Secuestro de carbono y patrón vertical de propiedades químicas en molisoles forestados con Pinus radiata

Abstract

Dentro de los mecanismos de desarrollo limpio avalados por el protocolo de Kioto, la forestación ocupa un lugar prepoderante como herramienta válida para secuestrar CO2 atmosférico. Sin embargo, la introducción de árboles en tierras de pastizales implica un cambio de uso de la tierra que puede alterar significativamente las propiedades de los suelos, degradándolos. Ante la posibilidad de un futuro desarrollo forestal como producción alternativa en el área de Ventania (Bs. As.), se propuso dilucidar la magnitud de las modificaciones ocurridas en el suelo producto del reemplazo de la vegetación natural por coníferas, y evaluar tanto la capacidad de secuestro de CO2, como el potencial riesgo de polución ambiental derivado de la implementación de esta práctica. Los tratamientos incluyeron seis rodales maduros de Pinus radiata (TB) y áreas adyacentes con vegetación natural (línea de base; TP). Se tomaron muestras del suelo mineral a seis profundidades (0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-75, 75-90 cm) en TP y TB y de los horizontes orgánicos en TB a un metro del eje de los árboles (N=384). En el laboratorio se determinó: textura, pH, carbono orgánico total (COT), nitrógeno total (Nt), fósforo total extractable (Ptext), inorgánico (Pi), orgánico (Po), ocluido (Poc), extractable (Pe), y soluble reactivo (PSR); se evaluó la actividad de las fosfatasas ácidas (AFA), hierro y aluminio amorfos y se cuantificó la capacidad de adsorción de fósforo y el grado de saturación con fósforo (GSP). En TB se observaron incrementos significativos en los stocks de COT y Nt, con una alteración de su distribución vertical y de la relación C/N respecto de TP. Los horizontes orgánicos generados en el piso del bosque constituyen un compartimento adicional de C, N y P. Los valores obtenidos para el COT ratifican el comportamiento del suelo como sumidero capaz de acumular materia orgánica en dos compartimentos de diferentes alcance temporal (corto plazo: horizontes O y largo plazo: materia orgánica asociada a la fracción mineral). El análisis de la reacción del suelo indica la ocurrencia de procesos acelerados de acidificación bajo los árboles (p<0,05; 0-90 cm), particularmente intensos en las capas más superficiales con alteración de los constituyentes minerales de la fase sólida. En TB también se detectó un incremento del contenido de Ptext, así como de las fracciones inorgánicas, ocluidas y lábiles (Pi, Poc y Pe), aunque no en las orgánicas (Po), siendo además similar la AFA en los ecosistemas comparados. El PSR fue mayor bajo los árboles (p<0,01; 0-90 cm), señalando la existencia de un proceso activo de movilización descendente de fosfatos, confirmado por los incrementos del grado de saturación con P. La relación GSPox-PSR reveló un punto de inflexión, capaz de reflejar en forma precisa el cambio de uso de la tierra. Los suelos de TB poseen excesivos niveles de saturación con P y una tasa de desorción de fosfatos desde la fase mineral 10 veces superior a la de TP, incrementando el riesgo de pérdida de fósforo por lixiviación hacia capas profundas o napas de agua. El cambio de uso la tierra produjo efectos ambientales contrapuestos e incompatibles con los principios de sustentabilidad. La adopción de una práctica recomendada para disminuir la concentración de CO2 atmosférico mostró elevada eficacia para tal propósito. Sin embargo, la forestación con P. radiata en tierras de pastizales afectó drásticamente la calidad de los suelos e incluso generó un potencial riesgo de polución de origen biológico capaz de trascender los límites de los rodales. La posibilidad de deterioro del ecosistema debe ser evaluada si se contempla el desarrollo forestal como una opción de producción alternativa justificada, al menos en parte, en la pretensión de contribuir a mitigar el cambio climático global.

Within the clean development mechanisms supported by the Kyoto Protocol, afforestation occupies a relevant place as a valid tool to sequester atmospheric CO2. However, the introduction of trees in grasslands involves a land use change that can significantly alter the properties of the soil and even degrading them. Given the possibility of a future forest development as an alternative production in the Ventania area (Bs. As.), it was proposed to elucidate the magnitude of the changes occurring in the soil resulting from the replacement of the natural vegetation by conifers, and to evaluate both, the CO2 sequestration capacity, and the potential risk of environmental pollution derived from the implementation of this practice. Treatments included six mature Pinus radiata stands (TB) and adjacent areas with natural vegetation (baseline; TP). Mineral soil was sampled in six depths (0-15, 15-30, 30-45, 45-60, 60-75, 75-90 cm) in TP and TB, additionally organic horizons were collected in TB at one meter of the trees axis (N=384). In the laboratory were determined: texture, pH, total organic carbon (COT), total nitrogen (Nt), total extractable phosphorus (Ptext), inorganic P (Pi), organic P (Po), occluded P (Poc), extractable P (Pe), and reactive soluble P (PSR); the activity of acid phosphatases (AFA) was also evaluated and amorphous iron and aluminum and P adsorption capacity and the degree of saturation with phosphorus (GSP) were measured. In TB significant increases were observed in the COT and Nt stocks, with an alteration in their vertical distribution and the C/N ratio with respect to TP. The organic horizons generated in the forest are a further compartment of C, N and P. The values obtained for the COT ratify the behavior of soils as carbon sinks able to accumulate organic matter into two pools of different life span (short-term: organic horizons; long-term: organic matter associated with the mineral fraction). The results of soil reaction indicate the occurrence of rapid acidification processes under trees (p <0.05; 0-90 cm), particularly intense in the upper layers with alterations of the solid phase mineral constituents. In TB an increased Ptext content was also detected, as well as for inorganic, occluded and available fractions (Pi, Poc and Pe), but not for organic P (Po) and the AFA, being both similar in the compared ecosystems. The PSR was higher under trees (p <0.01; 0-90 cm), indicating the existence of an active process of downward phosphates movement, confirmed by increases in the P saturation degree. The GSPox-PSR relationship revealed a change point, capable of accurately reflecting the land use change. TB soils have excessive levels of P saturation and a phosphate desorption rate from the mineral phase 10 times greater than that of TP, what increases the risk of phosphorus loss to deeper layers or water tables by leaching. The implementation of a recommended practice to reduce atmospheric CO2 concentration showed high efficacy for that purpose. However, the grasslands afforestation with P. radiata, affected the quality of soils drastically and it even generated a potential risk of biological origin pollution capable of transcending the boundaries of the forest stands. The possibility of ecosystem deterioration should be evaluated if forestry development is contemplated as an alternative production option, justified at least in part, on the pretension of contributing to mitigate global climate change.