Please check this useful PDF attachment.

Thank you very much!, Arvind. This article is very useful. And it has good literature to consult.

JJ

This is a large wetland and it would be good to know if dominated by rainfall, runoff or groundwater inputs to maintain wetland condition.  There is much research that ditching to remove water only extends so far into adjacent areas, so that is why they typically use a drainage grid.  So unless the pines are intensively planted into the wetland itself, they may not have that big of an effect as you might think, but certainly a possibility to consider.  When we remove longleaf and loblolly pines from wet sites, the water table often comes up and stays higher until the regenerated stand takes off.  In some instances, the wet sites have shown growth improvement due to phosphorus fertilizers, as the phosphorus becomes bound in saturated conditions.  Pines typically use much more water than grass, so on a watershed level, there may be substantially less water yield (streamflow).  Pines as I learned years back have what was called leaky stomata, they do not close all the way and allow more water to escape, when other plants often close their stomata to conserve water during dry conditions.  There is much research on water yield internationally that could be considered for your study.  But if the pines are displaced from the wetland, their effect on the watershed may not extend into the wetland.  And many wetlands have had impacts of hydrologic modifications such as drainage ditches that are difficult to inventory in relatively flat habitats with the possibility of high density subtropical vegetation.  LiDAR inventory has been very useful to identify past drainage efforts.  

If the wetlands are primarily rainfall fed, and pine are not being planted in the wetlands, or hydrological modifications being used to expand pinelands into wetlands, the effects may be less that you might expect.  However, if the wetlands are groundwater or surface water fed, planting a savanna or hardwood watershed to pine may lower water table and alter the hydroperiod.  Most subtropical areas do have high and well distributed rainfall, so whether some alteration in hydroperiod may or may not bring negative effects to habitats.  The wetlands typically have hydric soils often with organic accumulations, so it is somewhat difficult to remove their status into a non-wetland category, even if their hydroperiod is somewhat altered, and some adjustment or change in the type of wetland habitat perhaps.  

You may want to look into some of the publications of the Santee Experimental Forest in subtropical, pine and wetland dominated lands in South Carolina.  There are many hydrological studies, and Drs. Carl Trettin and Devendra Amatya and other collaborators have addressed many coastal plain hydrological issues in their research, some of which may apply.  Slash pine may be present, but seldom planted anymore in SC due to its susceptability to ice damage here, so probably Florida is a more common area for this species.  However, there have been water yield, wetland and slash pine studies in Florida, but I dont have them in my data bases.  One of the professors I remember is Dr. Hans Riekerk, and I believe some of his studies would probably directly be of interest to your questions.

Very grateful, William,

Yes, it is a topic to discuss without dogmatism, and prejudice ... because the relationship between vegetation cover and water harvesting depends on multiple factors in each configuration ecosystem. I very much agree with you.

Ibera is a large wetland fed mainly by contribution of local rainfall in the basin (the water table is between 50 and 70 m deep. There is only partially impermeable layers (fine to very fine sand and some silt) between 3 and 10 m, according to the site.

The pines are on sandy soils in the adjacency of the wetland, located in higher position, then, it was not required drains prior to planting.

I find the publications that you kindly suggest me

Thank you very much for your time and for their willingness to share their knowledge.

