Carbono orgánico en suelos de la Caldera de Teziutlán: enfoques para su determinación.

Transcripción

1 Carbono orgánico en suelos de la Caldera de Teziutlán: enfoques para su determinación. Gladys Linares Fleites, Edgardo Torres Trejo, Miguel Ángel Valera Pérez Departamento de Investigaciones en Ciencias Agrícolas (DICA). Instituto de Ciencias (ICUAP), Benemérita universidad Autónoma de Puebla. (BUAP)

2 (I) INTRODUCCION Aspectos a tratar (II) DESARROLLO Modelación Estadística Cambio Climático en la zona de la Caldera de Teziutlán, Puebla. (III) CONCLUSIONES.

3 Cambio Climático: un poco de historia La teoría del cambio climático por efecto del CO2 fue sugerida por Callendar en el año Fines de los años 70 el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Sociedad Mundial de Meteorología (SMM) alertan sobre drásticas variaciones climáticas. En 1979 tuvo lugar la primera Conferencia sobre el Clima. En la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), establecida en 1992 y puesta en vigor en 1994, se establecieron los principios para la prevención sobre los impactos del cambio climático. El Protocolo de Kyoto (1997) establecido por CMNUCC, planteó metas concretas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), siguiendo dos estrategias fundamentales, la de mitigación (a largo plazo) y la de adaptación (a plazo inmediato). En 2013 el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ( IPCC) afirma, con un 95 por ciento de confianza, que los humanos han causado la mayor parte, y probablemente todo el rápido calentamiento global durante los últimos 60 años.

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6 Existe una considerable incertidumbre en cuanto a cómo exactamente el calentamiento global afectará al sistema climático, cuánto tiempo va a durar y qué tan grande será el efecto. En ausencia de políticas de mitigación del cambio climático, el intervalo de confianza del 90% del calentamiento desde 1990 hasta 2100 es de 1,7 a 4,9 C. Existe reconocimiento internacional del papel de la modelación estadística en la investigación del cambio climático. (Sallie Ann Keller, Presidente de la American Statistical Association en 2006 directora de Science and Technology Policy Institute, Washington DC 20006, USA. Nature, 2010) el campo del cambio climático, que es fundamentalmente de la cuantificación de la incertidumbre, no se ha metido de lleno en estadística.

7 Dos procesos para reducir los GEI (1) Reducción de emisiones antropogénicas de CO2 DISMINUYENDO LAS EMISIONES INDUSTRIALES Y DOMESTICAS DE CO 2 A TRAVÉS DE LA INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍAS MENOS CONTAMINANTES O CAMBIOS HACIA FUENTES DE ENERGÍA LIMPIAS (EÓLICAS, SOLAR, ETC.) (2) Creación y/o mejoramiento de los sumideros de carbono en la biosfera TRANSFERENCIA NETA DE CO 2 ATMOSFÉRICO A LA VEGETACIÓN Y AL SUELO PARA SU ALMACENAMIENTO.

8 QUE ES EL SECUESTRO DE CARBONO EN SUELO? EL SECUESTRO DE CARBONO EN EL SUELO ES EL PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DEL CARBONO DEL AIRE (DIÓXIDO DE CARBONO O CO2) EN CARBONO ALMACENADO EN SUELO. EL DIÓXIDO DE CARBONO ES ABSORBIDO POR LAS PLANTAS A TRAVÉS DEL PROCESO DE FOTOSÍNTESIS E INCORPORADO AL TEJIDO VEGETAL. CUANDO LAS PLANTAS MUEREN, EL CARBONO DE LAS HOJAS, TALLOS Y RAÍCES SE DESCOMPONE EN EL SUELO Y SE CONVIERTE EN MATERIA ORGÁNICA.

9 Base de datos del suelo Zona agroecológica Base de datos del clima Muestreo Técnicas Estadísticas Muestreo Generación de Escenarios Escenario Z a e 1 2 n Suelo S 1 P 1 D 1 S 2 P 2 D 2 S n P n D n Clima T 1 P 1 T 2 P 2 T n P n Modelo de Simulación Materia Orgánica del Suelo (SOM)

10 Estimación del Secuestro de Carbono Imágenes de sensado remoto Sumidero en el suelo Composición de falso color Índices de radio de banda: NDVI Almacenamiento de Carbono Factores de conversión Estimación de la Biomasa Clases de la cubierta del suelo Funciones de la biomasa: NDVI LAI Sumidero en el subsuelo Almacenamiento de Carbono Modelo SOC Base de datos del suelo Base de datos del clima

11 Área de estudio: Caldera de Teziutlán Antecedentes Una reciente publicación del Gobierno de Estado de Puebla titulada La Biodiversidad en Puebla. Estudio de Estado incluye un estudio de caso de la región de Teziutlán, que ofrece exhaustivamente los antecedentes de la zona de estudio. (Valera y Saldaña, 2011). Características. Está situada en la porción nororiental del estado de Puebla. Suelos derivados de material piroclástico que cubre una superficie de 846 Km 2. Andisoles Vegetación: Bosque de Pino, de Pino Encino, Mesófilo de Montaña.

