El Ciclo del Carbono y la Vegetación como Sumidero

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CICLO DEL CARBONO

El carbono corresponde al cuarto elemento más abundante en el universo, esencial para el desarrollo de la vida en la tierra. Este elemento y sus variaciones son representadas a partir de un ciclo biogeoquímico, que consiste en el intercambio de sustancias químicas entre medios bióticos (con vida) y abióticos (sin vida), ocurriendo de manera continua vía transformaciones de carbono entre la biosfera, litósfera, hidrósfera y atmósfera terrestre. Las variaciones temporales de los intercambios de carbono en la tierra pueden clasificarse en 2 tipos de ciclos (Figura 1); el ciclo rápido o biológico y ciclo lento o geológico (Maldonado et al., 2007)¹.

1. El ciclo rápido del carbono se estudia principalmente debido a su importancia en lo que es el cambio climático. Trata de cuantificar los flujos de carbono que se producen en el sistema climático a corto plazo, considerando fuentes y sumideros. De manera resumida, este ciclo se basa en la fotosíntesis que realizan las plantas, absorbiendo energía solar, agua y CO2 atmosférico, produciendo oxígeno y glucosa, utilizados para el crecimiento de estos organismos autótrofos. Posteriormente en el ciclo, vienen los animales y plantas que usan la energía contenida en los azucares emitiendo CO2 a través de la respiración, devolviendo una parte del carbono fijado en los reservorios terrestres a la atmósfera.

El ciclo del carbono lento tiene un enfoque de millones de años, determinantes en la historia climática y ambiental de la tierra. Son sistemas que almacenan muy bajas cantidades de carbono, por lo que, a grandes escalas temporales, son de poca importancia. Más del 99% del carbono en la tierra está contenido en la litósfera de manera inorgánica en depósitos de combustibles fósiles. El CO2 atmosférico, combinado con agua, forma ácido carbónico, el cual reacciona con otros elementos presentes en la corteza terrestre, formando carbonatos. Estos carbonatos son arrastrados a los océanos, depositándose en diferentes capas temporales, formando rocas calizas. A través de las distintas fuerzas de placas que ejerce la tierra, estos minerales se someten a grandes presiones y temperaturas bajo la corteza terrestre. Lo anterior genera múltiples reacciones entre los diferentes minerales, las que liberan CO2, que es devuelto a la atmósfera por medio de erupciones volcánicas (Khan, 2019)².

FIGURA 1: INTERPRETACIÓN GRÁFICA DEL CICLO DEL CARBONO RÁPIDO Y LENTO

Enfocándonos en el ciclo rápido del carbono, este es indispensable para el desarrollo de la vida en la tierra. Es un compuesto que resulta por medio de la unión molecular del carbono con el oxígeno, cumpliendo una labor fundamental en la regulación de la temperatura del planeta. La concentración de CO2 en la atmósfera ha ido en constante aumento, siendo uno de los principales Gases de Efecto Invernadero atmosféricos (GEI; Jaramillo, 2004)³. Sin la presencia de estos GEI, la temperatura promedio de la Tierra sería de -18°C. Por otra parte, altas concentraciones de estos gases, tendrían efectos adversos aumentando significativamente la temperatura terrestre (Comité Científico COP25, 2019)⁴.

FUENTES DE CO2
El CO2 proviene tanto de procesos naturales que ocurren en la tierra como de los antrópicos (por acción humana). Los primeros corresponden principalmente a eventos de actividad volcánica, cambios en la circulación oceánica, incendios forestales y cambios en la composición atmosférica. En cuanto a las actividades humanas que aportan a las emisiones de CO2 encontramos: la quema de combustibles fósiles, cambios de uso de suelo, el transporte y múltiples procesos productivos, entre otros. Es por esto que en cuanto más CO2 y otros GEI se acumulen en la atmósfera, la temperatura irá en aumento, distribuyéndose el calor en distintos reservorios de recursos y ecosistemas, viéndose alterados paulatinamente (Comité Científico COP25, 2019)⁴.

