Inventario carbono orgánico en los suelos de México: segunda aproximación

Transcripción

1 Inventario carbono orgánico en los suelos de México: segunda aproximación C. Balbontín, F. Paz, J. Etchevers Colegio de Postgraduados-INEGI INTRODUCCION Con el propósito de dar seguimientos a los acuerdos suscritos por los Estados Unidos Mexicanos, signatario del protocolo de Kioto, referente a los inventarios de emisiones de gases efecto invernadero, se realizó una recopilación y análisis de información del contenido carbono orgánico presentes en los primeros 30 cm de los suelos de México para los años 1993 y Posteriormente se analizó su distribución en los grupos de vegetación, ecorregiones y tipos de suelos de acuerdo a lo establecido en las directrices del IPCC definidas en las Good Practices Guidance for LULUCF. Esta segunda aproximación mejora el ejercicio previo, ya que incorpora información no considerada anteriormente y define relaciones edafológicas específicas para el caso de México. Adicionalmente se realiza una discusión de los problemas encontrados en el proceso de la información y se definen estrategias para corregirlos. BASES DE DATOS UTILIZADAS La base de datos de carbono orgánico de los suelos (COS) del territorio mexicano generada en el presente estudio recopiló valores publicados, y próximos a publicar, del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI, 2004) correspondiente principalmente al año Por otra parte, también se recabó información publicada por SEMARNAT-CP ( ), que correspondió principalmente al periodo Las fechas de muestreo de los puntos indicados corresponden a diferentes campañas de muestreo del INEGI y de estudios SEMARNAT-CP. Considerando que los valores de carbono orgánico no varían grandemente en el corto plazo, se les asignó genéricamente la etiqueta año 1993 a la mayoría de los proporcionados por INEGI y año 2002 a los correspondientes al SEMARNAT-CP, más un grupo pequeño de datos recientes de INEGI que no han sido aún publicados por éste Instituto. La suma total de sitios considerados en este inventario alcanzó los 13,332, de los cuáles los agrupados en el año base 1993 fueron 8,664 y 4,668, los del año base En la Figura 1 se indica la ubicación espacial de los sitios de muestreo para los 2 años. En la primera aproximación que fue incluida en el informe para el PNUD, sólo se utilizó la información de En el presente estudio se mejoran las estimaciones

2 de carbono, al incluir los datos disponibles correspondiente al año base 2002, después de su proceso para adecuarlos al formato establecido para el año base de a b Figura 1. Distribución de los sitios de muestreo para los años base 1993 (a) y 2002 (b).

3 Como se aprecia en la Figura 1, la densidad de puntos en el año base 1993 es más alta que la registrada para el año Esta situación no significa una baja representatividad del muestreo ya que afortunadamente la cobertura espacial es muy uniforme sobre la superficie nacional. PROCESO DE LA INFORMACION PARA SU HOMOGENEIZACION La base de datos de SEMARNAT-CP ( ) sólo cuenta con información del COS (materia orgánica, MO, en %) hasta la profundidad de 20 cm., por lo que fue necesario realizar un proceso de restitución de información a la profundidad de 30 cm. Para esto se utilizaron 4,248 perfiles de suelo de INEGI (2004) para definir relaciones entre ambas profundidades, usando los tipos/subtipos de suelos como criterio de homogeneidad del COS. El Cuadro 1 muestra las relaciones encontradas para todos los tipos/subtipos disponibles (-999 significa dato faltante o no posible de estimar). La relación de restitución fue: MO30 cm a bmo20 cm (1) En el caso de que algún tipo/subtipo de suelo no tuviera una relación, el procedimiento consistió en el uso de una relación general construida utilizando toda la base de datos (ver último renglón del Cuadro 1). Cuadro 1. Relaciones de restitución de profundidades Tipo/Subtipo (FAO 68) No. de datos a b r 2 Ag Ah E Ao Ap E Bc E Bd E Be E Bf E Bg E Bh Bk E Bv E Ch Ck Cl E E E Gc Gd Ge Gh Gm Gp Gv

