Paisaje Árido

Universidad Nacional Autónoma de México
Paisajes áridos
Ciencia del Suelo
Itzel E. Olguín, Alejandra Ríos, Angelica Ruiz, Belén Zacarías.
Facultad de Ciencias, UNAM. Ciencias de la Tierra
Ciudad Universitaria
Agosto, 2018

Introducción
Localización geográfica

Figura 1. Distribución geográfica de las zonas áridas y semiáridas (30% de la superficie terrestre).

La distribución de las regiones desérticas y de estepa están concentradas en los subtrópicos y en las latitudes medias, como puede observarse en la imagen uno. 
Las regiones secas del mundo abarcan alrededor de 42 millones de kilómetros cuadrados, lo cual representa el 30% de la superficie terrestre. Ningún otro grupo climático ocupa un área de tierra tan grande. Dentro de estas regiones con déficit de agua, se reconocen normalmente dos tipos climáticos: el desierto (árido), y la estepa (semiárido), (Tarbuck & Lutgens, 2010).

Desiertos de latitudes bajas

Los climas secos de latitudes bajas se encuentra en las proximidades de los trópicos de Cáncer y Capricornio, desde la costa atlántica del norte de África a las regiones secas del noroeste de la India, al igual que en el hemisferio septentrional en el norte de México y en el suroeste de Estados Unidos.

Figura 2. Diagrama idealizado de la circulación atmosférica. Los desiertos y las estepas que están concentrados entre los 20° y 30° de latitud norte y sur coinciden con los cinturones anticiclónicos subtropicales.

En el hemisferio meridional, los climas secos dominan Australia. Casi el 40 por ciento del continente es un desierto, y mucho del resto, una estepa. Además, hay zonas áridas y semiáridas en el sur de África y tienen una limitada aparición en las costas chilena y peruana. (Tarbuck & Lutgens, 2010).

¿Qué produce estas bandas de desierto de latitud baja? Esto se debe a la distribución global de la presión del aire y de los vientos. En la depresión Ecuatorial, el aire se calienta, lo cual genera que se eleve a grandes altitudes (debido a su menor densidad), regularmente entre 15 y 20 kilómetros y luego se expande. Durante este proceso el aire se enfría, dando lugar a la formación de nubes y precipitaciones. 

Por esta razón es que todas las áreas que se encuentran bajo la influencia de la depresión ecuatorial, están ubicadas en los lugares más lluviosos de la Tierra, sin embargo, cuando éstas corriente de aire descienden hacia la superficie, en las zona conocida como anticiclones subtropicales (altas presiones). Cuando el aire se hunde, se comprime y se calienta. Estas condiciones son exactamente las opuestas a lo que se necesita para producir nubes y precipitación. Por consiguiente, esas regiones se conocen por sus cielos claros, su luz solar y la sequía progresiva (Tarbuck & Lutgens, 2010).

Desiertos de latitudes medias

En otros casos, la influencia del relieve o de corrientes frías litorales determinan que se den condiciones desérticas en regiones que por su latitud se sitúan fuera del área tropical, denominados desiertos de latitudes medias. Son producto de la existencia de barreras montañosas o por su situación muy alejada del mar, (Julivert, Manuel, 2003). 

Figura 3. Fenómeno de sombra orogénica. Desiertos de latitudes medias.

A medida que los vientos predominantes se encuentran con las barreras montañosas, el aire se ve forzado a ascender. Cuando el aire se eleva, se expande y se enfría (proceso que puede producir nubes y precipitación). Las laderas de las montañas expuestas al viento (barlovento), tienen a menudo abundante precipitación. Por el contrario, las laderas de las montañas que están a sotavento suelen ser mucho más secas. Esta situación existe porque el aire que alcanza la ladera de sotavento ha perdido mucha de su humedad y, si el aire desciende, se comprime y se calienta, con lo cual la formación de nubes es incluso menos probable. A menudo se denomina desierto de sombra pluviométrica a la región seca que se produce.
Los desiertos de latitud media son un ejemplo de cómo los procesos tectónicos afectan el clima.

