Para optar el Título Profesional de Ingeniera Ambiental Huancayo, 2014 FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental Tesis Indira Angela Luza Eyzaguirre Stock de carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en bosques andinos, Huancayo, Perú, 2013 Estudio realizado en los bosques andinos de Viques y la Hacienda Chorrillos ubicados en la Provincia de Huancayo, Departamento de Junín Esta obra está bajo una Licencia "Creative Commons Atribución 4.0 Internacional" . ii DEDICATORIA A mis grandes inspiraciones: mi familia, mi país, la ciencia y el arte. A la cosmovisión andina quien comprende perfectamente el entorno geográfico. A nuestra cultura peruana la cual dejó un gran legado lleno de tradiciones valiosas con mucha identidad; por la gran diversidad socio - ecológica que caracteriza como único al Perú. A la magnífica Gea por su gran flujo de energía, único - hasta ahora - en el universo. iii AGRADECIMIENTOS A la música que por medio de mis bandas favoritas inspiraron a que esta investigación siga y porque el hombre canaliza tantas emociones. Agradezco primeramente a todas esas estupendas mentes de genios que pasaron a la historia y quienes me transmitieron tanto con cada letra impresa por las cuales se convirtieron en mis mentores. Al gran investigador e inventor James Lovelock por su Hipótesis de GAIA, generadora de grandes debates; a Aldo Leopold por su gran y revolucionario artículo “La ética de la Tierra”, así mismo a Alvin Tofler por su obra “La tercera ola” y a los grandes científicos investigadores: Eugene Odum y Antonio Brack Egg por transmitirme tanto conocimiento ecológico. Agradezco infinitamente a mi mamá y hermanitos por su apoyo incondicional y por ser parte de cada salida a campo para obtener todos los datos que hicieron realidad esta investigación y a mi papá por su interés pese a la distancia. A mis asesores de tesis: Ing. Miguel Garay por su apoyo y confianza en este tema de investigación y al Ing. Luis Suarez por su impresionante disposición para la investigación en el ámbito ambiental, porque admiro su gran capacidad de interpretación, análisis, por mostrarme las ideas fascinantes que se pueden lograr tan solo investigando y por enseñarme que “El fin primordial de la investigación es la de contribuir a la solución de necesidades de la sociedad en base a resultados científicos”. A Surazul; la persona más especial, única y el más completo que haya conocido mi eterno agradecimiento por todas aquellas conversaciones llenas de debates de todo tipo, por todos aquellos momentos tan intensos; gracias por la inspiración que me diste, gracias por compartir una magnífica historia conmigo y por ayudarme a descubrir un nuevo mundo lleno de tanta fantasía y emociones. Agradezco todas las maravillosas enseñanzas de toda la experiencia y conocimiento transmitido de las personas más geniales que haya conocido: - “Echemos a andar este carro tan lindo llamado: Perú” Dr. Jorge Ferrer – Docente de Responsabilidad Social; quien guio ésta idea de investigación iv hacia lo que ahora es, por ser mi mentor en gran parte de mi filosofía socio – ambiental, por su gran motivación y ánimos por hacer crecer la patria y por compartir las distintas herramientas y cosas lindas que se pueden lograr en mi carrera. - Al Dr. Francisco Tarazona – Docente de Fenómenos de Transportes; por la pasión puesta en cada clase, por tanta experiencia transmitida y por su disposición, iniciativa y motivación en el Semillero de Investigación. - Al Ing. Guillermo Jaramillo – Docente de Modelado y Simulación; por sus enseñanzas, por su preocupación del avance de esta tesis y por enseñarme la otra cara de la ciencia: El modelado con herramientas ambientales como software es importante para la investigación ambiental. - “Que todas las cosas que hagas tengan significado, que sirvan para la eternidad” Mg. David Pizarro – Docente de Lógica; un docente de quien aprendí que el campo ambiental está intrínseco en todo aspecto antropológico. - Al Lic. Wilmer Medina – Docente de Ética por sus revistas sobre cosmovisión andina e identidad social que me ayudaron a comprender el lado humano de la sociedad. - A la Ing. Olga Kostenko – Docente de Gestión de Residuos Peligrosos y Contaminación de Aguas, por transmitir su visión sobre el mundo y por contarme la fascinante historia de Chérnobyl. - A la profesora Luz Supo – Docente de Estadística por enseñarme que “La importancia de las investigaciones no solo está en elaborar proyectos…” y sobre la gran importancia de las estadística en toda investigación. A Trilce Guerra, Naty Huari, Julio Capacyachi, Daryl Estrella, Gaby Buendía, Janet Baltazar, Miguelito Domínguez, Daniel Asorza, Joseph Sedano, Alfonso Márquez, Santiago y Yanina Escobar por hacer de mis días en la universidad tan divertidas y por los únicos y especiales momentos compartidos. Agradezco al decano de mi facultad: Ing. Ricardo Salcedo por su presencia inesperada en aquel evento de gran importancia para mí; a la Ing. Jacqueline Hilario Pérez por su ayuda en las gestiones para hacer viable esta investigación, al Ing. Eleuterio Torres quien le dio visión a esta idea, al Dr. Hildegardo Córdova quien por medio del Coloquio de la PUCP mostró interés en este tema, a la organización de v Graña y Montero por hacerme partícipe del concurso “Estructurando tus ideas” con el artículo de esta investigación y al Ing. William Porras Subgerente de Desarrollo Social y Comunal, quien hizo viable el acceso al bosque de Viques. Agradezco a los encargados de la hacienda de Chorrillos y a su anímica mascota: Fausto; quien hizo que la toma de datos sea muy divertida. vi INDICE RESUMEN XIV CAPITULO I: INTRODUCCION 1 1.1. FUNDAMENTACIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1 1.2. OBJETIVOS 3 1.2.1. OBJETIVO PRINCIPAL 3 1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3 1.3. JUSTIFICACIÓN 4 1.3.1. JUSTIFICACIÓN TEÓRICA 4 1.3.2. JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL 4 1.3.3. JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA 4 1.4. DELIMITACIÓN 5 1.4.1. DELIMITACIÓN ESPACIAL 5 1.4.2. DELIMITACIÓN TEMPORAL 5 1.4.3. DELIMITACIÓN TEÓRICA 5 1.5. FUNDAMENTACIÓN Y FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS 5 HIPÓTESIS GENERAL 5 HIPÓTESIS ESPECIFICAS 6 1.6. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE VARIABLES 6 CAPITULO II: MARCO TEORICO 8 2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA 8 2.2. BASES TEÓRICOS 15 I. CAMBIO CLIMÁTICO: 15 II. EFECTO INVERNADERO: 17 III. GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI): 19 IV. CO2: 19 V. PROTOCOLO DE KIOTO: 21 VI. MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO (MDL): 21 VII. REDUCCIÓN DE EMISIONES Y DEGRADACIÓN FORESTAL (REDD): 22 VIII. MERCADO DE BONOS DE CARBONO: 24 IX. PAGO POR SERVICIOS AMBIENTALES (PSA): 26 X. CICLO DEL CARBONO: 27 XI. VALORACIÓN ECONÓMICA DE LOS BONOS DE CARBONO: 32 XII. STOCK DE CO2: 33 XIII. SUELO 34 XIV. BIOMASA: 39 XV. MÉTODOS DE MEDICIÓN DEL STOCK DE CARBONO: 41 XVI. EUCALYPTUS GLOBULUS LABILL: 44 2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS 46 I. BIOMASA: 46 II. SOTOBOSQUE: 46 III. SUELO: 47 IV. CARBONO: 47 V. CAMBIO CLIMÁTICO: 47 VI. SERVICIOS AMBIENTALES: 47 vii VII. SERVICIOS ECOLÓGICOS: 47 VIII. VALOR ECOLÓGICO: 47 IX. BOSQUES ANDINOS: 48 CAPITULO III: METODOLOGIA 49 3.1. TIPIFICACIÓN Y MÉTODO DE LA INVESTIGACIÓN 49 3.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 49 3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA 50 3.3.1. DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN 50 3.3.2. DETERMINACIÓN DE LAS MUESTRAS PARA ESTIMAR EL STOCK DE CARBONO 53 3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 55 FASES DE LA INVESTIGACIÓN 55 1º. FASE DE PLANIFICACIÓN 56 1.1. Recopilación de información y revisión bibliográfica: 56 1.2. Gestión para los permisos respetivos: 56 1.3. Adquisición de los equipos, herramientas e instrumentos requeridos: 56 2º. FASE DE EJECUCIÓN 56 2.1. Protocolos 56 2.1.1. Biomasa aérea 58 2.1.2. Sotobosque 60 2.1.3. Suelos 61 2.2. Interpretación de resultados para las muestras de suelo 63 2.3. Valoración económica de los ecosistemas forestales 64 CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSION 65 4.1. TRATAMIENTO, ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 65 4.1.1. VARIABLE INDEPENDIENTE: 65 4.1.1.1. Clima: Temperatura y precipitación promedio 65 4.1.1.2. Topografia 66 4.1.1.3. Hidrografia 68 4.1.1.4. Ecorregión 70 4.1.2. VARIABLE DEPENDIENTE: 72 4.1.2.1. Datos obtenidos de la Biomasa Aérea 73 4.1.2.2. Datos obtenidos del Sotobosque 77 4.1.2.3. Datos obtenidos del Suelo 81 4.1.2.4. Datos comparativos entre componentes 86 4.1.2.5. Valoracion económica de los bosques andinos 89 4.2. PRUEBA DE HIPÓTESIS 93 4.2.1. NIVEL DE SIGNIFICANCIA (Α) 93 4.2.2. RESULTADOS DEL ESTADÍSTICO DESCRIPTIVO 93 4.2.3. DETERMINAR EL TIPO DE DISTRIBUCIÓN QUE SIGUEN LOS DATOS "SPSS” 95 4.2.4. IGUALDAD DE VARIANZA EN “SPSS” 95 4.2.5. ANÁLISIS DE LA HIPÓTESIS GENERAL 96 4.2.5.1. Elegir el estadístico de prueba 97 4.2.5.2. Resultados de la prueba paramétrica t-Student 97 4.2.5.3. Tomar la decisión (aceptar o rechazar) 97 4.2.5.4. Resultados de la prueba no paramétrica de WILCOXON para muestras independientes (Statdisk) 98 viii 4.2.5.5. Tomar la decisión (aceptar o rechazar) 98 4.2.6. ANÁLISIS DE LAS HIPÓTESIS ESPECÍFICA 1 99 4.2.6.1. Análisis en componentes de la Hacienda Chorrillos 99 4.2.6.2. Prueba de componentes en el bosque de Viques 100 4.2.7. ANÁLISIS DE LAS HIPÓTESIS ESPECÍFICA 2: CHORRILLOS 101 4.2.7.1. Stock de carbono respecto a la temperatura (ºC) 101 4.2.7.2. Stock de carbono respecto a la altitud (m.s.n.m) 102 4.2.7.3. Stock de carbono respecto a la pendiente (%) 103 4.2.7.4. Stock de carbono respecto a la precipitación (mm) 104 4.2.8. ANÁLISIS DE LAS HIPÓTESIS ESPECÍFICA 2: VIQUES 105 4.2.8.1. Stock de carbono respecto a la temperatura (ºC) 106 4.2.8.2. Stock de carbono respecto a la altitud (m.s.n.m) 107 4.2.8.3. Stock de carbono respecto a la pendiente (%) 108 4.2.8.4. Stock de carbono respecto a la precipitación (mm) 109 4.2.9. ANÁLISIS DE LAS HIPÓTESIS ESPECÍFICA 3 111 CONCLUSIONES 112 RECOMENDACIONES 116 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 119 ANEXOS 123 I. MATRIZ DE CONSISTENCIA 123 TIPIFICACIÓN Y MÉTODO DE LA INVESTIGACIÓN 123 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 123 POBLACIÓN Y MUESTRA 123 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 123 II. EVIDENCIAS FOTOGRÁFICAS 125 III. EVIDENCIAS DEL ANÁLISIS REALIZADO EN EL LABORATORIO DE LA UNALM EN LIMA 130 ix Tablas Tabla 1: Operalización de variables. _______________________________________________ 7 Tabla 2: Biomasa total estimada y carbono almacenado por sitio de estudio en el centro del estado de Veracruz. ____________________________________________________________ 10 Tabla 3: Metodología para determinar las parcelas. _________________________________ 11 Tabla 4: Carbono Almacenado para cada estrato estudiado. _________________________ 13 Tabla 5: Valores del Carbono total. _______________________________________________ 13 Tabla 6: Fuentes generadoras de GEI según el CONAM (2002). ______________________ 18 Tabla 7: Emisiones históricas de CO2. _____________________________________________ 20 Tabla 8: Medida anual del CO2 a nivel mundial _____________________________________ 20 Tabla 9: Medida histórica del nivel de CO2 _________________________________________ 20 Tabla 10: Compromiso del Protocolo de Kioto. _____________________________________ 21 Tabla 11: Principales Servicios Ambientales de los ecosistemas forestales _____________ 27 Tabla 12: Producción y reservas de carbono de los ecosistemas terrestres _____________ 28 Tabla 13: Coste del carbono captado por nuevas plantaciones mediante forestación o reforestación ___________________________________________________________________ 33 Tabla 14: Beneficios ambientales del Eucalypto globulus labill. _______________________ 45 Tabla 15: Tipo y método de investigación. _________________________________________ 49 Tabla 16: Diseño de la investigación. ______________________________________________ 49 Tabla 17: Alcance de la investigación. _____________________________________________ 50 Tabla 18: Especificaciones de la población del bosque de Viques. ____________________ 51 Tabla 19: Especificaciones de la población del bosque Hacienda Chorrillos. ____________ 52 Tabla 20: Leyenda de la división de muestras en el bosque de Viques. ________________ 54 Tabla 21: Leyenda de la división de muestras en el bosque Hacienda Chorrillos. ________ 54 Tabla 22: Protocolo para la determinación de carbono en el componente aéreo, análisis en campo.