4 Hc E Hg Hh Hl E I E Jc E Je E Jg Kh Kk E Kl E l Lc E Lf E Lg Lk Lo Lp Lv Nd E Ne Oe Qc E Ql Rc E Rd Re E Sa E Sg E Sm So E Th E Tm To Tv U E Vc E Vp E Wd We E Wh Wm E Ws E Xg Xh E Xk E Xl E Yg E Yh E Yk E Yl E Yt E

5 Zg E Zm E Zo E GENERAL 4, E Por otra parte, considerando que la base de datos del COS para 1993 no cuenta con información de densidad aparente del suelo (DA) y que para la base de 2002 no se cuenta con esta información para todos los datos, se procedió a la estimación de la DA utilizando para esto los valores propuestos por Batjes (1997) y la información de DA de la base de Usando como criterio de homogeneidad de la DA a los tipos/subtipos de suelos, se analizó los 1,820 datos con información de DA de la base de 2002 y se calcularon los promedios por cada clase definida. El criterio de asignación de la DA a un tipo/subtipo de suelo consistió en: Si había tres o más datos en un tipo/subtipo de suelo se asignó el valor promedio como representativo de esta clase (código 1 en el Cuadro 2). Si el número de datos era menor a tres, el valor propuesto por Batjes (1997) se utilizó como representativo del tipo/subtipo de suelo (código 0 en el Cuadro 2) El Cuadro 2 muestra los resultados obtenidos del proceso mencionado. Cuadro 2. Asignación de la DA a los tipos/subtipos de suelos FAO 68. Tipo/Subtipo (FAO 68) DA Batjes No. Datos DA Min. DA Max. DA Prom DA Desvest Código DA asignada A Af Ag B Bx C Cg D Dd De Dg F Fa Fh Fo Fp Fr Fx G Gd Gh Gx

6 H J Jt K L La M Mg Mo N O Od Ox P Pf Pg Ph Pl Po Pp Q Qa Qf Ql R Rx S Sm T Tv V W Wd Wx X Xy Y Yt Yy Z Hg Jd Zt Bg Ch Gc Nd Nh Oe Sg So U

7 Wh Ws Ap Gp E Kh Lp Lv E Tm Bh Ck E Cl E Jc Lg Zm Gm Lk Ne Yl Bf Ge Qc Yk Zg Bv Lf Bd Bk Kk Rd Wm Kl Zo Lo Xk Xl Yh Ah Th Bc Ao We Hc Je Hl To Be Xh Rc Lc Vc Re E

8 Bh Ck Cl Jc Lg Zm Gm Lk Ne Yl Bf Ge Qc Yk Zg Bv Lf Bd Bk Kk Rd W Kl Zo Lo Xk Xl Yh Ah Th Bc Ao We Hc Je Hl To Be Xh Rc Lc Vc Re E I Hh Vp DA (g/cm 3 ) I Hh Vp La Figura 2 muestra un gráfico de análisis de congruencia entre los valores propuesto por Batjes (1997) y los estimados. Los valores sombreados en amarillo en el Cuadro 2 indican que el valor de Batjes está fuera del rango estimado con la base de 2002 (10 datos). En esta aproximación se decidió utilizar los valores estimados, aún cuando estuvieran alejados del valor definido por Batjes (1997) Mínimo Promedio Máximo Batjes 0 Tipo/Subtipo de Suelo Figura 2. Análisis de congruencias entre las DA estimadas y las propuestas por Batjes (1997) Con los procesos discutidos se logró que las dos bases de datos contaran con la información requerida para la realización de inventarios de suelos para los años bases disponibles. Con relación a los valores de MO (%) de las bases de datos, se procedió a un análisis de discriminación. Los valores seleccionados fueron validados mediante un análisis de congruencia entre los valores reportados por los levantamientos de campo de INEGI y criterios edafológicos, climáticos y de vegetación. Así, cada valor de carbono fue validado al analizar su ubicación dentro de las capas vectoriales contenidas en (Figura 3): - Información Geográfica Edafología Serie I escala 1: 250,000 (INEGI, 2002) - Climas de la República Mexicana (García, 1998) - Uso de suelo y vegetación series II y III (INEGI, 1996 y 2003)

