Homogeneidad pedogeomorfológica asociada con las formaciones geológicas y zonas de vida de la microcuenca del río monaicito, trujillo, venezuela 

Neida Pineda¹, Edgar Jaimes¹, José Mendoza¹, Rosalva Arellano¹, Ligia Becerra¹ e Hilda Rodríguez¹

¹Núcleo  Universitario  Rafael  Rangel,  Universidad  de  Los  Andes.  Apdo.  177.  Trujillo.  Venezuela.  e-mail: pineida@ula.ve;  jaimes@ula.ve;  jgmendoz@ula.ve;  rosalvare@cantv.net;  limabesa@cantv.net;  hildarodriguez@ula.ve

RESUMEN

Se determinó el efecto de tres materiales originarios (formaciones Río Negro, La Quinta y Mucuchachí) y dos condiciones bioclimáticas o zonas de vida (bosque seco tropical bs-T y bosque seco premontano bs-PM) sobre la homogeneidad pedogeomorfológica de las unidades de paisaje distribuidas en la parte media y alta de la microcuenca del río Monaicito, subcuenca del río Motatán-Carache, estado Trujillo, Venezuela. A partir de una matriz original de datos, que incluyó características fisiográficas, morfofísicas y químicas, se hicieron agrupamientos para realizar el análisis de homogeneidad, seleccionando seis perfiles por cada formación geológica  y 13 perfiles por cada condición bioclimática. Se determinó el Índice de Homogeneidad Múltiple (IHM) a través del Sistema de Información Automatizado de Homogeneidad de Tierras (SIAHT) para los agrupamientos considerando las características del perfil completo, epipedón y endopedón. Se determinó que la mayor homogeneidad pedogeomorfológica de las unidades del paisaje está asociada a la formación Mucuchachí, seguida de la formación Río Negro, resultando la formación La Quinta con la menor homogeneidad. Respecto a la relación entre las características pedogeomorfológicas y las condiciones bioclimáticas es notoria la vinculación ya que esta homogeneidad tiende a incrementar a medida que la zona de vida es más cálida, siendo más evidente en el epipedón por ser la capa más sometida a la acción homogeneizante asociada con el incremento de la temperatura ambiental. Se concluye que existe una relación muy estrecha de la homogeneidad pedogeomorfológica con respecto a los materiales parentales y las condiciones bioclimáticas, factores que han contribuido en la formación de los suelos en la microcuenca del río Monaicito.

Palabras clave adicionales: Índice de Homogeneidad Múltiple, IHM, epipedón, endopedón 

Relationship among pedogeomorfological homogeneity, geologic formation and life zone of Monaicito River microbasin, Trujillo, Venezuela

ABSTRACT

The effect of three native materials was determined (formations Río Negro, La Quinta and Mucuchachí) and two bioclimatic conditions or life zones (tropical dry forest bs-T and dry forest premontano bs-PM) over the pedogeomorphological homogeneity of the landscape units distributed in the medium and high part of the microbasin of Monaicito River, subbasin of the Motatán-Carache River, Trujillo State, Venezuela. Starting from an original matrix of data that included physiographic morpho-physicals and chemical characteristic, groups were made to carry out the analysis of homogeneity by selecting six profiles for each geologic formation and 13 profiles for each bioclimatic condition. The Index of Multiple Homogeneity (IMH) was determined, through the Information System Automated of Lands Homogeneity (ISALH) for the groupings, considering the characteristics of the complete profile, epipedon, and endopedon. It was determined that the largest pedogeomorphological homogeneity of the landscape units is associated to the Mucuchachí formation, followed by the Rio Negro formation, being La Quinta formation with the smallest homogeneity. Regarding the relationship between the pedogeomorfological characteristic and the bioclimatic conditions, it is apparent  the  linking  since  the  homogeneity  spreads  to  increase  as  the  life  zone  is  warmer,  being  more  evident  in  the epipedon because it is the layer more subjected to homogenizing action associated with the increment of the environmental temperature. We conclude that a very narrow relationship exists between the pedogeomorphological homogeneity and both the parenteral material and bioclimatic conditions, factors that have contributed in the formation of soils in the microbasin of Monaicito River.

Additional key words: Index of Multiple Homogeneity, IMH, epipedon, endopedon

Recibido: Junio 7, 2007  Aceptado: Febrero 25, 2008

INTRODUCCIÓN

Dada la complejidad estructural, funcional y evolutiva de los sistemas pedogeomorfológicos, Jaimes (1988) definió el Índice de Homogeneidad Múltiple (IHM) como un valor o cantidad que representa la homogeneidad de un sistema caracterizado por un conjunto de variables o características pedogeomorfológicas (fisiográficas, morfológicas, biológicas, químicas, físicas y mineralógicas). Según Jaimes y Elizalde (1991a), tal  valor  permite  establecer  comparaciones  con la finalidad de estudiar la estructura, el funcionamiento, la evolución, la estabilidad y la variabilidad espacial de dichos atributos dentro del sistema y de éste con relación a otros sistemas, incluyendo la totalidad del ambiente circundante.

