0155-B2

Impacto del Cambio Climático en Modelos de Captura de Carbono

Oscar Santiago Vallejos Barra^[1]
María Eugenia Mendoza Álvarez^[2]
Carlos Roberto Sanquetta^[3]

Resumen

Con información de un ensayo de espaciamiento de Pinus taeda L. ubicado en el Estado de Paraná, Brasil, se construyeron dos modelos predictivos del contenido de carbono por hectárea sobre y bajo el nivel del suelo, en función de la densidad, del índice de sitio y de la edad de la plantación. Los modelos presentaron un ajuste estadístico altamente significativo con un r² ajustado de 96.89 y 93.49 para el modelo sobre y bajo el nivel del suelo respectivamente. Estos modelos servirán para definir la línea base de los proyectos de captura de carbono en el Estado de Paraná y podrán ser utilizados como referencia en los restantes Estados del sur de Brasil así como en sus países limítrofes. En función de la línea base se describen las actividades adicionales de los proyectos de captura de carbono, la minimización de las externalidades negativas y el impacto del cambio climático sobre los modelos de captura de carbono.

Palabras claves: Modelamiento de carbono; Pinus taeda L.

Introducción

El principal gas de efecto invernadero (GEI) es el dióxido de carbono (CO₂), cuya concentración aumentó en 31 ± 4%, desde el periodo 1000-1750 hasta el año 2000 (IPCC 2001), como consecuencia de la utilización de combustibles fósiles, la fabricación de cemento y la deforestación mundial (FAO 2001).

Los ecosistemas forestales son considerados los grandes sumideros terrestres de GEI (FAO 2001) ya que éstos absorben CO₂ atmosférico y almacenan el carbono en la biomasa; por tanto, las actividades que mantienen o aumentan la biomasa de los ecosistemas forestales contribuirán con la mitigación del efecto invernadero.

Las plantaciones podrán ser consideradas como sumideros de carbono cuando éstas sean sometidas a esquemas racionales de manejo (Mery y Kanninen 1998), enfoque que concuerda con los autores de esta investigación. Apps y Price (1996) citados por Mery y Kanninen (1998) indican que por lo general las plantaciones forestales logran los mayores niveles de fijación anual de carbono. Plantaciones de 30 años de Pinus taeda L. en Estados Unidos, presentan en promedio un 87% mas de contenido de carbono que bosques naturales en sitios comparables (Eav et al 2000).

Las plantaciones forestales realizadas en los Estados del sur de Brasil (Brandão 1997), así como la de sus países limítrofes^[4] se han desarrollado utilizando preferencialmente especies del género Pinus y en particular de P. taeda. Pese a la importancia de esta especie en la zona antes indicada y en otras latitudes (Groninger et al 1995; Retzlaff et al 2001) la información sobre fijación de carbono en diferentes condiciones de sitio, de manejo o de densidades iniciales es prácticamente nula. Johnsen et al (2001) indican vagamente que el incremento del contenido total de carbono para P. taeda en Estados Unidos, varía entre 6.3 y 7.5 toneladas por hectárea y año (t ha^-1 año^-1).

Por la inherente dificultad de estimación bajo el nivel del suelo, son escasos los estudios que consideran la biomasa de la parte aérea y radicular de especies del género Pinus (Helmisaari et al 2002); Sin embargo, es importante contar con estimaciones precisas de la biomasa del sistema radicular (Vogt et al 1998; Sánchez y Eaton 2001) toda vez que este sistema juega un rol preponderante en la dinámica del carbono bajo el nivel del suelo (Rasse et al 2001). La presente investigación es un aporte en este sentido ya que considera el carbono fijado sobre y bajo el nivel del suelo, en función de la edad, de la densidad y del índice de sitio de plantaciones de P. taeda, incorporando un elemento objetivo de análisis sobre el impacto de las plantaciones forestales en la captura y fijación de carbono.

Materiales y Métodos

La información utilizada proviene de un experimento de densidad de plantación de P. taeda instalado en 1987 por la empresa “Pisa Florestal” en el Municipio de Jaguariaíva, Estado de Paraná, Brasil. Antes de instalar el experimento se hizo un corte raso en una plantación de 16 años de la misma especie, posteriormente se realizó una quema controlada y se plantó P. taeda a las densidades preestablecidas, con plántulas de similares características. El experimento no recibirá ningún tipo de manejo silvícola en toda la duración del mismo.

Se aplicó un diseño de bloques aleatorios (Cuadro 1), donde los 5 tratamientos fueron distribuidos en 6 bloques, dependiendo del índice de sitio del mismo^[5]. El experimento fue remedido anualmente a partir del año 1991 hasta el año 1999, con excepción del año 1998.

Se calculó el contenido de carbono por hectárea sobre (Css) y bajo (Cbs) el nivel del suelo, utilizando las funciones alométricas de biomasa y los contenidos de carbono de cada componente descritos por Sanquetta et al (2001).

Se desarrolló un análisis de regresión preliminar considerando como variable dependiente el contenido de carbono por hectárea y como variables independientes los 5 tratamientos, los 6 índices de sitio y los 8 años de edad de la plantación. Las variables independientes por provenir de un diseño experimental fueron consideradas como variables Dummy. Los modelos presentaron un ajuste altamente significativo pero con limitada aplicabilidad práctica (solo se pueden considerar los valores de las variables del Cuadro 1), por lo tanto se hizo un análisis de regresión considerando las mismas variables, pero asumiendo que éstas presentaban continuidad en el rango de aplicación, lo cual flexibilizó el modelo y permitió una mejor compresión de las relaciones entre las variables.