9 a b Figura 3. (a) Mapas climas de México (García, 1990) y (b) de edafología (INEGI, 2003) Los valores que no correspondieron al rango definido para su grupo, dentro de cada agrupación, no fueron considerados al momento de calcular el promedio general de carbono del suelo. Para este análisis se consideró la opinión y la experiencia de los levantadores directos de la información de INEGI en campo, ya que en ciertas ocasiones la cartografía de climas o vegetación pueden no coincidir con la realidad, debido a la generalización que se provoca por la adopción de una escala de trabajo. Los valores de contenido de carbono fueron estandarizados a los primeros 30 cm del suelo, debido a que en esta profundidad es donde se intensifican los efectos antrópicos (IPCC, 2003). Para calcular los valores de carbono en los primeros 30 cm del perfil de suelo se realizó una ponderación del contenido porcentual por cada centímetro de profundidad de suelo y posteriormente se sumaron los porcentajes

10 individuales para llegar a la profundidad requerida. En los sitios con perfiles menores de 30 cm se consideró la profundidad efectiva. Posteriormente los grupos de suelos fueron reagrupados según lo indicado en el enfoque del IPCC para inventarios de carbono en el suelo (Cuadro 3). Cuadro 3. Clasificación de los tipos de suelos según WRB, USDA y su equivalente para IPCC. Clasificación WRB USDA IPCC Albeluvisoles Leptosoles Alfisoles básicos Alisoles Luvisoles Aridisoles Calcisoles Phaeozemes Inceptisoles Cambisoles Regosoles Mollisoles Chernozem Solonetz Vertisoles Gypsisoles Umbrisoles Kastanozem Vertisoles Acrisoles Alfisoles ácidos Durisoles Oxisoles Ferralsoles Ultisoles Suelos con arcillas de alta actividad (HAC) Suelos con arcillas de baja actividad (LAC) Lixisoles Nitisoles Arenosotes Psammentes Arenosos Podzoles Spodosoles Espódicos Andosoles Andisoles Volcánicos Gleysoles Aquic Tierras húmedas (no- Histosoles) Adaptado de las Directrices del IPCC (IPCC, 2003) La asignación a los grupos de suelos del IPCC estuvo basada en la taxonomìa de los suelos del INEGI (FAO 68). RESULTADOS OBTENIDOS El resultado del contenido de carbono en el suelo, al realizar un agrupamiento general de los valores reportados, es congruente con la distribución de los climas y las zonas con mayor productividad de biomasa (Figura 4)

11 Figura 4. Distribución espacial del COS de las dos bases de datos. De acuerdo a las definiciones del IPCC en el agrupamiento de las diferentes unidades de suelo se puede indicar que los muestreos arrojan una alta concentración de puntos en la clasificación HAC (High Activity Clay por sus siglas en inglés) seguido por los suelos arenosos con un 18% de los valores reportados. Esta situación puede deberse por un lado a la alta presencia de este tipo de suelo o a una deficiencia en la metodología del muestreo. Un análisis del COS por tipo de suelo definido por IPCC se señala en el Cuadro 4. Cuadro 4. Valores de COS (ton ha -1 ) por tipo de suelo IPCC para los años base 1993 y 2002 Suelo IPCC Año HAC Promedio n % % LAC Promedio n % % Arenosos Promedio n % % Volcánicos Promedio n % % Wetland (no-histosol) Promedio n % % Total Promedio Total Cuenta

12 En un análisis general de los suelos de México (0-30 cm), se puede indicar que los valores más altos de COS se concentran en los suelos de origen volcánico con valores de 102 ton ha -1, promedio de los dos años base, seguidos de los denominados HAC (arcillas de alta actividad) con 71 ton ha -1. Estos valores son concordantes con los reportados por IPCC en sus guías para los valores por defecto. Por otro lado, al realizar un análisis de los valores de COS de acuerdo a los tipos de vegetación, Figura 5 y Cuadro 5, se puede ver una alta concordancia entre las especies vegetales y climas que permiten el desarrollo de biomasa en altas cantidades y altos niveles de COS en los suelos. Cuadro 5. Valores de COS (ton ha -1 ) por tipo de vegetación. Uso de suelo Año Bosque de Coníferas Promedio n % % Bosque de Coníferas-Latifoliadas Promedio n % % Bosque de Coníferas-Latifoliadas-vegetación secundaria Promedio n % % Bosque de Coníferas- vegetación secundaria Promedio n % % Bosque Latifoliadas Promedio n % % Bosque Latifoliadas- vegetación secundaria Promedio n % % Humedal Promedio n % 6 0.1% IAPF Promedio n % % Manglar Promedio n % 9 0.2% Matorral Promedio n % % Matorral- vegetación secundaria Promedio n % % Otros Promedio n % % Palmar Promedio n 1 0.0% 1 0.0% Pastizal natural Promedio n % % Selva Alta y Mediana Promedio n % % Selva Alta y Mediana- vegetación secundaria Promedio n % % Selva baja Promedio n % % Selva baja- vegetación secundaria Promedio n % % Promedio Cuenta

