Cuando la mitigación no es realmente mitigación (I): secuestro de carbono en suelo

Esta entrada es la primera de una serie que va a tratar de impulsar un debate auto-crítico sobre la capacidad real de mitigación de GEis que anunciamos en nuestros experimentos. La hago también en inglés por si acaso podemos tener más interacción con otros investigadores.

Hoy nos cebaremos con aquellos que trabajan en “secuestro de carbono en suelo”. ¡No os relajeis los demás que en proximas entradas nos iremos sonrojando todos!. La mayoría de las ideas que van a continuación las he sacado de Powlson et al. (2011). Me parece un artículo super-clarificador para aquellos que no trabajamos principalmente en carbono en suelo. ¿Sólo para nosotros?

Un poco de pedagogía en el lenguaje: ¿Cuál es la diferencia entre el secuestro y el almacenamiento/acumulación de carbono (C) en el suelo?. Por otra parte, ¿ todo el secuestro de carbono del suelo o el almacenamiento/acumulación implica una contribución total y genuina a la mitigación del cambio climático?

Powlson et al. (2008) sugieren utilizar el término de secuestro de C (en suelo) sólo cuando el aumento de C conlleva una transferencia adicional de C de la atmósfera al suelo (cuando no es así nos referimos a almacenamiento/ acumulación). ¿Existe un consenso sobre esta definición? (esta es una pregunta para los investigadores a dejar sus comentarios).

Si cuantificamos los cambios en las reservas (stocks) de C del suelo (véase la definición de reservas de C, densidad de C, sumideros de C en caso de duda en Powlson et al., 2011). ¿Es nuestro método de muestreo lo suficientemente robusto como para proclamar que en nuestro estudio hay:

(i) ¿almacenamiento / acumulación de C en suelo?

(ii) ¿secuestro de C en suelo?

Por ejemplo, ¿podríamos tener un protocolo general / orientación de lo que necesitamos  medir, dónde y cuándo y cuáles son las deficiencias de nuestras metodologías? (esta es otra pregunta).

Podemos ver diferentes escenarios / casos en los que puede haber cierta polémica:

  Caso 1: ¿Las mediciones de la concentración de carbóno orgánico del suelo tienen que ir acompañada de medidas de densidad aparente del suelo en el perfil de profundidad entera (no sólo la capa superior)?: Por ejemplo, algunos autores han concluido después de analizar los datos que comparan suelos bajo manejo de laboreo convencionales con suelos bajo mínimo o no laboreo que si tenemos en cuenta la variación del  carbóno orgánico del suelo para las diferentes profundidades conjuntamente con los cambios en densidad aparente las diferencias en carbóno orgánico del suelo parecen estar causadas en mayor medida por la distribución del C en las diferentes profundidades y no por el manejo de laboreo. En España, por ejemplo Jorge Alvaro-Fuentes et al. 2012 (CSIC) (artículo recién salido del horno), nos da algunas pistas para la agricultura Mediterránea  Alvaro-Fuentes et al (2012). Otro artículo reciente lo encontramos en López-Garrido et al., (2011).

Caso 2: El C orgánico del suelo no se acumula indefinidamente (e.g. Fig 1), puede ser algo reversible y la tasa de cambio es mayor en los primeros años tras imponer cambios en el manejo del suelo. ¿Estamos especificando dichas limitaciones en nuestros estudios? (solemos hablar de kg C/ha año pero no solemos mencionar que esto no sucederá infinitamente) Por otra parte, también puede haber dificultades prácticas que a menudo se pasan por alto (por ejemplo económicas).

Fig 1. Cambios en el contenido de C orgánico en el suelo (0-23 cm) en 3 tratamientos del experimento de trigo de Broadbalk en Rothamsted Res. (Reino Unido). Los tratamientos son: no fertilizados (unmanured), fertilizantes minerales (NPK) y estiércol (farm yard manure). En Powlson et al. (2011). Más detalles leasé dicho artículo.

Caso 3: Medidas de mitigación que no necesariamente contribuyen a una reducción global de emisiones de GEIs I: El secuestro de C en el suelo no conlleva necesariamente siempre una reducción global de GEIs. Los manejos que pueden dar lugar al secuestro de C en suelo pueden tener un efecto en los otros dos principales gases de efecto invernadero distintos del CO2 (N2O y CH4). Ambos gases tienen mayor potencial de calentamiento que el CO2 (CH4: 25 veces y N2O: 298 veces para 100 años). ¿Estamos pasando por alto esto?  En España tenemos algunos ejemplos publicados (seguro que hay alguno más) (e.g. Estavillo et al., 2002; Merino et al., 2004; Pinto et al., 2004; Menéndez et al., 2008; Sanchez-Martín et al., 2008; Melero et al., 2011) ¿Necesitamos más investigación integrando los 3 gases y el C en el suelo? ¿tenemos hipótesis de cuales podrían ser las tendencias extrapolando los resultados de otros países?

