Modelización de la capacidad de secuestro de carbono en suelos mediterráneos = Modelling carbon sequestration capacity in Mediterranean soils.

Resumen

Durante las últimas décadas, los cambios de uso del suelo han afectado en gran medida al proceso de calentamiento global a través de emisiones de CO2. No obstante, la captura o secuestro de carbono (C) en los ecosistemas terrestres podría contribuir a la disminución de las tasas de CO2 atmosférico a corto o medio plazo. En el marco del Protocolo de Kioto de las Naciones Unidas (1997), los gobiernos nacionales tienen la obligación de evaluar e informar sobre las emisiones y absorciones de CO2, lo que se refleja en los cambios producidos en los distintos reservorios de carbono. De esta forma, son necesarios estudios regionales para la evaluación los contenidos de carbono, siendo esencial la predicción del mismo en escenarios futuros de cambio climático para poder establecer un uso y manejo adecuado del suelo. Los modelos son herramientas de gran utilidad para la evaluación de los contenidos de carbono orgánico del suelo y su dinámica a diferentes escalas, así como para predecir las tendencias en el secuestro de carbono bajo distintos escenarios. Los modelos de predicción de C en los suelos son cada vez más utilizados como herramientas de ayuda a la decisión, en particular, en cuestiones relacionadas con el uso del suelo o el cambio climático. A pesar de que el área mediterránea muestra un alto potencial para el secuestro de C, son pocos los estudios que se han llevado a cabo en esta zona. En estudios previos, se han desarrollado diversos trabajos de modelización del C del suelo en combinación con escenarios de cambio climático, pero todavía son necesarias nuevas herramientas para mejorar las predicciones de las reservas de C orgánico del suelo. Tras la introducción general (capítulo 1), el capítulo 2 mejora y propone nuevos métodos para la evaluación de la dinámica de los cambios de de uso del suelo entre los años 1956 y 2007 en Andalucía (sur de España) y la variabilidad temporal y espacial a gran escala del carbono almacenado en la vegetación. Se han evaluado los cambios de uso del suelo mediante la comparación de datos espaciales de 1956 y 2007, y se han reclasificado siguiendo flujos de cambio de uso previamente establecidos en Europa. La región andaluza ha sufrido cambios significativos durante el período estudiado, lo que ha traído importantes consecuencias para las reservas de C en la vegetación, principalmente debido a la reforestación y la intensificación de la agricultura. Con un incremento del 17.24 Tg desde 1956, los contenidos totales de C en este reservorio son de 156.08 Tg en la actualidad (2007). A su vez, los cambios de uso producidos en estos 51 años (1956-2007) han afectado de forma intensa al carbono almacenado en los suelos del sur de España. En el capítulo 3 se propone una metodología para evaluar el impacto de los cambios de uso en los contenidos de carbono orgánico del suelo (COS) a diferentes profundidades a lo largo del perfil. Para ello, se han utilizado bases de datos de suelos georeferenciadas y un conjunto de datos espaciales de suelos y vegetación para determinar las existencias de COS. Además, se han estimado tasas anuales de secuestro de C para los distintos usos y tipos de suelo en Andalucía. En los últimos años se ha perdido un total de 16.8 Tg de C orgánico en el suelo (aproximadamente 0.33 Tg anuales) y los mayores descensos se observaron en Fluvisoles y Arenosoles y en los humedales costeros. Por otro lado, en el mismo periodo los bosques han contribuido a la acumulación de 8,62 Mg ha-1 C orgánico en el suelo, lo que equivale a una tase de secuestro de C del 25,4%. El capítulo 4 se centra en la evaluación de los contenidos actuales de carbono orgánico del suelo (COS), identificando los principales factores ambientales que intervienen en las fluctuaciones y en la intensidad de la dinámica del COS. Para ello se han usado bases de datos de suelos y clima, modelos digitales de elevación del terreno y mapas de suelos y de usos del territorio, lo que nos ha permitido evaluar los contenidos de carbono orgánico en el y su distribución a través del perfil del suelo. En el año 2007, los suelos de Andalucía almacenan 415 Tg C orgánico en los primeros 75 cm del perfil, de los cuales un 55% se acumula en los primeros 25 cm del suelo (229.7 Tg). Entre todos los tipos de suelo analizados, Calcisoles y Vertisoles muestran los valores más altos con más de 65 Mg C ha-1(0-75 cm). Se han obtenido correlaciones significativas entre el COS y distintos factores ambientales en las áreas naturales, tales como las temperaturas medias de verano e inviernol, la precipitación media anual y la elevación. Los estudios realizados en los capítulos 2, 3 y 4, constituyen un exhaustivo análisis de los impactos de los cambios del uso del territorio sobre las existencias de carbono terrestre a escala regional en Andalucía (sur de España). Estas investigaciones preliminares han sido la base para el desarrollo de un modelo de evaluación del C en el suelo (CarboSOIL) que ha sido construido para predecir los contenidos de COS a distintas profundidades y en múltiples escenarios de uso del territorio, manejo del suelo y cambio climático (Capítulo 5). Se han analizado distintas metodologías para el diseño de esta nueva herramienta CarboSOIL, y las técnicas estadísticas que han ofrecido mayor precisión fueron Regresión Lineal Múltiple y la transformación de Box-Cox. El modelo ha sido entrenado en Andalucía y validado en Valencia, y se divide en cuatro submodelos (CarboSOIL25, CarboSOIL50, CarboSOIL75 y TOTAL CarboSOIL) de acuerdo a distintas profundidades del suelo (0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm y 0-75). CarboSOIL ha sido desarrollado como una aplicación informática que se integra en el sistema agroecológico de ayuda a la decisión MicroLEIS DSS, y cada submodelo ha sido construido como una herramienta espacial en un entorno SIG para el análisis espacial de las distintas entradas y salidas del modelo. Finalmente, en el capítulo 6, CarboSOIL ha sido ensayado y validado en Andalucía en el escenario actual (escenario base) y ha sido aplicado en diferentes escenarios del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (A1B, A2 y B1) de acuerdo a diferentes modelos globales de clima (BCCR-BCM2, CNRMCM3 y ECHAM5). Los datos de salida se han vinculado a conjuntos de datos espaciales (de suelo y uso de la tierra) y se han llevado a cabo diversos análisis espaciales para predecir los contenidos de COS en función de distintos tipos de suelo y en una amplia gama de usos de la tierra. Aunque existe una tendencia general en todos los tipos de suelo a la disminución de las existencias del C orgánico en las secciones superiores del suelo (0-25 cm y 25-50 cm), los resultados obtenidos pronostican un aumento de éstos en las secciones más profundas del suelo (50-75 cm). CarboSOIL ha demostrado su capacidad para predecir las tendencias a corto, medio y largo plazo (2040, 2070 y 2100) de la dinámica del COS y el secuestro de éste, en escenarios futuros de cambio climático.