Cuadro 1

Descripción del diseño experimental

Resultados

Los modelos continuos descritos en la ecuación [1] y [2], presentaron un ajuste estadístico altamente significativo. El rango de aplicabilidad es definido por los valores del Cuadro 1.

La Figura 1 muestra la exactitud gráfica de la estimación del Css y del Cbs. El Cbs presenta mayor dispersión de los datos, pero en ambos casos se observa que las estimaciones reflejan con propiedad los valores observados, de modo que los modelos podrán ser usados con plena confianza dentro del rango de aplicación de los mismos.

La fijación promedio del Css es de 7.322 ± 0.172 tC ha^-1 año^-1, concordando con el rango expresado por Johnsen (2001) para esta especie. Para el Cbs la fijación promedio es de 1.561 ± 0.064 tC ha^-1 año^-1.

Figura 1 Calidad del ajuste según ecuación

Podría pensarse erróneamente que los proyectos de captura de carbono deben ser formulados considerando al máximo las variables de las ecuaciones [1] y [2] ya que esto aseguraría una mayor fijación de carbono; Sin embargo, esto originará un aumento de árboles suprimidos con el consiguiente incremento de la respiración (Naidu et al 1998) disminuyendo la captura neta de carbono. Vallejos et al (2002) demostraron que una plantación más densa de P. taeda no asegura mayor almacenaje de carbono.

Discusión

Los ingresos económicos adicionales a la actividad forestal, provenientes de los proyectos de captura de carbono han incentivado la formulación de éstos (Brandão 2002). Dichos proyectos deben demostrar adicionalidad con relación a la línea base. Los modelos propuestos aportan antecedentes de importancia para cuantificar la fijación de Css y Cbs en plantaciones de P. taeda sin manejo, definiendo la línea base^[6] de áreas forestadas con esta especie en el Estado de Paraná, Brasil; Sin embargo, podrán utilizarse como referencia en el resto de los Estados del sur de Brasil, así como en países limítrofes. En la medida que los autores del presente trabajo logren recabar más información, los modelos irán siendo adaptados paulatinamente para adecuarse a las nuevas condiciones observadas.

La adicionalidad de los proyectos de captura de carbono se logrará al modificar el manejo silvícola aplicado a las plantaciones (FAO 2001), tal como: utilizando otras procedencias de semillas (Pope y Graney 1979; Retzlaff et al 2001), aplicando raleos (Loza 2001), aplicando fertilización y control de malezas (Jokela y Martin 2000) y aumentando la edad de rotación (Liski et al 2001).

Los proyectos de captura de carbono deberían minimizar sus externalidades negativas, a fin de que la captura neta de carbono sea efectiva. Experiencias en Costa Rica con programas de incentivos económicos (Beaumont y Moreno, 2000), en Chile con convenios entre pequeños productores y empresas forestales (Neuenschwander, 1999) y en Brasil con proyectos de cambio de uso del suelo (SPVS, 2002), demuestran que la integración de las comunidades locales facilitará el éxito de estos proyectos.

Si las emisiones de GEI son reducidas y los proyectos de captura de carbono se masifican, la humanidad tendrá la oportunidad de atenuar el cambio climático, que según predicciones hacia finales del siglo XXI habrá aumentado la concentración de CO₂ atmosférico, la temperatura media y las precipitaciones (IPCC 2001).

El cambio climático favorece la fotosíntesis de los árboles (Tissue et al 1997; Ellsworth 1999; Myers et al 1999; Hamilton et al 2001), de modo que aumentará la biomasa (Groninger et al 1995; Telewski et al 1999) y por consiguiente el carbono almacenado en los árboles (Tissue et al 1997; Ellsworth 1999; Luan et al 1999). Se han descrito los efectos probables del cambio climático en diferentes tipos de bosques (Karjalainen et al 2002; Lexer et al 2002; Meer et al 2002; Sábete et al 2002) así como sobre la dinámica de carbono en ellos (Malhi et al 1999).

Los efectos del cambio climático sobre el planeta podrán ser devastadores (IPCC 1997; FAO 2001), de modo que la mitigación del efecto invernadero debería ser una cruzada mundial para la asegurar la existencia de la propia vida humana sobre el planeta.

Conclusión

El Css puede ser estimado utilizando la ecuación [1], con un r² ajustado de 96.89 y un error estándar de estimación de 3.382 tC ha^-1.

El Cbs puede ser estimado utilizando la ecuación [2], con un r² ajustado de 93.49 y un error estándar de estimación de 1.252 tC ha^-1.

Ambas ecuaciones multiplicadas por 44/12 definirán la línea base de proyectos de captura de carbono para plantaciones sin manejo de P. taeda en el Estado de Paraná. Dichas ecuaciones podrán utilizarse como referencia en el resto de los Estados del sur de Brasil y en los países limítrofes.

El cambio climático podrá favorecer el crecimiento de especies forestales intolerantes; Sin embargo, los efectos negativos sobre el planeta podrán ser devastadores, siendo necesaria la mitigación del efecto invernadero, lo cual es tarea de toda la humanidad.

Literatura Citada

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