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Terrestre

Los efectos del pisoteo y de la perturbación del suelo antártico

Pablo Tejedo (1)* & Tanya O’Neill (2)

(1) Departamento de Ecología, Universidad Autónoma de Madrid, Ciudad Universitaria de Cantoblanco, Madrid, Spain
(2) School of Science, Waikato University, Hamilton, New Zealand
* pablo.tejedo[at]uam.es

Lo suelos antárticos son particularmente vulnerables a las perturbaciones debido a sus propiedades biológicas y físicas, así como a su lenta velocidad natural de recuperación, que se ve afectada por las bajas temperaturas y, en ocasiones, por una escasa disponibilidad de humedad. Dado que la mayoría de las actividades humanas se concentran en pequeñas áreas dispersas libres de hielo, los posibles efectos adversos de origen humano son considerables. Los suelos antárticos constituyen el hábitat de fauna y flora de importancia a nivel regional que, en algunos casos, incluye especies endémicas. Por lo tanto, la protección de este componente del ecosistema debería ser una prioridad. Las pisadas y la formación de senderos de origen humano como resultado de la instalación de campamentos en terreno, las actividades científicas y el turismo pueden causar algunas consecuencias indeseables en el suelo. Esos efectos repercuten en las propiedades fisicoquímicas y biológicas del suelo a diferentes escalas, que van desde poblaciones hasta comunidades e incluso hábitats. La duración de las perturbaciones depende del tipo de suelo, el clima regional, la gravedad del efecto, el esfuerzo de remediación —si existe— y los componentes del ecosistema afectados. En algunos casos, los efectos persisten durante décadas después de producida la perturbación. Los científicos analizaron esos efectos, así como la vulnerabilidad y recuperabilidad del suelo, y se presentaron propuestas de directrices tendientes a minimizar las consecuencias de las presiones humanas a las que se ven sometidos los suelos y sus entornos ambientales.

Resumen

Si bien la mayoría del continente antártico está cubierta de hielo, existen sitios aislados con suelo expuesto —acantilados, márgenes costeros, nunataks— y suelos que se encuentran libres de nieve y hielo estacionalmente. La mayor región libre de hielo de la Antártida son los Valles Secos de McMurdo, con una superficie aproximada de 15 000 km21. La vida terrestre se concentra en suelos formados en esas zonas libres de hielo, cuya superficie combinada es de unos 49 500 km2, que se restringen, principalmente, a la península Antártica, las montañas Transantárticas, la Tierra de MacRobertson y la Tierra de la Reina Maud2. La mayoría de esos suelos se caracteriza por una falta general de desarrollo y coherencia estructurales, bajos niveles de materia orgánica, biomasa y producción primaria, poca disponibilidad de humedad, lenta velocidad de descomposición y biota de suelo limitada3. Estas características, combinadas con la ausencia general de vegetación superior —especies de plantas vasculares— y la prevalencia de bajas temperaturas, generan una mayor vulnerabilidad ante el pisoteo de origen humano4. La mayoría de las actividades humanas se concentra en zonas libres de hielo de fácil acceso y con climas no tan hostiles, como la península Antártica y los archipiélagos relacionados. Las perturbaciones del suelo más intensas se producen en las inmediaciones de las bases de investigación o de los campamentos en terreno, así como en sitios turísticos claves. Otros sitios afectados incluyen zonas de importancia científica, sitios históricos, puntos de observación de paisajes espectaculares y colonias de vida silvestre costera (Fig. 1).

Figure 1. Les effets du piétinement sont clairement visibles sur plusieurs sites antarctiques. (A) Chemin autour de la Colline de l'Observatoire, Ile de Ross. (B) Zone boueuse créée par les touristes à proximité d'une colonie de manchots sur l'Ile Barrientos. (C) Un groupe de touristes traversant une zone où la végétation a disparu du fait tout d'abord du piétinement, puis du ruissellement. (D) Sentier de la Fenêtre de Neptune, Baie des Baleiniers, Ile Déception, un sentier très populaire pour les touristes, fréquenté probablement par plus de 15 000 personnes lors de l'été 2015-2016 selon les données de l'Association Internationale des Voyagistes Antarctiques (IAATO).

