Captura de carbono en el trópico alto

1. Captura de carbono en el trópico
alto
Marco Cabezas Gutiérrez

2. Cambio climático

3. Los gases efecto invernadero
GAS NIVEL DE PARTICIPACION
REFERENCIA %
CO2 1 76
CFCs 15.000 5
CH4 25 13
N2O 230 6

5. El contenido de carbono en la atmósfera actual es
superior al encontrado hace 400.000 de años
2011
real

6. Comportamiento de algunos gases efecto invernadero y de la radiación
solar a gran escala de tiempo (Salinger et al.,2007)

7. Mediciones de CO2 en la Antártida y proyección matemática de
comportamiento

8. Problemas a nivel ambiental
• Incremento en la temperatura del aire (0,2°C por
década desde 1970)
• Incremento en los niveles de radiación UV y de onda
larga
• Cambios en los regímenes de lluvias (incremento del
2% en los últimos 100 años)
• Deshielos
• Disminución del albedo
• Nuevas adaptaciones ecológicas de plagas y
enfermedades

9. Problemas a nivel ambiental
• Cambios en la frecuencia e intensidad de eventos
climáticos extremos (fenómeno del niño)
• Enriquecimiento en las concentraciones de CO2
atmosférico
• Incremento en la depositación de nutrientes (N y P)
• Aumento de la presión en cacería - < Biodiversidad
• Cambios en el uso de la tierra
• Incremento en Ozono y ácidos ambientales
• Cambios secundarios como la abundancia de lianas.

10. Posibilidades de reducción de CO2

11. Estimativos de la emisión de gases efecto invernadero,
convertibles a CO2 en algunos cultivos
Cultivo Area Rendimiento N min (kg ha-1) N org (kg ha-1) CO2
millones Mg ha-1 equivalente
de ha kg ha-1
Trigo invierno 368.6 5,2 144 42 1340
Trigo 221.2 4,4 107 42 910
primavera
Descanso 80.2 2,4 0 0 400
Henos 77.9 15,8 195 52 1595
Colza 70.9 2,8 154 41 1020
Tubérculos 30.9 11,3 207 33 1157
Pastos 572.6 5,1 0 56 529
Frutales 22.4 3,1 60 0 666

12. Tasas de deforestación y barbecho en América Latina,
(Ramankutty et al., 2007)

13. Papel de la agricultura en el
calentamiento global
•La agricultura ocupa alrededor del 35% del
área de la tierra.
•Emite grandes cantidades de gases efecto
invernadero.
•25% del CO2, 50% del metano y 70% del óxido
nitroso, vía fuentes de actividad humana.
•Con conciencia y buenas prácticas las fincas
pueden absorber la cantidad de CO2 que
emiten

14. Captura y secuestro de carbono
Se define como el incremento
persistente en el carbono almacenado
en el suelo en las plantas o en el mar.
Algunos discuten y sugieren que solo se
puede secuestrar carbono con alto
grado de permanencia, mayor a 1000
años. Lo demás sería captura (Hutchison
et al., 2007).

15. Algunas tasas de captura
ESPECIE CANTIDAD FUENTE
( t·ha-1·año-1)
Erytina 2,1 Oelbermann et al.,
poeppigiana (2004)
Alnus acuminata 5,5 Muthuri et al.,
(2005)
A. acuminata 14,2 Fehse et al., (2002)
Acacia macrophylla 10,5 Sofo et al., (2005)

16. Secuestro de carbono
•El potencial de secuestro de C en
China es de 198Tg al año (47% de las
emisiones por quema de
combustibles fósiles); en la India es de
39 a 49.
•En los trópicos húmedos, solo en
sistemas Agroforestales se calcula un
potencial de 9 Mg de C al año

17. Efectos de convertir cultivos extensivos
en pastos
•La conversión de cultivos transitorios
en pastos puede llevar a un
incremento sustancial de C en el suelo.
•Se ha estimado en 1,01 ton de C al
año ha-1 (Connat et al ., 2001)
•Smith et al., (2000) lo estimaron en
0.62 ton ha-1 año-1

18. Efecto de la reducción de la labranza
•Se ha demostrado que la reducción de
labranza también incrementa el secuestro
de carbono en el suelo.
•Eso dependerá de la textura del suelo, de
los vientos y del régimen de lluvias.
•Los datos encontrados oscilan entre 0,20
y 0,50 Mg ha-1 año-1