Figura 4. Distribución de las zonas áridas y semiáridas en el territorio mexicano.

Desiertos en México

En México, casi 50% del territorio es árido o se­miárido, la mayor parte en los desiertos Chihuahuense y Sonorense, y una región ­semiárida relativamente pe­que­ña: el complejo del Valle de Te­huacán-Cuicatlán, ubicado en­tre los estados de Puebla y Oaxaca (Magaña Rueda, 2006). Los ecosistemas áridos de México han sido el centro de origen y evolución de varios grupos de organismos. A nivel mundial los desiertos mexicanos son reconocidos como uno de los centros de evolución más importantes de cactus.

En los desiertos mexicanos se encuentra más del 60% de las especies endémicas de México, es decir, de especies que sólo habitan en las zonas áridas y semiáridas mexicanas. ("Desierto", 2016). 
Los rasgos termopluviométricos más característicos son la elevada amplitud térmica y las escasas (inferiores a los 400 mm anuales) o nulas precipitaciones, repartidas muy irregularmente: suelen caer bruscamente, por lo que la gran parte se pierde por infiltración o evaporación. Durante el día las temperaturas alcanzan valores muy elevados, llegando a sobrepasar los 50°C, mientras que las noches suelen ser muy frías, llegando incluso a los 0°C, como ocurre en el Sáhara. (Fernandez, Antonio et al, 2015).

Zona de estudio

Zapotitlán Salinas

Figura 5. Localización del municipio de Zapotitlán Salinas.

El municipio de Zapotitlán Salinas se localiza al sureste del estado de Puebla y se encuentra enclavado en la porción suroccidental del Valle de Tehuacán. El Valle de Zapotitlán Salinas forma parte de este municipio y comprende una superficie aproximada de 86.76 km2 ; se ubica en los 18° 20’ de latitud norte y 97° 28’ de latitud oeste. El valle se encuentra delimitado al oriente por las sierras de Atzingo y Miahuatepec, al norte por los cerros Chacateca y Pajarito, al poniente por el cerro La Mesa y al sur por el cerro Corral de Piedra (Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).

Tipo de suelo: 

• Comúnmente es de yeso y caliza, muchas veces con altos contenidos de sales. De hecho, en Zapotitlán Salinas el suelo ha sido explotado desde tiempos prehispánicos por la cultura chocho-popoloca para la obtención de sal. 
• Suelos arcillosos (Los Reyes Metzontla).

(Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).

Factores formadores de suelo

Figura 6. Esquema de los principales factores formadores de suelo.

En las zonas áridas, también los suelos son muy he­tero­géneos. Recientemente, cre­ció el interés por su estudio dada la importancia de las costras biológicas, sea por su funcionamiento, por la interac­ción de distintos tipos de organismos, su influencia en la infiltración del agua o su apor­tación de nutrimentos al suelo. Aunado a ello, pueden con­vertirse en sitios seguros para la germinación de semillas. Sin embargo, la gran sensibilidad al disturbio de las costras del suelo y su lenta re­cu­pe­ra­ción hacen necesario profundizar en el conocimiento de su desarrollo y de sus in­terac­cio­nes, así como de las condicio­nes que las mo­difican (Magaña Rueda, 2006).
Los suelos se originan de manera natural por la combinación de cinco factores denominados, “formadores de suelo”: material parental, clima, actividad biológica, relieve y tiempo. Estos factores a su vez generan procesos que le dan forma al suelo. Los procesos formadores de suelo pueden agruparse en cuatro tipos que son: adición, pérdida, translocación y transformación. 
La formación de suelo es un proceso largo que dura entre 100 a 400 años, por lo que este recurso es considerado como no renovable (Zúñiga, F.,1999).