El pisoteo puede generar cambios en las propiedades del suelo y en las características de la superficie, lo que incluye un aumento del ancho de los senderos, de la resistencia a la penetración y de la densidad aparente4-8. El pisoteo suele producir no solo cambios visibles en el microrrelieve4, 9-11 (Figs. 1 y 2), sino modificaciones en el albedo de algunos sitios específicos.

Figure 2. La longévité des traces visibles dues au piétinement varie selon les sites et le substrat. Essai expérimental de Vanda, Vallée Wright, Vallées Sèches de McMurdo : (A) Site de vanda Fan, immédiatement après 200 passages, décembre 1993. (B) Site de vanda Fan, au bout de 17 ans, décembre 2009. (C) Site de Vanda rocheux, après 192 passages, décembre 1993. (D) Site de Vanda rocheux, après 17 ans, décembre 2009. Photos A et C par Megan Balks.

También se identificaron diversos efectos en la flora, principalmente en la península Antártica, donde la vegetación es más abundante: el más claro es la reducción de la cubierta de vegetación y de la biomasa en las adyacencias de los senderos12 (Fig. 3). Los animales de esos suelos se ven afectados en forma directa por un aumento de la mortalidad y, en forma indirecta, por la disminución de la calidad del hábitat que afecta la fecundidad, abundancia, composición y estructura de la comunidad de dichos suelos6, 7, 13. Algunos parámetros microbiológicos, como la actividad enzimática y la respiración del suelo, pueden verse modificados a causa del tránsito a pie13, 14. El pisoteo reduce la cantidad de nutrientes disponibles en las comunidades de musgos de la Antártida12. Además, se sugirió que el establecimiento de especies no autóctonas se vería facilitado como resultado directo del tránsito a pie asociado a la presencia humana14, 15, aunque es necesario contar con pruebas adicionales para determinar la importancia relativa de este mecanismo.

Figure 3. Des périodes de fermetures temporaires ont été appliquées avec succès à certains sites de l'Antarctique maritime pour stopper les effets du piétinement. Au cours d'une étude de suivi conduite par des chercheurs espagnols et équatoriens début 2012, une série d'impacts sur la végétation a été détectée autour de sentiers en raison d'un trafic pédestre répété (A ; photo de Javier Benayas et Luis R. Pertierra). Cette situation a été présentée à la RCTA XXXV, à Hobart, à travers un Document de Travail (WP). En réponse, la Résolution 5 (RCTA XXXV, Hobart, 2012) a été adoptée. Cette résolution recommande de restreindre tous les accès à la partie centrale de l'île Barrientos aux seules activités de recherche scientifique et de suivi en lien avec la restauration du site. Grâce à cette mesure, une grande partie de la zone atteinte a montré une nette amélioration en seulement une année (B ; photo de Belén Albertos et Daniela Cajiao), tant par la diminution des empreintes de pas que par le développement des racines des herbes. Toutefois, les marques produites par le piétinement dans la zone entourant la piste n'ont pas totalement cicatrisé au bout des 4 années qu'a duré la fermeture du site. (C ; photo de Laura Muñoz et Daniela Cajiao).

La gravedad de las perturbaciones medida depende del tipo de suelo, el clima regional, el modo y la intensidad de la perturbación —”pedestre” contra “vehicular”—, el grado de dinamismo del paisaje y el componente del ecosistema que se investiga. Las perturbaciones derivadas del tránsito a pie y de los campamentos en terreno suelen cubrir una superficie pequeña, pero, con frecuencia, son visibles de manera clara16. En determinados suelos vulnerables, los senderos de pisadas se forman con facilidad y pueden permanecer visibles durante muchos años después de su formación4, 10. El tránsito de vehículos también provoca perturbaciones en el suelo, las cuales, con frecuencia, son mucho más amplias y persistentes17. La perturbación del suelo suele ser mayor cuando se altera el pavimento desértico y queda expuesto el material fino subyacente4, 13, 18. En los Valles Secos de McMurdo, se formaron senderos bien definidos en material blando después de tan solo veinte caminatas, los cuales siguen siendo visibles veintitrés años después de originada la perturbación4 (Figs. 2, A y B). Los suelos no cohesivos con texturas arenosas de guijarros y grava también son vulnerables al pisoteo, y el daño es inmediato7. En cambio, los suelos con una extensa superficie cubierta por rocas o con fracciones de partículas de gran tamaño son los menos susceptibles4 (Figs. 2, C y D). Si bien otras zonas con dunas de arenas eólicas o con suelos volcánicos irregulares se ven perturbadas fácilmente, los efectos físicos del tránsito a pie recurrente pueden desaparecer después de un año debido a la actividad de congelamiento y deshielo y a la acción del viento7, 10 (Fig. 1, D). Las manipulaciones experimentales de suelos localizados en la Antártida marítima demostraron que los efectos de la compactación del suelo podrían revertirse por completo en un período de tres a cinco años, siempre y cuando la zona se cerrara al tránsito humano durante ese período7. Se sugirió el mismo intervalo de tiempo para que las comunidades de briofitas e invertebrados asociados pudieran desarrollarse en suelos que antes estaban desnudos19.