________________________________________________________________________ 58 Tabla 23: Protocolo de fórmulas para la determinación de carbono en el componente aéreo. ______________________________________________________________________________ 59 Tabla 24: Procedimiento para la determinación de carbono en el componente de Sotobosque, análisis de campo. __________________________________________________ 60 Tabla 25: Procedimiento para la determinación de carbono en el Sotobosque, análisis en laboratorio. ____________________________________________________________________ 60 Tabla 26: Formulario para el análisis de gabinete para determinar el carbono en el Sotobosque. ___________________________________________________________________ 61 Tabla 27: Procedimiento para tomar muestra en campo en el Suelo. __________________ 61 Tabla 28: Protocolo para analizar en laboratorio las muestras de suelo recolectadas. ____ 62 Tabla 29: Formulario para el análisis de suelos. ____________________________________ 63 Tabla 30: Tabla de interpretación de salinidad y pH para el análisis de suelos según la UNALM. _______________________________________________________________________ 63 Tabla 31: Tabla de interpretación de materia orgánica, fósforo y potasio disponible para el análisis de suelos según la UNALM. ______________________________________________ 63 Tabla 32: Tabla de interpretación de las relaciones catiónicas para el análisis de suelos según la UNALM._______________________________________________________________ 63 Tabla 33: Tabla de interpretación de la clase textural para el análisis de suelos según la UNALM. _______________________________________________________________________ 63 Tabla 34: Valores de Nitrógeno en el suelo según Moreno (1998). ____________________ 64 Tabla 35: Valores de la densidad aparente para el análisis del suelo según Delgadillo. ___ 64 Tabla 36: Metodología para la valoración económica de los ecosistemas forestales. _____ 64 Tabla 37: Resultados del análisis de los Factores climatológicos. _____________________ 66 Tabla 38: Características topográficas de las zonas de estudio por sensoramiento remoto (Google Earth) _________________________________________________________________ 66 x Tabla 39: Resultados obtenidos de la Hidrografía. __________________________________ 69 Tabla 40: Resultados sobre el número de árboles inventariados, hectáreas y edad de los bosques andinos estudiados. ____________________________________________________ 74 Tabla 41: Resultados de la biomasa aérea total en toneladas de carbono y dióxido de carbono almacenado. ___________________________________________________________ 76 Tabla 42: Resultados de la estimación de biomasa, carbono y dióxido de carbono en el Sotobosque. ___________________________________________________________________ 77 Tabla 43: Resultados de la densidad aparente, temperatura promedio y porcentaje de humedad en el suelo. ___________________________________________________________ 82 Tabla 44: Resultados del análisis de caracterización del suelo según el laboratorio de la UNALM. _______________________________________________________________________ 84 Tabla 45: Resultados finales de la reserva de carbono y dióxido de carbono en el suelo. _ 85 Tabla 46: Resultados obtenidos referido a la Valoración económica según el stock de carbono en los bosques andinos estudiados. _______________________________________ 90 Tabla 47: Nivel de significancia (α) para la prueba estadística. ________________________ 93 Tabla 48: Resultado del estadístico descriptivo en SPSS. ____________________________ 94 Tabla 49: Resultados de las medidas de posición de los datos. _______________________ 94 Tabla 50: Resultado de la prueba de normalidad mediante el análisis de Kolmogorov-Smirov en SPSS. _____________________________________________________________________ 95 Tabla 51: Criterio y calificación de NORMALIDAD según SPSS. ______________________ 95 Tabla 52: Criterio y conclusión del análisis de igualdad de varianzas en Excel. __________ 96 Tabla 53: Criterio para el análisis estadístico. ______________________________________ 96 Tabla 54: Análisis y planteamiento de la hipótesis general; prueba de dos colas o bilateral. 96 Tabla 55: Resultados de la prueba paramétrica de muestras independientes (t-Student) en SPSS. ________________________________________________________________________ 97 Tabla 56: Criterio, conclusión e interpretación de la prueba de hipótesis. _______________ 98 Tabla 57: Resultados de la prueba no paramétrica de Wilcoxon para muestras independientes con Statdisk. _____________________________________________________ 98 Tabla 58: Análisis y planteamiento de la hipótesis específica 1. _______________________ 99 Tabla 59: Resultados de la prueba Kruskal-Wallis para Chorrillos. _____________________ 99 Tabla 60: Resultados de la prueba Kruskal-Wallis para Viques. ______________________ 100 Tabla 61: Planteamiento de la hipótesis específica 2 para Chorrillos. _________________ 101 Tabla 62: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 101 Tabla 63: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la temperatura en Chorrillos. ______________________________________________________ 101 Tabla 64: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 102 Tabla 65: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la altitud en Chorrillos. _________________________________________________________________ 102 Tabla 66: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 103 Tabla 67: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la pendiente en Chorrillos. ________________________________________________________ 103 Tabla 68: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 104 Tabla 69: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la precipitación en Chorrillos. ______________________________________________________ 104 Tabla 70: Planteamiento de la hipótesis específica 2 para Viques. ___________________ 105 Tabla 71: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 106 Tabla 72: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la temperatura en Viques. ________________________________________________________ 106 Tabla 73: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 107 Tabla 74: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la altitud en Viques. ____________________________________________________________________ 107 xi Tabla 75: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 108 Tabla 76: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la pendiente en Viques. __________________________________________________________ 109 Tabla 77: Estadístico de prueba respecto a la correlación de variables. _______________ 109 Tabla 78: Resultado de la prueba de correlación del stock de carbono respecto a la precipitación en Viques. ________________________________________________________ 110 Tabla 79: Planteamiento y conclusión de la hipótesis específica 3. ___________________ 111 Tabla 80: Matriz de Consistencia de la Investigación _______________________________ 124 Tabla 81: Fotografías del Bosque de Viques. ______________________________________ 125 Tabla 82: Fotografías del bosque Hacienda Chorrillos.______________________________ 126 Tabla 83: Algunos materiales usados en campo. ___________________________________ 126 Tabla 84: Trabajo de campo en la Biomasa aérea. _________________________________ 127 Tabla 85: Trabajo de campo, Sotobosque. ________________________________________ 128 Tabla 86: Trabajo de campo, Suelos._____________________________________________ 128 Tabla 87: Trabajo en laboratorio. ________________________________________________ 129 xii Figuras Figura 1: Metodología para determinar las parcelas._________________________________ 12 Figura 2: Tamaño y forma de las sub muestras. ____________________________________ 12 Figura 3: Ciclo y factores del Cambio Climático. ____________________________________ 15 Figura 4: Ciclo del efecto invernadero._____________________________________________ 17 Figura 5: Ciclo del Carbono en sistemas forestales __________________________________ 27 Figura 6: Dinámica de los flujos globales de carbono. _______________________________ 27 Figura 7: Reservas edáficas de carbono ___________________________________________ 29 Figura 8: Horizontes del suelo ____________________________________________________ 30 Figura 9: Clima actual mundial ___________________________________________________ 31 Figura 10: Dinámica del carbono _________________________________________________ 31 Figura 11: Modelo mundial del carbono según la NASA ______________________________ 32 Figura 12: Porcentaje mundial de stock de carbono _________________________________ 34 Figura 13: Ciclo terrestre del carbono del suelo _____________________________________ 39 Figura 14: Distribución de la Biomasa en un bosque primario _________________________ 41 Figura 15: Comparación de CO2 por toneladas entre el Eucalypto globulus labill y especies del Pino. ______________________________________________________________________ 45 Figura 16: Bosque de Viques, vista con Google Earth _______________________________ 51 Figura 17: Vista del bosque de Viques. ____________________________________________ 51 Figura 18: Bosque Hacienda Chorrillos, vista con Google Earth _______________________ 52 Figura 19: Vista del bosque Hacienda Chorrillos. ___________________________________ 53 Figura 20: División de muestras en el bosque de Viques. ____________________________ 53 Figura 21: División de muestras en el bosque de Viques. ____________________________ 54 Figura 22: Fases de la investigación ______________________________________________ 55 Figura 23: Depósitos de almacenamiento en un ecosistema forestal. __________________ 57 Figura 24: Método Cluster, no destructivo según el MINAM, 2009. ____________________ 57 Figura 25: Análisis de la topografía a través de Imágenes Satelitales: (a) Bosque de Viques y (b) Bosque Hacienda Chorrillos. ________________________________________________ 66 Figura 26: Vista de la superficie topográfica del bosque de Viques (a) (b). ______________ 67 Figura 27: Vista de la superficie topográfica del bosque Hacienda Chorrillos (c) (d). _____ 68 Figura 28: Análisis observacional de la influencia hidrológica en los bosques andinos estudiados. ____________________________________________________________________ 69 Figura 29: Vista de la vegetación presente en el bosque de Viques (a) y de las pendientes en el bosque de Chorrillos (b). ___________________________________________________ 70 Figura 30: Tipo de región natural según Pulgar Vidal de las zonas estudiadas. __________ 71 Figura 31: Tipo de bosque (a) Bosque Seco-Montano Bajo Tropical (color celeste rayado) y (b) Bosque Húmedo-Montano Tropical (color verde petróleo). ________________________ 71 Figura 32: (a y b) Vista del bosque de