Delimitación de geoformas

Se realizó la delimitación de geoformas de las barras costeras por medio de reconocimiento de campo y apoyo de imágenes satelitales Landsat 8 del año 2013 y Google Earth 2014. Los criterios de discriminación fueron la dinámica de inundación de las geoformas, primero inundables y no inundables, y segundo, la influencia de la marea ordinaria, extraordinaria y estacional (periodo de lluvias).

Muestreo de suelos con barrena

El muestreo de suelo se realizó en los meses de febrero y marzo de 2015, con la finalidad de evitar zonas inundadas provocadas por la temporada de lluvia y colectar muestras homogéneas. Se seleccionaron 102 puntos de muestreo, distribuidos en tres transectos con 38, 36 y 28 muestras, mismas que involucran las distintas barras costeras, así como lomas y depresiones (inter-barras); la distancia entre cada punto fue 10 m aproximadamente y entre cada transecto de 3 km. Las muestras se colectaron de acuerdo a la metodología utilizada por ^{Angiolini et al. (2013)}, ^{Bojórquez et al. (2008)} y ^{Salgado et al. (2012)}, misma que consistió en recolectar suelo con una barrena manual de 6.5 cm núcleo de diámetro a una profundidad de 0 a 20 cm. Las muestras se tomaron colocando un cuadrante de 25 m² dividido en cuatro áreas de igual proporción, se colectó una muestra de suelo en el centro de cada una de ellas, formando una muestra de suelo compuesta por cuatro submuestras en cada sitio seleccionado y georreferenciado, las muestras se vertieron en un recipiente donde fueron homogenizadas.

Análisis de muestras de suelo

Las muestras colectadas fueron preparadas para su análisis, con un previo secado, y posteriormente tamizado con malla de 2 mm. También se realizó una pasta de saturación con 400 gramos de suelo para realizar la extracción de sales contenidas en el suelo por medio de la técnica de succión en embudo de Buchner (^{Semarnat, 2002}).

Previo al análisis de textura, se hizo un lavado de las muestras de suelo con 650 mL de agua destilada. Se extrajeron 50 mL del lavado para valorarlos con nitrato de plata 0.05 N, hasta que la muestra dejó de presentar precipitado de color blanco. Lo anterior, con la finalidad de extraer las sales de cada muestra y evitar alterar la lectura del densímetro.

Se efectuaron análisis de textura por el método Boyoucos, % de materia orgánica (OM) por volumetría, Na⁺ y K⁺ por flamometría, SO₄ ^2- por turbidimetría con base a la NOM-021-RECNAT (^{Semarnat, 2002}); pH con el método potenciométrico, conductividad eléctrica del extracto (ECe) por conductimetría, cationes (Ca²⁺, Mg²⁺) y aniones (CO₃ ^2-, HCO₃ ^- y Cl^-) por volumetría (^{Richards, 1990}).

Proceso de datos

Los datos se organizaron por geoformas de cada uno de los transectos y se obtuvieron los estadísticos clásicos (media, mediana, desviación estándar, coeficiente de variación y valores extremos) de los valores de pH, ECe, OM, arena, limo y arcilla. Se probó la normalidad de los datos mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS). Se realizó un análisis unidireccional de la varianza (ANOVA) para evaluar la diferencia en las propiedades del suelo y de las geoformas, este análisis permitió comparar los valores medios con la finalidad de determinar si existen diferencias significativas entre ellas, agrupadas mediante la prueba de Tukey para multicomparación (p<0,05); lo anterior mediante el programa SPSS versión 15.0 para Windows (SPSS Inc., Chicago, Illinois, EE.UU.). El Análisis de Componentes de la varianza (VCA), se realizó para estimar la contribución de cada efecto aleatorio a la varianza de la variable dependiente. Al calcular los componentes de la varianza, se pudo determinar dónde centrar la atención para reducir la varianza, se utilizó el Modelo de Máxima Verosimilitud Restringida (REML) (Disponible en: https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/es/SSLVMB_23.0.0/spss/advanced/idh_varc.html).