Caso 4: Medidas de mitigación que no necesariamente contribuyen a una reducción global de emisiones de GEIs II: cambios de uso de suelo indirectos: los cambios en el uso del suelo diseñados para aumentar las existencias de carbono terrestres si se aplican a zonas aptas para la producción de alimentos y hacen disminuir o desaparecer la producción de alimentos en esas áreas pueden inducir a cambios indirectos en el uso del suelo en otros lugares (por ejemplo, puede que tengamos que aumentar la producción de la agricultura en otras partes del mundo y esto sería muy difícil de rastrear: fuga de carbono). Os dejo un ejemplo enfocado en la economía del País Vasco de un compañero “socio-económico” del BC3 (González Ruiz de Eguino, 2009).

Caso 5: Medidas de mitigación que no necesariamente contribuyen a una reducción global de emisiones de GEIs III:¿la adición de materia orgánica en los suelos necesariamente mitiga el cambio climático?

Esto lo dejaremos para la próxima…

Agus-BC3

Referencia principal

Powlson et al. 2011. Soil carbon sequestration to mitigate climate change: a critical re-examination to identify the true and the false. European Journal of Soil Science 62: 42-55.

when mitigation is not really mitigation (I)

Most of the ideas that are below have been formulated in Powlson et al. (2011) and can be used to start the debate on for example: mitigation-related language. What is the difference between soil carbon (C) sequestration and soil C storage/ accumulation?. Moreover, does all soil C sequestration or storage/accumulation imply an overall and genuine contribution to Climate Change mitigation?

Powlson et al. (2008)  suggests using the term soil C sequestration only when increases in soil organic carbon (SOC) leads to an additional transfer of C from the atmosphere to the land (when it does not we refer to C storage/accumulation). Is there a consensus on this definition?  (this is a question for researchers to leave their comments).

Should we quantify changes in soil C stocks (see definition of C stocks, C density and C sinks if in doubt in Powlson et al. (2011) . Is our sampling method robust enough to claim:

(i)            soil C storage/accumulation?

(ii)           soil C sequestration (accepting the previously mentioned definition)?

For example, could we have a general protocol/guidance of what we need to measure, where and when and what the shortcomings (inexact claims) may be if we do not.

We can see different scenario/cases where there may be some controversy:

 Case 1: Do SOC concentration measurements have to be accompanied by measurements of soil bulk density at the whole depth profile (not just upper layer)?: it seems clear that measurements of soil C concentrations (%, mg C/kg soil…) have to be accompanied by soil bulk density ones to express changes in soil C. Depth sampling seems to also be important to be taken into account. For example, some authors have concluded after analyzing data comparing conventional soils with minimum/ non-tillage soils, should SOC variation with depth and bulk density be accounted for, that the main differences in SOC were caused by depth distribution rather than tillage management.

In Spain, Jorge Alvaro-Fuentes et al. 2012 (CSIC) (article that has just come out), indicates some key findings for Mediterranean agriculture  Alvaro-Fuentes et al (2012). Other recent paper: López-Garrido et al., (2011).

Case 2: Soil organic C does not accumulate indefinitely, it can be reversible and rate of change is greatest in the early years after a change is imposed. Fig 1. Are we specifying these limitations in our studies? Moreover, there also may be practical constraints that are often overlooked (e.g. economic constraints).

Case 3:  Mitigation measures that do not necessarily contribute to an overall reduction of GHG emissions I: Soil C sequestration does not necessarily lead always to mitigation of GHG emissions. Managements that can lead to soil C sequestration will have an effect on the other two main non-CO2 GHG (N2O and CH4). Both gases have much larger warming potentials (CH4: 25 times and N2O: 298 times on a 100-year time-scale). Are we overlooking this? We have examples in Spain(e.g. Estavillo et al., 2002; Merino et al., 2004; Pinto et al., 2004; Menéndez et al., 2008; Sanchez-Martín et al., 2008; Melero et al., 2011) Do we have any strong evidence of overall trends in Spain or Mediterranean agricultural or forest soils?