La homogeneidad múltiple de un sistema natural cualquiera se refiere al grado de simplicidad estructural y posibilidad de ocurrencia espontánea de flujos de intercambio de materia, energía e información dentro y entre los sistemas y el ambiente circundante, durante el desarrollo de los mismos. Un mayor grado de homogeneidad múltiple significa una mayor correlación entre variables y un menor grado de dispersión de los valores de éstas (Elizalde, 1997). Adicionalmente, es oportuno indicar que la importancia de este estudio de homogeneidad está basada en la determinación del Índice de Homogeneidad Múltiple (IHM) como un parámetro multivariado efectivo y eficiente para determinar el grado de homogeneidad de sistemas tan complejos como el suelo, el paisaje de suelos o el ecológico, independientemente de sus escalas de expresión. En este sentido, es pertinente considerar el análisis desarrollado por Blum (2002), en relación con los desafíos que encara la ciencia del suelo en el tercer milenio, toda vez que el suelo y su entorno conforman el contexto dentro del cual debe garantizarse la sostenibilidad eco-social. Estos retos incluyen el estudio del suelo en su contexto espacial y temporal, análisis de la relación existente entre procesos y propiedades del suelo, y la interpretar adecuada de los estudios básicos de suelos para definir sus mejores usos y establecer prácticas potenciadoras del manejo sostenible de los agroecosistemas.

El IHM ha sido aplicado por diversos autores en el análisis de la homogeneidad en sistemas pedogeomorfológicos, entre los trabajos más recientes se incluyen los de Ochoa y Oballos (2002), Jaimes et al. (2005) y Rivas et al. (2005).

El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de tres materiales parentales pertenecientes a  tres formaciones geológicas y dos condiciones bioclimáticas o zonas de vida sobre la homogeneidad pedogeomorfológica de unidades de paisaje, distribuidas en la parte media y alta de la microcuenca del río Monaicito, perteneciente a la subcuenca del río Motatán-Carache del estado Trujillo en Venezuela. Esta microcuenca está dedicada principalmente al cultivo de café bajo secano, con sombra de plantas aguacate, cambur, naranja, y especies forestales como guamo y bucare. 

MATERIALES Y MÉTODOS

Descripción general del área de estudio

La microcuenca del río Monaicito cubre una área aproximada de 9200 ha, con una altitud variable entre los 600 y 2200 msnm. Se ubica geográficamente en la hoya hidrográfica del Lago de Maracaibo y drena sus aguas a la subcuenca del río Carache perteneciente a la cuenca del Motatán-Carache, la cual vierte sus aguas en el Lago de Maracaibo, entre los puertos de La Ceiba y Moporo del estado Trujillo. Geográficamente se encuentra ubicada entre los 9º 26’ 18”- 9º 38’ 18” de latitud norte y 70º 20’ 24”- 70º 27’ 52” de longitud oeste (Figura 1).

Figura 1. Ubicación del área de estudio: microcuenca del río Monaicito

Según las condiciones bioclimáticas de Venezuela basadas en el sistema Holdridge, en el área de estudio se presentan dos zonas: bosque seco tropical (bs-T) con precipitaciones promedio entre 1000 y 1800 mm y temperatura media anual entre los 22 y 29 ºC, y bosque seco premontano (bs-PM) con precipitaciones entre los 550 y 1100 mm  y  temperatura  media  anual  entre  los  18  y 24 ºC (Ewel et al., 1976).

De acuerdo  al  mapa  geológico  de  la  región  Trujillo-Boconó-Biscucuy, a escala 1: 50.000, del Ministerio de Energía y Minas las formaciones geológicas  presentes en el área de estudio son Río Negro, La Quinta y Mucuchachí, cuyas edades geológicas y litología se presentan en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Descripción de las formaciones geológicas presentes en el área de estudio

Fuente: Ministerio de Energía y Minas (1970), con modificaciones propias

Características pedogeomorfológicas descritas

En el Cuadro 2 se muestran las características fisiográficas, morfofísicas y químicas que agrupan a las variables pedogeomorfológicas descritas en el campo y determinadas en laboratorio, indicando las unidades y métodos de obtención utilizados. La información recabada de los perfiles de suelo fue ordenada para el epipedón y el endopedón.

