Fig. 1   Vista aérea de los camellones de los Llanos de Mojos, Beni, Bolivia (Denevan, 1966). EL BALANCE DE NUTRIENTES BAJO EL PULSO DE INUNDACIÓN Victor M. Ponce Profesor de Ingeniería Civil y Ambiental Universidad Estatal de San Diego San Diego, California [091221] • INTRODUCCIÓN • Los nutrientes son compuestos químicos requeridos por la biósfera para su funcionamiento adecuado. El balance de nutrientes se refiere al conteo, bajo varias escalas temporales, de las fuentes, transporte y destino de los nutrientes, tanto en ecosistemas naturales como artificiales. Las características del balance de nutrientes determinan el éxito o fracaso de ecosistemas artificiales, de los cuales depende el ser humano para su sustento. Como se muestra en este artículo, el balance de nutrientes es importante aún para los ecosistemas naturales. Se llama pulso de inundación a la inundación anual de áreas de relieve plano adyacentes a ríos grandes y caudalosos (Junk et al., 1989). El pulso de inundación está condicionado por el clima, geología y geomorfología locales. El balance de nutrientes está afectado y condicionado por el pulso de inundación. En estos ecosistemas, la geología, geomorfología, y ecología están interrelacionadas de tal manera que es imposible separarlas. Éstas deben ser consideradas en conjunto, en lo que llama análisis holístico de ecosistemas. • EL CICLO DE NITRÓGENO • El nitrógeno destaca entre los nutrientes más esenciales por su abundancia. El nitrógeno molecular (N2) constituye el 78% de la atmósfera. El nitrógeno es recliclado a través de la biósfera por medio de cuatro procesos bioquímicos: (1) fijación, (2) amonificación, (3) nitrificación, y (4) denitrificación. Bajo la fijación, el nitrógeno entra a la biósfera con la ayuda de bacterias fijadoras de nitrógeno. Con la amonificación, la materia orgánica en proceso de descomposición es convertida a compuestos gaseosos de amonio. Con la nitrificación, los compuestos de amonio se convierten (oxidan) primero a nitritos (sólidos), y luego a nitratos. Finalmente, con la denitrificación, los nitratos se convierten (reducen), a través de una serie de pasos intermedios, a nitrógeno molecular, el cual escapa a la atmósfera cerrando el ciclo. Los cuatro procesos mencionados se requieren para cerrar el ciclo de nitrógeno. Si no se produce la denitrificación, se abre el ciclo. Bajo este último escenario, el nitrógeno tiende a acumularse en la litósfera y se hace disponible para cosecha (remoción) como componente de la comida y alimentos. De otro modo, una denitrificación efectiva cierra el ciclo, evitando que se acumule el nitrógeno y limitando la posible cosecha. • ECOSISTEMAS NATURALES Y ARTIFICIALES • Los ecosistemas naturales están sujetos a leyes naturales. Asimismo, los ecosistemas artificiales como la agricultura, particularmente la agricultura irrigada, tienen limitaciones sociales y económicas que se traducen en leyes o prácticas. La exportación de nutrientes es una práctica establecida en el manejo de ecosistemas artificiales. [Recuerde el arroz Basmati originario de la India que Ud. puede comprar en el mercado]. La exportación de nutrientes no puede ocurrir en presencia de un reciclaje efectivo de nitrógeno. En ausencia de entradas externas (fertilizantes), un ecosistema que denitrifica naturalmente no será adecuado para la agricultura, porque el nitrógeno se perderá (regresará a la atmósfera) y no estará disponible para exportación. • ECOSISTEMAS DENITRIFICANTES • ¿Cuáles son estos ecosistemas denitrificantes que no son adecuados para la agricultura intensiva? Éstos son ciertos ecosistemas controlados o caracterizados por el pulso de inundación, en los cuales la combinación de clima, geología, geomorfología, e hidrología es tal que hace posible una denitrificación efectiva. Los períodos alternados de aerobiosis y anaerobiosis en un ecosistema natural llevan a la nitrificación, seguida de la denitrificación, y por lo tanto, al regreso del nitrógeno a la atmósfera (Welch, 1982). La aerobiosis ocurre durante el período seco; la anaerobiosis durante el período húmedo o de inundación, si este último es suficientemente largo. Un pulso anual de inundación, con una secuencia de períodos seco y húmedo que duran aproximadamente seis (6) meses cada uno, tendrá la tendencia a cerrar el ciclo de nitrógeno. [Cabe notar que el coeficiente de difusión del oxígeno en el agua es cerca de 10,000 veces menor que en el aire]. La exportación antropogénica de nutrientes será difícil bajo esta condiciones. Los ecosistemas denitrificantes podrán ser adecuados para otros usos, tales como la ganadería y la vida silvestre, pero no para la agricultura de exportación. • PRIMER PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN • Un primer principio de exclusión puede expresarse como sigue: "Los ecosistemas de pulso