Fen -
Fen

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Avaste Fen , Estonia. Los juncos dominan el paisaje, los arbustos leñosos y los árboles son escasos.
Wicken Fen , Inglaterra. Los pastos en primer plano son típicos de un pantano.
. De esta manera, los pantanos pueden volverse más ácidos y convertirse en pantanos con el tiempo.

Los pantanos se pueden encontrar en todo el mundo, pero la gran mayoría se encuentra en las latitudes medias y altas del hemisferio norte. Están dominados por juncos y musgos, particularmente gramíneas que rara vez se encuentran en otros lugares, como la especie de juncia Carex exilis . Los pantanos son ecosistemas de gran biodiversidad y, a menudo, sirven como hábitat para especies en peligro de extinción o raras, y la composición de las especies cambia con la química del agua. También juegan un papel importante en el ciclo de nutrientes como el carbono, el nitrógeno y el fósforo debido a la falta de oxígeno (condiciones anaeróbicas) en los suelos de fen orgánicos anegados.

Históricamente, los pantanos se han convertido en tierras agrícolas. Sin embargo, los pantanos enfrentan una serie de otras amenazas, incluida la tala de turba, la contaminación, las especies invasoras y las perturbaciones cercanas que reducen el nivel freático en el pantano, como la extracción de canteras. La interrupción del flujo de agua rica en minerales hacia un pantano cambia la química del agua, lo que puede alterar la riqueza de especies y secar la turba. La turba más seca se descompone más fácilmente e incluso puede quemarse.

Distribución y extensión

en Botswana y en las laderas de las tierras altas de Lesotho. Los pantanos también se pueden encontrar en las latitudes más frías del hemisferio sur. Se encuentran en Nueva Zelanda y el sur de Chile y Argentina, pero la extensión es mucho menor que la de las latitudes del norte. A nivel local, los pantanos se encuentran con mayor frecuencia en la intersección de ecosistemas terrestres y acuáticos, como las cabeceras de arroyos y ríos.

Se estima que hay aproximadamente 1,1 millones de kilómetros cuadrados de pantanos en todo el mundo, pero es difícil cuantificar la extensión de los pantanos. Debido a que las definiciones de humedales varían regionalmente, no todos los países definen los pantanos de la misma manera. Además, los datos sobre humedales no siempre están disponibles o no siempre son de alta calidad. Los pantanos también son difíciles de delimitar y medir de manera rígida, ya que están ubicados entre ecosistemas terrestres y acuáticos.

Definición

describe un pantano como "un humedal de acumulación de turba que recibe algo de drenaje del suelo mineral circundante y por lo general soporta vegetación similar a un pantano".

A continuación se presentan tres ejemplos para ilustrar definiciones más específicas del término fen .

Definición del sistema canadiense de clasificación de humedales

En el Sistema Canadiense de Clasificación de Humedales, los pantanos se definen por seis características:

  1. La turba está presente.
  2. La superficie del humedal está al nivel del nivel freático . El agua fluye por la superficie y por el subsuelo del humedal.
  3. El nivel freático fluctúa. Puede estar en la superficie del humedal o unos centímetros por encima o por debajo de él.
  4. El humedal recibe una cantidad significativa de su agua de aguas subterráneas o superficiales ricas en minerales.
  5. Se encuentran presentes juncos descompuestos o turba de musgo marrón.
  6. La vegetación es predominantemente gramínea y arbustiva.

En el libro de texto Wetland Ecology: Principles and Conservation , Paul A. Keddy ofrece una definición algo más simple de un pantano como "un humedal que generalmente está dominado por juncos y pastos enraizados en turba poco profunda, a menudo con un considerable movimiento de agua subterránea y con un pH superior a 6. " Esta definición diferencia los pantanos de los pantanos y marismas por la presencia de turba.

En La biología de las turberas, los pantanos se definen mediante los siguientes criterios:

  1. El humedal no está inundado por el agua de un lago o un arroyo.
  2. No hay vegetación leñosa de 2 metros o más o la cobertura del dosel es inferior al 25%.
  3. El humedal es minerótrofo (recibe sus nutrientes de aguas subterráneas ricas en minerales).

Se hace una distinción adicional entre pantanos abiertos y boscosos, donde los pantanos abiertos tienen una cubierta de dosel de menos del 10% y los pantanos boscosos tienen una cubierta de dosel del 10-25%. Si dominan los arbustos o árboles altos, el humedal se clasifica en cambio como un pantano boscoso o un bosque pantanoso , según otros criterios.