Hidrografía

Forma parte en mayoría, de la cuenca del Papaloapan (que desemboca en el Golfo de México), por su lado Sur - Oeste, forma parte de la cuenca del Balsas (el cual llega a desembocar en el Océano Pacífico). El principal río que pasa por la zona de estudio es el Zapotitlán, ya que el territorio es surcado en su totalidad por escorrentías difusas y profundas. Como características del suelo, presenta ciertos tipos de sales (de ahí su nombre), la corriente del río también llega a ser salado; ya que una conexión muy importante con el río Zapotitlán, es el Río Salado.

Figura 7. Localización de ríos en zona Mixteca. 

Gracias a estudios previos, podemos saber que esta localidad tiene presencia alterna de sequías y lluvias torrenciales que duran poco tiempo. En total, se ha puntuado que en verano es donde se alcanza la mayor precipitación (95.8 mm en Junio) y la precipitación más baja se encuentra a principios de año (1.1 mm en Febrero), anualmente son aproximadamente 369.3 mm de precipitación (Aguilar, L., 1971)

Orografía

Zapotitlán de Salinas se encuentra en una zona bajo el efecto de montaña muy importante, ya que las sierras en su entorno; proporcionan en gran medida la dinámica de precipitación y temperatura que derivan en el clima de la región y otras características geomorfológicas. La zona forma parte de la Sierra Mixteca del sur de Puebla, que a su vez forma parte del valle de Tehuacán de lado Noreste y el resto del territorio es influenciado en gran medida por la Sierra de Zapotitlán.

Figura 8. Ubicación altos topográficos en Zapotitlán Salinas.

Como una acotación a otra característica geomorfológica, el río Zapotitlán cuenta con el proceso erosivo de formación de terrazas. Cómo se comenta antes, es una característica dada principalmente por periodos alternos de lluvias y sequías: la corriente arrastra sedimentos que se van depositando a los lados del cauce y por la poca presencia de cubierta vegetal, la zona queda a expuesta a la erosión, lo que va formando las terrazas y con el tiempo, se ahonda el caudal del río.

Clima

El clima tiene una gran influencia en la naturaleza y la intensidad de los procesos externos de la Tierra, y un ejemplo claro sobre estas relaciones, es el desarrollo de los paisajes áridos.

El Valle de Zapotitlán Salinas presenta un clima seco o árido, semicálido, con una marcada época de lluvias en el verano. La precipitación anual (es decir, la cantidad de lluvia) es de 380 mm y su promedio de temperatura a lo largo de todo el año es de 21.2 °C. El clima seco de esta región se debe principalmente a que las corrientes de viento cargado de humedad que provienen del Golfo de México chocan contra las montañas de la Sierra Madre Oriental, dejando caer toda la lluvia en las zonas del lado oriente de la Sierra, y pasando al otro lado en forma de vientos secos. Así, sólo una mínima parte de esta lluvia pasa hacia el Valle de Zapotitlán, generando el clima semiárido que lo caracteriza. A este fenómeno se le denomina efecto de sombra de montaña o sombra orográfica. (Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).
El clima seco del Valle de Zapotitlán Salinas determina una serie de características de la vegetación.

Geología

Existen dos tipos de depósitos eólicos:

• Dunas: Montículos y crestas de arena, que se forman a partir del sedimento qué es transportado como parte de la carga del fondo del viento. En estos lugares, las plantas tienden a establecerse en las depresiones donde hay más humedad y es posible que aflore un sustrato más duro.

Se conocen diferentes tipos de dunas según las formas de sus bases, las que regularmente son condicionadas por los vientos dominantes:

• Barján: cresta de arena fina en forma de arco, constituida por arena bien seleccionada.
• Duna longitudinal: duna alargada y rectilínea formada más o menos paralela al viento predominante, la cantidad de arena presente es abundante.

• 

  Figura 9. Dunas. 