Chorrillos, se observan árboles más maduros en cuanto a biomasa. (c y d) Vista del bosque de Viques, se observan árboles más delgados en cuanto a diámetro. ______________________________________________________________ 75 Figura 33: Bosque de Viques: (a) escenario con ausencia de sotobosque, (b) escenario con sotobosque y (c) escenario pedregoso y presencia de especies de zonas áridas. Bosque Chorrillos: (d, e y f) todos los escenarios con presencia de sotobosque. ________________ 80 Figura 34: Variación del dióxido de carbono en los subcomponentes de tallos, hojas y otros en el Sotobosque en el bosque de Viques (a) y Chorrillos (b). ________________________ 81 Figura 35: Resultados de la variación en porcentaje del C, N y MO en los suelos. _______ 85 Figura 36: Resultados obtenidos de la variación del suelo referidos a la reserva de carbono y CO2 en toneladas. ____________________________________________________________ 86 xiii Figura 37: Resultados comparativos entre la biomasa aérea y sotobosque referidos a la biomasa. ______________________________________________________________________ 86 Figura 38: Resultados comparativos entre los tres componentes analizados referidos al carbono almacenado. ___________________________________________________________ 87 Figura 39: Resultados comparativos entre los tres componentes analizados referidos al dióxido de carbono almacenado. _________________________________________________ 87 Figura 40: Vista del liquen presente en los árboles de Viques (a), vista de poblaciones de musgos presentes en los árboles de Chorrillos (b). __________________________________ 89 Figura 41: Valoración económica en tres escenarios para los ecosistemas forestales según la reserva de carbono. __________________________________________________________ 90 Figura 42: Flujo de Stock de carbono, CO2, valoración económica y otras características de los ecosistemas forestales estudiados. ____________________________________________ 92 Figura 43: Campana de Gauss para la prueba de Wilcoxon. __________________________ 98 Figura 44: Resultados y campana de Gauss de la prueba de Kruskal-Wallis para el análisis de varianza de las muestras (biomasa aérea, sotobosque y suelo) de la Hacienda Chorrillos. ______________________________________________________________________________ 99 Figura 45: Resultados y campana de Gauss de la prueba de Kruskal-Wallis para el análisis de varianza de las muestras (biomasa aérea, sotobosque y suelo) del bosque de Viques. 100 Figura 46: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la temperatura en Chorrillos (Xlstat y Statdisk). ______________________________________ 102 Figura 47: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la altitud en Chorrillos (Statdisk). ________________________________________________________ 103 Figura 48: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la pendiente en Chorrillos (Xlstat). _________________________________________________ 104 Figura 49: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la precipitación en Chorrillos (Xlstat y Statdisk). ______________________________________ 105 Figura 50: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la temperatura en Viques (Xlstat y Statdisk). ________________________________________ 107 Figura 51: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la altitud en Viques (Xlstat y Statdisk). ____________________________________________________ 108 Figura 52: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la pendiente en Viques (Xlstat). ____________________________________________________ 109 Figura 53: Gráfico de dispersión de la correlación del stock de carbono respecto a la precipitación en Viques (Xlstat y Statdisk). ________________________________________ 110 Figura 54: Recepción de las muestras de suelo llevadas al laboratorio de suelos de la UNALM. ______________________________________________________________________ 130 Figura 55: Envío de correos sobre el resultado del análisis especial y caracterización de suelos. _______________________________________________________________________ 131 xiv RESUMEN Uno de los grandes desafíos ambientales para la sociedad en la actualidad es el cambio climático, porque el incremento de sus indicadores contribuyen a la generación de los Gases de Efecto Invernadero, especialmente del dióxido de carbono (CO2); por ello el análisis de la reserva o “Stock” de Carbono que almacenan los ecosistemas forestales como los bosques en sus diferentes componentes es de suma importancia; porque son considerados como los más importantes sumideros de carbono según los estudios de entidades de gran importancia como el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático o IPCC por sus siglas en inglés. El objetivo principal de esta investigación fue: Comparar el Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo entre los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos y los objetivos específicos fueron: (i) Estimar dicho Stock en los componentes principales de estos ecosistemas forestales, (ii) Identificar la relación con los factores ambientales de la zona y (iii) Valorar económicamente en base a dicho Stock de Carbono. La metodología utilizada fue no destructiva a través de la ecuación alométrica de Brown según el MINAM. Para la determinación de parcelas se usó sensoramiento remoto por medio del Google Earth obteniendo 6 y 4 parcelas generales, 1 para caracterización del suelo, 18 y 12 para análisis especial de Carbono/Nitrógeno, 6 y 4 para el inventario forestal en Viques y Chorrillos respectivamente. Se concluyó que el bosque de Viques tiene mayor stock de Carbono almacenado en sus componentes (33291 t C/19ha y 122065 t CO2/19ha) a diferencia del bosque de Chorrillos (2934 t C/10ha y 10758 t CO2/10ha); esta variación se ve influenciado por la edad, hectáreas y factores ambientales (climáticos, topográficos, hidrográficos y tipo de ecorregión) comprobada estadísticamente con la prueba de hipótesis paramétrica t-student y no paramétrica de Wilcoxon para muestras independientes. La valoración económica de Viques fue de 332905 US$/t C/19ha y para Chorrillos fue de 29339 US$/t C/10ha. Palabras clave: Stock de Carbono, Cambio Climático, Ecosistema Forestal, Valoración Económica de Servicios Ambientales. xv ABSTRACT One of the greatest environmental challenges today is the climate change, since the increase of the values of the indicators of climate change contribute to the generation of greenhouse gases, especially CO2; therefore the analysis of the reservation or “Stock" that store carbon forest ecosystems such as forests in its different components is paramount; since they are considered as the most important carbon sinks based on studies of major institutions such as the IPCC. The main objetive of this research was to compare the Stock Carbon stored in aboveground biomass, understory and ground between forests Viques and Finance Chorrillos and specific objectives were to estimate said Stock in the main components of these forest ecosystems, identify relation to environmental factors in the area and economic evaluations based on such Stock Carbon. The methodology used was through nondestructive allometric equation Brown. For determination of remote sensing plots used by the Google Earth 6 and 4 general obtaining plots , 1 for soil characterization, 18 and 12 for special analysis of C/N , 6 and 4 for forest inventory and Chorrillos respectively Viques. This research concluded that the forest has more stock Viques Carbon stored in its components (33291, 122065 tnC/19ha and tnCO2/19ha) unlike Chorrillos Forest (2934 and 10758 tnC/10ha tnCO2/10ha) influenced by the age hectares and environmental factors (climatic, topographic, hydrographic and type of ecoregion) as parametric test t – student hypothesis. Economic valuation of the first was U.S. $ 332905/tnC/19ha and the second 29339 U.S.$/tnC/10ha. The ecosystem management is an approach to natural resource management that focuses on maintaining ecosystems to meet both ecological and human future needs. These multidisciplinary but interdisciplinary teams also are needed. Humans depend on ecosystems to meet our needs; likewise, ecosystems can be understood as the biophysical basis of the economy. Keywords: Stock Carbon, Climate Change, Forest Ecosystem, Economic Valuation of Environmental Services. 1 CAPITULO I: INTRODUCCIÓN 1.1. Fundamentación y formulación del problema “Uno de los grandes desafíos ambientales en la actualidad es el cambio climático, ya que sus causas son locales con efectos globales. Más aún, el cambio climático es complejo ya que involucra muchos aspectos interconectados del sistema climático y sus impactos son múltiples y compuestos debido a las complejas estructuras sociales y económicas a nivel nacional como internacional” (Takahashi, K.; 2010; p. 19). El incremento de los valores de los indicadores del Cambio Climático contribuyen a la generación de los GEI, especialmente del CO2; por eso el análisis de la reserva o “Stock” de Carbono que almacenan los ecosistemas forestales como los bosques en sus diferentes componentes es de suma importancia; ya que son considerados como los más importantes sumideros de Carbono según los estudios de entidades de gran importancia como el IPCC. “Por ello la preocupación de la comunidad científica aumenta respecto al incremento de los espacios depredados, expansión de la agricultura industrializada” (ONU; 1992; p. 10), la tala de bosques, entre otros aspectos causados por las actividades antropogénicas que aceleran el proceso natural del Cambio Climático. La demanda del mercado económico está en expansión y causando efectos irreversibles en los sistemas de la Tierra; es por eso que se formaron acuerdos mundiales como el protocolo de Kioto donde se propusieron los Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL); el cual 2 incluye el mercado o bonos de Carbono en el sector industrial dándole valor económico a un determinado ecosistema en base a las reservas o “Stock” de Carbono almacenado propuesto según el libro sobre Reducción de las Emisiones Producto de la Deforestación y la Degradación Ambiental o REDD por sus siglas en inglés. Los países en desarrollo aportan gran cantidad de biomasa vegetal que actúan a manera de pulmón por limpiar la atmósfera a través de la captación de CO2 en el proceso de fotosíntesis. Los países industrializados pagan por este servicio resultándoles más barato obtener Certificados de Reducción (CERs) que reducir las emisiones de CO2 in situ; el cual no siempre debería ser la solución sino de implementar tecnologías más limpias. Los bosques andinos son ecosistemas que están ubicados a más de 3.500 m.s.n.m. y son los guardianes de la vida en el planeta, los beneficios que proporcionan van del ámbito local al mundial. Los bosques andinos son claves para regular las actuales variaciones de temperatura, ya que crean microclimas. (MINAM, 2011, p. 25). Los factores ambientales como la climatología (temperatura, precipitación), hidrología, topografía y tipología ecosistémica del lugar; así mismo los factores ambientales del suelo como la temperatura, humedad, pH, entre otros influyen directamente en las reservas o “Stock” de Carbono en los componentes de un ecosistema forestal: Biomasa aérea, Sotobosque y suelo. El Valle del Mantaro se caracteriza por presentar variabilidad climática y topográfica de múltiples sectores de vegetación, las que reciben un impacto por las actividades antropogénicas que cada vez requiere de mayores extensiones de terreno altamente fértiles, es por eso que es necesario y urgente realizar una aproximación o estimación a la valoración económica de los servicios ambientales de ecosistemas forestales como los bosques; por ser una herramienta que brinda una perspectiva interdisciplinaria respecto a la reducción del Cambio Climático, principalmente de los GEI. En base a lo mencionado anteriormente se plantearon las siguientes interrogantes como problemas encontrados a las necesidades existentes: 3 ¿Cuál es la relación del Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo entre los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos? ¿Cuánto es el Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos? ¿Qué factores ambientales se relacionan con la variación del Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos? ¿Cuánto es la valoración económica en base al Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo que tienen los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos? 