Existe una variedad de instrumentos destinados a ordenar los efectos del tránsito pedestre en la Antártida20. El Comité Científico de Investigación Antártica (SCAR) elaboró el “Código de Conducta Ambiental sobre el Trabajo de Investigación sobre el Terreno en la Antártida”. En dicho código, se proponen dos medidas en relación con el pisoteo: 1) permanecer en los senderos establecidos cuando estos existan y 2) evitar caminar en zonas particularmente vulnerables a la perturbación (por ejemplo, suelos de turba, alfombras de musgo, pavimento desértico o zonas fangosas). Además de estas recomendaciones generales, las Partes del Tratado Antártico elaboraron una serie de “Directrices de sitios para visitantes” con el objeto de ofrecer instrucciones específicas sobre la realización de actividades en los sitios antárticos más visitados, teniendo en cuenta los valores ambientales y las vulnerabilidades específicas de cada sitio. Se mencionan algunas de las medidas destinadas a controlar los efectos del pisoteo, lo que incluye la demarcación de zonas cerradas para proteger características vulnerables y el establecimiento de rutas para caminatas a fin de evitar el pisoteo de la vegetación. Por último, los planes de gestión de algunas Zonas Antárticas Especialmente Administradas (ZAEA) y las Zonas Antárticas Especialmente Protegidas (ZAEP) incluyen instrucciones para proteger el medioambiente durante el trabajo de campo o las visitas, las cuales ayudan a limitar los efectos sobre el suelo. A la fecha, todos estos códigos de conducta existentes contribuyeron a controlar el alcance de muchos de los posibles efectos generados por el pisoteo.

Esas recomendaciones necesitan pasar por una evaluación periódica y, siempre que sea necesario, una modificación para garantizar una efectividad sostenida de cara a los aumentos previstos con relación a la intensidad de las actividades humanas. La labor futura podría abordar de modo eficiente la variabilidad observada en respuestas de diferentes tipos de suelos ante los efectos del pisoteo. La efectividad del uso de senderos establecidos que cruzan suelos libres de vegetación, por ejemplo, depende, en gran medida, del contexto7, 10. En algunos sitios de baja intensidad de pisoteo, los pequeños cambios en la superficie del suelo se recuperan relativamente rápido, en menos de un ciclo anual, lo que sugiere que, a veces, la dispersión de la actividad a lo largo de corredores más amplios puede ser la opción más adecuada, en lugar de la formación de un sendero bien definido de larga duración. Sin embargo, a partir de las investigaciones, se demostró que, en el caso de los senderos que tienen un uso intensivo o están ubicados en sitios con pendientes pronunciadas, se puede minimizar la perturbación si se restringe el uso a un único camino bien definido, en superficies rocosas o con cantos rodados —siempre que sea posible— y evitando zonas lodosas7, 9, 18. Es claro que tanto las condiciones medioambientales como los niveles esperados de uso deben tomarse en cuenta a la hora de determinar cuándo y dónde es más adecuado concentrar o dispersar las actividades humanas7. Un enfoque coordinado que implemente un conjunto acordado de indicadores biofísicos o químicos para evaluar la vulnerabilidad y recuperabilidad de diversas superficies de suelos antárticos ante el pisoteo de humanos ayudaría a los administradores medioambientales y a la industria del turismo a la hora de elegir la estrategia más adecuada y específica para los sitios a fin de minimizar los efectos físicos y biológicos.

