Flujos y almacenes de carbono edáfico en un ecosistema árido del noroeste de México: un enfoque multiescalar

Abstract

El bióxido de carbono (CO2) es uno de los gases de efecto invernadero más importantes a nivel global y su concentración en la atmósfera se ha incrementado considerablemente por las actividades humanas. Actuando como un sumidero de carbono (C), los ecosistemas terrestres participan dentro del flujo y balance global, por lo que la estimación de los almacenes y flujos de C a diferentes escalas de aproximación es fundamental para entender la dinámica sobre el suelo, la vegetación y la atmósfera. En México las zonas áridas constituyen poco más de la mitad del territorio sin embargo, en estos ecosistemas la información disponible sobre el ciclo del C y sus interacciones aún es escasa. Los objetivos de la presente investigación fueron: (i) conocer el contenido y capacidad de almacenamiento de C mediante perfiles edáficos en los suelos de una región árida y su relación con la geomorfología a escala regional; (ii) estimar la influencia de las costras biológicas del suelo (CBS) y del cambio de uso de suelo sobre las tasas de respiración edáfica; y (iii) comparar mediante el análisis de datos (eddy covariance e índices hidroambientales), la influencia del monzón de Norteamérica sobre los flujos de CO2 entre dos ecosistemas del noroeste de México. Tras la elaboración de un mapa geomorfológico, perfiles de suelo fueron descritos y muestreados. Se identificaron un total de ocho grupos de suelo, así como contenidos de carbono orgánico de 15 a 45.55 Mg ha-1 e inorgánico de 0.045 to 32.07 Mg ha–1. Para estimar la tasa de respiración edáfica se colocaron treinta collares de acero en dos condiciones de uso de suelo (matorral y erosión) con la presencia y ausencia de CBS. Durante 24 meses se midió el intercambio neto de CO2, el flujo neto de agua, temperatura del suelo y radiación fotosintéticamente activa. Se registraron valores positivos de respiración al inicio del periodo de estudio (0.099 a 0.828 µmol s-1 m-2) tras el paso del huracán Odile en septiembre de 2014, posterior a este evento solo se registraron valores negativos (0.000 a -0.055 µmol s-1 m-2). Zonas con matorral y presencia de CBS funcionan como un sumidero de C y sólo bajo condiciones específicas de humedad y temperatura actúan como una fuente de C; zonas con ausencia de CBS y erosión mostraron ser una fuente de C. Para comparar el intercambio neto del ecosistema entre dos ecosistemas (matorral sarcocaule y selva baja caducifolia), se utilizaron series de datos de flujos de C para los años 2006 y 2007. Valores promedio de NEE van de -0.01 a 1.66 µmol m-2 s-1 y de -0.98 a 1.16 µmol m-2 s-1, para los meses de enero a julio del año 2006 y 2007 respectivamente. Ambos ecosistemas presentan evidentes periodos de captura de C (julio a septiembre) siendo más notorio en la selva baja caducifolia debido a la producción de follaje y una mayor densidad de cobertura vegetal en la temporada húmeda, por lo que el uso de indicadores hidro-ambientales constituye una herramienta útil de análisis en la identificación de la activación de los procesos ecosistémicos. La presente investigación cumple con el objetivo general de identificar la interacción del ciclo del C en la relación suelo-vegetación-atmósfera en el ecosistema árido de la Paz BCS, noroeste de México, por lo que los resultados obtenidos podrían ser usados como un referente para generar políticas públicas orientadas al pago por servicios ambientales por captura de C en tierras áridas.