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo principal  Comparar el Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo entre los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos. 1.2.2. Objetivos específicos  Estimar el Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos.  Identificar la relación que tienen los factores ambientales con la variación del Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos.  Valorar económicamente en base al Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo en los bosques de Viques y la Hacienda Chorrillos. 4 1.3. Justificación 1.3.1. Justificación teórica  Esta investigación es de suma importancia para la comunidad científica, porque en base a los resultados se podrá tener una perspectiva más amplia de cómo actúa el Cambio Climático en el Valle del Mantaro; así mismo se podrá valorar económicamente un ecosistema, es decir dicha valoración servirá como guía para la gestión ambiental como la implementación y cumplimiento de políticas ambientales; ya que se podrá entender mejor el ambiente geográfico a nivel ecológico. 1.3.2. Justificación ambiental  La ubicación geográfica del Perú (franja ecuatorial) nos hace beneficiarios de tener una gran biodiversidad, pero actualmente los efectos de los problemas ambientales globales como el Cambio Climático vienen incrementándose a causa de las actividades antropogénicas diversas; es por eso que es necesario realizar investigaciones de corte científico en el campo de la Ingeniería Ambiental, teniendo en cuenta la realidad diversificada de los ecosistemas altoandinos, con el fin de probar la influencia de las actividades antropogénicas en la aceleración del Cambio Climático. 1.3.3. Justificación práctica  La estimación del Stock de Carbono es una alternativa de desarrollo sostenible, ya que proporciona viabilidad técnica al financiamiento de proyectos sobre la absorción y captura de Carbono de los bosques; esto porque el costo por tonelada de carbono almacenado usualmente es superior a 5 US$/t C por ello dicho financiamiento podría ser una herramienta clave en los proyectos de preservación, conservación y mitigación ambiental. 5 1.4. Delimitación 1.4.1. Delimitación espacial  La investigación se ejecutó en dos zonas de estudio: distrito de Viques y distrito de Huancayo (Chorrillos); pertenecientes a la provincia de Huancayo, departamento de Junín. 1.4.2. Delimitación temporal  La investigación se ejecutó en 8 meses en las zonas de estudio mencionadas para la obtención de datos, envío de muestras al Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes de la Universidad Nacional Agraria La Molina en Lima y finalmente análisis posteriores en el laboratorio de Química/Biología de la Universidad Continental. 1.4.3. Delimitación teórica  Para la recolección de datos de Stock de Carbono almacenado en los componentes de los boques se utilizó herramientas y materiales disponibles previa coordinación. 1.5. Fundamentación y formulación de la hipótesis Se formularon las hipótesis generales y específicas, cada una fundamentada con una hipótesis nula (Ho) y alternativa (H1); especificadas a continuación: Hipótesis general  Ho: El Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo del Bosque Hacienda Chorrillos es igual al Stock de Carbono almacenado del bosque de Viques.  H1: El Stock de Carbono almacenado en la biomasa aérea, sotobosque y suelo del Bosque Hacienda Chorrillos es diferente al Stock de Carbono almacenado del bosque de Viques. 6 Hipótesis especificas  Ho: El Stock de Carbono almacenado es los componentes del bosque de Viques es mayor que el Stock de Carbono almacenado en los componentes del bosque Hacienda Chorrillos.  H1: El Stock de Carbono almacenado es los componentes del bosque de Viques es menor que el stock de C almacenado en los componentes del bosque Hacienda Chorrillos.  Ho: Los factores ambientales influyen directamente en el Stock de Carbono almacenado en los componentes de los bosques andinos.  H1: Los factores ambientales no influyen en el Stock de Carbono almacenado en los componentes de los bosques andinos.  Ho: El bosque de Viques tiene mayor valoración económica que el bosque Hacienda Chorrillos respecto al Stock de Carbono almacenado en sus componentes.  H1: El bosque de Viques tiene menor valoración económica que el bosque Hacienda Chorrillos respecto al Stock de Carbono almacenado en sus componentes. 1.6. Identificación y descripción de variables VD: Stock de Carbono almacenado en los componentes del bosque: biomasa aérea, sotobosque y suelo. VI: Ubicación Geográfica referido a los Factores Ambientales de los bosques andinos de Viques y Hacienda Chorrillos. Fuente: Elaboración propia. Variable Dimensiones Indicadores Unidad VD Stock de Carbono almacenado en los componentes del bosque. Biomasa aérea Hectáreas totales de cada bosque. ha Árboles inventariados. # árboles Medición de circunferencia de árboles inventariados. cm Cálculo del área y volumen de la biomasa. m2 y m3 Medición del ángulo con clinómetro. Grados Estimación del Carbono almacenado. t C/ha Estimación del CO2 almacenado. t CO2/ha 7 Sotobosque Recolección de sotobosque (hojas, tallos y otros) en un área de 0.25 m2 y su posterior pesaje en húmedo y seco. g Estimación del Carbono almacenado. t C/ha Estimación del CO2 almacenado. t CO2/ha Suelo Medición insitu en la recolección de muestras de la temperatura. ºC Medición de pH, humedad y conductividad eléctrica en laboratorio. %, dS/m Mediciones de densidad aparente del suelo. g/cm3 Caracterización del suelo por medio del análisis en el Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes de la UNALM, Lima. Textura, Conductividad Eléctrica, Análisis Mecánico y Cationes cambiables . % ppm Análisis especial en el Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes de la UNALM, Lima. %C, %N, C/N Estimación del Carbono almacenado. t C/ha Estimación del CO2 almacenado. t CO2/ha Valoración económica Estandarización internacional de precios por t/ha. US$/ t/ha La reserva de carbono se inicia con los flujos constantes de emisiones a largo plazo; se inicia en el ciclo del carbono con la intervención del ciclo hidrológico. Así el stock de carbono depende de la ubicación o del tipo de ecosistema que almacena en su biomasa el carbono y por lo tanto el dióxido de carbono; muchos estudios mencionan incluso que a mayor altitud los ecosistemas forestales almacenan mayor cantidad de carbono. VI Ubicación geográfica de los bosques andinos Factores ambientales de la zona Climatología Presencia de vientos. (observacional) +/- Precipitación según la data de estaciones. mm/año Temperatura máxima de la zona según data de estaciones. ºC Topografía Pendiente (sensoramiento remoto) % Hidrografía Presencia de cuerpos de agua (observacional) # de cuerpos de agua Ecorregión Mapa ecológico de Junín. Bibliografía (Brack, Antonio y Pulgar, Javier). Imágenes cartográficas Ubicación geográfica Coordenadas UTM, elevación y área por sensoramiento remoto. Norte, Este m.s.n.m. ha La ubicación geográfica de cada ecosistema depende del proceso geológico de formación que cada zona tuvo, como la diferencia entre el mar peruano, la selva o la cordillera de los Andes. La zona a estudiarse son bosques andinos, que son ecosistemas ubicados a 3500 m.s.n.m. aproximadamente; así mismo el Valle del Mantaro se caracteriza por presentar variabilidad climática y topográfica por ello esta variable es dependiente al historial geográfico de cada zona. Tabla 1: Operalización de variables. 8 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes del problema Se desarrolló un estudio en tres zonas del Valle del Mantaro, el bosque del Fundo “El Porvenir” (Eucalyptus globulus labill), el bosque de la comunidad de Chamiseria (Pinus radiata d.don) y el bosque Dorado – anexo de Paccha (Polylepis incana H&B). Se utilizaron parcelas de 50m x 50m, 20m x 20m y 10m x 30m, respectivamente, con un total de 9 parcelas para cada lugar. Se realizó un muestreo de la masa arbórea (inventario forestal) con la finalidad de cuantificar el almacenamiento de carbono y obtener la cantidad de CO2 capturado por la biomasa total. La biomasa del sotobosque fue recolectada en una subparcela de 1m2 dentro de cada parcela. El bosque de Eucalyptus globulus labill tuvo un almacenamiento de carbono de 234,22 t C/ha, el bosque Pinus radiata d.don se obtuvo un almacenamiento de carbono de 141,50 t C/ha y para el bosque de Polylepis incana H&B se obtuvo un almacenamiento de carbono de 156,45 t C/ha. Se capturo CO2 de la atmosfera y se incorporó a la biomasa total (madera, ramas principales y secundarias, hojas, raíces y suelos), 63,88 t C/ha en el bosque Eucalyptus globulus labill, 38,59 t C/ha para el bosque de Pinus radiata d.don y 42,67 t C/ha para el bosque de Polylepis incana H&B. Las mediciones de flujo de CO2 de los suelos se realizaron utilizando el equipo EGM 4 analizador de gas infrarrojo (IRGA), la temperatura y la humedad se midieron de manera independiente. Los valores de la mediana del flujo de CO2 en el suelo fueron medidos en los meses de la época seca (mayo, junio, julio, agosto y 9 septiembre). Se reportó un flujo de CO2 de 170,00 mg/m2/ha, 165,00 mg/m2/ha y 530,00 mg/m2/ha para los bosques de Eucalyptus globulus labill, Pinus radiata d.don y Polylepis incana H&B respectivamente. (Dávila et al; 2008). En un análisis del stock y flujos de carbono, se utilizó 104 parcelas permanentes ubicadas en bosques primarios donde hubo 91,584 árboles inventariados con diámetro ≥ 10 cm totalizando un área cubierta: 163.2 ha. Las conclusiones fueron: A) El análisis del stock y los flujos del carbono nos permiten un mejor entendimiento de la dinámica del bosque amazónico. B) El stock de carbono puede variar debido a los cambios climáticos, por lo tanto, el monitoreo a largo plazo es fundamental y las posibilidades de colaboración de RAINFOR dentro de un proyecto de REDD. C) Probar si las ecuaciones alométricas para estimar la biomasa son confiables para los bosques peruanos. D) Abastecer con información básica sobre el stock de carbono de los bosques de tierra firme en la Amazonia peruana (árboles, madera muerta, suelos). E) Parcelas permanentes para monitorear los cambios en el stock y los flujos de carbono al largo plazo. (Phillips y Lloyd; 2007). Se menciona en un estudio de que por medio del pago por servicios ambientales se puede compensar a los propietarios para que conserven o aumenten la cobertura arbórea. Estimar la biomasa forestal existente mediante la masa por unidad de volumen, la capacidad de almacenamiento de carbono de las fincas es directamente proporcional a la biomasa leñosa presente. Se comparan estos resultados con otros estudios con el fin de evaluar las posibilidades de participar en los mercados para este tipo de servicio ambiental. La determinación adecuada de la biomasa forestal permite determinar la cantidad de carbono, es fuente de información importante para los proyectos de servicios ambientales. Los sistemas agroforestales han sido reconocidos como parte de los sumideros de carbono pero aún no