Los suelos son el mayor reservorio terrestre de carbono orgánico (COS), en comparación con los océanos, la vegetación terrestre y la atmósfera. El carbono orgánico del suelo (COS) es dinámico y debido a la acción antropogénica puede convertirse en un sumidero o en una fuente neta de gases de efecto invernadero (GEI). Por ello, el Ecuador sumó esfuerzos y aportó a la construcción del Mapa Mundial de Carbono Orgánico del Suelo (GSOCmap), con el que se pudo estimar mediante el mapeo digital de suelos, el contenido de COS dentro de los 30 cm de profundidad a nivel nacional, así como su variabilidad espacial identificando los factores ambientales que intervienen en su almacenamiento y aquellas covariables que influyen en su incertidumbre respecto a su contenido. Para lograrlo, se empleó un modelo geoestadístico (Regresión-Kriging), que combinó 12 924 datos de perfiles de suelos patrimoniales a escala 1: 25 000 junto con 140 covariables edáficas y ambientales. El modelo obtenido con resolución espacial de 1 km estimó la reserva de COS entre 10 a 297.8 t ha -1 , (media de 55.69 t. ha -1 ), y sugiere un reservorio de COS en los 30 cm superficiales de 1.37 Pg. Sin embargo, fue imprescindible para fortalecer la confianza del valor reportado calcular la incertidumbre mediante este estudio a través de kriging ordinario entre las diferencias de los valores de COS estimado por la ecuación de regresión y los valores reales, mediante una validación cruzada (5 %), y posteriormente mediante una validación externa, de lo cual se obtuvo un valor de incertidumbre de COS almacenado en los suelos de Ecuador de 1.63 ± 0.38 Pg de COS. Se obtuvo de este modelo que el 40 % de variación espacial de COS, presentó una raíz del error medio cuadrático (RMSE) de 0.52 t. ha -1 y una correlación (R 2 ) de 0.41. Las covariables con mayor peso y que influyen directamente en el stock de carbono son la temperatura, tipo de suelo, altitud, y el índice de humedad topográfico. La mayor concentración de COS está presente en la región de los Andes (>120 t.ha -1 ), en tanto que en la región de la Costa y región Insular los valores fluctúan entre medios a bajos y en la región Amazónica los valores son bajos (<40 t.ha -1 ). El análisis permitió conocer las áreas que presentan mayor incertidumbre y menor precisión, con lo cual se podrá fortalecer un monitoreo en zonas que actualmente presentan vacíos de información en estudios futuros.Palabras claves: COS; mapeo digital de suelos; variabilidad espacial del suelo; regresión-kriging; secuestro de carbono; sumidero de carbono
Abstract. Spatial soil databases can help model complex phenomena in which soils are decisive, for example, evaluating agricultural potential or estimating carbon storage capacity. The Soil Information System for Latin America and the Caribbean, SISLAC, is a regional initiative promoted by the FAO's South American Soil Partnership to contribute to the sustainable management of soil. SISLAC includes data coming from 49,084 soil profiles distributed unevenly across the continent, making it the region's largest soil database. However, some problems hinder its usages, such as the quality of the data and its high dimensionality. The objective of this research is twofold. First, to evaluate the quality of SISLAC and its data values and generate a new, improved version that meets the minimum quality requirements to be used by different interests or practical applications. Second, to demonstrate the potential of improved soil profile databases to generate more accurate information on soil properties, by conducting a case study to estimate the spatial variability of the percentage of soil organic carbon using 192 profiles in a 1473 km2 region located in the department of Valle del Cauca, Colombia. The findings show that 15 percent of the existing soil profiles had an inaccurate description of the diagnostic horizons. Further correction of an 4.5 additional percent of existing inconsistencies improved overall data quality. The improved database consists of 41,691 profiles and is available for public use at https://doi.org/10.5281/zenodo.6540710 (Díaz-Guadarrama, S. & Guevara, M., 2022). The updated profiles were segmented using algorithms for quantitative pedology to estimate the spatial variability. We generated segments one centimeter thick along with each soil profile data, then the values of these segments were adjusted using a spline-type function to enhance vertical continuity and reliability. Vertical variability was estimated up to 150 cm in-depth, while ordinary kriging predicts horizontal variability at three depth intervals, 0 to 5, 5 to 15, and 15 to 30 cm, at 250 m-spatial resolution, following the standards of the GlobalSoilMap project. Finally, the leave-one-out cross-validation provides information for evaluating the kriging model performance, obtaining values for the RMSE index between 1.77 % and 1.79 % and the R2 index greater than 0.5. The results show the usability of SISLAC database to generate spatial information on soil properties and suggest further efforts to collect a more significant amount of data to guide sustainable soil management.