Con el software Statistica 7, se representaron las concentraciones iónicas de las geoformas estudiadas para identificar la concentración iónica en cada geoforma estudiada.

Geoformas definidas

Se definieron cinco geoformas para este estudio, playa y dunas costeras (1), barra alta no inundable (2), barra media con inundación estacional (3), loma de la barra media (3L) y depresión de la barra media (3d) (Figura 1). A continuación, se describen:

Playa y duna costera. En esta zona de la costa se encuentran valores altos de contenido de arena en el suelo y porcentajes bajos de arcilla, materia orgánica y salinidad.

Barra alta no inundable. Se caracteriza por alto contenido de arena en el suelo y bajos niveles de sales y arcilla, alcanza la altura suficiente para mantener la capa freática baja sin que las sales afecten las raíces de las plantas, la captación de agua en la temporada de lluvias ayuda a que la sal no ascienda a la superficie.

Barra media con inundación estacional. Es una barra de menor altitud que es afectada por la marea y agua proveniente de las lluvias y eventualmente del río San Pedro. Tiene alta concentración de sales desde la parte superior del suelo y contenido medio de materia orgánica. Estos suelos tienen mayor contenido de arcilla comparado con las geoformas de playa y duna costera y barra alta no inundable.

Loma de barra media con inundación estacional. Se localiza dentro de la barra media con inundación estacional y presenta elevaciones en forma de loma reconocidas fácilmente en campo, cada loma termina unida a una depresión de barra, que están en constante contacto con el agua salobre de las marismas, cañadas y esteros, acumulando las sales en la parte superior del suelo. Presenta contenido medio de materia orgánica, debido a que el agua desciende de forma lenta durante el año permitiendo la acumulación de materia orgánica al suelo.

Depresión de barra media con inundación estacional. Son las partes bajas “cañadas” que se encuentran dentro de la geoforma de Barra media con inundación estacional, se localizan entre dos elevaciones diferentes, la acumulación de agua y sales es constante, en el momento que se evapora el agua en estas zonas las sales afloran formando costras salinas en la mayoría de los casos, la materia vegetal no alcanza a descomponerse totalmente en materia orgánica formando así el material de turba.

Estadísticos clásicos

En la Tabla 1 se presenta un resumen de los valores de pH, ECe, OM, arena, limo y arcilla. Los datos de pH presentan una menor desviación estándar (SD) debido a los rangos que maneja esta escala de medida y la poca variabilidad en los rangos medidos, sin embargo, en su escala de medición tenemos suelos diversos que van de moderadamente ácidos, neutros a medianamente alcalinos; al encontrarse en una diversidad de barras costeras de diferente altitud indica que entre más cercano al nivel del mar los valores de ECe aumentan, esto se refleja en una SD alta de más de 26 desviaciones estándar entre geoformas. Asimismo, en la Figura 2 se ilustra la comparación de medias entre las geoformas establecidas.

Figura 2 Comparación de medias de las propiedades del suelo en diferentes geoformas de marismas. Los histogramas corresponden a los valores medios de las propiedades del suelo. Las letras indican diferencias significativas entre geoformas por la prueba de Tukey (p<0.05). 1=Playa y duna costera, 2=Barra alta no inundable, 3=Barra media con inundación estacional, 3L=Loma de barra media con inundación estacional y 3d=Depresión de barra media con inundación estacional. 

El pH del suelo

No hay diferencias significativas en los valores de pH entre las geoformas estudiadas (Figura 2), los promedios oscilan entre 6.4 y 6.8 mismo que corresponden a va lores neutros según la escala de ^{Semarnat (2002)}.

Conductividad eléctrica del extracto de saturación

La conductividad eléctrica del extracto de saturación (ECe) presentó diferencias significativas entre las geoformas de la barra media con inundación estacional, loma de barra media y depresión de barra media con inundación estacional, con valores de 41.27, 47.62 y 34.04 dS m^-1 (Muy fuertemente salino) respectivamente y las geoformas de barra alta no inundable 0.92 dS m^-1 (no salinas o de efectos despreciables de salinidad) y playa y dunas costeras 5.13 dS m^-1 (suelo salino) con los valores más bajos (Figura 2).

