COMO MEDIR la fijación de CO2 en plantaciones y vegetación nativa

Zhofre Aguirre M.

EL CAMBIO CLIMATICO Desde hace más de 20 años los científicos vienen advirtiendo que la temperatura de la tierra está aumentando debido a la actividad industrial, y que esto esta causando cambios en el clima de la Tierra.

La temperatura media global de la superficie terrestre se ha incrementado de 0,4 a 0,6ºC desde el siglo pasado.

Qué es el GEI

El efecto invernadero es un proceso natural en el que parte de los rayos del sol que llegan a la superficie y luego son reemitidos hacia el espacio en forma de calor, quedan atrapados en la atmósfera por la acción de ciertos gases contaminantes (C02, CO, SO), produciendo cambios climáticos drásticos (incremento de temperatura, presencia de lluvias, etc.)

El principal gas de efecto invernadero es el CO2; su concentración ha aumentado en un 32 % desde la revolución industrial y más de las tres cuartas partes de este aumento se deben a la quema de combustibles fósiles: carbón, petróleo, gasolina, gas, en procesos industriales, para transporte, uso doméstico, etc. Los incendios forestales, quemas de páramos, matorrales, etc., también influyen en el incremento de los GEI.

CONSECUENCIAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO Incremento de la temperatura • Si el aumento de emisiones sigue como hasta ahora, sin tomar ninguna medida, la temperatura media global en la superficie terrestre será de 1,2 a 3,5ºC mayor que la actual hacia el año 2080. • Ejemplo en la ciudad de Loja hace 10 años 15,3ºC, la media actualmente se sitúa en 16ºC.

Precipitaciones anormales Lloverá más en algunas regiones pero menos en otras, y los trópicos, zona de gran riqueza ecológica, sufrirán notables alteraciones de su régimen de lluvias.

Subida del nivel del mar • El nivel del mar subirá lenta pero constantemente, y en el 2080 aumentará 40 cm de promedio global. • En consecuencia se calcula que 81 millones de personas sufrirán inundaciones por esta causa. • La gran mayoría de países del sudeste asiático, desde Pakistan hasta Vietnam, incluyendo Indonesia y Filipinas, y también los de África oriental y el Mediterráneo, los pequeños estados insulares del Caribe, del Océano Indico y del Pacífico corren el riesgo de desaparecer.

Disminución del agua disponible • El aumento de temperatura junto con la alteración del régimen de lluvias y la salinización de acuíferos costeros, harán que en muchas zonas escaseé el agua disponible, para beber y riego. • Se estima que en el año 2080, 3000 millones de personas sufrirán escasez de agua, especialmente en: el norte de África, Oriente Medio y la India. • También se prevé una disminución del caudal de los ríos en Australia, la India, el Sur de África, la mayor parte de Europa, Sudamérica y Oriente Medio.

Disminución de la producción agropecuaria Las cosechas se verán alteradas por dos factores principalmente: el calor, que induce mayor evapotranspiración de las plantas, que requieren por ello más agua, y la abundancia de CO2, que tiene un efecto fertilizante.

Hambre y enfermedades

El aumento global de temperatura dará lugar a una extensión del campo de acción de insectos portadores de enfermedades, como la falciparum malaria que se estima que en el 2080 afectará a 290 millones de personas más que hoy, la mayoría en China y Asia central.

Iniciativas para reducir el Cambio Climático

La CMCC tiene como objetivo estabilizar las concentraciones atmosféricas de los GEI a un nivel que prevenga los impactos peligrosos de las actividades humanas en el sistema climático.

El Protocolo de Kyoto firmado en diciembre de 1997, que es el protocolo más importante hasta la fecha, incluye límites legalmente vinculantes para las emisiones de GEI de los países industrializados.

