Un rol poco conocido de las forestaciones: captura de metano de la atmósfera Dr. Javier Gyenge (CONICET) INTA AER Tandil Dra. María E. Fernández (CONICET) INTA AER Tandil Dra. Paula Juliarena (CONICET-IFAS-CIFICEN-UNCPBA) Dra. Maria E. Priano (Bec. Posdoc.-CONICET) CIFICEN Dra. Victoria S. Fusé (Bec. Doc.- CONICET) CIFICEN Dra. Andrea M. Berkovic (Inv. Asist.-CONICET) Lic. Maria De Bernardi (Bec. Doc.-CONICET) Prof. Sergio A. Guzman (UNCPBA)

Marzo 2016

La disminución del metano, un elemento con fuerte actividad como gas de efecto invernadero, sería mayor en suelos bajo forestaciones que en aquellos sometidos a otros usos. Este proceso, cuantificado recientemente en suelos de las sierras de Tandil, podría contribuir a mitigar las emisiones de otras actividades productivas, colaborando en la lucha contra el cambio climático global. Los gases de efecto invernadero y el Cambio Climático En la última Cumbre de Lucha contra el Cambio Climático (COP21) realizada a finales del 2015 en París, la Argentina se comprometió a disminuir para el 2030 un 15% de sus emisiones de gases de efecto invernadero sobre las proyectadas para ese mismo año. Si bien el dióxido de carbono (CO2) es el más popularmente conocido de los gases de efecto invernadero, para nuestro país el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O) son las principales contribuciones a la atmósfera desde los sistemas productivos. En el caso del metano, molécula de mayor importancia que el CO2 por su actividad en los procesos de calentamiento de la atmósfera, existen fuentes emisoras no biológicas, como las fugas de la red de gas domiciliario, aunque también hay fuentes como rumiantes, arrozales, rellenos sanitarios y cuerpos de agua (lagos, lagunas, turberas, etc.) asociados a la emisión por bacterias (metanogénicas). De manera particular, se reconoce al ganado vacuno como una fuente importante de emisión de metano, como producto de la digestión del alimento en el rumen. Al contrario de los emisores, existen otros sistemas que capturan y/o degradan estas moléculas, a los que globalmente se los reconoce como sumideros. Por lo tanto, la reducción de emisiones de una región o actividad se puede alcanzar disminuyendo la fuente (por ejemplo, cambiando el uso de combustibles fósiles por energía solar, reduciendo las cabezas de ganado o aumentando su eficiencia de producción) o incrementando los sumideros. En general, se toma a los bosques y a las forestaciones como sistemas que colaboran en la lucha contra el cambio climático, por la capacidad para almacenar carbono en su biomasa (madera) y en los suelos forestales, disminuyendo así la cantidad de CO2 atmosférico. Sin embargo, un proceso menos conocido es el consumo del metano (por oxidación) en los suelos debajo de bosques y forestaciones en comparación con los sometidos a otros usos de la tierra. 1

Como se ha estudiado en años recientes en otras regiones del mundo y desde 2013 en arboledas del partido de Tandil (reportado en la revista Agroforestry Systems en 2014), los suelos bajo forestación poseen una importante capacidad para consumir moléculas de metano a través de la actividad de otro grupo de bacterias específicas (metanotróficas) lo que se traduce en una disminución de la concentración de este elemento en el suelo. De esta manera, la actividad microbiana de estos suelos sometidos a un uso forestal podría balancear -al menos en parte- el metano producido por otras actividades naturales o antrópicas. Mediciones en los sistemas productivos de Tandil Con la necesidad de profundizar en estos estudios, a mediados del 2015 se dio comienzo a un trabajo conjunto entre científicos de dos grupos, Fisicoquímica Ambiental (UNICEN- CONICET) y Ecología Forestal (INTA TANDIL- CONICET) para medir cómo varía la capacidad de secuestro de gases de efecto invernadero en los suelos de nuestra región. Para ello, se está trabajando en un sistema de lotes vecinos con distinta vegetación y suelo similar: agricultura (cebada, soja de segunda), pastizal natural sin manejo, forestación con pino radiata de alta densidad sin manejo, y forestación con la misma especie, pero manejada como un sistema silvopastoril (producción de madera y de forraje; Foto 1). Así, de manera periódica se realizan mediciones de flujos de gases desde y hacia el suelo, y además, parámetros del mismo (densidad, porosidad, contenido de agua) y del ambiente (temperatura, cobertura vegetal) que pueden explicar los resultados encontrados. Para poder medir estos flujos, se utiliza una cámara que consiste en un cilindro metálico que se entierra parcialmente en el suelo, al cual se le coloca una tapa con una válvula para extraer muestras del aire en su interior (Foto 2). Dentro de la cámara las concentraciones de los distintos gases varían según la actividad biológica del suelo; el CO2 aumenta por la respiración de los microorganismos del suelo y de las raíces de las plantas, y es posible medir el aumento o la disminución neta del metano. Entonces, el metano aumentará si existe una producción en el suelo, por parte de bacterias metanogénicas, y disminuirá por el accionar de las bacterias metanotróficas. En intervalos de pocos minutos, se toman muestras del aire contenido en la cámara para conocer los cambios de concentración de los distintos gases de interés. De esta manera, se puede ver qué gas aumenta o disminuye su concentración a lo largo del tiempo a partir de un valor inicial. Ahora bien, el interés de este grupo de investigadores no sólo es cuantificar la capacidad de los suelos como emisores o sumideros netos, sino también, identificar los factores que condicionan a los procesos físicos y/o biológicos que se traducen en esta función del ecosistema. Una vez que se conozcan los procesos responsables de los distintos flujos, se podrá diseñar el manejo que se debería hacerse del sistema para que funcione de acuerdo a distintos intereses, en este caso, aumentar su capacidad como sumidero de metano. Es por ello que se realiza este tipo de mediciones a lo largo del año, durante el cual cambian las condiciones climáticas y el uso del suelo en los lotes agrícola-ganaderos.