  Duna transversal: largas crestas separadas por depresiones orientadas con ángulos rectos respecto al viento que posee dirección constante. Se dan en lugares donde la acumulación de arena cubre por completo el suelo y esta es abundante.
• Duna parabólica: con forma de U, sus extremos apuntan en dirección contraria al viento (al revés que el barján). Típicas de las zonas de costa y donde la vegetación cubre parcialmente la tierra en el interior de la media luna suele formarse una pequeña olla de depresión.
• Duna en estrella: colina aislada con varias crestas que parten de la cima. Se forman cuando hay direcciones del viento variables y grandes cantidades de arena.
• Duna barjanoide: forma intermedia entre los barjanes aislados y extensiones de dunas transversales.

Figura 10. Depósitos de Loess.

Cuando amplias regiones se forman dunas de arena se conoce como mares de arena o campos de dunas, denominados ergs (particularmente en el desierto del Sahara).

Loess: Extensos mantos de limo, que una vez fueron transportados en suspensión por el viento. En regiones de clima árido, los depósitos se forman donde la vegetación es abundante y facilita su fijación. 

La deflación es el proceso por el cual el viento levanta y arrastra los fragmentos de rocas meteorizadas del suelo, tales como limos, arenas y arcillas. Los granos de arena se dispersan únicamente si el viento es fuerte y solo se desplazan a muy poca altura del suelo. Cuando el viento arrastra arena y polvo contra las rocas y el suelo, se denomina a este proceso abrasión eólica o corrosión.

Figura 11. Deflación. Pavimento desértico. 

En Zapotitlán Salinas, el territorio presenta 85.6% de basamento rocoso de tipo sedimentario que se originó desde el Cretácico Inferior hace 145 millones de años. Este basamento sufrió diversos eventos morfotectónicos que dieron lugar a montañas plegadas, colinas, mesetas sedimentarias, etc. La composición de rocas que predomina es de areniscas, conglomerados, lutitas, calizas y yeso. El tipo de suelo más abundante en Zapotitlán son los regosoles, que son suelos poco desarrollados, constituidos por material suelto, muy semejantes a la roca madre a partir del cual se originaron. 

Vegetación

Adaptaciones de las plantas a la sequía

Figura 12. Sotolín (Beaucarnea gracilis).

El clima, el relieve así como el tipo de suelo tienen una gran influencia en la vegetación presente en cada sitio. En la región de Zapotitlán Salinas en Puebla las lluvias son escasas e irregulares y, cuando se presentan, son de tipo torrencial; lo que genera que el suelo retenga poca agua, provocando su rápido escurrimiento hacia los arroyos. Esto a su vez impide que las raíces de las plantas capten agua además de un aumento en la erosión del terreno debido a la acción del viento y de las lluvias torrenciales. Por otro lado, se dan cambios extremos en la temperatura: por ejemplo, durante el día el sol intenso provoca altas temperaturas y durante la noche la temperatura puede descender incluso por debajo de los 0° C.
De acuerdo a estas condiciones sólo un cierto tipo de plantas son capaces de habitar los paisajes áridos. Las plantas que viven en regiones áridas presentan una serie de características que les permiten sobrevivir y reproducirse en ambientes que presentan muy poca agua. Estas características muchas veces son modificaciones que han adquirido a través del paso del tiempo y que de alguna forma le resultan benéficas a las plantas que las poseen.
Una de las mayores adaptaciones es la presencia de tejidos que pueden almacenar una gran cantidad de agua y otros nutrientes. Estos tejidos se conocen como parénquimas y representan una ventaja para la planta, porque ésta puede hacer uso del agua incluso en épocas de sequía Como resultado del almacenamiento de agua, se produce un notable aumento en el volumen de todo el tallo; esto ocurre en muchos cactus y magueyes, y también en el “sotolín” (Beaucarnea gracilis), en donde sólo se presenta engrosamiento en la parte inferior del tallo. Por este engrosamiento de tallos y hojas, a este tipo de plantas se les conoce como suculentas o crasas ( Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).
La forma de las plantas puede afectar su capacidad de almacenar o perder agua. Las plantas pierden agua, por transpiración a través de su superficie, es por ello que las plantas con formas globosas o columnares presentan menor área expuesta a la radiación solar y por lo tanto, se calientan menos, a diferencia de plantas que tienen una mayor área de exposición a la radiación solar.

