Resumen
Introducción: La pérdida de suelo por erosión hídrica influye en los flujos positivos y negativos de carbono hacia la atmósfera.
Objetivo: Identificar las principales tendencias de investigación con respecto a la influencia de la erosión hídrica en la redistribución del carbono orgánico del suelo (COS) y su relación con las prácticas de conservación del suelo y agua.
Materiales y métodos. La literatura publicada en revistas nacionales e internacionales se consultó en Web of Science, Scopus, SciELO, Redalyc, ResearchGate y Google Académico. Mediante palabras clave predefinidas se analizaron las tendencias de investigación y se agruparon según su afinidad.
Resultados: En el periodo 2012-2022, 80 % de la investigación global se enfocó en la redistribución del COS por efecto de la erosión hídrica y en el efecto del manejo del suelo y de las prácticas de conservación; sin embargo, no se encontraron trabajos al respecto en México. Debido a la erosión hídrica, en México se han implementado programas para la construcción de obras de conservación de suelos y aguas con éxito significativo, como las presas de control de sedimentos, pero no se han evaluado los impactos en términos del almacenamiento de C.
Conclusiones: En México existen áreas de oportunidad para enfocar la investigación a diferentes escalas: (I) analizar la redistribución del COS por efecto de la erosión hídrica, (II) estimar el almacenamiento del COS en sedimentos, (III) analizar el potencial de prácticas mecánicas de conservación de suelo y agua como sumideros de carbono y (IV) proponer un índice de riesgo de pérdida del COS utilizando sensores remotos.
Citas
Addisu, S., & Mekonnen, M. (2019). Check dams and storages beyond trapping sediment, carbon sequestration for climate change mitigation, Northwest Ethiopia. Geoenvironmental Disasters, 6(1), 4. https://doi.org/10.1186/s40677-019-0120-1
Ayala, M. D., Monterroso, R. A., Baca, D. J., Escamilla, P. E., Sánchez, H. R., Pérez, N. J., & Valdés, V. E. (2020). Identificación de necesidades de investigación sobre la dinámica de carbono y nitrógeno en sistemas agroforestales de café en México. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 23, 99. https://www.revista.ccba.uady.mx/ojs/index.php/TSA/article/view/3403/1499
Barrales, B. E., Paz, P. F., Etchevers, B. J., Hidalgo, M. C., & Velázquez, R. A. (2020). Dinámica de carbono en agregados del suelo con diferentes tipos de usos de suelo en el monte Tláloc, Estado de México. Terra Latinoamericana, 38(2), 275—288. https://doi.org/10.28940/terra.v38i2.680
Berhe, A. A., & Kleber, M. (2013). Erosion, deposition, and the persistence of soil organic matter: mechanistic considerations and problems with terminology. Earth Surface Processes and Landforms, 38(8), 908—912. https://doi.org/10.1002/esp.3408
Bolaños, G. M., Paz, P. F., Cruz, G. C., Argumedo, E. J., Romero, B. V., & De la Cruz, C. J. (2016). Mapa de erosión de los suelos de México y posibles implicaciones en el almacenamiento de carbono orgánico del suelo. Terra Latinoamericana, 34(3), 271—288. http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792016000300271&lng=es&tlng=es
Cantú, S. I., & Yáñez, D. M. (2018). Efecto del cambio de uso de suelo en el contenido del carbono orgánico y nitrógeno del suelo. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 9(45), 122—151. https://doi.org/10.29298/rmcf.v9i45.138
Chen, D., Wei, W., Daryanto, S., & Tarolli, P. (2020). Does terracing enhance soil organic carbon sequestration? A national-scale data analysis in China. Science of the Total Environment, 721, 137751. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137751
Cotler, H., Cram, S., Martinez T. S., & Bunge, V. (2015). Evaluación de prácticas de conservación de suelos forestales en México: caso de las zanjas trinchera. Investigaciones Geográficas, (88), 6—18. https://doi.org/10.14350/rig.47378