19. Incremento promedio anual de biomasa en algunas
especies forestales.

20. Tipos de metabolismo y respuesta al
CO2 atmosférico

21. Descripción de los diferentes tipos de
depósitos de carbono
Tipo de Clase Descripción
depósito
Biomasa viva Biomasa sobre el suelo Troncos , tocones, ramas, semillas,
cáscaras y hojas. Se separa biomas
arbórea y biomasa superficial
Biomasa subterránea Toda la biomasa de raíces. Se excluyen
raíces finas de menos de 2 mm
Materia orgánica Madera muerta Toda la biomasa forestal no viva, como
muerta troncos, árboles caídos y tocones de
más de 10 cm
Hojarasca Biomasa no viva sobre el suelo, hojas
ramas, detritos
Suelos Materia orgánica del Contenido de materia orgánica del
suelo suelo y raicillas de menos de 2 mm de
diámetro

22. Tipos de material a muestrear de acuerdo al tipo de proyecto (S Necesario, R
Recomendado, T posible, depende del mercado, N no).

23. Metodología de medición en
plantaciones forestales
Clinómetro Forcípula

24. Modelos preestablecidos

25. Ecuaciones alométricas para especies forestales
del trópico (Cole et al. 2006)
Altura de
la planta
Diámetro a la altura del pecho (DAP)

26. Establecimiento de parcelas de medición en
bosques
250 m2
Necromasa
0,25 gruesa
m2
Necromasa
100 m2 fina
Hojarasca

27. Cálculo del diámetro cuadrático

29. Biomasa en ramas
• Dividir las ramas en gruesas y delgadas,
pesarlas por aparte. Sacar muestras de 1kg y
llevar a estufa
• Tomar las hojas, pesarlas y sacar una muestra
de 1 kg. Llevarla a estufa.
• Secadas las muestras se hace el análisis de
carbono en los tejidos.

31. Ecuaciones establecidas
• Aliso:
• Y = 2,45 – 4,78 (DAP) + 3,56(DAP)2
R2 0,93
• Roble:
• Y = 3,98 – 8,90(DAP) + 5,67 (DAP)2
R2 0,87
• Magle:
• Y=e (-1.34 + 26,45ln(DAP))
R2 0,85

32. Monitoreo de captura de carbono en
SAF

33. Número de parcelas a muestrear
N = (IM * At)/Ap *100
Donde:
N = número de parcelas permanentes de
muestreo (PPM)
IM = intensidad del muestreo (%)
At = área total del sistema o estrato (m2)
Ap = área de la PPM (m2)

34. Muestreo en SAF
Densidad Tamaño de Características Sistemas tipo
(árboles/ha) parcela (m2)
100 1000 Vegetación leñosa muy Sistemas de pastoreo
esparcida
100-140 670 Vegetación leñosa Bosques de galería y
esparcida sistemas integrados
140 -250 500 Vegetal leñosa Agrosilvopastoriles
moderada
250 – 670 250 Vegetación muy densa, Bosques secundarios con
distribución poco pastoreo
uniforme de tallos
700 100 Distribución uniforme Pastoreo en plantaciones
de tallos grandes forestales, cultivos en
callejones

35. Modelos de estimación de biomasa
(ICRAF, 2007)

36. Estimación de la biomasa aérea
• Bta = Vf x GE x FEB
Donde
Bta = Biomasa aérea total (t de MS * árbol-1)
Vf = volumen del fuste
GE = gravedad específica de la madera
FEB = factor de expansión de la madera

37. Estimación de la biomasa de raíces (Karz et al.,
1996)
Tipo de raíces Variable Modelo
De madera fina Biomasa de raíces BR = 0,231 (BA)
De madera dura Biomasa de raíces BR = e0,329BA0,630
Todas Proporción de raíces Pf = e1.007BR0,342
finas
BR es la biomasa de raíces en t·ha-1; e la base de los logaritmos naturales ;Pf la
proporción de raíces finas, siendo ≤ a 0,9

38. Cambios en un sistema reforestado
Cinco años después

39. Estimación de la biomasa
• Modelo de Tian et al., (2010)
• Se calcula la productividad primaria total, la
productividad primaria neta y la respiración
de los ecosistemas
• La PPN (biomasa)se divide entre los
componentes del sistema
• Se establece como 0.5 de la composición de
la biomasa, la cantidad de carbono fijado