Biogeoquímica

Spaulding Fen, Wisconsin.

Hidrología

, en lugar de oxidada.

Un sello distintivo de los pantanos es que una parte importante de su suministro de agua se deriva de las aguas subterráneas (minerotrofia). Dado que la hidrología es el factor dominante en los humedales, la química del agua subterránea tiene un efecto enorme en las características del pantano que abastece. La química del agua subterránea, a su vez, está determinada en gran medida por la geología de las rocas por las que fluye el agua subterránea. Por lo tanto, las características de un pantano, especialmente su pH, están directamente influenciadas por el tipo de rocas que contacta su suministro de agua subterránea. El pH es un factor importante en la determinación de la composición y riqueza de las especies de pantanos, con pantanos más básicos llamados "ricos" y pantanos más ácidos llamados "pobres". Los pantanos ricos tienden a ser altamente biodiversos y albergan una serie de especies raras o en peligro de extinción, y la biodiversidad tiende a disminuir a medida que disminuye la riqueza de los pantanos.

Los pantanos tienden a encontrarse sobre rocas ricas en calcio, como la piedra caliza . Cuando el agua subterránea fluye más allá de rocas calcáreas (ricas en calcio) como la piedra caliza ( carbonato de calcio ), una pequeña cantidad se disuelve y es transportada al pantano suministrado por el agua subterránea. Cuando el carbonato de calcio se disuelve, produce bicarbonato y un catión de calcio de acuerdo con el siguiente equilibrio:

donde el ácido carbónico (H 2 CO 3 ) se produce por la disolución de dióxido de carbono en agua. En los pantanos, el anión bicarbonato producido en este equilibrio actúa como un tampón de pH, que mantiene el pH del pantano relativamente estable. Los pantanos suministrados por el agua subterránea que no fluyen a través de minerales que actúan como amortiguadores cuando se disuelven tienden a ser más ácidos. El mismo efecto se observa cuando el agua subterránea fluye a través de minerales de baja solubilidad, como la arena.

En pantanos extremadamente ricos, el carbonato de calcio puede precipitarse de la solución para formar depósitos de marga . El carbonato de calcio precipita de la solución cuando cae la presión parcial de dióxido de carbono en la solución. La disminución de la presión parcial del dióxido de carbono es causada por la absorción por las plantas para la fotosíntesis o la pérdida directa a la atmósfera. Esto reduce la disponibilidad de ácido carbónico en solución, desplazando el equilibrio anterior hacia la formación de carbonato de calcio. El resultado es la precipitación de carbonato de calcio y la formación de margas.

Ciclo de nutrientes

Como tipo de humedal, los pantanos comparten muchas características biogeoquímicas con otros humedales. Como todos los humedales, juegan un papel importante en el ciclo de nutrientes porque están ubicados en la interfaz de los ambientes aeróbicos (óxicos) y anaeróbicos (anóxicos). La mayoría de los humedales tienen una fina capa superior de suelo oxigenado en contacto con la atmósfera o con las aguas superficiales oxigenadas. Los nutrientes y minerales pueden circular entre esta capa superior oxidada y la capa reducida de abajo, experimentando reacciones de oxidación y reducción por parte de las comunidades microbianas adaptadas a cada capa. Muchas reacciones importantes tienen lugar en la capa reducida, incluyendo la desnitrificación , reducción de manganeso , de reducción de hierro , la reducción del sulfato , y la metanogénesis . Debido a que los humedales son puntos críticos para la transformación de nutrientes y, a menudo, sirven como sumideros de nutrientes, pueden construirse para tratar aguas ricas en nutrientes creadas por actividades humanas.

Los pantanos también son puntos críticos para la producción primaria , ya que la entrada continua de agua subterránea estimula la producción. Los pantanos, que carecen de este aporte de agua subterránea, tienen una producción primaria mucho menor.

