Consecuencias del reemplazo de ecosistemas naturales sudamericanos por forestaciones y pasturas megatérmicas: efectos sobre el carbono orgánico edáfico

Abstract

Los cambios de uso de la tierra afectan los contenidos de carbono orgánico del suelo (COS), alterando tanto las entradas como las salidas de C en el suelo. En esta tesis se analizó, a partir de una revisión bibliográfica, el efecto a nivel regional de diferentes factores (precipitación, temperatura y edad de implantación) sobre los cambios en los contenidos de COS ocurridos al remplazar la vegetación nativa por forestaciones o pasturas subtropicales. En un experimento a campo se evaluó el efecto del reemplazo recíproco de vegetación herbácea y leñosa sobre los cambios en los contenidos de COS. A su vez, también se evaluó el efecto de los ingresos y egresos de C (utilizando modelos con isótopos de 13C), así como de la productividad de la vegetación (estimada a partir de sensores remotos), sobre los cambios ocurridos en los contenidos de COS. Los resultados obtenidos mostraron que los cambios en los contenidos de COS superficiales son independientes del tipo de vegetación nativa que es remplazada. A su vez, las forestaciones ganaron C en zonas áridas pero perdieron C en zonas húmedas, siendo mayores las pérdidas a mayores precipitaciones. Las pasturas aumentaron los contenidos de COS en superficie, incrementando las ganancias con las precipitaciones, sin embargo en profundidad perdieron COS cuando reemplazaron ecosistemas de selva. Tanto en pasturas como forestaciones las ganancias de COS aumentaron con la edad de implantación, sugiriendo que el equilibro entre entradas y salidas de C al suelo es alcanzado a edades avanzadas de las plantaciones. En todas las transiciones estudiadas los ingresos de C (y no los egresos), junto con la productividad subterránea, explicaron los cambios en los contenidos de COS ocurridos luego del cambio de uso, mientras que inesperadamente la tasa de mineralización del COS fue similar en todas ellas.

Land use changes affect soil organic carbon (SOC) contents, altering both inputs and outputs of C from the soil. In this thesis I evaluate at the regional level, based on a literature review, the effects of different factors (precipitation, temperature and plantation age) on SOC changes occurred after replacing the native vegetation with tree plantations or tropical pastures. Additionally, I evaluated in a field experiment the effects reciprocal replacements of herbaceous and woody vegetation on SOC changes. Finally, I evaluated the relative importance of inputs vs. outputs of C from the soil (using 13C mixing models) and vegetation productivity (estimated from remote sensing) on SOC changes observed after vegetation replacement. Soil organic C changes occurred in the first 20 cm of the soil after tree or pasture plantations were independent of previous native vegetation. Tree plantations gained SOC in arid sites but loosed SOC in humid areas, increasing losses with precipitation amount. Surface SOC contents increased under pasture, and increases were positively associated with precipitation. However pastures lost SOC in deep horizons when they replaced native forests. For both land uses SOC increased with plantation age, suggesting that C inputs and outputs to the soil stabilized long time after plantation. Carbon inputs (and not outputs), jointly with belowground productivity explained SOC changes, while, surprisingly, the decomposition rate of SOC was similar in all land transitions studied.