Effect of land cover and hydro-meteorological controls on soil water leachate doc concentrations in a high-elevation tropical environment

Los suelos de páramo almacenan grandes cantidades de carbono orgánico. Sin embargo, el cambio climático y en la cobertura/uso de suelo podría causar un descenso de esta capacidad. Por esto, es urgente generar un mejor entendimiento de los factores que influencian el almacenamiento y exportación de carbono. Para llenar este vacío de conocimiento se seleccionó el observatorio Eco-hidrológico Quinuas (91.3 Km2) en el sur del Ecuador, dentro del observatorio se estudiaron las condiciones hidro-meteorológicas que controlan el contenido de carbono orgánico disuelto (DOC) en el agua de suelos de las cuatro coberturas predominantes de la cuenca (pajonal, bosque natural, bosque de pino y pasto). Se tomaron muestras semanales de agua de suelos para su análisis y se midieron variables meteorológicas, de contenido de agua de suelo (humedad de suelo) y temperatura de suelo (en intervalos de 5 minutos) en las laderas correspondientes a cada cobertura estudiada entre Octubre-2014 y Enero-2017. Estos datos se usaron para generar modelos estadísticos (árboles de regresión y bosques aleatorios) con el objetivo de identificar controladores de las concentraciones de DOC en el agua de suelo. Nuestros resultados evidencian que la cobertura de suelo es el predictor más importante en los modelos, seguido por profundidad de muestreo y humedad de suelo. De esta manera, el cambio de cobertura de suelo y factores que causen un cambio en las condiciones de humedad de suelos a lo largo del tiempo, podrían generar cambios en la concentración en el agua de suelos y por lo tanto en los ríos.Páramo soils store high amounts of organic carbon. However, climate change and changes in land cover/use may cause a decrease in their carbon storage capacity. As such, a better understanding of the factors influencing the páramo soils carbon storage and export is urgently needed. To fill this knowledge gap we selected the Quinuas Ecohydrological Observatory (91.3 km²) in south Ecuador, and study the hydro-meteorological conditions controlling the dissolved organic carbon (DOC) content in the soil water for the four main land cover types (tussock grass, natural forest, pine plantations and pasture). Weekly soil water samples for DOC analysis, as well as meteorological variables and soil water content and temperature probes (5-min intervals) from various depth and slope positions were monitored within the soils’ organic and mineral horizons between October 2014 and January 2017. These data was used to generate regression trees and random forest statistical models in order to identify controllers of soil water DOC concentrations. Our results evidenced that land cover is the most important predictor in the models, followed by sampling depth and soil moisture. Natural forest have been identified with the higher DOC concentrations in soil water followed by pasture, tussock grass and pine forest. DOC concentrations also increase with decreasing soil moisture (except when soil moisture is >0.56 m³ m-³ in natural forest). The latter shows that land cover change and factors that affect soil moisture conditions over time, are very likely to lead significant changes in DOC concentrations in soil water and therefore in streams.Magíster en EcohidrologíaCuenc