Iniciativas para reducir el Cambio Climático El protocolo de Kyoto estableció 3 mecanismos para facilitar lograr los objetivos de la CMCC, y ayudar a los países industrializados alcanzar sus límites, éstos conjuntamente se llaman “mecanismos flexibles”. Estos mecanismos son:

El Intercambio de Emisiones y Créditos El Mecanismo de Desarrollo Limpio Implementación Conjunta

Mecanismo REDD • Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación

• Países del tercer Mundo • En Ecuador 85 % de las emisiones vienen de las actividades de deforestación y conversión de uso • Países venden su disminución basada en el Stok de carbono de sus bosques nativos, plantaciones forestales y Sistemas Agroforestales

MEDIDAS PARA LUCHAR CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO

Transporte

Eficiencia energética Ahorro de energía Energías renovables Fijación de carbono por medio de actividades forestales Implementación de nuevos ecosistemas forestales con la finalidad de captar el CO2 ambiental y mantenerlo en la biomasa de los bosques implementados.

Para fijar carbono se puede utilizar las siguientes técnicas:

• Reforestación • Forestación • Sucesión natural

• Agroforesteria • Restauración de ecosistemas.

Por qué y Cómo Monitorear la fijación de Carbono

Existen dos razones para llevar a cabo el monitoreo: • Es un requisito de los proyectos de mitigación; y • La medición del impacto de los proyectos permite cuantificar el servicio ambiental que probablemente implique beneficios económicos en un futuro cercano.

En los la vegetación el carbono se acumula en:  biomasa arriba del suelo: tallos leñosos con DAP >5cm, vegetación herbáceo y tallos leñosos con DAP < 5cm  biomasa abajo del suelo: sistema radicular  hojarasca y otra materia vegetal muerta (Necromasa)  Carbono acumulado en los suelos

Cómo se monitorea:

Mediante inventarios para cuantificar los cambios a lo largo del tiempo. Los inventarios utilizan parcelas permanentes (temporales) de muestreo como un medio para obtener datos estadísticamente confiables y reduce costos en el monitoreo y verificación. Niveles de intensidad del monitoreo •Básico: estimado muy general y barato del carbono fijado con parcelas medidas al inicio y final del proyecto. Se utiliza modelos para los estimados entre las mediciones. • Moderado: este nivel provee estimados dentro del 20 % de la media. La intensidad de muestreo aumenta, monitoreando cada 2-3 años hasta la cosecha final (no necesariamente) •Alto: este nivel provee estimados 10-15 % de la cantidad de carbono fijada, debido a un monitoreo anual de las parcelas.

Muestreo y mediciones:

Estratos de interés y compartimentos considerados para la medición de la biomasa y carbono Estrato de Interés

Naturaleza estrato

Biomasa Arbórea

Biótico (vivo)

1. Tallos

Biótico (vivo)

2.Copas o coronas, ramas, ramillas + hojas/acículas

Biomasa arbórea

Biomasa Biótico (vivo) subterránea Biomasa no arbórea Biótico (vivo) Suelo

Abiótico (muerto)

Suelo

Abiótico (inerte)

del Compartimentos incluidos en el Estrato

1. Raíces 1. Sotobosque (arbustos) 2. Hierbas (mono y dicotiledóneas) 1. Necromasa: Hojarasca, mantillo y detritos de madera. 1. Suelo

COMO SE EVALUA LA FIJACION DE CO2 Muestreo con parcelas temporales o permanentes Número depende de la intensidad y nivel de estudio Ubicadas al azar, abarcando todo el área de estudio Parcelas cuadráticas, rectangulares y circulares El tamaño de las parcelas difiere, se recomienda: Plantaciones: 20 x 20 (400 m2) Bosque nativo 50 x 20 (1000 m2) o 20 x 20 m (400 m2) Matorrales: 10 x 10 m (100 m2 ) Páramos: 5 x 5 m (25 m2)

A. Fijación de CO2 en la Masa Arbórea La base es el volumen de madera del bosque A1. Compartimiento Tallos: Se mide altura total del fuste (H) y DAP. Se determina el Volumen: V= π (DAP)2 x H x f (de cada árbol)

dónde: V = Volumen del fuste DAP = Diámetro a la altura del pecho H = Altura del fuste f = Factor de forma.

