Determinación de la estructura y existencias de carbono en manglares de la Reserva de la Biósfera de Sian Ka an

Transcripción

1 Determinación de la estructura y existencias de carbono en manglares de la Reserva de la Biósfera de Sian Ka an Responsables técnicos: Dra. María Fernanda Adame y Prof. Boone Kauffmann Responsables de Coordinación Institucional: M en C. Vanessa Valdez, MDR. Juan Manuel Frausto y Biól. Andrew Rhodes. Antecedentes Desde 1998, el Fondo Mexicano para la Conservación de la Naturaleza estableció un convenio de colaboración con el Servicio Forestal de los Estado Unidos (USFS) buscando incrementar las capacidades del país en temas de relevancia forestal; entre los más destacados tenemos los relativos a los incendios forestales, salud forestal, inventario forestal, y recientemente, cambio climático y REDD+. Frente al incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero y con la necesidad de contar con información confiable y actualizada sobre la distribución y condición de los manglares mexicanos y su importancia como reservorios de carbono, el FMCN y el USFS buscaron la colaboración de CONANP, CONAFOR y el CINVESTAV-Mérida para compartir experiencias, lecciones aprendidas y mejores prácticas relativas a la determinación de la estructura de los manglares y la estimación de sus bancos de carbono en la Reserva de la Biosfera de Sian Ka'an (RBSK)-zona conocida por la existencia y abundancia de pequeñas comunidades de manglar tipo chaparro. De forma paralela, y parte esencial de este trabajo, se buscó avanzar en el desarrollo de capacidades de grupos académicos y operativos de México, por lo cual incorporamos personal de CINVESTAV, CONANP y personal técnico de Colombia vinculado a proyectos de monitoreo forestal. Finalmente, los promotores de este proyecto quisiéramos agradecer las actividades de apoyo brindadas por parte de CONANP y CONAFOR. En particular al personal de la RBSK y los técnicos que apoyaron los trabajos de campo, así como el apoyo financiero brindado por USFS y la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID). Justificación Los bosques de manglar son uno de los ecosistemas más valiosos del mundo ya que proveen una variedad de servicios ambientales como: la protección a las costas, la provisión de hábitats para especies de importancia pesquera, el saneamiento de cuerpos de agua y el almacenamiento y secuestro de carbono (C) (Costanza et al., 1997; Twilley et al. 1992; Barbier, 2006; Mumby, 2006; Bouillon et al., 2008; Adame et al., 2010,). Los bosques de manglar pueden almacenar cantidades excepcionalmente altas de C aún mayores a las 1,000 ton C ha -1 (Donato et al., 2011), es decir, tres veces más altas que la mayoría de los bosques terrestres (< 300 Mg ha -1, IPCC, 2003). Por ello, la conservación y restauración de los bosques de manglar se ha convertido en una

2 prioridad para mantener las reservas de C y prevenir las altas emisiones que se derivan de la perdida de humedales (Laffoley and Grimsditch, 2009). Sin embargo, los bosques de manglar son uno de los ecosistemas más amenazados del mundo, y se encuentran continuamente afectados por contaminación y deforestación (Alongi, 2002). La deforestación de los manglares ha incrementado a gran velocidad en las últimas décadas y actualmente es considerada más grave que la deforestación de las selvas tropicales. En los últimos 20 años, se ha perdido 25% de los manglares a nivel mundial (5 millones de ha; FAO 2004). De ésta pérdida, México pertenece a los diez países con mayores tasas de deforestación con una taza promedio de 10,000 ha de manglares deforestados anualmente por desarrollos turístico (CONABIO, 2008). Con objeto de prevenir la deforestación, monitorear los efectos de la perturbación de manglares e impulsar acciones de manejo para la conservación de los manglares, resulta importante identificar una línea base de los bancos de C en estos ecosistemas del país. Para ello, es conveniente contar con metodologías claras, realizar muestreos intensivos en diferentes tipos de manglar, y determinar los principales bancos de C en zonas de manglar. La información obtenida de los muestreos de campo y el procesamiento de la información permite valorar los manglares e impulsar la su conservación como parte fundamental de las estrategias de mitigación al cambio climático. Adicionalmente, las actividades de determinación de carbono en manglares responden a la propuesta de política de mitigación de la Estrategia de Cambio Climático para Áreas Protegidas (ECCAP, 2010) al proporcionar información de utilidad para reducir las emisiones de gases de efecto Invernadero (GEI) provenientes de la degradación y deforestación. En estos ecosistemas de alto valor, la cooperación entre la CONANP, CONAFOR, USFS y FMCN apoyan al cumplimiento de los objetivos y acuerdos del componente de mitigación de la ECCAP. Objetivos Determinar las reservas de C en diferentes tipos de humedales costeros (manglares y pastos) (ton C ha -1 de manglar) dentro de la Reserva de la Biosfera de Sian Ka an (RBSK) Determinar el banco de C de la RBSK (Mton C). Establecer una línea base de la estructura y bancos de carbono de diferentes tipos de humedales costeros de la RBSK Proponer estrategias de conservación y restauración de los bancos de C asociados a los humedales de la RBSK. Resultados Estructura Se reconocieron cuatro tipos de manglares en la Reserva de acuerdo a la clasificación de Murray et al. (2003): manglar alto, mediano, chaparro y sabana (manglar asociado a pastos halófilos o subhalófilos).