12 Paisajes de Bosque Mesófilo de Montaña

13 Modelación por métodos directos Objetivo Estudiar el secuestro de carbono por suelos forestales en la Caldera de Teziutlán, Puebla. Tabla de datos de la Caldera de Teziutlán. Variables: Propiedades del suelo: Materia Orgánica (MO), % de Carbono Orgánico (Corg), % de Nitrógeno Total (Ntotal), Relación C/N (C/N) Individuos: 22 localizaciones no regulares

14 Análisis estadístico descriptivo 500 Boxplot of COS (ton/ha) by FORMACIÓN VEGETAL Variable Total Media Des. Est. COS (ton/ha) % M.O % C Org COS (ton/ha.) agricultura de tem poral Bosque de pino y encino Bosque Mesófilo de Montaña FORMACIÓN VEGETAL Pastizal inducido Pastizal inducido, Bosque de pino FORMACIÓN VEGETAL Agricultura de temporal Bosque de pino y encino Total Media Des. Est Bosque Mesófilo de Montaña Pastizal inducido Pastizal inducido, bosque de pino

15 Enfoque Geoestadístico Kriging Predictions

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17 Incorporando el clima a la Modelación Se realizó una prospección de esos suelos volcánicos y se estimaron los regímenes de humedad y temperatura de los suelos de la zona, lográndose la clasificación de los regímenes de humedad y temperatura

18 Regímenes de Humedad y Térmicos Estación Régimen Humedad Régimen Térmico Tetelilla Perúdico Isotérmico Huahuaxtla Perúdico Isotérmico Presa La Soledad Perúdico Térmico Teziutlán Údico Isomésico Tlatlauquitepec Údico Isomésico Zacapoaxtla Údico Isotérmico Zapotitlán de Méndez Údico Térmico Jalacingo Údico Isomésico

19 Ecuaciones de Regresión del contenido de COS vs. Temperatura y Precipitación según regímenes de humedad y temperatura Régimen de Régimen de Ecuación Regresión Humedad Temperatura Perúdico Isomésico ln(cos) = Temp Prec Perúdico Isotérmico ln(cos) = Temp Prec Perúdico Térmico ln(cos) = Temp Prec Údico Isomésico ln(cos) = Temp Prec Údico Isotérmico ln(cos) = Temp Prec Údico Térmico ln(cos) = Temp Prec

20 Enfoque bayesiano La inferencia bayesiana permite obtener gráficos de la densidad estimada de COS e información predictiva El procedimiento consiste en definir los siguientes aspectos: Información de la priori Definición de los parámetros MCMC Ajuste del modelo

21 Régimen: PERÚDICO - ISOTÉRMICO Sujeto 23. Estación: Tetelilla COS (ton/ha)

22 Modelación por métodos indirectos Imagen satelital Métodos de Regresión COS vs Índices de vegetación Estudio comparativo entre los métodos de regresión OLS, RPP y RCP en el estudio de predicción de COS en función de índices de vegetación obtenidos a través de teledetección en la zona Teziutlán, Puebla, México. La comparación se realizó bajo el criterio de mejor capacidad predictiva. La RPP mostró la estadística PRESS más baja y el R2predicción más alto entre los tres modelos considerados. La regresión lineal simple de COS con el índice de vegetación NDVI.

23 Conclusiones Evitar el calentamiento global no debe verse como un fin meramente técnico de reducir emisiones, sino como un medio necesario para evitar que las condiciones de vida de millones de personas se vuelvan más difíciles en el futuro. Estas condiciones de vida pueden de hecho mejorarse respecto a las condiciones actuales y para ello es necesario que las acciones climáticas formen parte de un plan de desarrollo integral, a largo plazo, que conduzca hacia una sociedad sustentable. Los diferentes enfoques estadísticos expuestos, que incluyen tanto a la geoestadística como la estadística bayesiana no paramétrica, brindan nuevas posibilidades a los investigadores de las Ciencias Ambientales, y pueden ser herramientas muy útiles en la determinación del COS.