Los paisajes de la Sierra de Ecuador están estrechamente ligados a las actividades volcánicas suscitadas hace miles de años. Durante estos eventos se expulsaron materiales volcánicos y cenizas formando lodos volcánicos que se difundieron y endurecieron en las zonas de influencia de los volcanes. Luego el material fue cubierto por ceniza volcánica que desarrollo el suelo superficial. Los habitantes locales llaman a este material endurecido “cangahua”, que en idioma quichua quiere decir “tierra dura”. El mal manejo del suelo provocado por la presión sobre la tierra ha generado un proceso erosivo que ha arrastrado el suelo superficial y descubierto la cangahua interior de baja calidad agrícola. En la actualidad, el desarrollo de la agricultura en las zonas de cangahua es muy difícil y los agricultores tienden a abandonar estas tierras empobrecidas. El objetivo de este estudio fue generar el mapa de cangahuas superficiales del Ecuador a escala 1:25.000 para puntualizar la localización de la cangahua aflorante (expuesta en la superficie) y la cangahua en profundidad hasta 60 cm (cubierta por suelo u otro material). Se analizaron los factores decisivos para la afloración de cangahua como sistema volcánico, altitud, relieve, patrones de erosión y deposición, suelos y cobertura visible. Estos factores permitieron establecer la dinámica de comportamiento y presencia de este material en el paisaje mediante ortofotografía e imágenes satelitales de alta resolución espacial que se encuentran disponibles en las plataformas de Google Earth Pro y ArcGIS Earth, entre ellas DigitalGlobe y CNES/Airbus. El estudio se apoyó con información levantada en campo mediante GPS e información secundaria como mapas de suelos, geopedología, Modelo Digital del Terreno, curvas de nivel e imágenes Google Street View. Se demostró que, a nivel nacional, el área total de cangahuas superficiales es de 181.487 ha, de las cuales 13.162 ha corresponden a cangahua aflorante y 168.325 ha a cangahua en profundidad de hasta 60 cm.
Abstract. One of the largest challenges with soil information around the world is how to harmonize archived soil data from different sources and how to make it accessible to soil scientist. In Ecuador, there have been two major projects that have provided soil information, but the methodology of these projects, although comparable, did not coincide, especially with respect to how information was reported. Here, we present a new soil database for Ecuador, comprising 13 542 soil profiles with 51 713 measured soil horizons, including 92 different edaphic variables. The original data were in a non-editable format (i.e., PDF), which made it difficult to access and process the information. Our study provides an integrated framework that combines multiple analytic tools for automatically converting legacy soil information from an analog format into usable digital soil mapping inputs across Ecuador. This framework allowed us to incorporate quantitative information on a broad set of soil properties and retrieve qualitative information on soil morphological properties collected in the profile description phase, which is rarely included in soil databases. We present a new harmonized national soil database using a specific methodology to preserve relevant information. The national representativeness of soil information has been enhanced compared with other international databases, and this new database contributes to filling the gaps in publicly available soil information across the country. The database is freely available at https://doi.org/10.6073/pasta/1560e803953c839e7aedef78ff7d3f6c (Armas et al., 2022).
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