Thomas & Dougill 2007; Guo et al 2008). Los ecosistemas áridos a lo largo de la costa peruana poseen un alto nivel de endemismo, y por lo tanto es necesario entender cómo la ocurrencia y relaciones funcionales de la BSC influyen en las especies y comunidades de alto valor para la conservación. En el presente estudio ofrecemos el primer informe y descripción de laa BSC en el Perú desde localidades en el desierto costero (Lomas) y en la alta región andina (Puna).
La Costra Biológica del Suelo en Perú
En los ecosistemas de “Lomas”, aumenta la humedad con la elevación, creando un gradiente que influye fuertemente en las características y composición de la BSC. De 150 a 350 m sobre el nivel del mar primero aparece, una BSC dominada por cyanobacterias (Fig. 4 e y f, Fig. 5 a). De 350 a 400 m los líquenes comienza a ser dominantes (Fig. 4 g, Fig. 5 b). Por encima de los 400 m en las Lomas de Lachay (temperatura anual de 17°C y precipitación total anual de 100 mm), la BSC están dominados por musgos (Fig. 4 j, Fig. 5 c). Sin embargo, las zonas cubiertas con matorrales densos carecen de BSC. Por otro lado, existe variabilidad en la relación entre la elevación y el tipo BSC entre diferentes sitios de Lomas. Esta variación se debe a factores como la orientación geográfica, la pendiente y la distancia al océano, los que pueden crear diferentes valores de humedad en diferentes sitios de Lomas (Fig. 6).
La BSC se puede formar en las regiones áridas y/o muy frias del Perú donde la vegetación es escasa. En el presente estudio registramos la BSC en dos áreas, una en la región alto andina alrededor de 4000 m en la "Puna" cerca de Shelby, Carhuamayo y Juliaca (Fig. 2, temperatura anual de 3,8° C, precipitación 245,9 mm) (Fig. 4 a-c), y el otro en el desierto costero del Pacífico en las llamadas Lomas costeras (Fig. 4 d-j). En la región altoandina la BSC se forma en los espacios abiertos entre las plantas vasculares dispersas (Fig. 4 a), y están dominadas por líquenes en las zonas más secas (Fig. 4 b), mientras que dominan musgos en zonas húmedas (Fig. 4 c).
Costra Biológica del suelo en las “Lomas” costeras peruanas El desierto peruano es una estrecha banda hiperárida confinada a la costa que se extiende por 2 mil km (5°-18° latitud S) y cubre cerca del 9,4% del Perú (120651 km2). “Hotspots” de biodiversidad con un alto porcentaje de especies endémicas especializadas en la extrema aridez son comunes a través del vasto desierto (Rundel et al. 1990, Arana & Salinas 2007). El paisaje de la costa está dominada por llanuras aluviales, pero las zonas con pequeñas montañas condensan la niebla del mar de invierno, proporcionando la humedad y el sustento a las comunidades vegetales estacionales denominadas "Lomas" (Rundel et al. 1990, Arana y Salinas 2007). Hemos registrado una extensa ocurrencia de BSC en estos ecosistemas (Fig. 4 d).
Objetivo Documentar por primera vez la presencia de costras biológicas del suelo en el territorio peruano.
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Figura 6. Ejemplo de influencia de la topografía sobre la presencia de BSC en el desierto costero peruano (Lomas de Ancón, Lima).
Métodos
Discusión
Se realizó una evaluación en áreas de costa y región andina. En particular, se estudiaron diez localidades de la costa peruana en las regiones de Ancash, Lima e Ica y tres en la región andina correspondientes a Pasco, Junín y Puno (Fig. 1). Las evaluaciones se realizaron estimando la cobertura de cada tipo de organismo que compone la CBS en alrededor de 20 parcelas de 1 x 1 m por localidad (Figs. 2 y 3).
Perspectivas para la investigación futura de la BSC en el Perú
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Figura 1. Ubicación de las localidad de evaluación de costras biológicas del suelo en el Perú.
Figura 4. (a) Paisaje andino donde la BSC desarrolla entre los manojos de pastos, (b) BSC andina dominada por musgos, (c) BSC andina dominada por líquenes, (d) paisaje costero de lomas con BSC visible como una extensa capa oscura sobre el suelo, (e) Perfil vertical y (f) vista superior de la BSC costera con dominancia de cyanobacterias, (g) vista superior y (h) perfil vertical de la BSC costera con dominancia de líquenes, (i) BSC costera mixta de cyanobacterias y líquenes, (j) BSC costera dominada por musgos.
(a) Figura 2. Disposición espacial de las parcelas de evaluacion de BSC.
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Aunque en las últimas décadas, muchas BSC se han descrito desde el subtrópico hasta las regiones polares (Belnap y Lange 2003, Budel 2005, Karsten y Holzinger 2014, Türk y Gärtner 2003); poco se sabe de las BSC tropicales. Es notable que en el Perú no existan estudios previos sobre la BSC (Fig. 7). Es por esto que se justifican estudios de la BSC que vayan desde caracterizaciones básicas estructurales y taxonómicas, rangos de distribución, flujos de nutrientes, hasta interacciones con los taxones superiores. Las BSC se han reportado como "ingenieros del ecosistema" en otras regiones áridas, con un papel importante en la productividad primaria, el ciclo del nitrógeno y del carbono, la mineralización, la retención de agua y la estabilización de suelos (Evans & Johansen 1999, Karsten y Holzinger 2014, Lewis 2007, Reynolds et al., 2001). Es probable que la biodiversidad (incluyendo su alto endemismo) de gran parte de los ecosistemas áridos, semiáridos y de temperaturas frías del Perú dependan directa o indirectamente de la presencia de BSC (Fig. 8). Por ejemplo, un estudio reciente muestra que las BSC contribuyen a la fijación de alrededor del 7% del carbono y el 46% del nitrógeno en los ecosistemas terrestres (Elbert et al. 2012). Pero en grandes áreas como los altos Andes peruanos y los desiertos costeros, la contribución de la BSC a los flujos de carbono y nitrógeno no se conoce todavía. También es importante llevar a cabo estudios sobre las relaciones entre las plantas y los animales superiores, y cómo la estructura y función de la BSC se relaciona con la diversidad de plantas y animales, así como con la estructura de la comunidad. Las características únicas de los biomas del desierto costero peruano y altos Andes hace difícil extrapolar el conocimiento de otros sistemas, creando una fuerte necesidad de estudios locales de campo.
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Figura 3. Parcela de evaluacion de BSC.
Palabras clave / Keywords: Andes, Lomas, desierto costero del Pacífico,
ingenieros ecosistémicos, biocostra del suelo / Pacific coastal desert, ecosystem engineer, soil biocrust.
Agradecimientos: Walter Espíndola, Cristina Rengifo, Adrián Torres, Luis Pillaca, Jaemy Romero y Alejandra Arana, por su ayuda en campo y laboratorio.
Financiamiento: Proyecto CSI-VRI-UNMSM (151001111)
Figura 5. Detalles de las costras biológicas de suelo de las Lomas costeras (a) Dominada por cyanobacterias, (b) Dominada por líquenes, (c) Dominada por musgos. La barra mide 5 mm.
Figura 7. Mapa de localidades con presencia de BSC reportadas en Sudamérica (según Büdel 2003).
Figura 8. Mapa de las áreas con presencia potencial de BSC en el Perú.