3 Figura 1ª y 1 b. Manglar chaparro y manglar alto dentro de la RBSK, Quintana Roo. Los sitios de manglar alto se caracterizaron por una densidad relativamente baja de árboles (~ árboles ha -1 ) de entre 3-14 m de altura con un diámetro de entre 7-10 cm. Los bosques de manglar medianos tienen una densidad alta de árboles (~9,000-11,000 árboles por ha -1 ) de 2-11 m de altura, con un diámetro de aproximadamente 4 cm. Los bosques de manglar chaparro, muestran características muy peculiares, con densidades extremadamente altas (8,000-47,000 árboles ha -1 ), pero alturas muy bajas ( m) y diámetros basales de 1-2 cm. Finalmente, las sabanas están compuestas por pastos de 1-2 m de altura con árboles de mangle dispersos (~ 3,000 árboles ha -1 ) y de altura mediana (2-3 m) y (Tabla 1). Reserva de C en vegetación La estructura de la vegetación esta directamente relacionada con la reservas de C. En promedio, la biomasa aérea en la RBSK fue de 65.7 ± 22.7 ton ha -1 y la biomasa de raíces fue de 77.7 ± 28.2 ton ha -1. La reserva de C en la vegetación tuvo un promedio de 53.1 ± 19.3 ton C ha -1 y contribuyó al banco de C del ecosistema con 10-12% del total. Las reservas de C de los bosques altos y medianos de manglar (~ ton C h - 1 ) fueron significativamente más altas que las reservas en los bosques de manglar chaparros y las sábanas (Tabla 2). Tabla 1. Estructura de los tipos de humedales costeros de la RBSK (promedio y error estándar). Tipo de vegetación Estructura Sitio Altura (m) Diámetro basal (cm) Densidad (árboles ha -1 ) Salinidad Especie dominante Manglares Sabana L. racemosa (63.6%) Alto Isla Pitaya (0.6) 3183 (336) 28.6 (7.0) R. mangle (27.6%) Cayo Culebra (0.5) 6843 (2460) 38.9 (0.5) R. mangle (95.6%) Mediano Hualaxtoc (0.6) 9409 (3023) n.a. R. mangle (83.8%) Laguna Negra (0.3) (2191) 44.9 (1.0) R. mangle (94.2%) Xamach (0.1) 8886 (1430) 57.2 (5.5) R. mangle (67.2%) A. germinans (32.8%) Chaparro La Raya (0.0) (12595) n.a. R. mangle (100%) El Playon (0.1) (11922) 49.6 (1.6) R. mangle (100%) T. domingensis Manglar/ Punta Gorda (0.8) R. mangle (< 5%) pastos C. jamaicense Vigia chico (0.2) 3183 (336) 8.5(1.6) C.erectus (~ 10%)

4 Reserva de C en madera muerta La reserva de C en la madera muerta fue considerable únicamente en los bosques de manglar alto y mediano. En promedio la madera muerta almacena 8.35 ± 4.2 ton C ha -1 ( ton C ha -1 ), contribuyendo entre el 1-2% al banco de C del ecosistema. Figura 2. Determinación de C en madera muerta dentro de la RBSK, Quintana Roo. Tabla 2. Biomasa y reservas de C (promedio y error estándar) en la biomasa de vegetación (aérea y raíces) de diferentes tipos de humedales costeros de la RBSK. Tipo de vegetación Manglar alto Manglar mediano Manglar chaparro Sabana (manglar/ pastos) Sitio Aérea Biomasa (ton ha -1 ) Raíces C (ton C ha -1 ) Isla Pitaya (45.4) (71.1) (45.4) Cayo Culebra (22.3) (26.7) (19.0) Hualaxtoc (16.8) 83.4 (16.1) 72.9 (12.3) Laguna Negra (18.4) 74.5 (18.2) 71.1 (14.2) Xamach 3.0 (0.4) 14.1 (1.5) 6.7 (0.7) La Raya 7.0 (1.1) 26.6 (3.0) 13.1 (1.6) El Playón 6.5 (1.7) 19.6 (5.3) 10.2 (2.7) 23.4 (3.0) - pastos n.a. Punta Gorda manglar n.a (1.5) 16.2 (2.2) pastos n.a Vigía chico 1.0 (0.3) manglar 0.8 (0.3) - manglar 8.9 (1.2) Reserva de C en suelos La mayor parte de la reserva de C de los humedales costeros de la RBSK se encontró en el suelo, almacenando alrededor del 85 % del banco de C del ecosistema. En el suelo de esta zona, un porcentaje considerable del C se encuentra como carbonato (carbono inorgánico) (1-83%), pero en términos de reservas de C, sólo es interesante el carbón orgánico. En promedio, los humedales costeros tuvieron ± 42.3 ton C ha -1.