1991

La XI Reunión Consultiva Especial del Tratado Antártico (RCETA) adopta el Protocolo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente. El Anexo I: Evaluación del impacto sobre el medio ambiente requiere que las personas responsables de actividades realizadas en la Antártida prevean su importancia y los posibles efectos ambientales.

1993

Desarrollo de criterios de evaluación para los efectos humanos sobre los suelos de la Antártida, a cargo de Campbell, Claridge y Balks.

1994

Las Partes Consultivas del Tratado Antártico adoptan la Recomendación XXVIII-1, Guía para los visitantes de la Antártida. Incluye la directiva de “no dañar las plantas, por ejemplo, al caminar, al conducir un vehículo, o al aterrizar en capas de musgo o vertientes de conos de desmoronamiento cubiertos por líquenes”. Esta Recomendación constituye la primera mención de cómo evitar un efecto producido por el pisoteo en el contexto de la documentación del Tratado. La Asociación Internacional de Operadores Turísticos en la Antártida (IAATO), que reúne a la mayoría de los operadores de este sector comercial, aplica una versión de esta Recomendación como un Código de Conducta para sus clientes.

1995

Investigación experimental de los efectos del pisoteo en la isla Ross y en los Valles Secos.

2005

Primera publicación de las Directrices de sitios para visitantes. Estos documentos, por lo general, incluyen recomendaciones para controlar los efectos indeseables del pisoteo.

2008

El SCAR y el COMNAP aprueban el Código de Conducta Ambiental sobre el Trabajo de Investigación sobre el Terreno en la Antártida.

2016

Se acuerda el Código de conducta del SCAR para la realización de actividades en los medioambientes geotérmicos terrestres en la Antártida.

Other information:

1. P. Convey, Terrestrial biodiversity in Antarctica: Recent advances and future challenges. Polar Science 4, 135-147 (2010) doi: 10.1016/j.polar.2010.03.003.

2. J. G. Bockheim (ed), The soils of Antarctica. (Springer, Heidelburg, 2015). 322pp.

3. D. N. Thomas, G. E. Fogg, P. Convey, C. H. Fritsen, J. M. Gili, R. Gradinger, et al., The Biology of Polar Regions (2nd ed.). Biology of Habitats Series (Oxford University Press, Oxford, 2008).

4. I. B. Campbell, G. G. C. Claridge, M. R. Balks, Short and long-term impacts of human disturbances on snow-free surfaces in Antarctica. Polar Record 34, 15-24 (1998) doi: 10.1017/S0032247400014935.

5. P. Tejedo, A. Justel, E. Rico, J. Benayas, A. Quesada, Measuring impacts on soils by human activity in an Antarctic Special Protected Area. Terra Antarctica Reports 11, 57-62 (2005).

6. P. Tejedo, A. Justel, J. Benayas, E. Rico, P. Convey, A. Quesada, Soil trampling in an Antarctic Specially Protected Area: tools to assess levels of human impact. Antarctic Science 21, 229-236 (2009) doi: 10.1017/S0954102009001795.

7. P. Tejedo, L. R. Pertierra, J. Benayas, P. Convey, A. Justel, A. Quesada, Trampling on maritime Antarctica: can soil ecosystems be effectively protected through existing codes of conduct? Polar Research 31, (2012) doi: 10.3402/polar.v31i0.10888

8. T. A. O’Neill, M. R. Balks, J. López-Martínez, Ross Island recreational walking tracks: relationships between soil physiochemical properties and use. Polar Record 51, 444-455 (2015) doi: 10.1017/S0032247414000400.

9. T. A. O’Neill, M. R. Balks, J. López-Martínez, J. L. McWhirter, A method for assessing the physical recovery of Antarctic desert pavements following human-induced disturbances: A case study in the Ross Sea region of Antarctica. Journal of Environmental Management 112, 415-428 (2012) doi: 10.1016/j.jenvman.2012.08.008.