Figura 13. Maguey

Las hojas de igual manera representan una pérdida de agua, es por ello que en los desiertos encontremos plantas sin hojas, o plantas que pierden sus hojas durante el período de sequía. En muchos casos, las hojas se han transformado, a través de muchos años, en espinas o escamas. 

Una característica común que presentan las plantas suculentas es un notable engrosamiento de la “piel” o cutícula, así como la presencia de capas de “cera” sobre su superficie. La cutícula está formada por una sustancia llamada cutina que, al igual que las ceras, impiden tanto la entrada como la salida de agua. La cutícula recubre casi toda la superficie de los tallos y de las hojas, por lo que en ocasiones puede desprenderse casi completamente de algunas partes de la planta como el es caso de algunas especies de maguey ( Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).

Metabolismo

Algunas de las características de las plantas de paisajes desérticos dependen principalmente de su metabolismo. Una parte importante del metabolismo de las plantas es la fotosíntesis, proceso que consiste en utilizar la luz del sol, el dióxido de carbono (CO2) del aire y el agua del suelo para construir compuestos y sustancias más complejas, que son los que la planta usa para crecer y reproducirse. El producto de la fotosíntesis es la liberación de oxígeno y la pérdida de agua en forma de vapor de agua ( la pérdida de agua es mayor conforme aumenta la temperatura). Sin embargo, como se ha mencionado el factor limitante en este tipos de ambiente es el agua.
Las plantas de zonas áridas, como los cactus y magueyes, tienen la capacidad de absorber CO2 y liberar el oxígeno y el vapor de agua durante la noche, cuando la temperatura es más baja y la humedad del aire aumenta; esto trae como consecuencia que la pérdida de agua sea mínima ( Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).

Reproducción sexual

La mayoría de las plantas presentes en zonas desérticas son plantas que producen flores en cierta época del año. Las flores son, en realidad, estructuras u órganos reproductores; en ellas se desarrollan las células reproductivas, como los óvulos y los granos de polen, que al unirse forman lo que conocemos como semillas. En las zonas áridas el principal agente polinizador es el viento.
El ser humano así como como los animales también son grandes dispersores de semillas lo que permite la polinización y posteriormente la germinación de nuevas semillas en la época de verano. Una vez que las semillas caen al suelo, ahí deben esperar hasta que se presenten las condiciones ambientales adecuadas para su germinación. Estas condiciones llegan generalmente en el verano, cuando empieza la temporada de lluvias, época en que las semillas absorben agua y pueden. Las nuevas plantas necesitan generalmente necesitan de una planta nodriza, ya que las condiciones de temperatura y agua son muy extremas y su crecimiento se puede ver interrumpido por falta de nutrientes y agua.

Reserva de la biosfera de Tehuacán-Cuicatlán

Figura 14. Mapa de la RBTC (Fuente: SciELO. Disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext& pid=S0187-57952008000200006)

La zona más representativa de vegetación de la localidad de Zapotitlán Salinas es la Reserva de la biosfera Tehuacán- Cuicatlán. Está localizada en el centro de la República Mexicana, comprendiendo parte de los estados de Puebla y Oaxaca.

Abarca una superficie de 490,186 hectáreas, las cuales presentan diferentes tipos de vegetación, como matorrales xerófilos, pastizales y bosques de diferentes tipos. La flora dominante son las cactáceas y los magueyes. En toda esta región existen aproximadamente 2,703 especies de plantas; de este número, cerca del 30% son endémicas de esta zona ( Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R., 2001).