JJ

Caro Neiff

O consumo de água pelas plantas é limitado pelo estado de saturação da atmosfera e pela profundidade efetiva de raízes (definida como a profundidade que acumula 80% da biomassa de raízes). Sabemos que plantas herbáceas exploram por volta de 15 a 20 cm da camada superficial do solo, enquanto vegetação florestal explora de 60 a 100 cm. O pessoal da agroclimatologia estuda este consumo através do balanço hídrico climatológico e define a capacidade de água disponível (CAD) com base nas propriedades hídricas do solo e na profundidade efetiva de raízes, expressa como o volume de água no solo entre a capacidade de campo (umidade retida no solo após drenar a água gravitacional) e o ponto de murcha permanente. A CAD depende da espécie, pois o ponto de murcha permanente depende da profundidade de raízes e de processos fisiológicos que facilitam o acesso às águas mais fortemente aderidas à matriz do solo. O consumo de água depende de dois limites: à saturação atmosférica, que varia com a temperatura, a pressão parcial do vapor de água e dos ventos, e da água contida no solo e que é disponível para as plantas. Se a CAD de floresta é maior que a CAD de plantas herbáceas, em função de uma maior profundidade efetiva de raízes, para um mesmo solo e clima, já se espera, potencialmente, que o consumo de água seja muito superior. Deste modo, a simples quantificação da quantidade de área que teve vegetação substituída, conhecendo-se as respectivas CADs, pode dar uma estimativa do volume de água a mais que foi consumido pela evapotranspiração real do cultivo de pinus. O complicador é que em florestas nativas a CAD é invariável no tempo (gerações sobrepostas), enquanto na plantação de pinus é variável, pois as gerações são discretas. Experimento feito em Rosário do Sul, RS, Brasil, comparando bacias monitoradas de campo nativo e de cultivo de eucaliptos mostram que os impactos variam com base na etapa do ciclo da cultura. O maior consumo se dá após o fechamento do dossel, quando o aumento da infiltração ocasionada pelas árvores não compensa mais o aumento da interceptação e da grande área foliar que facilita a transpiração. Espero que ajude. Um grande abraço, saudades!

Que bom de te encontrar aquí, Rafael.

Si,  conceptualmente las forestas de pinos son "bombas de flujo vertical"  y el balance está entre la demanda que ejercen los árboles y la oferta de lluvias. La reserva de agua contenida en el suelo, ahora está sobre el suelo (hay unas 500 Tn/ha de agua, porque la mitad de la biomasa de los pinos, es agua). El problema es determinar la tasa de renovación  de esa masa de agua. Dicho en otras palabras: la relación Et-CAD. 

En principio, la masa de raíces es tres veces mayor en Pino que en la pradera adyacente, y la biomasa sobre el suelo es unas 30 veces mayor en la foresta de pinos que en la pradera. Pero... la tasa de circulación del agua hacia la atmósfera (transpiración)  puede tener distinta velocidad (y, no la conozco!).

Lo raro es que en los freatímetros instalados en la foresta de pinos, la capa de suelo saturado de agua está 30-50cm más cerca de la superficie del suelo, que en la pradera adyacente!!!  Esto lo venimos observando hace unos 8 meses. Puedes explicar por qué pasa esto?

Por ahora, yo pienso que las mediciones que tengo no son representativas,  porque es un período muy corto de tiempo, pero también, porque aquí en Corrientes, tenemos un período de muchas lluvias. Este año ha llovido casi el doble de lo que llueve en la serie histórica....

También por este motivo, cuando analizo los registros hidrométricos en el gran humedal del Iberá... no tengo efectos! pero 

Caro Neiff

Qual a idade do stand de pinus? Já fechou o dossel? No experimento com eucalipto, comparando com campo nativo, no início do ciclo houve um aumento da taxa de infiltração, uma vez que as raízes do eucalipto ajudam a romper a camada de impedimento que ocorre em campos nativos em função do pisoteio. Em ano de chuvas intensas, estas camadas reduzem a taxa de infiltração nos campos e há um aumento da infiltração em área de plantio de eucalipto, aumentando o nível do freático em comparação com o campo. Este resultado me chamou a atenção na apresentação da tese de doutorado de Edner Baunhardt: ele manifestou que o eucalipto melhorava o ambiente... Intervi e perguntei qual o ponto de vista dele. Manifestei que, do ponto de vista dos peixes anuais, que vivem em poças temporárias, haveria uma redução dos pulsos de inundação, pelo efeito de amortecimento da onda de cheias provocada pelo aumento da taxa de infiltração em grandes áreas, o que seria um grande impacto. Mais tarde, quando os eucaliptos fecharam o dossel, o aumento da taxa de interceptação reverteu o processo e o freático rebaixou em relação ao campo.