Como se obtiene el factor de forma “ f ”

f = Vr / Vc dónde: Vr = Volumen real del árbol. Vc = Volumen del árbol considerándolo como un cilindro perfecto

Como se obtiene el factor de forma “ f ” S1

S2

Para lo cual: Vr =

 Sb  Sa   * H 2  

L1

S3

AB

Y,

Vc =

S5

L3

L2

Vt =

dónde: Vr = Volumen real del árbol. Sb = Superficie basal del fuste. Sa = Superficie en el ápice del fuste H = Altura del fuste

S4

(

L4 S1 + S2 2

)

* L1

V = AB x L

L

Sb * H

dónde: Vc = Volumen del árbol considerándolo como un cilindro perfecto Sb = Superficie basal del fuste. H = Altura del fuste f = Vr/Vc

+ ....

Biomasa de un árbol Biomasa arboln = de * V fuste n Dónde: Biomasa arbol n = peso seco total del fuste del árbol n de = peso especifico o densidad específica Vf fuste n = Volumen total del fuste del árbol n

Carbono Fijado = Biomasa x 0,5

Compartimiento Copa (ramas + hojas)

• Se pesa todo el material verde • Se colecta una muestra para llevar a laboratorio (máximo 1 kg). • Se seca la muestra a 80°C

• Se calcula la relación peso verde/peso seco, utilizando: Cálculos Biomasa o Ps copa n = r * Ph copa n dónde: Pscopa n = peso seco total de la copa del árbol n Ph copa n = peso húmedo (fresco) total de la copa del árbol n r = razón peso seco/peso verde de una porción de la copa. Para ramas gruesas se debe calcular volumen con densidad en lugar de relación Ps/Pv

Compartimiento Copa (ramas + hojas)

V copa =

 6

2 * H * Dcopa

Dónde:

Vcopa H Dcopa

= volumen de la copa = altura del árbol = diámetro máximo de la copa

Carbono Fijado = Biomasa x 0,5

Compartimentos Sotobosque : Arbustos + Hierbas

En cada parcela grande se ubica una miniparcelas de 1m2 o 2 m2 para registrar datos de biomasa de arbustos, herbáceos monocotiledóneas + herbáceos dicotiledóneas. Luego se calcula el Carbono fijado con siguiente formula: Biomasa = Phcomp.ah * r

dónde, Ph arbustos y hierbas = peso húmedo de la muestra (arbustos + hierbas) en una miniparcela de muestreo (1 m2) r = relación peso seco de la muestra/peso húmedo de la muestra Carbono acumulado = Biomasa x 0,5

Necromasa Se muestrea en 0,5, 1 o 2 m2 La necromasa de ras de suelo debe ser recolectada conjuntamente y debe ser pesada para obtener la relación: peso húmedo (en campo) y su peso seco (en laboratorio a 65 a 80oC) (r) Luego se calcula el Carbono fijado con siguiente formula:

Biomasa = Ph necromasa * r Dónde: r = relación peso seco de la muestra /peso fresco de la muestra S = tamano de la superficie de interés en m2 Carbono acumulado = Biomasa x 0,5 (Brown y Lugo)

Biomasa de raíces Se debe extraer raíces y obtener biomasa subterranea

Ps raíces = Psat * rel (bas/bat) Dónde:

Ps raíces = peso seco de las raíces Ps sat = peso seco de la biomasa aérea total rel = Relación biomasa arbórea subterránea / biomasa aérea reportada por literatura. Carbono = Biomasa * 0,5

Biomasa total de árboles individuales BiomasaTotal = Psfuste + Pscopa + Psraíces Dónde: Psárbol = peso seco total del árbol Psfuste = peso seco del fuste Psdcopa = peso seco de la copa Psraíces = peso seco de las raíces n