Cotler, H., Martínez, M., & Etchevers, J. D. (2016). Carbono orgánico en suelos agrícolas de México: Investigación y políticas públicas. Terra Latinoamericana, 34(1), 125—138. http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-57792016000100125&lng=es&tlng=es
Deumlich, D., Ellerbrock, R. H., & Frielinghaus, M. (2018). Estimating carbon stocks in young moraine soils affected by erosion. CATENA, 162, 51—60. https://doi.org/10.1016/j.catena.2017.11.016
Doetterl, S., Berhe, A. A., Nadeu, E., Wang, Z., Sommer, M., & Fiener, P. (2016). Erosion, deposition and soil carbon: A review of process-level controls, experimental tools and models to address C cycling in dynamic landscapes. Earth-Science Reviews, 154, 102—122. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2015.12.005
Etchevers, J. D., Prat, C., Balbontín, C., Bravo, M., & Martínez, M. (2006). Influence of land use on carbon sequestration and erosion in Mexico, a review. Agronomie, 26(1), 21—28. https://doi.org/10.1051/agro:2005053
Gallardo, L. J. (2021). Manejos edáficos óptimos y captura de carbono: con referencia a suelos de Iberoamérica. Industria Química, (92), 74—82. https://www.academia.edu/49973332/Manejos_ed%C3%A1ficos_%C3%B3ptimos_y_captura_de_carbono_con_referencia_a_suelos_de_Iberoam%C3%A9rica
Gaspar, L., Mabit, L., Lizaga, I., & Navas, A. (2020). Lateral mobilization of soil carbon induced by runoff along karstic slopes. Journal of Environmental Management, 260, 110091. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110091
González, M. L., Acosta, M. M., Carrillo, A. F., Báez, P. A., & González, C. J. M. (2014). Cambios de carbono orgánico del suelo bajo escenarios de cambio de uso de suelo en México. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 5(7), 1275—1285. http://www.scielo.org.mx/pdf/remexca/v5n7/v5n7a11.pdf
Holz, M., & Augustin, J. (2021). Erosion effects on soil carbon and nitrogen dynamics on cultivated slopes: A metaanalysis. Geoderma, 397, 115045. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115045
Ji, Y., Chen, L., Zhou, G., Sun, R., Shang, L., & Wang, S. (2014). Assessment of the redistribution of soil carbon using a new index—a case study in the Haihe River Basin, North China. Environmental Monitoring and Assessment, 186(11), 8023—8036. https://doi.org/10.1007/s10661-014-3985-1
Kirkels, F. M., Cammeraat, L. H., & Kuhn, N. J. (2014). The fate of soil organic carbon upon erosion, transport and deposition in agricultural landscapes—A review of different concepts. Geomorphology, 226, 94—105. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2014.07.023
Lal, R. (2003). Soil erosion and the global carbon budget. Environment International, 29(4), 437—450. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(02)00192-7
Lal, R. (2013). Intensive agriculture and the soil carbon pool. Journal of Crop Improvement, 27(6), 735—751. https://doi.org/10.1080/15427528.2013.845053
Lal, R. (2018). Sustainable intensification of China’s agroecosystems by conservation agriculture. International Soil and Water Conservation Research, 6(1), 1—12. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2017.11.001
Lal, R. (2019). Accelerated soil erosion as a source of atmospheric CO2. Soil and Tillage Research, 188, 35—40. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.02.001
Lal, R. (2020). Soil erosion and gaseous emissions. Applied Sciences, 10(8), 2784. https:// doi.org/10.3390/app12010048
Lal, R., Monger, C., Nave, L., & Smith, P. (2021). The role of soil in regulation of climate. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 376(1834). https://doi.org/10.1098/rstb.2021.0084
Liu, C., Li, Z., Chang, X., He, J., Nie, X., Liu, L., & Zeng, G. (2018). Soil carbon and nitrogen sources and redistribution as affected by erosion and deposition processes: A case study in a loess hillygully catchment, China. Agriculture, Ecosystems & Environment, 253, 11—22. https://doi.org/10.1016/j.agee.2017.10.028