de inundación no son naturalmente conducentes a una agricultura intensiva de exportación." Un caso singular de la aplicación de este principio está representado por la geografía cultural aborigen de los Llanos de Mojos, en el Beni, Bolivia (Denevan, 1966). Los nativos prehispánicos de los Llanos de Mojos sabían que sus tierras eran muy planas y que estaban sujetas a inundaciones periódicas. A través de los años, aprendieron que la única manera de abrir el ciclo de nitrógeno, manteniendo la fertilidad de la tierra y haciendo posible la exportación de nutrientes, era construyendo los campos elevados, o "camellones" (Figs. 1 and 2). Estos campos elevados tenían el objeto de manejar el flujo de avenida con el objeto de mantener una porción del terreno lo suficientemente seco a través de la mayor parte del año. El número y distribución espacial de los camellones es testigo de la acuciosidad y perseverancia de los antiguos habitantes de los Llanos de Mojos. Denevan (op. cit.) ha estimado un mínimo de 100,000 campos elevados extendidos en un área de 6,200 hectáreas, distribuídos en forma no uniforme cubriendo un área de 77,400 kilómetros cuadrados en el Beni occidental. Ejemplos como éste de ingeniería agrícola a gran escala muestran como los habitantes de esta parte del mundo fueron capaces de sobrevivir a pesar de las dificultades aparentemente insalvables. Fig. 2   Camellón en los Llanos de Mojos, Beni, Bolivia. • SEGUNDO PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN • Un segundo principio de exclusión, el cual no envuelve accciones o necesidades humanas, puede expresarse como sigue: "En ecosistemas de pulso de inundación, la sobrevivencia de la vegetación leñosa depende de su relación simbiótica con los camellones." La aplicación de este principio se demuestra por los camellones que existen en el Parque Nacional Everglades, en Florida, EE.UU. (Figs. 3 and 4), el Pantanal del Mato Groso (Figs. 5 and 6), y la llanura de inundación del río Araguaya (Figs. 7 and 8). Fig. 3   Vista aérea de los camellones, Parque Nacional Everglades, Florida. Nótese que el alineamiento longitudinal es paralelo a la dirección de flujo. (Fuente:  Google Earth). Un camellón (hammock, capão, murundu) es una isla de vegetación leñosa contenida dentro de las llanuras de inundación, las cuales consisten en su mayoría de vegetación herbácea. Por lo general, los árboles no pueden establecerse a partir de semillas en suelo continuamente húmedo (Eiten, 1975). Las islas se formaron, durante el período Cuaternario, por sedimentación progresiva con el propósito de hacer posible la colonización de las llanuras de inundación por la vegetación leñosa. Además, se abrió el ciclo de nitrógeno, posibilitando la acumulación y exportación de nutrientes por la fauna silvestre, aunque en forma limitada. Fig. 4   Un camellón cerca de Tamiami Trail, Parque Everglades, Florida. • CONCLUSIONES • La apertura del ciclo de nitrógeno es un prerequisito para el funcionamiento de ecosistemas naturales y artificiales que dependen de este nutriente para su sobrevivencia y consiguiente exportación. Se formulan dos principios de exclusión: Los ecosistemas de pulso de inundación no son naturalmente conducentes a una agricultura intensiva de exportación, y En ecosistemas de pulso de inundación, la sobrevivencia de la vegetación leñosa depende de su relación simbiótica con los camellones. Los camellones de los Llanos de Mojos son un excelente ejemplo del primer principio. Los camellones del Parque Everglades, el Pantanal del Mato Groso, y la llanura de inundación del río Araguaya son ejemplos claros del segundo principio. Se recomienda más investigación sobre el ciclo de nitrógeno para aclarar las relaciones entre los camellones hechos de la naturaleza y aquéllos construídos por el hombre. Fig. 5   Camellón grande (capão) en el Pantanal del Mato Groso, Brasil. Fig. 6   Camellón pequeño (murundu) en el Pantanal del Mato Groso, Brasil. • BIBLIOGRAFÍA • Denevan, W. M. 1966. The aboriginal cultural geography of the Llanos de Mojos of Bolivia, Iberoamericana, 48, University of California Press, Berkeley and Los Angeles. Eiten, G. 1975. The vegetation of the Serra do Roncador. Biotrop., 7, 112-135. Junk, W. J., P. B. Bailey, and R. E. Sparks. 1989. The flood-pulse concept in river-floodplain systems. Proceedings of the International Large River Symposium, Canadian Special Publication Fishing and Aquatic Sciences, 106, 110-117. Smith, A. 1971. Mato Grosso:  Last virgin land. Dutton, New York. Welch, E. B. 1982. Ecological effects of wastewater, Second Edition, Chapman and Hall, London. Fig. 7   Camellón en la llanura de inundación del río Araguaya, Brasil. Fig. 8   Formación de camellones en la llanura de inundación del río Araguaya, Brasil (Smith, 1971).

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