se conoce mucho sobre su potencial. La captura de carbono representa un sistema para proporcionar un valor económico agregado, al propiciar la captación de carbono sino también integrarse al desarrollo sustentable del país. La estimación de la biomasa permite también permite establecer la cantidad de bióxido de carbono que puede ser removida de la atmósfera por la reforestación. El objetivo de este estudio fue estimar la cantidad de carbono 10 almacenado por la biomasa de fuste, ramas y hojas. Debido a las limitaciones económicas se escogieron solamente seis especies de las más representativas, abundantes y con el más alto potencial comercial que se encontraron en las fincas estudiadas. El estudio de la biomasa de seis especies de árboles en cuatro fincas; la finca VBM se califica como cultivo rústico con manejo medio-híbrido, mientras que las fincas PAN, MOR y ESM se caracterizan por ser policultivos simples con manejo alto-hibrido; así como se muestra en la tabla (2) la especies en la categoría Rústicos almacena mayor carbono con 42.4 t /ha. (Dávalos y Rodríguez; 2002). Fuente: Dávalos, R. et al. (2002). Almacenamiento de carbono. México. Tabla 2: Biomasa total estimada y carbono almacenado por sitio de estudio en el centro del estado de Veracruz. Los árboles eran libres de plagas y enfermedades y libres de defectos tanto físicos como mecánicos. Para la obtención de la biomasa del fuste se derribaron los árboles seleccionados y se cortaron los fustes en trozos de 1.20 m. El peso total de las trozas se calculó tomando en cuenta su volumen a partir de los datos de densidad determinados, las hojas y frutos se pesaron en conjunto y su peso se agregó al de las ramas y fustes para el cálculo de la 11 biomasa total. Sobre el pago por servicios ambientales de captura y almacenamiento de carbono: ¿Cuánto se debe pagar para que los propietarios de las fincas tengan un incentivo suficiente para mantener la cobertura vegetal de sus fincas como reservorio de biodiversidad?; la tarifa aceptable para los países industriales que pagarían los bonos de carbono seria $2.70 dólares por tonelada de carbono almacenado. Por lo tanto es una fuente adicional de ingreso para cafeticultores (café + pago por secuestro de C + valor de la madera de buena calidad). El MINAG realizó un estudio donde el objetivo principal fue: Estimar el contenido de carbono almacenado en la biomasa del bosque de la Comunidad Nativa Ese´esja de Infierno. Así mismo los objetivos específicos: a) Estimar el contenido de carbono almacenado en el reservorio aéreo; b) Estimar el contenido de carbono almacenado en el reservorio subterráneo; c) Estimar el contenido de carbono en hojarasca y d) Estimar el contenido de carbono orgánico del suelo; la metodología para estimar el contenido de carbono en el reservorio aéreo se basó según el diámetro del tronco por el método destructivo como se muestra en la tabla (3) y figura (1), mediante el cual se obtuvo los radios de las sub parcelas circulares como se muestra en la figura (2). (MINAG; 2012). Fuente: MINAG. (2012). Estimación del carbono en la biomasa. Perú. Tabla 3: Metodología para determinar las parcelas. Fuente: MINAG. (2012). Estimación del carbono en la biomasa. Perú. 12 Figura 1: Metodología para determinar las parcelas. Fuente: MINAG. (2012). Estimación del carbono en la biomasa. Perú. Figura 2: Tamaño y forma de las sub muestras. El estudio concluyó que el área total de estudio tiene una extensión de 17,913.5 ha que comprende al bosque de la comunidad de infierno, concesión de ecoturismo y su área de influencia a 2 km. Con el inventario de carbono se validó la estratificación realizada al área de estudio. Las parcelas evaluadas en el inventario de carbono fueron un total de 67, de las cuales 50 fueron muestreadas en áreas de cobertura boscosa y 17 en bosque secundario de diferentes años (5-10 años, 10-20 años y más de 20 años). Se realizó la estimación del carbono almacenado para 4 reservorios de acuerdo a la estratificación del área de estudio. Los reservorios estimados fueron: Reservorio aéreo, Reservorio subterráneo, Hojarasca, Carbono orgánico del suelo. De acuerdo a los reservorios estimados para cada estrato podemos determinar que el bosque de aguajal mixto almacena el mayor alto contenido de carbono en t/ha frente a los demás tipos de bosque del área de estudio. Como se observa en la tabla (4) el área de estudio almacena un total de 3,123,170.3 t de carbono equivalente a 11,451,624.5 t de CO2. 13 Fuente: MINAG. (2012). Estimación del carbono en la biomasa. Perú. Tabla 4: Carbono Almacenado para cada estrato estudiado. Una investigación realizada en un parque nacional se estimó el carbono en los bosques, siendo el objetivo del estudio de estimar de manera preliminar el stock de carbono en tres tipos de boques presentes en el parque nacional. La hipótesis planteada es que existen diferencias significativas en el contenido de Carbono almacenado en esos tipos de bosques y se puede evidenciar con los valores obtenidos de carbono como se muestra en la tabla (5). (Pizzurno; 2003). Fuente: Pizzurno, M. (2003). Estimación preliminar del stock de carbono en CAAZAPA. Tabla 5: Valores del Carbono total. 14 Este estudio concluyó que en las seis parcelas instaladas en el Parque Nacional Caazapá se identificaron 22 familias botánicas, 42 géneros, 45 especies y 287 individuos que se encuentran distribuidos en tres estratos. Las familias más representativas corresponden a fabaceae con 9 especies, seguida por meliaceae con 5 especies, rutaceae con 4 especies, lauraceae, moraceae y sapindaceae con 3 especies cada una, boraginaceae, myrtaceae y sapotaceae con 2 especies. Las demás familias representan una sola especie. De una superficie total de 16.000 ha, el Bosque Denso Semidecíduo Estacionalmente Saturado ocupa 6436,8 ha; seguido por el Bosque Abierto Semidecíduo Subhúmedo con 4006,4 ha y el Bosque de Galería con 3894,4 ha. La serie de cálculos a las variables dasométricas relevadas en el campo arrojaron que el Bosque de Galería es el posee mayor stock de carbono con 308,15 t C/ha; seguido por el Bosque Abierto Semidecíduo Subhúmedo con 195,2 t C/ha y por último el Bosque Denso Semidecíduo Estacionalmente Saturado con 151,3 t C/ha. Convertido a dióxido de carbono equivalente el Bosque de Galería almacena 1129,98 t CO2/ha, el Bosque Abierto Semidecíduo Subhúmedo 715,79 t CO2/ha y en menor proporción el Bosque Denso Semidecíduo Estacionalmente Saturado 554,45 t CO2/ha. Los resultados de esta investigación comparando con los obtenidos por Parra et al., (2009) y Pedroni (2003) son superiores, esto obedece principalmente a que en este estudio las mediciones se realizaron a partir de 5 cm de DAP. La densidad de la madera de las diferentes especies condiciona la absorción del carbono. Las diferencias observadas entre el volumen y por ende la cantidad de carbono capturado en los diferentes tipos de bosques tal vez obedecerían a la tala ilegal de los recursos forestales por parte de pobladores de las comunidades adyacentes al parque. Debido a las limitaciones de tiempo y recursos, la metodología del estudio de carbono permitirá arrojar resultados preliminares que podrán servir para diseñar estudios posteriores y para tener una primera idea sobre la línea de base de un posible proyecto de generación y venta de servicios de mitigación del cambio climático. Mediante el ANOVA se determinó que no existen diferencias significativas para las variables área basal, volumen y carbono almacenado en las parcelas estudiadas del Bosque Abierto Semidecíduo Subhúmedo, Bosque Denso Semidecíduo Estacionalmente Saturado y del 15 Bosque de Galería. En vista a los resultados obtenidos, se rechaza la hipótesis de la investigación que plantea que existen diferencias significativas en el stock de C en los tres tipos de bosques en el Parque Nacional Caazapá. Se menciona respecto a la captación de dióxido de carbono: que los países en desarrollo aportan gran cantidad de biomasa vegetal que actúa manera de pulmón para limpiar la atmósfera, mediante la captación de CO2 en la fotosíntesis. Los países industrializados pagan por este servicio, y les resulta más barato que reducir las emisiones de CO2 in situ. (Ferrer, J.; 2003) 2.2. Bases teóricos i. Cambio climático: “Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables.” (Naciones Unidas; 1992). El cambio climático incluye la presión del consumo de recursos, acumulación de GEI y efectos invernadero por ello genera impactos climáticos y económicos como se observa en la figura (3). Fuente: Vargas P. (2009). Figura 3: Ciclo y factores del Cambio Climático. 16 “Consecuencias del cambio climático: Por efectos adversos del cambio climático se entiende los cambios en el medio ambiente físico o en la biota resultantes del cambio climático que tienen efectos nocivos significativos en la composición, la capacidad de recuperación o la productividad de los ecosistemas naturales o sujetos a ordenación, o en el funcionamiento de los sistemas socioeconómicos, o en la salud y el bienestar humanos.” (Naciones Unidas; 1992). Se menciona sobre los impactos en el Perú del cambio climático, como el aumento de la temperatura global que estará asociados a: o El retroceso glaciar o El aumento de la frecuencia e intensidad del Fenómeno del Niño o Elevación del nivel del mar El principal efecto de la acumulación gradual de GEI se estaría manifestando actualmente en nuestro país a través del retroceso glaciar. Según el CONAM en los últimos 22 a 35 años se ha perdido el 22% de la superficie glaciar (equivalente a 7 000 millones de metros cúbicos o 10 años de consumo de agua en Lima), con un efecto mayor sobre los glaciares pequeños y de menor cota. Este hecho tendría consecuencias negativas sobre la disponibilidad del agua considerando que la mayor parte de los ríos de la vertiente occidental de nuestros andes. En este sentido, se proyecta que para el 2025 los glaciares del Perú por debajo de los 5 500 m.s.n.m. habrán desaparecido. Presentan un considerable caudal sólo durante el período de lluvias (diciembre-abril) mientras que para el período de estiaje (mayo-noviembre) se abastecen ya sea por el escurrimiento por infiltración de las zonas altas o por la fusión del hielo de los glaciares (como ejemplo, aproximadamente el 40% del caudal del río Santa en período de estiaje proviene de la desglaciación. Así, un continuo proceso de desglaciación generaría inicialmente una mayor circulación del agua en los cauces alcanzando un máximo de disponibilidad durante los siguientes 25 a 50 años; luego del cual se iniciaría una progresiva disminución, agudizando el período de estiaje y en consecuencia, reduciendo la disponibilidad de agua para consumo humano, procesos industriales y generación de energía por fuente hidroeléctrica. Sin embargo, estos 17 efectos pueden reducirse con la ejecución oportuna de medidas de almacenamiento. Por otro lado, el retroceso de los frentes glaciares junto con el incremento en la intensidad de las lluvias produciría la formación de lagunas o glaciares “colgados”; aumentando el riesgo de desastres naturales (huaycos, aluviones y rebalses); afectando a las poblaciones de los valles interandinos del país. Comparando los dos inventarios glaciares realizados por el CONAM, observamos que la mayoría de los glaciares han sufrido una importante reducción de su superficie glaciar entre 1997 y 1962; llegando incluso a reducciones de más del 40%. (Vargas; 2009) ii. Efecto invernadero: “Se refiere a un mecanismo por medio del cual la atmósfera de la Tierra se calienta; para poder profundizar en él necesitamos entender que es y como está organizada la atmósfera.” (Caballero et al; 2000). Como se muestra en la figura (4) el efecto invernadero se evidencia mediante los flujos de captura de energía en el suelo, atmosfera y espacio. Fuente: Vargas P. (2009). Figura 4: Ciclo del efecto invernadero. 