Intemperismo

De acuerdo a sus características geológicas, hidrológicas, edafológicas en el paisaje desértico de Zapotitlán de Salinas actúan diversos tipos de intemperismo; físico, química y biológico.
Dentro del intemperismo físico encontramos la termoclastia y la rizoclastia. La termoclastia es un tipo de intemperismo físico producto de las variaciones térmicas de gran amplitud en periodos cortos de tiempo. En la zona de Zapotitlán de Salinas la temperatura promedio al año es de 21.2 ° C durante el día mientras en la noche ocurre un descenso de temperatura que puedo llegar hasta los 0 °C en tan sólo unas horas. Por lo tanto las temperaturas altas generan una expansión de la roca mientras las temperaturas bajas generan una disminución del volumen y con ella la fragmentación de las rocas.
Debido a la acción de los organismos la bioturbación y la disolución son otros tipos de intemperismo biológico que igualmente afectan al suelo. Entre los tipos de intemperismo químico que están actuando en los paisajes desérticos y específicamente en la zona de Zapotitlán Salinas se encuentran la hidratación y la disolución.

Problemática de Zapotitlán de Salinas

En el municipio de Zapotitlán Salinas se encuentra un gran número de especies de animales y plantas con carácter endémico. Actualmente muchas de estas especies, en particular las suculentas, se han visto amenazadas debido a que han sido comercializadas en diferentes partes del mundo, en donde existe una gran afición por sus formas y colores exóticos. Esto ha tenido como consecuencia una gran demanda de estas plantas, propiciando muchas veces la creación de negocios clandestinos dedicados a la extracción y venta de ejemplares, muchos de ellos de especies en peligro de extinción, que por lo regular son muy cotizadas.
Otra de las fuertes amenazas a los ecosistemas de la región de Zapotitlán Salinas es el sobrepastoreo. Debido a las limitaciones del clima y de los recursos disponibles (tipo de vegetación y agua) para la crianza de ganado mayor, en esta zona se ha favorecido mayoritariamente la cría de ganado caprino. Este tipo de ganado tiene requerimientos de manutención relativamente bajos, puesto que se alimentan ramoneando los arbustos y pastos que encuentran a su paso, generalmente obteniendo agua a partir del mordisqueo de plantas suculentas. Esto trae como consecuencia la destrucción de muchas plantas suculentas de lento crecimiento, que tardan muchos años en recuperarse. Además, el paso de los chivos destruye muchas plantas jóvenes, impidiendo su establecimiento.
Un último factor producto de las actividades humanas que ha contribuido de manera importante a la pérdida de ecosistemas naturales ha sido el cambio en el uso del suelo; es decir, el uso para fines productivos (como la agricultura, la ganadería, la minería, etc.) de tierra que antes se encontraba en estado natural. Esto se lleva a cabo mediante el desmonte de vastas áreas naturales con la finalidad de convertirlas en zonas de cultivo o, en su defecto, en zonas urbanas.

• Vinculo. Presentación.

Paisaje Árido. Zapotitlán Salínas

Fuentes

Desierto. (2016). Retrieved from http://www.revista.unam.mx/vol.1/num2/sabias/paisajes/desierto.html

Fernandez, Antonio. (2015), Iniciación a la Geografía, Madrid, 1.ª edición, Ed. Universitaria Ramón Areces. 

Julivert, Manuel, (2003), El Sáhara : Tierras, pueblos y culturas, Universitat de València.

Magaña Rueda, Patricia. (2006). La vida en los desiertos mexicanos. Ciencias 84, octubre-diciembre, 76-78. [En línea]. 

Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2010). Ciencias de la Tierra. Una introducción a la geología física. (8th ed., pp. 162 - 165). Madrid: Miguel Martín - Romo.

Toledo, A. A. A., Valdés, M. T. V., & Santiago, J. R. (2001). Las plantas de la región de Zapotitlán Salinas, Puebla. Instituto Nacional de Ecología.

Zúñiga, F. B. (1999). Introducción al estudio de la contaminación del suelo por metales pesados (Vol. 1). Uady.

http://www.revistaciencias.unam.mx/en/51-revistas/revista-ciencias-84/310-la-vida-en-los-desiertos-mexicanos.html