Diagnóstico del efecto de diferentes usos del suelo en el almacenamiento del carbono del piedemonte amazónico y simulación de escenarios alternativos

Abstract

La conservación de los bosques existentes, es una condición necesaria para el mantenimiento del calentamiento global dentro del límite deseado de 2°C. En el Piedemonte amazónico Colombiano, la principal actividad económica es la ganadería de doble propósito, que genera ingresos por venta de leche y carne. No obstante, el impacto de altas precipitaciones sobre suelos mal cubiertos, el manejo inadecuado de las praderas con presiones altas de pastoreo y la utilización de áreas no aptas para la ganadería, entre otros crean compactación y erosión de los suelos. El propósito de este trabajo fue establecer el impacto de la Amazonia deforestada sobre el ciclo global de C, analizando su dinámica en tres sistemas de uso del suelo derivados del bosque inicial en el Departamento de Caquetá para comparar sus impactos. Se escogieron un Sistema Convencional – derivado de un bosque talado hace 80 años (Pastos nativos, leguminosas y malezas), un Sistema Silvopastoril – derivado de un bosque talado hace 60 años (Diversidad de Forrajes) y un Sistema Agroforestal – de 20 a 30 años con cultivos de (Caucho, Copoazú y Arazá). Se determinó en cada sistema, el potencial de almacenamiento de carbono en la biomasa aérea (ecuaciones alométricas), el suelo y los agregados, la estabilidad y contenido de la materia orgánica (Isótopos Estables), con el fin de conocer el efecto en la dinámica de la materia orgánica por la alteración del bosque nativo e identificar prácticas agrícolas sostenibles que contribuyan a un mejoramiento en la calidad del suelo y en la mitigación del calentamiento global. Las pasturas, exhibieron los menores valores promedio de almacenamiento de carbono en el suelo (0 a 30 cm) de 46,11 ton C/ha mientras en los sistemas agroforestales se encontraron niveles mayores de 52,83 ton C/ha. Por otra parte en la biomasa aérea, los niveles hallados fueron de 108.04, 48,80 y 25,77 Mg C/ha para los sistemas agroforestal, silvopastoril y convencional respectivamente. Los máximos valores se deben a sistemas que proveen materia orgánica de lenta descomposición y mayores contenidos de agregados biogénicos y de raíces. Por otra parte, en los sistemas estudiados se observa la señal isotópica 13C en el rango de -22 ‰ a -26 ‰, propia de plantas C3 ó bosques. Aunque el sistema convencional posee pasturas degradadas, su señal es proveniente del bosque que estuvo hace 80 años. Así mismo éste sistema, presenta las mayores pérdidas de nitrógeno, con valores de 15N de 9,19 ‰ mientras el sistema agroforestal exhibe un nivel de 15N de 7,30 ‰. Adicionalmente, se evaluó el potencial de la espectroscopía NIR para la predicción del C, N, 13C y 15N en éste suelo Oxisol del Caquetá, con el fin de generar curvas de calibración empleando el modelo matemático de PLS Modificado – SNV Detrend. Las curvas se obtuvieron usando la totalidad del espectro y arrojaron SEC y SECV de prácticamente cero, RSQ cercanos a uno y RPD de 3.32, 5.02, 3.88 y 3.24 respectivamente. Los RPD superiores a 3.0, garantizan la predicción de la concentración de las muestras desconocidas. Finalmente, el Modelo Century confirma el potencial de los sistemas de almacenar carbono en el futuro y sus simulaciones fueron avaladas con los test estadísticos evaluados: r=0.9584, CD= 0.8185, RMSE=14.42 toneladas C/ha y M=0.0182.

//Abstract: The conservation of forests is a necessary condition for the maintenance of global warming within the desired limit of 2 ° C. In the Colombian Amazonian Piedemonte, the main economic activity is dual-purpose livestock, which generates income from the sale of milk and meat. However, the impact of high rainfall on poorly covered soils, inadequate management of pastures with high grazing pressures and the use of areas not suitable for livestock, among others create soil compaction and erosion. The purpose of this work was to establish the impact of the Amazon deforested on the global cycle of C, analyzing its dynamics in three systems of land use derived from the initial forest in the Department of Caquetá to compare its impacts. A Conventional System was chosen - derived from a forest cut 80 years ago (native pastures, legumes and weeds), a Silvopastoral System - derived from a forest cut 60 years ago (Forage Diversity) and an Agroforestry System - from 20 to 30 years with crops (Caucho, Copoazú and Arazá). The carbon storage potential of the aerial biomass (allometric equations), the soil and the aggregates, the stability and content of the organic matter (Stable Isotopes) were determined in each system, in order to know the effect on the dynamics of the organic matter by the alteration of the native forest and to identify sustainable agricultural practices that contribute to an improvement in the quality of the soil and in the mitigation of global warming. The pastures exhibited the lowest average values of carbon storage in the soil (0 to 30 cm) (46,11 ton C / ha) while in the agroforestry systems higher levels were obtained (52,83 ton C / ha). On the other hand, in aerial biomass, the levels found were 108.04, 48.80 and 25.77 Mg C / ha for the agroforestry, silvopastoral and conventional systems, respectively. The maximum values are due to systems that provide organic matter of slow decomposition and higher contents of biogenic aggregates and roots aggregates. On the other hand, in the studied systems the signal  13C is observed in the range of -22 ‰ to -26 ‰, typical of C3 plants or forests. Although the conventional system has degraded pastures, its isotopic signal comes from the forest planted 80 years ago. Likewise, this system has the highest nitrogen losses, with values of 15N of 9.19 ‰ while the agroforestry system exhibits a level of 15N of 7.30 ‰. Additionally, the potential of NIR spectroscopy was evaluated for the prediction of C, N, 13C and 15N in this Oxisol soil of Caquetá, in order to generate calibration curves using the mathematical model of PLS Modified - SNV Detrend. The curves were obtained using the entire spectrum and the values of SEC and SECV were practically zero, RSQ close to one and RPD of 3.32, 5.02, 3.88 and 3.24 respectively. The RPD were higher than 3.0, guarantee the prediction of the concentration of the unknown samples. Finally, the Century Model confirms the potential of carbon storage systems in the future and its simulations were supported by the statistical tests evaluated: r = 0.9584, CD = 0.8185, RMSE = 14.42 tons C / ha and M = 0.0182.