18 La atmósfera terrestre es una delgada capa de gases que rodea a nuestro planeta, para darnos una idea de las escalas, la atmósfera equivale a envolver con papel aluminio un balón de futbol, el balón representando la Tierra, el grosor del papel aluminio al de la atmósfera. Esta delgada capa de gases que rodea al planeta, es muy importante dado que en ella residen los gases que son fundamentales para el desarrollo de la mayor parte de la vida en el planeta, además de que la atmósfera representa un medio importante en el que reside una buena parte de la vida de la Tierra. La composición química de la atmósfera (que gases la forman y en que proporciones) incluye mayoritariamente a solo dos gases, Nitrógeno (N), en un 79% y Oxígeno (O2) en un 20%. El 1% restante está formado por diversos gases entre los que los más abundantes son el Argón (Ar) en un 0.9% y el dióxido de carbono (CO2) en aproximadamente un 0.03%. Este último gas, presente en proporciones tan bajas, es de crucial importancia en el proceso de calentamiento de la atmósfera, como lo veremos a continuación en la tabla (6). Fuente: Vargas P. (2009). Tabla 6: Fuentes generadoras de GEI según el CONAM (2002). 19 iii. Gases de Efecto Invernadero (GEI): “Por gases de efecto invernadero se entiende aquellos componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropogénicos, que absorben y reemiten radiación infrarroja.” (Naciones Unidas, 1992). iv. CO2: “La presencia de dióxido de carbono en la Tierra es compleja ya que interviene en la transferencia entre la atmósfera, los océanos y la biósfera. Por medio de la fotosíntesis, las plantas utilizan 100 pentagramos (Pg) (1x1015 gramos) de CO2 por año. La misma cantidad de CO2 es añadida a la atmósfera por año, mediante la respiración y descomposición de los seres vivos. Los océanos liberan 100 Pg de CO2 y absorben 104 Pg de carbón cada año. La mayoría del carbono oceánico se encuentra en la forma de carbonatos sedimentados. Quemar combustibles provenientes de derivados fósiles como el petróleo agrega 5 Pg de carbono, los incendios y la deforestación agrega 2 Pg de carbono. Al sumar todas las fluctuaciones de CO2, se estima que aproximadamente 3 Pg de carbono, en la forma de CO2, se están acumulando en la atmósfera cada año. Como este gas es químicamente inerte, no es destruido por procesos fotoquímicos, por lo que solo se pierde por transferencia al océano o a la biosfera.” (Sánchez M.; 2007). La comunidad científica realiza monitoreos del dióxido de carbono para luego proyectar y estimar a través de modelos matemáticos que predicen el incremento de este gas en los países más industrializados como se muestra en la tabla (7); así la NASA tiene una base de datos de este componente que se actualiza mes tras mes como se muestra en la tabla (8), todo esto converge a un nivel histórico de CO2 como se muestra en la tabla (9). 20 Fuente: Vargas P. (2009). Tabla 7: Emisiones históricas de CO2. Fuente: Base de datos extraídos de la página oficial de la NASA. Tabla 8: Medida anual del CO2 a nivel mundial Fuente: Base de datos extraídos de la página oficial de la NASA. Tabla 9: Medida histórica del nivel de CO2 21 v. Protocolo de Kioto: “El Protocolo de Kioto es el único acuerdo internacional para hacer frente al cambio climático. Su objetivo es conseguir para que en el 2012 haya un 5% menos de gases que producen el cambio climático que en 1990. Según Kioto, la Unión Europea tiene que reducir sus emisiones un -8%, a España se le permite aumentar un +15% y demás países como se muestra en la tabla (10). La energía nuclear no es la solución al cambio climático. De hecho, en 2001 se excluye de los mecanismos del Protocolo de Kioto.” (PNUMA; 1998). Fuente: Vargas P. (2009). Tabla 10: Compromiso del Protocolo de Kioto. vi. Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL): Se menciona que el MDL, se convierte en una importante herramienta para fomentar el desarrollo sostenible y apoyar la transferencia de recursos y tecnología no contaminante en países en desarrollo, al mismo tiempo que permite reducir la emisión global de GEI y cumplir con las metas establecidas. Estos y otros mecanismos de reducción de emisiones han dado lugar a la aparición de distintos mercados de bonos de carbono. Estos mercados se basan en el principio de que la reducción de emisiones contaminantes producirá un efecto positivo global de similar magnitud, sin importar el lugar donde se reduzcan las mismas. El mercado de bonos de carbono más importante es el Plan de Mercado de Valores de Emisiones Europeas o EU ETC por sus siglas en inglés. En este mercado se pueden transar los certificados de reducción o CER`s por sus siglas en inglés y los demás activos originados a través de los mecanismos del Protocolo de Kioto. Sin embargo, los tres mecanismos del Protocolo de Kioto también 22 permiten la financiación de proyectos directamente para cumplir con las obligaciones de reducción de emisiones. En consecuencia, los CER’s que se generan vía proyectos en países de desarrollo pueden ser vendidos a países industrializados en mercados de carbono como el EU ETS y otros esquemas internacionales como el de Australia (New South Wales), Canadá o Japón. En el 2007, el mercado de carbono creció más del doble respecto al 2006, alcanzando la cifra de US $ 64 034 millones; siendo el Régimen de la Unión Europea, quien predomina en el comercio de derechos de emisión con un 78% del valor mundial. (Vargas, P.; 2009). vii. Reducción de Emisiones y Degradación Forestal (REDD): El desarrollo de la política internacional REDD que es el proceso político que se ha desarrollado dinámicamente desde 1997. Luego de ideas iniciales con respecto a certificados de carbono-bosque, especialmente de Europa, en los últimos años se ha impuesto el reconocimiento de que es indispensable integrar las emisiones provenientes del área de Cambio de Tierra, Cambio de Uso de Tierra y Silvicultura (por el acrónimo en inglés LULUCF) en un acuerdo post 2012. Este reconocimiento se basa en primera línea en un reporte del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (por el acrónimo en inglés IPCC). Según los datos del IPCC, el sector de LULUCF genera 17,4% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Eso significa que las emisiones del sector forestal son la segunda fuente de emisiones de gases de efecto invernadero luego del sector energético. De este modo, la importancia de REDD creció en las negociaciones internacionales sobre el cambio climático como un instrumento para mantener la función de sumidero y/o de refuerzo del bosque (véase, UNFCCC, 2008, posiciones de negociación de países con bosques tropicales). El tema REDD, el cual no es tratado dentro del Protocolo de Kioto en sí, fue incorporado en Montreal en el 2005 durante el onceavo encuentro de los países miembros o Conference of Parties (COP) por sus siglas en inglés, es decir el COP11 de la Convención Marco de las Naciones Unidas 23 sobre el Cambio Climático (CMNUCC), gracias a una iniciativa de Papúa Nueva Guinea, Costa Rica y otros miembros de las naciones con bosques tropicales. En consecuencia se creó un grupo de trabajo que elabora las recomendaciones técnicas necesarias para la integración de REDD en un protocolo post- Kioto, las cuales deberán ser entregadas al Consejo subsidiado por Consejos Científicos y Técnicos o SBSTA por sus siglas en inglés de la CMNUCC. (Rodríguez, J.; 2002). Las señales de que REDD es una política de mitigación para el cambio climático que tendrá mucha influencia en las estrategias de cooperación para la región son claras: i) La inclusión de REDD tal como se definió en la hoja de ruta de Bali en el acuerdo de Copenhague (Diciembre 2009); ii) El compromiso de poner a disposición de países en desarrollo de forma inmediata USD 30 billones para el período 2010-2012 para implementar acciones de mitigación incluyendo REDD; y iii) La reciente alianza en REDD alcanzada en la Conferencia de Bosques y Clima en Oslo (Mayo 2010) donde se han hecho operacionales recursos financieros para los países signatarios. Estos compromisos ponen en evidencia que la atención puesta en el potencial de REDD como una opción de mitigación al cambio climático de bajo costo ha sido aceptada por muchos países, aún en el supuesto de no alcanzarse un acuerdo post Kioto en la COP 16. (PRISMA, 2010). Un Programa para gestión social de ecosistemas forestales menciona sobre las experiencias en la cuantificación de la biomasa y carbono en Bosques Andinos el proyecto “Modelo de Financiación Alternativo para el Manejo Sostenible de los Bosques de San Nicolás, ejecutado en Antioquia, Colombia, donde se realizó la cuantificación de la biomasa área y subterránea, así como la necromasa y la regeneración natural. El área de influencia del proyecto (con elevaciones desde los 700 hasta los 3200 m.s.n.m.) se clasificó en dos zonas: (i) Bosques Andinos de montaña en climas fríos húmedos y muy húmedos o zona alta, y (ii) bosques desde basal tropicales hasta subandinos en un paisaje de cañones con climas medios muy húmedos o zonas bajas. (ECOBONA; 2004) 24 viii. Mercado de bonos de carbono: El Protocolo de Kioto es una de las iniciativas a nivel internacional para reducir las amenazas del cambio climático mediante compromisos de estabilización de las concentraciones de gases de efecto invernadero por parte de los países. En dicho marco, que entró en vigor el 16 de febrero del 2005, las naciones desarrolladas se comprometieron a reducir las emisiones globales en un promedio de 5 por ciento por debajo de los niveles de 1990 para el periodo 2008-2012. Los países desarrollados que han ratificado el protocolo emiten actualmente más del 60% de las emisiones globales de dióxido de carbono. Sin embargo, países como EEUU, China e India, importantes contribuyentes al crecimiento de las emisiones; aún no lo han ratificado. Este comportamiento es consistente con la comparación entre los impactos estimados y los costos de mitigación: por un lado, tendrían que asumir los costos más altos, debido a que son los países con más altas emisiones de GEI y, por otro lado, obtendrían un nivel de beneficios menores de estas políticas dado que son los menos afectados. Para cumplir sus objetivos, el protocolo estableció tres mecanismos de mitigación que se adaptan a las distintas condiciones de los países miembros: (i) Comercio Internacional de Emisiones (CIE): Permite el intercambio comercial de permisos de emisión entre países con compromisos de reducción establecidos. Es decir, aquellos países que reduzcan emisiones por encima de lo exigido en el protocolo, podrán vender éste exceso a otros países para su acreditación respectiva. (ii) Implementación Conjunta (IC): permite que los países del Anexo I compren créditos de reducción de emisiones provenientes de proyectos ejecutados en otros países participantes del protocolo; en especial en economías en transición. (iii) Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL): similar al mecanismo de IC, con la diferencia que acredita como parte de la meta de reducción, proyectos llevados a cabo en países en desarrollo. Las emisiones reducidas por este medio se denominan Certificado de Reducción de Emisiones. (Vargas; 2009) Los bonos de carbono son un mecanismo internacional de descontaminación para reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente; es uno de los tres mecanismos propuestos en el Protocolo de http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto 25 Kioto para la reducción de emisiones causantes del calentamiento global o efecto invernadero (GEI o gases de efecto invernadero).Inicialmente fue una propuesta lanzada por la economista argentina Graciela Chichilnisky en 1993 y finalmente fue