Si, como decíamos,  los factores que intervienen en el resultado final son muchos. En este caso  el dosel cubre un 75%,   es una plantación  de 11 años.  Aquí el suelo es arena media a fina, con poco o nada de materiales pelíticos. Son suelos  bien drenados a excesivamente drenados. Por eso pienso que la grilla (trama?) de raíces del pino, debe estar interfiriendo la infiltración del agua.

En este período la intercepción de las lluvias por la canopia de pinos (tengo 10 pluviómetros instalados) es menor que 20% respecto del cielo abierto, porque las lluvias han sido torrenciales.

Ahora estoy instalando freatímetros en otros sitios, con el mismo suelo,  en un sitio separado por 5 Km, para ver si se comporta de la misma forma.

Posiblemente, la clave estará en el período de pocas lluvias... pero estamos en años lluviosos.

Gracias, Rafa.

JJ

Caro JJ

Foram efetuados ensaios de infiltração nas áreas entre linhas de plantio comparadas com áreas de campo, utilizando-se de métodos como o do duplo anel?

Estimado dr Neiff, este es un interesante tópico, el cual sino mal recuerdo tuvo algo que ver en la tesis doctoral de Zuleica Marchetti, que debes recordar En esa tesis se considera la importancia del agua subterránea como fuente de agua a la vegetación localizada en la Isla del Peluquero, la cual está inmersa en medio del Río Paraná, segundo más caudaloso de este continente (para los otros lectores tiene caudales medios de unos 45 m3/s y máximos en exceso de los 200 m3/s, la isla se localiza en la vecindad de Santa Fe). El estudio encontró que la vegetación no toma agua del río o de su vecindad, sino agua subterránea que se genera a unos 30 km de la isla. Esto se encontró hidráulicamente, así como con química e isotopía. Otro trabajo en este sentido, también de Argentina, es la tesis doctoral de Margarita Alconada, quien encaro definir el porque de las inundaciones en la pampa bonoarense, incluso cuando no llueve. El estudio geoquimico, isotópico, hidráulico superficial y subterráneo, en conjunto con un análisis de suelo y vegetación indicó que el agua de inundación es subterránea. Ambos casos representan zonas de descarga de agua subterránea, como lo es el sitio del proyecto que te ocupa. Se puede adelantar que para que se acabe el agua en toda esa región es simplemente improbable, notar que el agua superficial que allí se tiene es menos al 3% del total del agua, por lo que el sistema de agua subterránea representa +97% del agua existente. Notar que el basamento (granito Cámbrico)  está a más de 5,000 m de profundidad y todas las unidades geológicas de arriba están saturadas con flujos de agua de diferente jerarquía. Confío las referencias siguientes te puedan dar más luz al caso que te ocupa donde se postula y prueba que el referente del agua en la pampa es la subterránea. Recibe un abrazo y saludos,jjoel carrillor

Alconada-Magliano MM, JR Fagundo-Castillo, JJ Carrillo-Rivera, PG Hernández. 2011. “Origin of flooding water through hydrogeochemical identification, the Buenos Aires plain, Argentina”. Environmental Earth Sciences Journal. Vol 64:1 pp 51-71. DOI:10.1007/s12665-010-0817-7; ISSN:1866-6280; F de impacto 1.445

Marchetti, ZY y Carrillo-Rivera, JJ. 2014. Tracing groundwater discharge in the floodplain of the Parana River, Argentina; implications for its biological communities. River Research and Applications. Published online: 4 Jan 2013; DOI:10.1002/rra.2629. ISSN: 1535-1459; ISSN electrónico: 1535-1467; F de Impacto 2.425

Hola Rafael.

Si, el próximo paso es hacer esos análisis. Hasta ahora no los hemos realizado porque el agua está entre 70 y 100 cm de la superficie. Estamos pasando por un período de muchas lluvias. Pero... si, hay que clavar el diente en esto.

JJ

Dear JJ,

I hope this information may be useful for you:

EG Jobbágy, AM Acosta, MD Nosetto. 2013. Rendimiento hídrico en cuencas primarias bajo pastizales y plantaciones de pino de las sierras de Córdoba (Argentina) - Ecología austral.

Good luck,

Stella.