LA IMPORTANCIA DE LA VEGETACIÓN EN EL CICLO DEL CARBONO
Las plantas absorben CO2, agua y energía del sol, a través de la fotosíntesis, incorporándolos a sus diferentes tejidos vegetales (hojas, tallos y tejido leñoso) y liberando una fracción de este y de energía a la atmósfera, como resultado de su propia respiración (Figura 2); proceso conocido como Producción Primaria Bruta (PPB). Al descontar todos los procesos energéticos asociados a la respiración de las plantas, la biomasa restante corresponde a la Producción Primaria Neta (PPN), que cuando es positiva, aumenta la biomasa de las plantas, fijando carbono en sus estructuras, situación que se refleja en el crecimiento de renovales, donde estos van constantemente en aumento hasta llegar a determinado tamaño. Al alcanzar un estado maduro, el bosque sigue haciendo fotosíntesis, destinando toda la energía a la respiración, haciendo que la PPN sea cero y estanca así su crecimiento (Jaramillo, 2004)³.

FIGURA 2: INTERCAMBIO GASEOSO DE LAS PLANTAS
BOSQUES Y CAMBIO CLIMÁTICO

Los bosques juegan un rol muy importante en materia del cambio climático ya que dependiendo del tipo de manejo que se les dé, pueden ser una causa o por otra parte, una solución directa a esta problemática. En cuanto a la posible causa del problema, esta se asocia a que la deforestación contribuye a la liberación de CO2 a la atmósfera; y como posible solución, esta se enfoca en la conservación y protección de los bosques, ya que estos mitigan las emisiones de GEI y cumplen un rol ecosistémico proveyendo múltiples servicios. Entre estos se destaca la regulación y purificación del recurso hídrico, reducción de la erosión de los suelos, purificación del aire, reducción de la temperatura ambiente por medio de la sombra que entregan y muchos otros más. Uno de los servicios ecosistémicos que entregan los bosques y que está tomando mucho peso actualmente, es la capacidad que estos tienen para captar CO2 atmosférico en todas sus estructuras, tanto aéreas como subterráneas, como lo son su madera, ramas, raíces y en el mismo suelo en el que se encuentran, actuando los bosques así como sumidero (Arango, 2011)⁵.

Dos conceptos importantes a la hora de que los bosques o plantaciones forestales crezcan y capturen el CO2 atmosférico, son los de sumidero y reservorio. Los sumideros naturales corresponden a aquellos árboles que a lo largo de su crecimiento van fijando carbono en su biomasa, donde luego de alcanzada su madurez, actúan como reservorios, en el caso de que permanezcan en pie, sin ser extraídos o quemados, con el fin de que el carbono no regrese a la atmósfera (Arango, 2011)⁵.

Los bosques, como organismos autótrofos, son fundamentales debido a que (Arango, 2011)⁵:

1. Intercambian CO2 con la atmósfera a través de la fotosíntesis y respiración.

2. Emiten carbono (C) al ser perturbados natural o antrópicamente.

3. Son un gran almacén de C a través de su biomasa (tronco, ramas, corteza, hojas y raíces) y suelo, y a la vez sumideros, a través del crecimiento de biomasa por medio de la captura de CO2 atmosférico y suelo, al verse favorecidos su crecimiento y desarrollo.

4. Sirven como materia prima.

5. Su biomasa sirve como combustible, no alterando el balance del carbono previamente extraído de la misma atmósfera, evitando la extracción de combustibles fósiles.

BALANCE DE GEI EN CHILE

En el año 2016, el balance de GEI en Chile (Figura 3) contabilizó un total de 46.184,8 kt CO2 eq, con un aumento de un 42,5 % desde el 2013. Las principales categorías que aportan significativamente a la tendencia del balance de GEI son las emisiones de CO2 generadas por la quema de combustibles fósiles y las absorciones de CO2 de las tierras forestales. En cuanto a los valores que se escapan de la tendencia del balance de GEI, esto se debe a que principalmente son emisiones generadas por incendios forestales (MMA, 2019)⁶.

El balance de las emisiones y absorciones de GEI en el país (entre los años 1990 y 2016), queda ilustrado en la Figura 3, donde las emisiones son representadas por las barras sobre el eje x y las absorciones por aquellas barras bajo el eje x en color verde brillante. Específicamente el sector UTCUTS (Uso de la Tierra, Cambio de Uso de la Tierra y Silvicultura), categoría principalmente sumidero en términos de captura de emisiones de GEI, en el año 2016, el balance de GEI del sector fue de -65.492,3 kt CO2 eq (Figura 4), disminuyendo su capacidad de sumidero en un 8,9 % desde 2013. Esta baja, se asocia principalmente a las emisiones que generaron múltiples incendios forestales durante los últimos años. Se destaca también que, el aumento de biomasa y su cosecha se han mantenidos estables en el último tiempo y que los incendios en los últimos años (en especial el del 2015), han provocado un balance menor que los años anteriores (MMA, 2019)⁶.