incluida dentro de los mecanismos de desarrollo limpio del protocolo de Kioto en 1997. El sistema ofrece incentivos económicos para que empresas privadas contribuyan a la mejora del sistema operativo de la calidad ambiental y se consiga regular la emisión generada por sus procesos productivos, considerando el derecho a emitir CO2 como un bien canjeable y con un precio establecido en el mercado. La transacción de los bonos de carbono - un bono de carbono representa el derecho a emitir una tonelada de dióxido de carbono - permite mitigar la generación de gases invernadero, beneficiando a las empresas que no emiten o disminuyen la emisión y haciendo pagar a las que emiten más de lo permitido. (Rodríguez; 2004) Así mismo el mismo autor dice que “Los mercados de carbono son ámbitos donde se intercambian contratos de compra y venta donde una parte paga a otra por una cantidad determinada de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Estos mercados han exhibido un rápido crecimiento desde su creación: el valor total transado ha pasado de USD 11 mil millones en 2005 a alrededor de USD 150 mil millones en 2010. Los activos que se comercian en estos mercados son de tres tipos:- Permisos de emisión: son asignados por los gobiernos de países participantes a sus empresas emisoras de GEI, en función de los compromisos de reducción de emisiones asumidos en el marco del Protocolo de Kioto. El mercado más importante es el europeo (EU ETS), donde se transan permisos llamados “EUAs” (European Union Allowances). Certificados de reducción de emisiones basados en proyectos: son creados cuando un proyecto específico de mitigación llevado a cabo en un país en desarrollo o de Europa del Este demuestra que reduce emisiones de GEI en comparación de lo que hubiera ocurrido en ausencia del proyecto. Los certificados generados por proyectos realizados en países en desarrollo en el marco del Mecanismo para un Desarrollo Limpio (MDL) se llaman “CERs”. Por su parte, los certificados generados por proyectos realizados en países de Europa del Este en el marco del Mecanismo de Implementación Conjunta http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto http://es.wikipedia.org/wiki/Calentamiento_global http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_invernadero http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Graciela_Chichilnisky&action=edit&redlink=1 http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono http://finanzascarbono.org/glosario/#gases-efecto-invernadero-gei 26 (MIC) son llamados Unidades de Reducción de Emisiones o “ERUs”. Tanto el MDL como el MIC son mecanismos de flexibilidad contemplados en el Protocolo de Kioto.- Certificados de reducción de emisiones voluntarias: son los certificados comercializados en los mercados de carbono voluntarios”. Por ello el papel principal de un certificador-verificador independiente debe ser firmar una declaración de que no hay errores o defectos en los datos reportados de reducción de emisiones GEI de una organización. Eso significa que los datos de GEI, deben cumplir requisitos relativos a principios de exactitud y transparencia, así como cumplir lo que está aprobado en la metodología de control que se haya decidido adoptar. Para hacer lo anterior es necesario hacer auditorias en el sitio y elaborar informes donde se dictamina si la verificación ha sido favorable o no. Si hacemos un flujo del proceso se puede resumir en los siguientes pasos: (a) Ver el proceso de neutralidad de carbono o cualquier otro que se quiera certificar. (b) Sensibilizar y entrenar al equipo de la organización a certificarse en las prácticas necesarias para llevarlo a cabo. (c) Revisar si son aceptables, los procesos y la documentación que los respalda. (d) Después de una certificación, hacer seguimiento del proceso de implementación. Para todas estas etapas contamos con el respaldo teórico e intelectual, lo que sería necesario es establecer una estructura operativa. ix. Pago por Servicios Ambientales (PSA): “El nuevo enfoque para PSA reconoce la diferencia entre los servicios ambientales como se muestra en la tabla (11), y las actividades humanas de mitigación de impacto ambiental.” (Ferrer, J.; 2003). Fuente: Ferrer, J.; (2003) Servicios ambientales Funciones Ejemplos Regulación de gases Regulación de la composición química atmosférica Balance de CO2/O2 niveles de SOx Regulación del clima Regulación de la temperatura global; precipitación y otros procesos climáticos locales y globales Regulación de gases de efecto invernadero Regulación o prevención de desastres Capacidad del ecosistema de dar respuesta y adaptarse a fluctuaciones ambientales Protección de tormentas, inundaciones, sequias, 27 respuestas del hábitat, cambio ambientales, etc. Regulación hídrica Regulación de los flujos hidrológicos Provisión de agua Tabla 11: Principales Servicios Ambientales de los ecosistemas forestales x. Ciclo del Carbono: “El carbono es un elemento básico para la vida que se caracteriza por los acervos de reservas atmosféricas muy pequeños como se muestra en las figuras (5; 6), pero sumamente activos y vulnerables a perturbaciones, ya que modifican el clima y los patrones climáticos de manera que afectan directamente la vida sobre la Tierra.” (Odum, E.; Barret, G.; 2008). Fuente: Gallardo J. y Merino A., (2001). Figura 5: Ciclo del Carbono en sistemas forestales Fuente: Gallardo J. y Merino A., (2001). Figura 6: Dinámica de los flujos globales de carbono. 28 En la siguiente tabla (12) se muestra el reparto de carbono entre los diferentes ecosistemas terrestres a nivel mundial: Fuente: Gallardo J. y Merino A., (1996). Tabla 12: Producción y reservas de carbono de los ecosistemas terrestres En esta misma figura se muestra también la distribución de ese carbono en biomasa y suelo. Aproximadamente el 50% del total de carbono contenido en los ecosistemas terrestres se encuentra en el suelo; así mismo en la figura (7) se aprecia la diferencia en las reservas de carbono según el clima, vegetación, tipo de suelo y finalmente en la formación de humus. 29 Fuente: Gallardo J. y Merino A., (1996). Figura 7: Reservas edáficas de carbono El contenido de Carbono en los suelos del mundo es acerca de tres veces superior al contenido en la vegetación. Por este motivo el Carbono orgánico del suelo desempeña un papel crítico en el balance global de Carbono. Además, la materia orgánica del suelo (MOS) es el componente edáfico que influye en la porosidad y en la reserva de agua y nutrientes del suelo. Además, es uno de los parámetros más importantes para evaluar la susceptibilidad edáfica a la erosión. La cantidad de materia orgánica esta primeramente determinada por aspectos ambientales, como el clima, topografía, vegetación, etc.; aunque la gestión silvícola también influye de manera determinante en estos contenidos. Los mayores contenidos de materia orgánica hasta 1Gg C ha (giga equivalente a 109), 1 Gg es 109 g, se dan en las turberas (histosoles foto 1/figura 17), donde las bajas temperaturas y el exceso hídrico retarda la descomposición orgánica. Los contenidos de C también son importantes (hasta 200 Mg C ha) en los umbrisoles (foto 2/figura 17) de las regiones templadas del norte de España y de las zonas montañosas, donde alta precipitación y temperatura moderada coadyuvan a una gran producción de restos orgánicos. Los niveles se reducen considerablemente, entre 80-150 Mg C ha. En los 30 cambisoles (foto 3/figura 17), muy extendidos en España. En las superficies antiguas de las mesetas dominan los luvisoles (foto 4/figura 17), asociados generalmente a áreas semiáridas españolas, abundan los calcisoles, donde el C se encuentra como carbonatos (foto 5/figura 8). (Buendía, R.; 2011) Fuente: Buendía R., (2011). Figura 8: Horizontes del suelo La NASA, menciona que la dinámica del carbono en los bosques tropicales de América Latina y el Caribe se prevé que disminuyan bajo cualquiera de los escenarios B2 o A2 como se muestra en la figura (9). Cuando la reserva total de carbono de los bosques se estima en 162.4 mil millones de toneladas en 2005, bajo el escenario B2 esa reserva se estima que disminuya 11.6% a 143.5 mil millones de toneladas. En el escenario A2 se estima que esa reserva disminuya 16.4% a 135.7 mil millones de toneladas. Cabe destacar que los bosques de Amazonía oriental y el Corredor Biológico Mesoamericano verán disminuir sus reservas de carbono sustancialmente como se muestra en la figura (10) los bosques 31 son el segundo componente que más carbono absorbe después de los océanos. Fuente: NASA, 2001. Figura 9: Clima actual mundial Fuente: NASA, (2001). Figura 10: Dinámica del carbono Resumiendo los resultados de este estudio, se observa que con base en el escenario de cambio climático de reducción de escala del consorcio World Clim partiendo del modelo climático global del Centro Hadley (GCM), es que el cambio climático cambiará radicalmente los regímenes 32 climáticos tropicales de América Latina y el Caribe por la década de 2080, con la extensión de la zona pluvial tropical disminuyendo aproximadamente un 60% bajo el escenario A2 pesimista o el escenario B2 más optimista. El análisis también concluye que más de la mitad del bosque pluvial tropical de la región - en cualquiera escenario - se convertirá en un bosque estacional o seco, aunque la conversión del bosque estacional será más significativa; ante ello se observa en la figura (11) el modelo mundial de carbono que realizó la NASA para proveer información más completa sobre el ciclo del carbono. Fuente: NASA, (2001). Figura 11: Modelo mundial del carbono según la NASA xi. Valoración económica de los bonos de Carbono: “Habitualmente se diferencia entre métodos basados en mercados reales (métodos de preferencias reveladas) y los métodos basados en mercados hipotéticos (métodos de preferencias declaradas); así mismo en la tabla 33 (13) se muestra los resultados de estimaciones del coste según el carbono captado viéndose que dicho valor cambia según las distintas económicas a nivel mundial tal como la bolsa de valores.” (Amoros, M.; Micalo, R.; 2000) Fuente: Soliz B., (2003) Tabla 13: Coste del carbono captado por nuevas plantaciones mediante forestación o reforestación xii. Stock de CO2: Un flujo constante de emisiones corresponde a un stock en el largo plazo. Por lo tanto, las metas de emisiones de gases son consistentes con un stock de GEI. Cabe señalar, que las emisiones de GEI no tienen que ser 34 nulas para estabilizar este stock. Así, un objetivo ambicioso de reducción de emisiones es aquel que sea compatible con la eliminación del déficit ecológico y la estabilización del stock de GEI a un nivel que proporcione una temperatura estable en el planeta. La emisión histórica de GEI por efecto de la actividad humana se explica principalmente por el nivel de desarrollo, crecimiento económico y población de los países tal y como se muestra en la figura (12). Así, las economías desarrolladas explicarían más del 75% del stock de GEI acumulado desde 1750. (Vargas; 2009) Fuente: Soliz B., (2003) Figura 12: Porcentaje mundial de stock de carbono xiii. Suelo “Entendemos por suelo la superficie emergida de la tierra o parte de la litosfera que de alguna forma está sometida a la acción de los agentes climáticos y biológicos y, por supuesto, a una intervención masiva de las actividades humanas.” (Azabache, L.; 2011). Propiedades o Físicas La estructura: La estructura se define como la forma que tienen los elementos minerales y orgánicos del suelo al agruparse en agregados primarios o secundarios. La estructura juega un papel importante en muchas propiedades del suelo como la porosidad, la permeabilidad, la profundidad de raíces, entre otras. La 35 composición química del agua o de los vertidos afecta a la estructura. Si las aguas vertidas son