Biomasa arbórea parcela j

= Ps i 1

arbol

Biomasa total para cualquier unidad muestreal (parcelas) Psfuste + Pscopa + Psraíces+ Psno arbórea + Ps necromasa Dónde: Psárbol = peso seco total del árbol Psfuste = peso seco del fuste Pscopa = peso seco de la copa Psraíces = peso seco de las raíces Psno arbórea = peso seco de arbustos y hierbas Ps necromasa = peso seco de mantillo, hojas descompuestas

Con la expresión: Biomasa x 0,5, se calcula la biomasa para cualquier unidad de superficie

Para determinar el CO2 fijado en el suelo, se usa los resultados del carbono obtenido en los diferentes compartimentos de cada tipo de vegetación, luego se aplica la ecuación de Chambi (2001), citado por Reyes (2004): CO2 = Kr * C Donde: CO2 = Dióxido de Carbono Kr = 44/12 (una unidad de carbono elemental corresponde a 3,6 unidades de CO2) C = Carbono calculado

Contenido de Carbono mineral en el Suelo Para estimar el carbono del suelo se colectan muestras de 500 gramos a dos profundidades: 5 y 20 cm. Estas son llevadas a laboratorios de suelos, donde se determina el carbono almacenado en el suelo mediante el método del dicromato de potasio o también conocido como Walkley Black.

Leyenda: = Puntos de muestreo superficial (0-10 cm profundidad). = Puntos de muestreo superficial (0-10 cm profundidad). = Puntos de muestreo superficial (0-10 cm profundidad). = Punto de muestreo intermedio (10-25 cm profundidad). = Punto de muestreo profundo (25-50 cm profundidad).

El Contenido de Carbono mineral en los Suelos Este contenido de carbono depende de la cantidad de Materia Orgánica del suelo seco a profundidades de 0-10, 10-25 y 25-50 cm. A partir de la cantidad de Materia Orgánica de cada muestra se puede calcular la cantidad neta de Carbono existente en el suelo a través de la siguiente expresión (Mohren & Nabuurs 1996): Csuelo = QMO suelo * 0,58 dónde:

Csuelo = cantidad de carbono del suelo. QMO = cantidad de materia orgánica del suelo (en gramos o en porcentaje)

La valoración del servicio ambiental Captura de CO2 Como se ejecuta: Incentivos Proyectos de implementación Reforestación (plantaciones jóvenes captan mas CO2 que los bosques maduros) Bosques maduros almacena REDD Se debe diferenciar entonces: • Fijación (plantaciones y BN) • Captura (plantaciones y BN) • Almacenamiento (BN, Plantaciones) • Sumideros (suelos de páramos y BN) • Liberación (cuando se deforesta, convierte de uso

La productividad de bosques tropicales es de 250 t/ha (Biomasa) sin considerar raíces. Para conocer el Carbono acumulado se multiplica por 0,5, asumiendo que todo organismo contiene el 50 % de carbono. 250 x 0,5 = 125 t/ha de Carbono Para conocer el CO2 acumulado en un bosque se transforma el carbono a CO2 equivalente para ellos se multiplica por 3,6 (peso atómico del carbono). 125 t x 3,6 = 450 t de CO2 Para calcular los certificados o bono de carbono se considera que 1 t de CO2 equivalente representa un certificado o bono. 1 t = un Certificado Entonces una hectárea de bosque tropical tiene 450 Certificados o Bonos de Carbono Este certificado es el que se vende a los mercados voluntarios y el precio referencial en el mercado es de $ 10/Certificado. 450 x 10 = $ 4500 Se negocian para cinco o más años.

La valoración del servicio ambiental Captura de CO2 • Conocer cantidad de CO2 capturado = T/ha Interviene = árboles, arbustos, hierbas, necromasa, raíces y suelos • Conocer valor de la Tonelada de CO2 acumulado

Valor SAmCO2 = Cantidad de carbono acumulado (TC/ha) x precio referencial de CO2/ha

GRACIAS