Carbón

La mayor parte del carbono llega a los humedales, incluidos los pantanos, como carbono orgánico , ya sea de ecosistemas de tierras altas adyacentes o por fotosíntesis en el propio humedal. Una vez en el humedal, el carbono orgánico generalmente tiene tres destinos principales: oxidación a CO 2 por respiración aeróbica , entierro como materia orgánica en turba o descomposición en metano . En las turberas, incluidos los pantanos, la producción primaria de las plantas es mayor que la descomposición, lo que da como resultado la acumulación de materia orgánica en forma de turba. La descomposición dentro del pantano suele estar a cargo de los musgos residentes, y en los pantanos templados a menudo es impulsada por la descomposición de las raíces de las plantas. Estos depósitos de turba capturan una enorme cantidad de carbono. Sin embargo, es difícil determinar si los pantanos absorben o emiten gases de efecto invernadero . Esto se debe a que los pantanos emiten metano, que es un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono. Las arqueas metanogénicas que residen en las capas anaeróbicas de turba combinan dióxido de carbono e hidrógeno para formar metano y agua. Este metano puede luego escapar a la atmósfera y ejercer sus efectos de calentamiento. Se ha descubierto que las turberas dominadas por musgos marrones y juncos como los pantanos emiten una mayor cantidad de metano que las turberas dominadas por Sphagnum , como las turberas.

Nitrógeno

.

El nitrógeno es abundante en la turba. Cuando la materia orgánica de la turba se descompone en ausencia de oxígeno, se produce amonio mediante amonificación . En la capa superficial oxidada del humedal, este amonio se oxida a nitrito y nitrato por nitrificación . La producción de amonio en la capa reducida y su consumo en la capa superior oxidada impulsa la difusión ascendente de amonio. Asimismo, la producción de nitrato en la capa oxidada y el consumo de nitrato en la capa reducida por desnitrificación impulsa la difusión descendente de nitrato. La desnitrificación en la capa reducida produce nitrógeno gaseoso y algo de óxido nitroso , que luego salen del humedal a la atmósfera. El óxido nitroso es un potente gas de efecto invernadero cuya producción está limitada por las concentraciones de nitratos y nitritos en los pantanos.

El nitrógeno, junto con el fósforo, controla la fertilidad de un humedal.

Fósforo

, que deja trazas de fósforo en el resto del ecosistema.

El hierro juega un papel importante en el ciclo del fósforo dentro de los pantanos. La capacidad del hierro para unirse a los altos niveles de fosfato inorgánico dentro del fen puede conducir a un ambiente tóxico e inhibir el crecimiento de las plantas. En los pantanos ricos en hierro, el área puede volverse vulnerable a la acidificación, el exceso de nitrógeno y potasio y los niveles bajos de agua. Los suelos de turba juegan un papel en la prevención de la unión de los hierros al fosfato al proporcionar altos niveles de aniones orgánicos para que el hierro se una en lugar de aniones inorgánicos como el fosfato.

Gradiente de pantano rico en pantanos

Los pantanos y los pantanos se pueden considerar como dos ecosistemas en un gradiente de pobre a rico, con pantanos en el extremo pobre, pantanos extremadamente ricos en el extremo rico y pantanos pobres en el medio. En este contexto, "rico" y "pobre" se refieren a la riqueza de especies, o la biodiversidad de un pantano o pantano. La riqueza de especies está fuertemente influenciada por el pH y las concentraciones de calcio y bicarbonato, por lo que estos factores juntos pueden usarse para clasificar en qué parte del gradiente cae un pantano en particular. En general, los pantanos ricos son minerótrofos o dependen de aguas subterráneas ricas en minerales, mientras que los pantanos son ombrotróficos o dependen de la precipitación para obtener agua y nutrientes. Los pantanos pobres se encuentran entre estos dos.

Pantanos ricos

Pequeño pantano extremadamente rico en el suroeste de Minnesota. Las flores blancas, Parnassia glauca , son una especie indicadora de fen en Minnesota.

Los pantanos ricos son fuertemente minerótrofos; es decir, una gran proporción de su agua proviene de aguas subterráneas o superficiales ricas en minerales. Sin embargo, se ha demostrado que los pantanos que están más distantes de las aguas superficiales, como ríos y lagos, son más ricos que los pantanos que están conectados. Esta agua está dominada por calcio y bicarbonato, lo que da como resultado un pH ligeramente ácido a ligeramente básico, que es característico de los pantanos ricos. Estas condiciones promueven una alta biodiversidad. Dentro de los pantanos ricos, existe una gran variabilidad. Los pantanos más ricos son los pantanos extremadamente ricos (margas), donde a menudo se acumulan depósitos de margas. Suelen tener un pH de 7 o más. Los pantanos ricos e intermedios son generalmente de neutros a ligeramente ácidos, con un pH de aproximadamente 7 a 5. Los pantanos ricos no siempre son muy productivos; a altas concentraciones de calcio, los iones de calcio se unen a los aniones de fosfato, reduciendo la disponibilidad de fósforo y disminuyendo la producción primaria. Los pantanos ricos con producción primaria limitada pueden estabilizarse con la acumulación de musgos y micorrizas , que promueven el ciclo del fósforo y pueden apoyar el crecimiento de nueva vegetación y bacterias. Los musgos pardos (familia Amblystegiaceae ) y las juncias (género Carex ) son la vegetación dominante. Sin embargo, una acumulación de musgos como el Sphagnum puede conducir a la acidificación del pantano rico, convirtiéndolo potencialmente en un pantano pobre. En comparación con los pantanos pobres, los pantanos ricos tienen concentraciones más altas de bicarbonato, cationes básicos (Na + , Ca 2+ , K + , Mg 2+ ) y sulfato .