Cuadro 2. Características  y  variables  pedogeomorfológicas  utilizadas  para  elaborar  la  matriz  original de datos

Agrupamientos de perfiles de suelo

Para determinar la homogeneidad pedogeomorfológica se realizaron dos agrupamientos de los perfiles de suelos a partir de la matriz original de datos. El primer agrupamiento se conformó con 6 perfiles de suelos por cada formación geológica (Río Negro, La Quinta y Mucuchachí). El segundo agrupamiento se constituyó con 13 perfiles por cada condición bioclimática (bosque seco tropical y bosque seco premontano).

La  selección  de  los  perfiles  de  suelo para conformar  los  agrupamientos  requeridos  para la determinación de la homogeneidad pedogeomorfológica se basó en los criterios que deben cumplir las matrices para ser procesadas a través del Sistema de Información Automatizado de Homogeneidad de Tierras (SIAHT, versión 2.0, diseñado por Elizalde y Daza, 2001), según los cuales 1) la data a utilizar debe tener igual número de filas y columnas; 2) el tamaño ideal de las matrices de datos es mayor o igual a 15x15; 3) las magnitudes a observar en cada variable deben corresponder a la escala de valores paramétricos preestablecidos; y 4) los valores de las variables deben mayores a cero.

Determinación de la homogeneidad pedogeomorfológica

La homogeneidad pedogeomorfológica se determinó con el Índice de Homogeneidad Múltiple (IHM), propuesto por Jaimes (1988), cuya definición está basada en un análisis de componentes principales (Morrison, 2004). El IHM se define como el producto acumulado de los valores propios (l_j) ≥ 1. Para este cálculo se multiplicó el primer valor propio por el segundo (l₁ x l₂₎ y el producto obtenido se multiplicó por el tercero (l₁ x l_{2 x} l₃₎ y así sucesivamente hasta utilizar todos los valores propios mayores o iguales a uno. El valor obtenido fue el IHM que es directamente proporcional al número de variables consideradas e inversamente proporcional al tamaño de la muestra (Jaimes y Elizalde, 1991c). El IHM expresa el grado de pureza o similitud de sus componentes menores o atributos más simples; mientras mayor sea su valor, mayor es la homogeneidad múltiple del sistema.

Se  utilizó  el  SIAHT  para  determinar  los IHM de los agrupamientos de datos referidos, cuyas homogeneidades pedogeomorfológicas fueron  estudiadas  a  través  de  su  relación  con las características geológicas del paisaje (primer agrupamiento de perfiles) y las características bioclimáticas o zonas de vida (segundo agrupamiento).

Un resumen a del procedimiento metodológico empleado durante el desarrollo de esta investigación se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Diagrama de flujo del procedimiento utilizado para determinar la homogeneidad pedogeomorfológica por formación geológica y por zona de vida

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

Homogeneidad pedogeomorfológica y su relación con las características geológicas del paisaje.

En la Figura 3 se presentan los resultados de los IHM obtenidos considerando las características fisiográficas, morfofísicas y químicas del perfil completo (epipedón + endopedón) para cada una de las formaciones geológicas  presentes  en  el  área  de  estudio, donde  se  observa  que  el  mayor  valor  del   IHM corresponde a las características pedogeomorfológicas de la formación Mucuchachí, seguido de la formación Río Negro y resultando la formación La Quinta la que exhibe el menor valor del IHM.

Figura 3. Homogeneidad pedogeomorfológica para el perfil completo de tres formaciones geológicas en la microcuenca del río Monaicito

En la Figura 4 se muestran los histogramas de homogeneidad determinados a partir de las características fisiográficas, morfofísicas y químicas de los epipedones por cada formación geológica. Se aprecia que el valor del IHM correspondiente a las características de la formación Río Negro es el de mayor magnitud, seguido del valor correspondiente a la formación Mucuchachí, quedando también con la menor magnitud del IHM la formación La Quinta. La menor homogeneidad observada en la formación La Quinta está asociada a dos variables químicas (concentración de hidronios y magnesio) y a cuatro características morfofísicas (arcilla, color value en húmedo, arena y agua aprovechable), ya que dichas variables contribuyeron muy poco a su homogeneidad pedogeomorfológica.

Figura 4. Homogeneidad pedogeomorfológica para los epipedones y endopedones de tres formaciones geológicas en la microcuenca del río Monaicito

También en la Figura 4 se puede observar que al considerar las características de los endopedones por cada formación geológica y determinar los valores de IHM se obtuvo la misma secuencia de homogeneidad pedogeomorfológica observada en la Figura 1, esto es: IHM formación Mucuchachí>IHM formación Río Negro>IHM  formación  La Quinta.