Liu, C., Li, Z., Dong, Y., Nie, X., Liu, L., Xiao, H., & Zeng, G. (2017). Do land use change and check-dam construction affect a real estimate of soil carbon and nitrogen stocks on the Loess Plateau of China? Ecological Engineering, 101, 220—226. http://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.01.036
Lü, Y., Sun, R., Fu, B., & Wang, Y. (2012). Carbon retention by check dams: regional scale estimation. Ecological Engineering, 44, 139—146. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.03.020
Marqués, M. J., Alvarez, A., Carral, P., Sastre, B., & Bienes, R. (2020). The use of remote sensing to detect the consequences of erosion in gypsiferous soils. International Soil and Water Conservation Research, 8(4), 383—392. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2020.10.001
Mchunu, C., & Chaplot, V. (2012). Land degradation impact on soil carbon losses through water erosion and CO2 emissions. Geoderma, 177, 72—79. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2012.01.038
Mengistu, D., Bewket, W., & Lal, R. (2016). Conservation effects on soil quality and climate change adaptability of Ethiopian watersheds. Land Degradation & Development, 27(6), 1603—1621. https://doi.org/10.1002/ldr.2376
Müller, N. D., & Chaplot, V. (2015). Soil carbon losses by sheet erosion: a potentially critical contribution to the global carbon cycle. Earth Surface Processes and Landforms, 40(13), 1803—1813. https://doi.org/10.1002/esp.3758
Nadeu, E., Gobin, A., Fiener, P., Van Wesemael, B., & Van Oost, K. (2015). Modelling the impact of agricultural management on soil carbon stocks at the regional scale: the role of lateral fluxes. Global Change Biology, 21(8), 3181—3192. https://doi.org/10.1111/gcb.12889
Novara, A., Keesstra, S., Cerdà, A., Pereira, P., & Gristina, L. (2016). Understanding the role of soil erosion on CO2-C loss using 13C isotopic signatures in abandoned Mediterranean agricultural land. Science of the Total Environment, 550, 330—336. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.095
Olson, K. R., Al-Kaisi, M., Lal, R., & Cihacek, L. (2016). Impact of soil erosion on soil organic carbon stocks. Journal of Soil and Water Conservation, 71(3), 61A—67A. https://doi.org/10.2489/jswc.71.3.61A
Olson, K. R., Gennadiyev, A. N., Zhidkin, A. P., & Markelov, M. V. (2012). Impacts of land-use change, slope, and erosion on soil organic carbon retention and storage. Soil Science, 177(4), 269—278. https://doi.org/10.1097/SS.0b013e318244d8d2
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura (FAO). (2017). Carbono orgánico del suelo: el potencial oculto. FAO. https://www.fao.org/documents/card/es/c/b3fc8b3c-3afa-46ca-9883-96f6c3113549/
QSR International. (2018). NVivo qualitative data analysis. Version 12 [software]. https://support.qsrinternational.com/nvivo/s/
Seifu, W., Elias, E., Gebresamuel, G., & Khanal, S. (2021). Impact of land use type and altitudinal gradient on topsoil organic carbon and nitrogen stocks in the semi-arid watershed of northern Ethiopia. Heliyon, 7(4), e06770. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06770
Segura, C. M., Sánchez, G. P., Ortiz, S. C., & del Carmen, G. C. (2005). Carbono orgánico de los suelos de México. Terra Latinoamericana, 23(1), 21—28. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57323103
Shi, P., Zhang, Y., Li, P., Li, Z., Yu, K., Ren, Z., & Ma, Y. (2019). Distribution of soil organic carbon impacted by land-use changes in a hilly watershed of the Loess Plateau, China. Science of the Total Environment, 652, 505—512. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.172
Singh, P., & Benbi, D. K. (2018). Soil organic carbon pool changes in relation to slope position and land-use in Indian lower Himalayas. CATENA, 166, 171—180. 10.1016/j.catena.2018.04.006