13 Selva baja-veg sec Bosque de Coniferas Bosque de Coniferas- Latifoliadas Bosque de Coniferas- Latifoliadas-veg sec Bosque de Coniferas-veg sec Bosque Latifoliadas Bosque Latifoliadas-veg sec Humedal IAPF Manglar Matorral Matorral-veg sec Otros Palmar Pastizal natural Selva Alta y Mediana Selva Alta y Mediana-veg sec Selva baja COS (ton / ha) Figura 5. Estimación de COS para los años base 1993 y 2002

14 INCERTIDUMBRE EN LAS ESTIMACIONES Del ejercicio realizado en esta segunda aproximación sobresalen los siguientes puntos importantes para evaluar la incertidumbre de los inventarios: Cambiar la estrategia de estimación del COS en las clases de suelos y vegetación, en vez de usar un promedio simple emplear un promedio ponderado, que refleje la cantidad de datos disponibles y la superficie de las clases. Es altamente recomendable que se defina una estrategia de interpolación/escalamiento espacial que tome en cuenta la dispersión espacial de los datos y los factores de escala asociados a los muestreos. Con relación a las bases de datos es importante realizar un ejercicio detallado para mejorar: o Las estimaciones de la DA usando información de INEGI y de otras fuentes y validarlas con observaciones de campo. Se recomienda utilizar y validar otras estrategias de homogeneidad espacial. Asimismo, es importante analizar funciones de pedotransferencia que reduzcan la incertidumbre en las estimaciones de la DA. o Las estimaciones del porcentaje de fragmentos grueso (> 2mm) en los suelos, para corregir las estimaciones del COS por este factor. Se recomienda el análisis de la información indirecta disponible del INEGI para este fin. o La base de datos de INEGI de 1993, se recomienda revisar los valores originales, para analizar el efecto de utilizar grupos de años como un estimado del año base Es altamente recomendable que el esfuerzo del Inventario Nacional de la Comisión Nacional Forestal, en proceso, incluya la recolección de muestras de suelo en los sitios de muestreo, para poder así contar con información simultánea del COS y de la vegetación. Esta es una oportunidad única que no debe desaprovecharse.

15 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Batjes, N.H., 1997, A World data set of derived soil properties by FAO-UNESCO soil unit for global modelling, Soil use and management, 13: 9-16 García, E., Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). Climas (Clasificación de Köppen, modificado por E. García). Escala 1:1 000,000. México. INEGI, 2004, Información Nacional sobre Perfiles de Suelo Versión 1.2. INEGI, 2002, Información Geográfica sobre edafología. Serie I escala 1:250,000. México. INEGI, 2000, XII Censo General de Población y Vivienda. Datos Tabulados Básicos e Integración Territorial por localidad (Iter). México D.F. Intergubernamental Panel on Climate Change (IPCC), 2003, Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. Edited by Jim Penman, Michael Gytarsky, Taka Hiraishi, Thelma Krug, Dina Kruger, Riitta Pipatti, Leandro Buendia, Kyoko Miwa, Todd Ngara, Kiyoto Tanabe and Fabian Wagner. Published by the Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the IPCC. SARH Inventario Nacional Forestal Periódico. México, D.F. 81 pp. SEMARNAT-CP, , Evaluación de la degradación de los suelos causada por el hombre en la República Mexicana, a escala 1:250,000, Memoria Nacional, D.F., México