10. T. A. O’Neill, M. R. Balks, J. López-Martínez, Visual recovery of desert pavement surfaces following impacts from vehicle and foot traffic in the Ross Sea region of Antarctica. Antarctic Science 25, 514-530 (2013) doi: 10.1017/S0954102012001125

11. B. Bollard-Breen, J. D. Brooks, M. R. L. Jones, J. Robertson, S. Betschart, O. Kung, et al. Application of an unmanned aerial vehicle in spatial mapping of terrestrial biology and human disturbance in the McMurdo Dry Valleys, East Antarctica. Polar Biology 38, 573-578 (2015) doi: 10.1007/s00300-014-1586-7.

12. L. R. Pertierra, F. Lara, P. Tejedo, J. Benayas, A. Quesada, Rapid denudation processes in cryptogamic communities from Maritime Antarctica subjected to human trampling. Antarctic Science 25, 318-328 (2013) doi: 10.1017/S095410201200082X.

13. E. Ayres, J. N. Nkem, D. H. Wall, B. J. Adams, J. E. Barret, E. J. Broos, et al., Effects of Human Trampling on Populations of Soil Fauna in the McMurdo Dry Valleys, Antarctica. Conservation Biology 22, 1544-1551 (2008) doi: 10.1111/j.1523-1739.2008.01034.x.

14. P. Tejedo, J. Benayas, D. Cajiao, B. Albertos, F. Lara, L. R. Pertierra, et al. Assessing environmental conditions of Antarctic footpaths to support management decisions. Journal of Environmental Management 177, 320-330 (2016) doi: 10.1016/j.jenvman.2016.04.032.

15. Y. Frenot, S. L. Chown, J. Whinam, P. Selkirk, P. Convey, M. Skotnicki, et al., Biological invasions in the Antarctic: Extent, impacts and implications. Biological Reviews 80, 45-72 (2005) doi: 10.1017/S1464793104006542.

16. L. R. Pertierra, K. A. Hughes, J. Benayas, A. Justel, A. Quesada, Environmental management of a scientific field camp in Maritime Antarctica: reconciling research impacts with conservation goals in remote ice-free areas. Antarctic Science 25, 307-317 (2013) doi: 10.1017/S0954102012001083.

17. T. Tin, Z. L. Fleming, K. A. Hughes, D. G. Ainley, P. Convey, C. A. Moreno, et al., Review: Impacts of local human activities on the Antarctic environment. Antarctic Science 21, 3-33 (2009) doi: 10.1017/S0954102009001722.

18. I. B. Campbell, M.R. Balks, G. G. C. Claridge, A simple visual technique for estimating the effect of fieldwork on the terrestrial environment in ice-free areas of Antarctica. Polar Record 29, 321-328 (1993) doi: 10.1017/S0032247400023974.

19. P. Convey, Maritime Antarctic climate change: signals from terrestrial biology. In E. Domack, A. Burnett, A. Leventer, P. Convey, M. Kirby, R. Bindschadler (eds) Antarctic Peninsula climate variability: Historical and palaeoenvironmental perspectives. Antarctic Research Series 79, (American Geophysical Union, Washington D.C., 2003), pp. 145-158.

20. T.A. O’Neill, Protection of Antarctic soil environments: A review of the current issues and future challenges for the Environmental Protocol. Environmental Science & Policy 76, 153-164 (2017). doi: 10.1016/j.envsci.2017.06.017.

Protocolo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente. Anexo I: Evaluación del impacto sobre el medio ambiente

Protocolo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente http://www.ats.aq/documents/recatt/att006_s.pdf

Guía para los visitantes a la Antártida – Resolución 3 (2011) http://www.ats.aq/documents/recatt/Att245_s.pdf

Directrices para sitios que reciben visitas https://www.ats.aq/devAS/ats_other_siteguidelines.aspx?lang=s

Código de Conducta Ambiental sobre el Trabajo de Investigación sobre el Terreno en la Antártida https://www.scar.org/scar-library/search/policy/codes-of-conduct/3407-code-of-conduct-terrestrial-scientific-field-research-in-antarctica/

Directrices Prácticas para Desarrollar y Diseñar Programas de Vigilancia Ambiental en la Antártida – Resolución 2 (2005) http://www.ats.aq/documents/atcm38/ww/atcm38_ww007_s.pdf

Código de conducta del SCAR para la realización de actividades en los medioambientes geotérmicos terrestres en la Antártida http://www.scar.org/scar_media/documents/policyadvice/treatypapers/ATCM39_att018_e.pdf