Srinivasarao, C., Lal, R., Kundu, S., & Thakur, P. B. (2015). Conservation agriculture and soil carbon sequestration. In M. Farooq, & K. Siddique (Eds.), Conservation agriculture (pp. 479—524). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11620-4_19
Tong, L. S., Fang, N. F., Xiao, H. B., & Shi, Z. H. (2020). Sediment deposition changes the relationship between soil organic and inorganic carbon: Evidence from the Chinese Loess Plateau. Agriculture, Ecosystems & Environment, 302, 107076. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107076
Velásquez, V. M. A., Martínez, B. O. U., Esquivel, A. G., Bueno, H. P., & Sánchez, C. I. (2016). Organic carbon transport under simulated rainfall conditions for different land uses. Revista Chapingo Serie Zonas Áridas, 15(1), 29—45. doi: https://doi.org/10.5154/r.rchsza.2015.08.009
Wang, X., Cammeraat, E. L., Cerli, C., & Kalbitz, K. (2014a). Soil aggregation and the stabilization of organic carbon as affected by erosion and deposition. Soil Biology and Biochemistry, 72, 55—65. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2014.01.018
Wang, X., Cammeraat, E. L., Romeijn, P., & Kalbitz, K. (2014b). Soil organic carbon redistribution by water erosion–the role of CO2 emissions for the carbon budget. PLoS ONE, 9(5), e96299. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096299
Wang, Y., Chen, L., Gao, Y., Wang, S., Lü, Y., & Fu, B. (2014c). Carbon sequestration function of check-dams: a case study of the Loess Plateau in China. Ambio, 43(7), 926—931. https://doi.org/10.1007/s13280-014-0518-7
Wang, L., Huang, X., Fang, N. F., Niu, Y. H., Wang, T. W., & Shi, Z. H. (2019). Selective transport of soil organic and inorganic carbon in eroded sediment in response to raindrop sizes and inflow rates in rainstorms. Journal of Hydrology, 575, 42—53. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.05.033
Wei, S., Zhang, X., McLaughlin, N. B., Chen, X., Jia, S., & Liang, A. (2017). Impact of soil water erosion processes on catchment export of soil aggregates and associated SOC. Geoderma, 294, 63—69. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.01.021
Xiao, H., Li, Z., Chang, X., Huang, B., Nie, X., Liu, C., & Jiang, J. (2018). The mineralization and sequestration of organic carbon in relation to agricultural soil erosion. Geoderma, 329, 73—81. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.05.018
Yue, Y., Ni, J., Ciais, P., Piao, S., Wang, T., Huang, M., & Van Oost, K. (2016). Lateral transport of soil carbon and land− atmosphere CO2 flux induced by water erosion in China. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(24), 6617—6622. https://doi.org/10.1073/pnas.1523358113
Zamora, M. B., Mendoza, C. M., Sangerman, J. D., Quevedo, N. A., & Navarro, B. A. (2018). El manejo del suelo en la conservación de carbono orgánico. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 9(8), 1787—1799. https://doi.org/10.29312/remexca.v9i8.1723
Zamora, M. B., Mendoza, C. M., Sangerman, J. D. M., Quevedo, N. A., & Navarro, B. A. (2019). La investigación científica en México: secuestro de carbono orgánico en suelos agrícolas y de agostadero. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 10(1), 155—164. https://doi.org/10.29312/remexca.v10i1.1733
Zhang, H., Liu, S., Yuan, W., Dong, W., Xia, J., Cao, Y., & Jia, Y. (2016). Loess Plateau check dams can potentially sequester eroded soil organic carbon. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121(6), 1449—1455. https://doi.org/10.1002/2016JG003348
Zhang, X., Li, Z., Nie, X., Huang, M., Wang, D., Xiao, H., & Zeng, G. (2019). The role of dissolved organic matter in soil organic carbon stability under water erosion. Ecological Indicators, 102, 724—733. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.03.038
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