Pantanos pobres

Los pantanos pobres son en muchos sentidos un intermedio entre los pantanos ricos y los pantanos. Hidrológicamente, son más parecidos a los pantanos ricos que a los pantanos, pero en términos de composición y química de la vegetación, son más similares a los pantanos que a los pantanos ricos. Son mucho más ácidos que sus homólogos ricos, con un pH de aproximadamente 5,5 a 4. La turba en los pantanos pobres tiende a ser más espesa que la de los pantanos ricos, lo que corta el acceso de la vegetación al suelo rico en minerales que se encuentra debajo. Además, la turba más espesa reduce la influencia del agua subterránea rica en minerales que amortigua el pH. Esto hace que el pantano sea más ombrotrófico o dependiente de la precipitación pobre en nutrientes para su agua y nutrientes. Los pantanos pobres también pueden formarse en áreas donde el agua subterránea que abastece al pantano fluye a través de sedimentos que no se disuelven bien o tienen una baja capacidad de amortiguación cuando se disuelven. La riqueza de especies tiende a ser menor que la de los pantanos ricos pero mayor que la de los pantanos. Los pantanos pobres, como los pantanos, están dominados por musgos Sphagnum , que acidifican el pantano y disminuyen la disponibilidad de nutrientes.

Amenazas

Los pantanos enfrentan muchas amenazas, pero la mayoría de las veces se pierden debido a la conversión a tierras agrícolas. En climas donde la agricultura es posible, los pantanos se han drenado para uso agrícola, incluida la producción de cultivos, el pastoreo y la fabricación de heno. Drenar directamente un pantano es particularmente dañino porque baja el nivel freático. Un nivel freático más bajo puede aumentar la aireación y secar la turba, lo que permite la descomposición aeróbica o la quema de la materia orgánica de la turba. Drenar indirectamente un pantano o disminuir su suministro de agua puede ser igualmente dañino. La interrupción del flujo de agua subterránea hacia el pantano con actividades humanas cercanas, como la explotación de canteras o el desarrollo residencial, cambia la cantidad de agua y nutrientes que ingresan al pantano. Esto puede hacer que el fen sea más ombrotrófico (dependiente de la precipitación), lo que da como resultado la acidificación y un cambio en la química del agua. A menudo se producen cambios en la composición de las especies y muchas especies emblemáticas de pantanos desaparecen.

Los pantanos también están amenazados por especies invasoras , fragmentación , corte de turba y contaminación. Las especies invasoras no nativas, como el espino amarillo común en América del Norte, pueden invadir los pantanos y superar a las especies raras de pantanos, lo que reduce la biodiversidad. La fragmentación del hábitat amenaza a las especies de pantanos, especialmente las especies raras o en peligro de extinción que no pueden trasladarse a los pantanos cercanos debido a la fragmentación. El corte de turba, aunque es mucho más común en los pantanos, ocurre en los pantanos. La turba cortada de los pantanos tiene muchos usos, incluida la quema como combustible. Los contaminantes pueden alterar la química de los pantanos y facilitar la invasión de especies invasoras . Los contaminantes comunes de los pantanos incluyen las sales de las carreteras, los nutrientes de los tanques sépticos y la escorrentía de fertilizantes y pesticidas agrícolas.

Uso del término en la literatura

Shakespeare usó el término "succionado por el pantano" para describir la niebla (literalmente: surgiendo de los pantanos) en El Rey Lear , cuando Lear dice "Infecta su belleza, Nieblas succionadas por el pantano atraídas por el poderoso sol, Para caer y ampollarse".

Imagenes

Ver también

Pantanos específicos

Referencias

Citas

Bibliografía general

  • Medios relacionados con Fens en Wikimedia Commons