Case 4:  Mitigation measures that do not necessarily contribute to an overall reduction of GHG emissions II: Indirect land use change: changes in land use designed to increase terrestrial C stocks, if this is applied to areas suitable for food production may induce indirect land use changes elsewhere (e.g. we may have to increase agriculture production elsewhere in the globe and this is very difficult to track:  carbon leakage). An example on the Basque Country economy from a BC3 socio-economist (González Ruiz de Eguino, 2009). 

Case 5:  Mitigation measures that do not necessarily contribute to an overall reduction of GHG emissions II: Do additions of organic material necessarily lead to mitigation of Climate Change?  

We will tackle this in forthcoming posts.

Agus-BC3

Powlson, D., Whitmore, A., & Goulding, K. (2011). Soil carbon sequestration to mitigate climate change: a critical re-examination to identify the true and the false European Journal of Soil Science, 62 (1), 42-55 DOI: 10.1111/j.1365-2389.2010.01342.x

3 pensamientos en “Cuando la mitigación no es realmente mitigación (I): secuestro de carbono en suelo

  1. Agustin eres único creando polémica. El paper que comentas de Powlson et al. (2011) es muy interesante y muchas de las ideas que él comenta se pueden trasladar a otros ecosistemas, no sólo a los agrícolas. Yo quiero destacar una de las ideas que comentas en tu post y de la que se hace especial hincapié en este paper, la importancia entre stocks de C y sumideros de C. Powlson, al igual que varios autores que han escrito recientemente al respecto, subraya la importancia que tiene la determinación de los cambios temporales en los stocks de C en el suelo. Creo que éste es un punto fundamental. Hay que tener en cuenta que la comparación puntual de stocks, entre sistemas de manejo, nos da una información muy limitada respecto a la capacidad de mitigación o secuestro de una determinada práctica.

  2. Hola gente,
    Quería comentar algunas cosas sobre este tema tan candente, que te agradezco Agustín que hayas sacado, porque saca a flote muchos flecos que si nos los dejamos sueltos puede que acabemos promoviendo soluciones que no lo son. En primer lugar, sobre lo que dice Álvaro, también creo que es importante la distinción entre stock y sumidero, y que para saber si es un sumidero hay que conocer la tendencia temporal. Pero, además, creo que es importante la diferencia respecto al manejo actual. Es decir, que debemos conocer las tendencias, pero no sólo en el manejo alternativo sino también en el convencional. Vuelvo a esto más adelante. Paso a comentar los casos, desde la perspectiva de su aplicación en el ámbito mediterráneo o español.

    (Caso 1) La cantidad de C almacenado en el suelo es finita
    Esto hace que la acumulación de carbono posiblemente dure sólo unas pocas décadas (digamos 2-10), pero ese es precisamente el período más importante para luchar contra el cambio climático, porque es el margen que tenemos (si no lo hemos pasado ya) para no desencadenar procesos irreversibles. Nos hace ganar tiempo mientras disminuimos las emisiones. Como se comentó en el workshop, esta temporalidad se soluciona a nivel de políticas públicas mediante bonos (o lo que corresponda) temporales.

    (Caso 2) El proceso es reversible
    Creo que el carbono secuestrado puede perderse si cambia (i) el manejo o (ii) las condiciones ambientales. En el primer caso, no podemos garantizar que el manejo continúe, pero creo que por eso hay que apostar por técnicas cuyo valor esté más allá del secuestro de carbono, y que la valoración del secuestro sirva simplemente de impulso para implantarlas (por ejemplo, apoyando la construcción de plantas de compostaje, adquisición de maquinaria como picadoras de ramón o esparcidores de estiércol, etc.). Como dice el mismo Powlson, el secuestro de C está estrechamente vinculado a la calidad del suelo y consecuentemente a su productividad. Así que creo que, en general, las técnicas que lo favorezcan tenderán a consolidarse a largo plazo.
    En el segundo caso, nos encontramos con que los escenarios del IPCC apuntan a más temperatura y menos precipitaciones en el Mediterráneo, lo que significa que los stocks de C probablemente disminuirán, como muestran las simulaciones de Mondini et al. (2012) en Italia. En ese estudio señalan que los stocks de C hacia finales del s XXI serán menores que en 1990 incluso en un escenario de aplicación de compost. Pero es que sin aplicar compost la disminución sería mucho mayor, así que nos sigue quedando una ganancia neta de C respecto a la opción BAU. Y creo que eso es lo realmente importante en las técnicas de mitigación: la diferencia respecto a no hacer nada.

