Fijación de Carbono en ecosistemas boscosos y herbáceos del Norte de la Patagonia

Abstract

El cambio climático es uno de los problemas ambientales globales más preocupantes de la actualidad. El calentamiento atmosférico, producto del incremento en la concentración de gases causantes de efecto invernadero (GEI), ha sido reforzado por las actividades industriales, la agricultura y la deforestación en gran escala. La contribución de los bosques a la mitigación del cambio climático es reconocida por su capacidad de secuestro de CO2 durante largos períodos. En el noroeste de la Patagonia, los bosques de ciprés del ecotono bosque-estepa y las plantaciones de pino ponderosa tienen un alto potencial de fijación de carbono. Estos sistemas secuestran una gran cantidad de carbono en la biomasa y presumiblemente también en el suelo, en relación con los pastizales naturales alternantes. En la región aún no se conoce suficientemente la cantidad y distribución de carbono secuestrado en los sistemas mencionados. En este trabajo se probaron hipótesis sobre: (1) la magnitud de acumulación de carbono en bosques de ciprés, plantaciones de pino y estepas, y su distribución en la biomasa, el mantillo y el suelo, (2) los efectos de raleos de plantaciones de pino sobre el carbono del suelo y (3) las relaciones entre variables ambientales y la partición de la biomasa en ambos sistemas forestales. Para ello se desarrollaron estimadores de biomasa a nivel de individuo y de rodal, cuantificándose el carbono almacenado en los ecosistemas considerados. Asimismo se comparó su distribución en los distintos tipos vegetales, y su relación con las condiciones de precipitación y variables fisiográficas. Además, se estudiaron los cambios de contenido de carbono en suelos de plantaciones de pino sometidas a raleo, y se simuló la dinámica de la biomasa y del mantillo, analizándose los beneficios económicos de la venta de certificados de carbono de estos proyectos. La biomasa individual osciló entre 2,3 y 460 kg.pl-1 en las especies arbóreas, y entre 0,180 y 0,630 kg.pl-1 en las plantas de la estepa. Su distribución en las plantas arrojó diferencias entre ambas especies forestales, observándose además variaciones según el tamaño de los árboles. Las relaciones encontradas entre diámetro o volumen de fuste y la biomasa, fueron ajustadas por regresión lineal. La relación raíz:tallo, en el rango de 0,15-0,40 en pinos y cipreses, y de 0,25-1,20 en las especies de la estepa, arrojó diferencias relacionadas con la especie, el sitio o el desarrollo de las plantas. A nivel de rodal, la biomasa total de plantaciones de pino, bosques de ciprés y estepas observados fue en promedio de 95, 141 y 10 Mg.ha-1 respectivamente, y su distribución estuvo positivamente correlacionada con la precipitación en las plantaciones de pino o en las estepas, aunque no en los cipresales. El contenido de hojarasca no fue significativamente diferente entre bosques de ciprés y de pino, y el carbono del suelo -entre 80,9 y 111,1 Mg.ha-1 -, tampoco arrojó diferencias entre pinares y estepas, aunque sí entre estos ecosistemas y los bosques de ciprés, cuyo contenido fue mayor en el horizonte más superficial. Tampoco se hallaron diferencias significativas en el carbono del suelo entre plantaciones de pino raleadas y no raleadas. El modelo de crecimiento de biomasa -basado en un modelo local de rendimiento volumétrico-, permitió estimar el carbono secuestrado durante la rotación. El análisis económico arrojó beneficios positivos para proyectos forestales de secuestro de carbono basados en el Mecanismo de Desarrollo Limpio, del Protocolo de Kyoto. Finalmente, se destacó el conocimiento generado en esta investigación y la necesidad de estudiar el secuestro de carbono por estos sistemas en el nivel de paisaje.

The Climate Change is a major issue of the environmental agenda. The global warming is a result of the increasing concentration of greenhouse gases (GHG), and has been enhanced by industrial activities, agriculture and deforestation. Forests can help to climate change mitigation by sequestering big amounts of carbon dioxide alongtime. In Northwestern Patagonia, the native cypress forests and the ponderosa pine plantations have a high carbon fixation potential. These forests fix carbon, allocating it in the biomass and maybe also in soils, largely exceding the nearby steppes. However, the magnitude and distribution of carbon in the above mentioned systems still remains unclear. In this work, I tested some hypothesis related to (1) the amount of carbon accumulated in cypress and ponderosa pine forests, and in the nearby steppe, (2) The consequences of thinnings of pine forests on soil carbon, and (3) the relationship between environmental variables and the biomass partition in both forest types. To do this, some biomass predictors at tree and stand level were tested. Also, the biomass distribution was compared between the vegetation types, and in relation to annual rainfall and physiographic variables. In addition, changes of soil carbon content were analysed. The simulated dynamics of biomass and litter was the physical input for a benefit-cost analysis of carbon-trade forestry projects. The biomass of single trees ranged 2,3 to 460 kg.pl-1, and 0,180-0,630 kg.pl-1 for the steppe species. Its distribution in plant reservoirs varied between tree species, and also between tree sizes. To explain biomass by means of stem variables, linear regressions with transformed data were performed. The root:shoot ratio, ranging 0,15 to 0,40 for trees, and 0,25 to 1,20 for steppe species, showed different response between species, site or plant size. At stand level, the mean total biomass observed was 95, 141 and 10 Mg.ha-1 for cypress, pine and steppe stands, respectively. There was found a positive correlation between rainfall and pine or steppe biomass, but not for cypress stands. There were no significant differences for litter between pine and cypress forests, and the soil carbon (ranging 80,9-111,1 Mg.ha-1), was similar for pine plantations and steppes, although it was higher in the upper horizon of cypress forests. There were also found no differences for soil carbon between thinned and unthinned pine forests. The biomass growth model, which was based on a local volume yielding model, allowed calculations of sequestered carbon along the rotation. Finantial benefits of forestry projects, based on the rules of the Clean Development Mechanism of the Kyoto Protocol, were evaluated and reported. Finally, the additional konwledge supplied by this search was highlighted, recommending future studies of carbon sequestration by forests at landscape level.