5 Los manglares altos tuvieron bancos promedio de 764 ± ton C ha -1, los cuales son significativamente más altos que los de manglares medianos (440.9 ± 31.2 ton C ha -1 ), manglares chaparros (288.3 ± 19.3 ton C ha -1 ) y las sabanas, las cuales tuvieron los bancos de C en el suelo más bajos (107.1 ± 16.2 ton C ha -1 ) (Tabla 3). La reserva de C orgánico más grande (1142 ton C ha -1 ) se encontró en el sitio Isla Pitaya, manglar asociado a un manantial de agua dulce (Figura 3). Figura 3. Bancos de C en A) vegetación aérea y madera muerta; B) suelos a varias profundidades y raíces. Notar que la escala y es diferente para los dos paneles. Los datos son promedios por sitio y error estándar. T1= Isla Pitaya, T2= Cayo Culebra, M1= Hualaxtoc, M2= Laguna Negra, D1= Xamach, D2= La Raya, D3= El Playon, S1 = Punta Gorda, S2= Vigia Chico.

6 Figura 4. Distribución espacial de los bancos de C de los humedales de la RBSK Tabla 3. Bancos de C (promedio e intervalo de confianza al 95%) en diferentes tipos de humedales costeros en la RBSK. Tipo de vegetación Manglar alto Manglar mediano Manglar chaparro Sábana(manglar/ pastos) Sitio C (ton ha -1 ) Isla Pitaya (16.6) Cayo Culebra (9.1) Hualaxtoc (12.5) Laguna Negra (7.8) Xamach (5.8) La Raya (6.6) El Playon (7.9) Punta Gorda (7.3) Vigia chico 74.0 (4.3) Tabla 4. Banco de C en los humedales de la Reserva de la Biosfera de Sian Ka an Reserva de C Tipo de vegetación Área (ha) (Mton) Fuente de área de vegetación Manglar (chaparro, mediano) CONABIO (2009) Vegetación de peten (manglar alto) Series III, INEGI (2005) Tulares (sabanas) Inventario Nacional Forestal CONAFOR (2000) TOTAL 172,

7 Bancos de C Extrapolando los datos de la tabla 3 con las extensiones de los tipos de manglar obtenidos de la CONABIO, INEGI y CONAFOR se obtuvieron los bancos de C de la Reserva (Tabla 4, Figura 4). Del área de manglar se obtuvo un rango de reserva de C; un mínimo si todo el bosque fuera manglar chaparro y un máximo si todo el bosque fuera manglar mediano. Del área de vegetación de peten costero, se obtuvo las reservas de carbono de los manglares altos asociados a petenes. Finalmente del área de lo que llaman tular se obtuvo la reserva de C de las áreas de sábana. Valoración del ecosistema Con base a las estimaciones de bancos de carbono de acuerdo a tipo y extensión de vegetación, en la tabla 5 se puede apreciar que la Reserva de la Biósfera de Sian Ka an tiene un reservorio de carbono equivalente a entre ,500 y ,800, dependiendo del mercado y extensión considerada. Es importante resaltar que esta cantidad no considera ningún otro servicio ambiental brindado por la vegetación (incluyendo protección de costas ante huracanes, provisión de hábitats para especies de alta importancia pesquera, y saneamiento de cuerpos de agua, por mencionar algunos). Tabla 5. Banco de C en los humedales de la Reserva de la Biosfera de Sian Ka an Vegetación Área (ha) Reserva de C (ton de C) Precio EU ( 7.36/ha) Precio CER ( 3.85/ha) Manglar (chaparro, mediano) Vegetación de Petén (manglar alto) 58, ,200,000 31, 000, ,592, ,160,000 66,220, ,350, ,000 6,844,800 3,580,500 Tulares (sabana) 112, ,600,000 92,736,000 48,510,000 Total 172, ,730,000-44,530, ,172, ,740, ,310, ,440,500 Conclusiones Los manglares de la RBSK se encuentran en buen estado de conservación y presentan tipos de manglar únicos en el mundo. Los bosques de manglar asociados a petenes/manantiales de agua dulce y los manglares chaparros de baja estatura tienen características muy interesantes. Los primeros cuentan con valores promedio excepcionales de C (> 1000 ton ha -1 ) y los segundos tienen una densidad de árboles muy alta. Es interesante notar que los bosques de manglar chaparro de esta zona tengan sólo 1-2m de altura pero cuentan con almacenes de C comparables con los de un bosque o una selva. Los bancos de C en los humedales costeros de la RBSK variaron con el tipo de vegetación, los bancos de C más altos se encontraron en manglares altos asociados a petenes/manantiales de agua dulce, seguidos de manglares altos no asociados a manantiales, manglares medianos, chaparros y finalmente las sabanas, las cuáles tuvieron los bancos de C más bajos.