Materia Orgánica

Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los contenidos de OM de los suelos entre las geoformas estudiadas. Los valores más altos están en la barra media, loma y depresión con inundación estacional (2.31 %) clasificados como suelos de contenido orgánico medio, mientras que los suelos de bajo contenido orgánico se registraron en la geoforma de playa y duna costera (0.67 %) y las barras altas no inundables que a pesar de tener 1.39 % en promedio y compartir valores con ambos grupos, la clasificación de ^{Semarnat (2002)} los coloca en suelos de bajo contenido orgánico (Figura 2).

Distribución de tamaño de partículas (PSD)

Existen diferencias significativas en la cantidad de arena en los suelos estudiados, los valores más altos o suelos arenosos se presentaron en la geoforma playa y dunas costeras (95.30 %), seguido de la barra alta no inundable con suelo areno francoso (84.38 %), mientras que los valores más bajos o suelos franco arenosos están en las depresiones de la barra media con inundación estacional (76.83 %). En contrario, el mayor contenido de arcilla está en las depresiones de la barra media con inundación estacional (9.26 %) y la proporción más baja en la playa, dunas costeras y en la barra no inundable (Figura 2).

Análisis de componentes de varianza (VCA)

Los valores de la varianza estimada mediante el método REML para cada una de las geoformas se muestran en la Tabla 2. En la geoforma de playa y duna costera, la máxima verosimilitud no existe para los componentes de pH, arena, limo, arcilla y materia orgánica, en cambio, la máxima verosimilitud se observó en las geoformas de barra media con inundación estacional y sus respectivas interbarras (loma y depresión) ya que la probabilidad es mayor en cada uno de sus componentes debido a que estos suelos son de contenido orgánico medio, muy fuertemente salinos y de textura franco arenoso. Los elementos expresados como porcentajes se acumularon y se representó en la Figura 3.

Figura 3 Concentración iónica en g kg^-1 de geoformas con valores más bajos, playa y dunas costeras (1) y barras altas no inundables (2) y los valores más altos, barra media con inundación estacional (3), loma (3L) y depresión con inundación estacional (3d). 

A continuación, se presentan los resultados de la concentración iónica de cada una de las geoformas:

Distribución de iones en las geoformas

Se identificó la distribución iónica en los suelos para cada una de las geoformas en estudio, el anión que permanece dominante, es el Na⁺ y el catión dominante es el Cl^-, en el proceso de evaporación forman la sal NaCl. Este tipo de sal se debe a la influencia del agua de mar que se introduce en las zonas costeras debido al efecto del movimiento de las mareas (Figura 3).

En la barra alta no inundable se identificó el valor más bajo de Na⁺ fue de 0.227 g kg^-1, con un promedio de 0.83 Na⁺ g kg^-1; seguido de la geoforma playa y dunas costeras con 4.66 g kg^-1, las barras medias, lomas y depresiones con inundación estacional presentaron 11.55, 11.95 y 11.21 g kg^-1, respectivamente (Figura 3). El valor más alto se localizó en la depresión de barra media con inundación estacional con 30.73 g kg^-1 de Na⁺, el catión con menor presencia fue el K⁺ con 0.041 g kg^-1.

Del lado de los aniones, se encuentra el Cl^- dominando en cada una de las geoformas descritas. Los valores más bajos están presentes en la barra alta no inundable con un promedio de 1.46 Cl^- g kg^-1, seguido de la playa y duna costera con 8.20 g kg^-1 (Figura 3), los valores promedio más altos se registraron en las geoformas barra media, loma y depresión con inundación estacional con 27.8, 26.92 y 28.58 g kg^-1, respectivamente (Figura 3), la depresión de barra media con inundación estacional resultó la de mayor salinidad (64.47 g kg^-1).

El segundo anión más importante fue el SO₄ ^2- en todas las geoformas, con promedio de 1.60 g kg^-1. Cabe mencionar que no se encontró presencia de carbonatos en ninguna geoforma analizada, la presencia de bicarbonatos fue casi nula con valor promedio de 0.10 g kg^-1.