El balance de las emisiones y absorciones de GEI en el país (entre los años 1990 y 2016), queda ilustrado en la Figura 3, donde las emisiones son representadas por las barras sobre el eje x y las absorciones por aquellas barras bajo el eje x en color verde brillante.

Específicamente el sector UTCUTS (Uso de la Tierra, Cambio de Uso de la Tierra y Silvicultura), categoría principalmente sumidero en términos de captura de emisiones de GEI, en el año 2016, el balance de GEI del sector fue de -65.492,3 kt CO2 eq (Figura 4), disminuyendo su capacidad de sumidero en un 8,9 % desde 2013. Esta baja, se asocia principalmente a las emisiones que generaron múltiples incendios forestales durante los últimos años. Se destaca también que, el aumento de biomasa y su cosecha se han mantenidos estables en el último tiempo y que los incendios en los últimos años (en especial el del 2015), han provocado un balance menor que los años anteriores (MMA, 2019).

FIGURA 3: REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL BALANCE DE GEI ENTRE 1990 Y 2016

FIGURA 4: BALANCE DE GEI SECTOR UTCUTS ENTRE 1990 Y 2016

El balance en cuanto a emisiones y capturas de GEI en CO2 eq queda ilustrado en la Figura 4, donde se aprecia que las tierras forestales son aquellas que más aportan en términos de captura de CO2 eq y que las tierras forestales que fueron convertidas a pastizales (praderas y matorrales) son una de las categorías dentro de este grupo que más aportan a las emisiones del sector.

CASO LOCAL, GEI EN LA REGIÓN DE LOS RÍOS

En 2016, la Región emitió 2.401 kt CO2 eq (sin tomar en cuenta las capturas), representando solo un 2,1 % del total de emisiones de GEI del país. Se destaca el sector agrícola que fue el principal en cuanto a emisiones (57,3 %), seguido del sector Energía (29,5 %), Residuos (10,3 %) y por último el de Procesos Industriales y Uso de Productos (2,9 %). Sin embargo, el sector UTCUTS absorbió, -8.227 kt CO2 eq (Figura 5), considerando bosque nativo y plantaciones forestales. Grandes variaciones y cambios abruptos en la tendencia de absorciones de GEI, en los años 1998, 2004 y 2007 se deben a incendios forestales y a aumentos en la cosecha forestal. El balance entre emisiones y absorciones fue de -5.826 kt CO2 eq, aumentando su capacidad de sumidero en un 17,4 % desde 2013, absorbiendo más GEI de los que fueron emitidos en la misma región (MMA, 2019)⁷.

FIGURA 5: REGIÓN DE LOS RÍOS, BALANCE DE GEI ENTRE 1990 Y 2016

Con todo y dado lo expuesto anteriormente, podemos concluir que resulta fundamental el cuidado de la vegetación con la que contamos en el país y la región. Es un aporte crucial al momento de calcular el balance del carbono, permitiendo compensar las emisiones, logrando el desequilibrio esperado que es tener un balance negativo o a lo menos neutro. Lo anterior da cuenta que en suma, el medio, los bosques y la vegetación en general, son capaces de neutralizar las emisiones, devolviendo la mano a la naturaleza quién provee los recursos suficientes para desarrollarnos y crecer.

REFERENCIAS:

1. https://www.redalyc.org/pdf/920/92040305.pdf

2. https://es.khanacademy.org/science/biology/ ecology/biogeochemical-cycles/a/the-carbon-cycle8

3. Jaramillo, V. J. (2004). El ciclo global del carbono. Cambio climático: una visión desde México, 77p.

4. Comité Científico COP 25. (2019). 50 preguntas y respuestas. 107p.

5. Arango, C. (2011). Sumideros de carbono en el marco del Protocolo de Kioto. Memorando de Derecho, 2(2), 13-21.

6. Ministerio del Medio Ambiente. (2019). Informe del Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero de Chile serie 1990-2016. Santiago, Chile.

7. http://snichile.mma.gob.cl/resultados-regionales/ los-rios/