ricas en sodio, se produce una modificación de la estructura por dispersión y ruptura de los agregados, mientras que los cationes polivalente es como el calcio facilitan la floculación de las arcillas. En general, una baja concentración de electrolitos facilita la dispersión, y una concentración elevada provoca la floculación. Porosidad: La condición física de un suelo depende, en gran medid a, de la porosidad y del tamaño de los poros. En los suelos de textura fina, abunda la microporosidad frente a la macroporosidad, dominante esta última en suelos dominados por textura gruesa o con predominancia de gravas. En ambos casos los poros presentan poca variación en sus dimensiones. En los suelos agregados la porosidad es de carácter intermedio, es decir los poros son grandes y pequeños. El aporte de las aguas residuales industriales modifica la porosidad del suelo, aumentando o disminuyendo la distribución y tamaño de los poros en función de la escasez de los sólidos disueltos, del volumen de líquido aplicado y de las condiciones climáticas. Los residuos químicos, si están presentes en las aguas residuales, pueden actuar también sobre los agregados del suelo, produciendo modificaciones estructurales que repercuten en la porosidad. Estas variaciones que operan en detrimento de las características del suelo, pueden ser compensadas por la presencia de materia orgánica, que aumenta y estabiliza los agregados. o Químicas Reacciones de intercambio: La fracción mineral del suelo mantiene una estrecha relación con la vegetación presente en él, por constituir la base de la nutrición mineral de ésta, y es aprovechada por las plantas en forma iónica. La disponibilidad de estos elementos minerales es función de su solubilidad, y ésta es muy diferente para cada elemento por existir en el suelo en forma de combinaciones más o menos estables, formando parte del 36 complejo adsorbente; pueden participar en procesos de cambio reversibles, constituyendo la fuente esencial de los elementos asimilables por las plantas a nivel radicular. Intercambio de aniones: En el suelo, la intensidad de intercambio aniónico es bastante menor que la de los cationes. Sin embargo, ciertos suelos retienen los aniones en forma intercambiable, como ocurre con Cl-, SO4 2-, NO3- y H2PO4. Intercambio de cationes: Los principales cationes de cambio son: Al3+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+, Fe2+ y Mn2, siendo dominantes los cuatro primeros en suelos ácidos, y el magnesio y el calcio en suelos básicos. El sodio es el catión más importante en suelos sódicos. La acidez del suelo: La acidez del suelo depende de varios factores: El pH, La capacidad de intercambio catiónico, La acidez intercambiable. A causa de esto, el suelo posee un poder tampón, que es un elemento capital en el momento de ser utilizado como elemento depurador. La acidez del suelo puede producirse por arrastre o lavado de sales, como consecuencia de precipitaciones o de vertidos abundantes, por la explotación selectiva de las cosechas, que extraen más cationes que aniones (según sea las especies implantadas), por la oxidación de los sulfuros de hierro que se hayan acumulado en condiciones anaerobias, por oxidación de compuestos de nitrógeno reducidos, por aumento de la presión parcial de CO2 en la solución suelo al descomponerse los residuos orgánicos naturales o aportados, etc. En general un suelo se vuelve ácido fundamentalmente a causa de la pérdida de cationes metálicos intercambiables, y el predominio de hidrógeno cambiable. Este conjunto de posibilidades es un factor directo de la capacidad de asimilación por el suelo de aportes orgánicos e inorgánicos, que pueden consistir en vertidos de aguas residuales industriales o en cualquier otro tipo de vertido. 37 Salinidad: Un exceso de sales solubles en el suelo, sobre todo de sodio, reduce el poder de infiltración, puesto de estas sales actúan mediante presión osmótica, frenando la absorción tanto de agua como de otros iones presentes en el suelo. Como consecuencia de esta reducción de infiltración, la estructura del suelo se degrada, disminuyendo considerablemente la capacidad del mismo para mantener una cubierta vegetal, salvo en lo que se refiere a las especies adaptadas a esta sequía fisiológica o especies halófitas. o Biológicas Descomposición de los residuos orgánicos: La descomposición de la materia orgánica muerta es, posiblemente, una de las principales funciones de los organismos del suelo. Los restos vegetales y animales que caen del suelo, fuente esencial de la materia orgánica, son sometidos desde su entrada al suelo a una descomposición más o menos rápida, transformándose por vía biológica en elementos minerales solubles o gaseosos (CO2, NH3), o en complejos coloidales (humus), con velocidad e intensidad variable según el producto de que se trate y según sean las condiciones medioambientales. Los nutrientes que se obtienen tras un proceso de mineralización o de humificación, pueden ser consumidos en períodos de horas o de días. El nitrógeno es factor primordial en la descomposición, retrasándose el proceso cuando los niveles son bajos, menores que 1,5 g/kg; en este caso los organismos utilizan este nitrógeno del suelo en su biosíntesis, impidiendo o limitando su aprovechamiento por la planta. En esta situación, es factible mantener niveles adecuados de nitrógeno, agregando compuestos nitrogenados en forma de fertilizantes. Respecto al carbono, se calcula que entre el 50 y el 90% del carbono orgánico se transforma en CO2, y el resto se incorpora a la biomasa microbiana mediante procesos de síntesis. Los componentes de esta biomasa, cuando mueren, devuelven al suelo los elementos que inicialmente sustrajeron del mismo. El tipo de suelo favorece o dificulta la actividad 38 microbiana, a la vez que incrementan el aprovechamiento del carbono, reduciendo de este modo la disponibilidad total del elemento asimilable por la micro flora del suelo. Cuando el efluente residual vertido sobre el suelo contiene sustancias orgánicas fácilmente degradables, aparece un aumento en la intensidad de descomposición de ciertos productos. Formación de humus: El humus se forma durante la descomposición microbiana de los residuos vegetales y animales, por degradación de componentes celulares, y en la síntesis de ciertos productos por los organismos del suelo. El humus aumenta la capacidad auto depuradora del suelo al facilitar los mecanismos de solubilidad de la materia mineral insoluble, unido ello a la mejora de las características físicas del soporte, a la disminución de la toxicidad de ciertos contaminantes, a la mejora de la capacidad de retención de agua, y a su poder de mantenimiento de grandes poblaciones de microorganismos. Según la FAO, (2005) respecto al Carbono y materia orgánica en el suelo, el ciclo terrestre del carbono: el carbono del suelo y carbono global disponible se presenta en la figura (13), donde el carbono orgánico del suelo representa la mayor reserva en interacción con la atmósfera y se estima en cerca de 1 500 Pg C a 1 m de profundidad (cerca de 2 456 a dos metros de profundidad). El carbono inorgánico representa cerca de 1 700 Pg pero es capturado en formas más estables tales como el carbonato de calcio. La vegetación (650 Pg) y la atmósfera (750 Pg) almacenan considerablemente menos cantidades que los suelos. Los flujos entre el carbono orgánico del suelo o terrestre y la atmósfera son importantes y pueden ser positivos bajo la forma de captura o negativos como emisión de CO2. 39 Fuente: Programa internacional de geósfera-biosfera, (1998). Figura 13: Ciclo terrestre del carbono del suelo El papel fundamental de la materia orgánica en los suelos: La materia orgánica del suelo es un indicador clave de la calidad del suelo, tanto en sus funciones agrícolas (p. ej. producción y economía) como en sus funciones ambientales -entre ellas captura de carbono y calidad del aire. La materia orgánica del suelo es el principal determinante de su actividad biológica. La cantidad, la diversidad y la actividad de la fauna del suelo y de los microorganismos están directamente relacionadas con la materia orgánica. La materia orgánica y la actividad biológica que esta genera tienen gran influencia sobre las propiedades químicas y físicas de los suelos. La agregación y la estabilidad de la estructura del suelo aumentan con el contenido de materia orgánica. Estas a su vez, incrementan la tasa de infiltración y la capacidad de agua disponible en el suelo así como la resistencia contra la erosión hídrica y eólica. La materia orgánica del suelo también mejora la dinámica y la biodisponibilidad de los principales nutrientes de las plantas. xiv. Biomasa: “El término biomasa se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser convertidos en energía; o las provenientes de la agricultura (residuos de maíz, café, arroz, del aserradero (podas, ramas, aserrín, cortezas) y de los residuos urbanos (aguas negras, basura orgánica y otros).” (PNUMA, 2004). Esta es la fuente de energía renovable más antigua conocida por el ser humano, pues ha sido usada desde que nuestros ancestros descubrieron 40 el secreto del fuego. Desde la prehistoria, la forma más común de utilizar la energía de la biomasa ha sido por medio de la combustión directa: quemándola en hogueras a cielo abierto, en hornos y cocinas artesanales e, incluso, en calderas; convirtiéndola en calor para suplir las necesidades de calefacción, cocción de alimentos, producción de vapor y generación de electricidad. Los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de procesos más eficientes y limpios para la conversión de biomasa en energía; transformándola, por ejemplo, en combustibles líquidos o gaseosos, los cuáles son más convenientes y eficientes. Así aparte de la combustión directa, se pueden distinguir otros dos tipos de procesos: el termo-químico y el bio-químico. Las fuentes más importantes de biomasa son los campos forestales y agrícolas pues en ellos se producen residuos (rastrojos) que normalmente son dejados en el campo al consumirse sólo un bajo porcentaje de ellos con fines energéticos. En la agroindustria, los procesos de secado de granos generan subproductos que son usados para generación de calor en sistemas de combustión directa; tal es el caso del bagazo de caña de azúcar, la cascarilla de café y la de arroz. Por otro lado, los centros urbanos generan grandes cantidades de basura compuestas en gran parte, por materia orgánica que puede ser convertida en energía, después de procesarla adecuadamente. Se considera que la biomasa es una fuente renovable de energía porque su valor proviene del Sol. A través del proceso de fotosíntesis, la clorofila de las plantas captura su energía, y convierte el dióxido de carbono (CO2) del aire y el agua del suelo en carbohidratos, para formar la materia orgánica. Cuando estos carbohidratos se queman, regresan a su forma de dióxido de carbono y agua, liberando la energía que contienen. En la figura (14) se muestran los contenidos de carbono en la biomasa existente en un bosque primario. De esta forma, la biomasa funciona como una especie de batería que almacena la energía solar. Entonces, se produce en forma sostenida o sea - en el mismo nivel en que se consume – esa batería durará Indefinidamente. 41 Fuente: Gobierno de España; (2010). Figura 14: Distribución de la Biomasa en un bosque primario xv. Métodos de medición del stock de Carbono: Para las estimaciones sobre la cantidad de carbono almacenado en los Bosques Andinos de la región existe información generada y disponible limitada sobre el potencial de los Bosques Andinos para el desarrollo de proyectos de REDD. Parte de los vacíos de información se debe a los escasos estudios referidos a la cuantificación del carbono contenido en dichos bosques. Resulta n