8 Los manglares de la RBSK poseen cantidades excepcionales de C que exceden las de cualquier bosque terrestre. La mayor parte de los bancos de C se encuentra almacenada en el sedimento. La cantidad de C que almacena la reserva es de entre Mton C, lo cual equivale a las emisiones anuales de México durante 1975 (138 Mton CO 2 ) (International Energy Agency, 2010). Si se destruyeran los humedales de Sian Ka an, se emitiría a la atmosfera la misma cantidad de CO 2 en un día que el 35% de las emisiones anuales de México o las emisiones que produce anualmente todos los medios de transporte del país. De acuerdo al mercado utilizado, la cantidad de C que almacena la RSBK varía entre ,500 y ,800. Esta cantidad no considera ningún otro servicio ambiental brindado por la vegetación. Recomendaciones y notas finales En zonas donde los humedales se están perdiendo por fuegos (sabanas) o por modificaciones a la hidrología (por ejemplo, zonas del Playón) se están emitiendo a la atmósfera una cantidad de C proporcional a su almacén. Por ello se recomienda monitorear la estructura de los humedales para detectar cambios a tiempo y realizar las actividades de restauración en zonas donde se haya modificado la hidrología (por ejemplo, la construcción de canales que permitan el flujo del agua) o que estén bajo algún tipo de estrés. Resultados adicionales de esta investigación muestran que los bancos de C están asociados con las concentraciones de fósforo en el sedimento. Por ello es posible, que cambios en la estructura de los manglares se deba a incrementos en los niveles del fósforo (ya sea por contaminación o por la elevación media del mar). Con base a esto, se recomienda monitorear los humedales para detectar cambios en su estructura que puedan indicar un aumento del fósforo, como es la invasión de los manglares a zonas de sabanas o viceversa, crecimiento de manglares chaparros, y/o deterioro de manglares altos. Finalmente, los detalles de este estudio serán sometido a revisión a una revista internacional arbitrada (Forest Ecology and Management). Esperemos que a finales de este año (2012) se tenga la publicación impresa para divulgar los detalles de esta investigación. Bibliografía Adame, M. F., Virdis, B., & Lovelock, C. E. (2010). Effect of geomorphological setting and rainfall on nutrient exchange in mangroves during tidal inundation. Marine and Freshwater Research, 61( ). Alongi, D. M. (2002). Present state and future of the world s mangrove forests. Environmental Conservation, 29(3), Barbier, E. B. (2006). Natural barriers to natural disasters: replanting mangroves after the tsunami. Frontiers in Ecology and the Environment., 4(3), Bouillon, S., Borges, A. V., Castañeda-Moya, E., Diele, K., Dittmar, T., Duke, N. C., Kristensen, E., et al. (2008). Mangrove production and carbon sinks: a revision of global budget estimates. Global Biogeochemical Cycles, 22(GB2013), 1-12.

9 Costanza, R., D Arge, R., de Groot, R., Farber, S., Grasso, M., Hannon, B., Limburg, K., et al. (1997). The value of the world s ecosystem services and natural capital. Nature, 387, Donato, D. C., Kauffman, J. B., Murdiyarso, D., Kurnianto, S., Stidham, M., & Kanninen, M. (2011). Mangroves among the most carbon-rich forests in the tropics. Nature Geoscience, 4, 1-4. Mumby, P. J. (2006). Connectivity of reef fish between mangroves and coral reefs: Algorithms fo the design of marine reserves at seascape scales. Biological Conservation, 128, Murray, M. R., Zisman, S. A., Furley, P. A., Munro, D. M., Gibson, J., Ratter, J., Bridgewater, S., et al. (2003). The mangroves of Belize. Part 1: distribution, composition and classification. Forest Ecology and Management, 174,