    (Caso 3) Mitigación que puede no serlo (i) Las emisiones de otros GEI pueden anular la mitigación por secuestro
    Creo que esto es muy importante. Efectivamente, los estudios que integran múltiples gases son una necesidad que creo que debería considerarse prioritaria. Además de esto, como señala Agustín ya hay algunos estudios. Nosotros hemos revisado los realizados en condiciones mediterráneas, a nivel global, y señalaré algunas tendencias que hemos detectado. Los que miden emisiones de N2O bajo distintos tipos de laboreo son escasos, pero la mayoría apuntan a mayores emisiones de N2O en no laboreo o laboreo reducido. Está por ver si la diferencia es suficiente para anular el secuestro de C. Hay que tener en cuenta que en secano las emisiones de N2O son muy bajas. Otra técnica que contribuye a secuestrar C es el uso de fertilizantes orgánicos. En general, las emisiones de N2O son menores para los fertilizantes orgánicos, así que en este caso no existiría riesgo de “offsetting”, aunque de nuevo los datos son escasos.

    (Caso 4) Mitigación que puede no serlo (ii) La ocupación de suelo para secuestrar C puede causar emisiones por cambios de uso del suelo en otro lugar
    En el caso de España no creo que haya que preocuparse por ese problema, ya que la forestación agrícola que se plantea aquí no es por motivos de secuestro, sino de ajuste de la producción por criterios políticos de la UE. En cuanto a la transformación a pastos, no creo que se dé demasiado, y en cualquier caso hay que recordar que gran parte de la producción agraria española (y sobre todo la importada) es para alimentación animal, y esos animales serían los que se comerían los pastos, así que eso habría que tenerlo en cuenta también. En cualquier caso, si de verdad queremos mitigar, creo que el uso del suelo debe orientarse más al abastecimiento de los productos que necesita la sociedad a nivel local (y estas necesidades deberían ajustarse en gran medida a las posibilidades locales), a su uso histórico y a su potencial ecológico, que a abastecer los mercados internacionales de mercancías, en este caso carbono. Si no, lo que se mitigue aquí no sólo va a generar emisiones por LUC, sino también por transporte.

    Y los comentarios a los demás casos vendrán cuando correspondan.

    Un saludo,
    Eduardo

    • Sólo quisiera añadir otro estudio español (Córdoba) publicado y recién salido de prensa en Soil&Tillage Research que se me ha colado al escribir el post y que ayer por casualidad lo encontré: un meta-análisis sobre “captura de C atmosférico” (esta quizás sea otra forma de decir sumidero?/ secuestro de C?) en España a través de la agricultura de conservación:
      González-Sánchez, E.J., Ordóñez-Fernández, R., Carbonell-Bojollo, R., Veroz-González, O., Gil-Ribes, J.A., 2012. Meta-analysis on atmospheric carbon capture in Spain through the use of conservation agriculture. Soil and Tillage Research 122, 52-60.
      Estaría bien que leyerais este artículo todos(¿quizás sea más optimista que el de Jorge en cuanto a las proyecciones de potencial secuestro de C?) y que además alguno de sus co-autores (o investigadores de cuyos datos se ha construido dicho metaanálisis) pudieran expresar su opinión sobre este tema.
      Como en la mayoria de los casos (pero aquí con más razón por ser un estudio sintético) en este paper, se menciona la posibilidad de usar este tipo de datos para extrapolarlos a nivel estatal. Preguntas a nivel práctico de inventarios (seguro que MªJosé o la gente de NEIKER nos pueden ayudar): -existe la posibilidad en el inventario de GEi de tener en cuenta el minimo o no laboreo (¿si es así cuales son los factores/coeficientes que tiene el IPCC en cuenta?).
      -¿estaríamos de acuerdo con la posibilidad de incorporar nuevos factores para diferentes manejos de laboreo para el potencial secuestro de C? (pero no para los potenciales efectos sobre el N2O de dichos manejos alternativos al convencional).
      -limitaciones a nivel de aplicación: ¿podemos tener la información a nivel más o menos precisa de donde se aplica estas prácticas , cuando, en que cultivos, con cuantos fertilizantes etc…? ¿Sigue siendo nuestro “talón de aquiles” los datos de actividad?

      Agus-BC3

      PD. Sobre lo escrito por Eduardo: gran análisis, coincido bastante con lo que has expuesto pero me dejo varios “ases en la manga” para matizar lo expuesto sobre el rol de los fertilizantes orgánicos (en la mitigación) y la mitigación relacionada a la ganadería…(proximamente)

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