40. Fotosíntesis del aliso
12
10
Tasa fotosintética µmol de CO2.m-2s-1
8
6
4
2
0
0 500 1000 1500 2000 2500
RFA µmol.m-2.s-1
FN F est

41. Fotosíntesis del magle
18
16
Tasa fotosintética kg CO2.ha-1.d-1
14
12
10
8
6
4
2
0
0 50 100 150 200 250 300
RFA absorbida (J.m-2.s-1)

42. Fotosíntesis del roble
35
30
25
FN kg CO2.ha-1.d-1
20
15
10
5
0
0 50 100 150 200 250 300
RFA J.m-2.s-1
FP. estimada F medida

43. Estimación de la fotosíntesis del dosel
• PPTsol = 12,01 x 10-6 x Fsol x IAFsol x día x 3600
• PPTsombra = 12,01 x 10-6 x Fsombra x IAFsombra x día
x 3600
• PPT = PPTsol + PPTsombra
• PPN = PPT- R
• R = Raut + R het

44. Repartición del IAF efectivo

45. Estimación de la biomasa de raíces
Fórmula para todos los tipos de bosques
Y = Exp(-1,085 + 09256*ln(BA)) r2 0,83
Fórmula para bosques tropicales
Y= Exp(-1,0587 + 0,8836 * ln(BA) r2 0,84
Donde: Y = biomasa de la raíz en toneladas por
hectárea de materia seca
Ln = logaritmo natural; exp, base de los logaritmos
naturales (2,7182)
Tamaño de la muestra 151 individuos.

46. Estimación del carbono
• En laboratorio: determinación del C
para cada tejido -----0,5 de la
biomasa
• C total = Biomasa total x 0,5
• CO2 total = Ctotal x 3,67

47. biomasa en el suelo en bosques de
roble, aliso y magle (kg.ha-1.año-1)
Parcela
Localidad ROBLE ALISO MAGLE R+A R+M R+A+M TESTIGO
Firavitoba 130,825 321 317,95 338,875 316,25 299,775 23,075
Tenjo 119,5 468,45 330,5 352,25 326 405,75 18,5

48. Biomasa aérea estimada, en plantaciones de Quercus
humboldtii, Escallonia pendula y Alnus acuminata en
trópico alto
Especie Fotosíntesis del IAF Biomasa Biomasa
dosel (kg de por árbol por
CO2·ha-1.dia-1) (kg) hectárea (t.
Año-1)
Roble 32,65 4,2 9,16 11,91
Aliso 24,56 4,9 6,89 8,96
Magle 13,89 2,8 3,90 5,07

49. Biomasa medida para una hectárea con 1300 árboles de las
respectivas especies.
Especie Biomasa por Biomasa por
árbol (kg) hectárea (t. Año-1)
Roble 10,14 13,18
Aliso 7,90 10,27
Magle 4,10 5,33

50. Comparación de la PPN de tres especies forestales para trópicos
altos, cinco años de edad y 1300 individuaos por ha.
14
12
10
t·ha-1·año-1
8
6
4
2
0
Roble Aliso Magle
BT medida BT estimada

51. CO2 capturado y Carbono Almacenado en plantaciones de Quercus
humboldtii, Escallonia pendula y Alnus acuminata en trópico alto
Especie CO2 capturado CO2 capturado Carbono
parte aérea parte total en el
(t.ha-1.año-1) subterránea sistema(t.ha-
(t.ha-1.año-1) 1.año-1)
Q.humboldtii 21,85 2,45 6,62
A. acuminata 16,42 2,89 5,26
E. pendulla 9,30 2,45 3,20

52. Captura y distribución de carbono en bosques mixtos del
trópico alto
Árboles 64,51%
Sotobosque
1,51%
Raíces 18,18%
Necromasa 4,89%
Hojarasca 2,92 %
Suelo 7,99%

53. Efectos del incremento de CO2 sobre el rendimiento de tubérculos de
papa, expresado en cambio relativo en relación a las concentraciones
actuales del gas (Högy & Fangmeter, 2009)

54. Efecto del incremento de CO2 atmosférico sobre los
componentes de rendimiento de la papa
Componente de rendimiento % de variación de
600/380 ppm de
CO2
Rendimiento total en fresco + 6,3%
Tubérculos de segunda +1,4%
Tubérculos de primera 7,0%
Tubérculos industriales (> 5cm de diámetro) 25%
Tubérculos·m-2 -0,6
Tubérculos de segunda -3,0%
Tubérculos industriales +32%