Se pudo comprobar que la homogenidad pedogeomorfológica está relacionada con la pedogénesis de los suelos agrupados por formación geológica. Así se observó que las características pedogeomorfológicas de la formación Mucuchachí resultó con el mayor IHM tanto para los datos del perfil completo como para los provenientes del endopedón, mientras que para los agrupamientos con datos del epipedón se obtuvieron valores intermedios de  IHM. Esta diferencia reafirma lo señalado por Jaimes et al. (2005) al considerar a los epipedones como los horizontes del suelo que mayor variabilidad espacial y temporal exhiben, en virtud a los cambios de intensidad y frecuencia que tienen todos los factores ambientales o externos que inciden directamente sobre su pedogénesis; es decir, variaciones de algunos elementos climáticos (temperatura, radiación, lluvia, evapotranspiración e insolación, entre otros), cambios en el uso de la tierra y diferencias asociadas con distintas prácticas o tipos de manejo de tierras; mientras que los endopedones, por ser horizontes subsuperficiales, no están sometidos a esta amplia variabilidad de los factores formadores de suelo, constituyéndose en las partes o secciones del cuerpo de suelo que son útiles para confirmar o corroborar los análisis de homogeneidad pedogeomorfológica y el desarrollo evolutivo de los suelos contenidos en una unidad de paisaje determinada.

En la Figura 4 se observa que para la formación La Quinta hubo un comportamiento distinto de la homogeneidad pedogeomorfológica ya que el IHM del endopedón resultó menor al del epipedón lo que se atribuye nuevamente a las características morfofísicas y químicas que resultaron con un menor valor de homogeneidad para el endopedón (31,82 y 14,06; respectivamente) en comparación con el epipedón (35,15 y 7,49; respectivamente). 

Homogeneidad pedogeomorfológica y su relación con las características bioclimáticas del paisaje

Al comparar los valores del IHM obtenidos a partir de las características fisiográficas, morfofísicas y químicas del perfil completo (epipedón + endopedón), para cada una de las zonas de vida presentes en la microcuenca, se tiene que su mayor magnitud corresponde a la zona de vida bosque seco premontano (Figura 5).

Figura 5. Homogeneidad pedogeomorfológica para el perfil completo por zona de vida

Los histogramas de homogeneidad correspondientes a las características del epipedón por zona de vida (Figura 6) muestran el mismo comportamiento antes señalado para el perfil completo; es decir, el mayor valor del IHM corresponde a las características fisiográficas, morfofísicas y químicas de los suelos agrupados bajo la zona de vida Bosque seco premontano. Esa tendencia también se observa al determinar los IHM considerando las características del endopedón (Figura 6). Por lo tanto, se puede afirmar que la homogeneidad pedogeomorfológica determinada para el perfil completo, epipedón y endopedón presenta consistencia, indicando que ella tiende a incrementar ha medida que la zona de vida es más cálida, siendo más evidente en el epipedón por ser la capa más externa del suelo sometida a la acción homogeneizante del ambiente. Jaimes et al. (2006), por su parte, encontraron una tendencia al incremento de la homogeneidad a medida que los mesoclimas eran más húmedos.

Figura 6. Homogeneidad pedogeomorfológica para  el  epipedón  y  el  endopedón  por  zona de vida

CONCLUSIONES

Los suelos de la formación Mucuchachí presentaron la mayor homogeneidad pedogeomorfológica de las tres formaciones geológicas estudiadas. Dicha homogeneidad se expresa mejor en la totalidad del perfil del suelo y en el horizonte subsuperficial (endopedón). Los suelos de la formación La Quinta resultaron con la menor homogeneidad pedogeomorfológica debido a la menor contribución a la homogeneidad pedogeomorfológica de las variables morfofísicas y químicas. En relación con los suelos de la formación Río Negro poseen una homogeneidad pedogeomorfológica intermedia.

La homogeneidad de los suelos ubicados en la condición bioclimática bosque seco premontano resultó mayor en comparación con la homogeneidad de los suelos localizados en el bosque seco tropical. Esta homogeneidad se expresa muy bien en la totalidad del perfil del suelo, o bien, cuando se agrupan los datos por epipedones o por endopedones, comprobándose que esta homogeneidad tiende a ser inversamente proporcional al incremento de la temperatura ambiental.

Existe una relación muy estrecha entre la homogeneidad pedogeomorfológica y las características de los materiales parentales y las condiciones bioclimáticas, factores que han contribuido en la formación de los suelos en la microcuenca del río Monaicito.

AGRADECIMIENTO

Al Consejo de Desarrollo Científico, Humanístico y Tecnológico (CDCHT) de la Universidad de Los Andes (ULA), por el financiamiento otorgado bajo los códigos NURR-C-366-04-01-AA, y a Eric Brown por la traducción del resumen.

LITERATURA CITADA

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