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Los resultados obtenidos hasta la fecha, si bien son preliminares, son sumamente alentadores (Figura). Así, si bien las tasas cambian según las condiciones climáticas, la presencia de los árboles favorecería la difusión de gases y el desarrollo de las bacterias metanotróficas. Es importante destacar que valores negativos en el gráfico significan secuestro de metano, mientras que valores positivos significan emisión. Como se puede observar, hay un mayor secuestro de metano bajo los árboles, independientemente de la densidad de plantación. La menor actividad metanotrófica se encontró en el suelo sometido a agricultura (flujo más positivo). Es importante saber que, tal como está descripto para bosques nativos en otros continentes, la actividad metanotrófica se relaciona directamente con variables del suelo que son influenciables por el tipo de cobertura vegetal (pastizal, cultivo herbáceo, árboles) y por el manejo específico que se haga. Así, se encontró que el secuestro neto de metano disminuye al aumentar la densidad del suelo y/o su contenido de agua. Por lo tanto, es lógico pensar que el tránsito de la maquinaria agrícola produce una compactación del suelo (aumento de la densidad) que afecta tanto al desarrollo de las comunidades bacterianas como a la difusividad de los gases en el suelo, disminuyendo así el secuestro de metano. Estas mediciones son las primeras de este tipo que se realizan en la Pcia. de Buenos Aires, y permitirán en un futuro cercano sumar datos para realizar balances de metano y carbono bajo distintos escenarios de uso del suelo y clima para nuestra región. Falta aún camino por recorrer para determinar cómo se podría favorecer el accionar de los suelos forestales como sumideros especialmente en sistemas mixtos de producción, como los silvopastoriles. El objetivo último de este grupo de investigadores locales es aportar conocimiento para generar sistemas productivos sustentables en el marco del cambio climático global.

Foto 1. Sistemas en los que se está midiendo flujos de metano y dióxido de carbono en el suelo en las sierras de Tandil: Agricultura, Pastizal natural; Forestación de pino densa sin manejo; Forestación de pino manejada para permitir crecimiento de especies forrajeras

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Foto 2: Cámara instalada en el suelo en la que se toman muestras de aire para medir su concentración de metano y dióxido de carbono a lo largo del tiempo.

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Flujo de metano (ng / m seg)

0

-4

-8

-12

-16

-20

-24 Cultivo

Pastizal

Pino con manejo

Pino sin manejo

Sitios

Figura 3: Flujos netos de metano medidos en el suelo de los sistemas mostrados en la figura 1 en diciembre de 2015. Valores más negativos indican mayor oxidación de metano en esos suelos (en este caso, ambos sistemas forestales).

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Para más información sobre éste y otros temas de trabajo de los grupos de investigación: Grupo de Fisicoquímica Ambiental (CONICET-UNICEN): Dra. Paula Juliarena. email: [email protected] webpage: http://ifas.exa.unicen.edu.ar/es/grupos/j1a-grpFisqca/index.html Grupo de Ecología Forestal (CONICET–INTA Tandil): Dr. Javier Gyenge. email: [email protected] webpage: https://sites.google.com/site/ecologiaforestaltandil

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