Sistemas agroforestales: Secuestro de carbono y política europea

El pasado mes de octubre se celebró la primera conferencia de EURAF (European Agroforestry Federation) que incluyó una sesión con en el Parlamento Europeo con el objeto de promover este tipo de sistemas por parte de la Política Agraria Común. Las ventajas de este tipo de sistemas reconocidos como una forma sustentable de promover la agricultura incluyen el incremento del carbono secuestrado en el suelo en tierras agrícolas y la reducción del riesgo de incendios forestales, y por tanto de liberación de CO2 a la atmósfera en los países de la cuenca mediterránea. El establecimiento de árboles a escasa densidad en terrenos agrícolas (Figura 1) muestra un gran potencial ya que se permite la mecanización (Figura 1) y la colonización de las capas más profundas del suelo por parte de las raíces de los árboles, en donde no compiten con los cultivos (Figura 2). La producción de cultivos en las calles situadas entre filas de árboles establecidos a escasa densidad llega a aumentar la producción de biomasa en un 40% (LER entre 1.2 y 1.8) y modifica el patrón de distribución radical tal y como se ve en la Figura 3.

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Figura 1. Cultivo de cereal intercalado con árbolado productor de madera de calidad. Proyecto SAFE

Entre las medidas propuestas por EURAF se integran el reconocimiento de áreas susceptibles de recibir pagos directos aquellas que tienen más de 50 pies por hectárea, lo que ha ocasionado la eliminación de árboles en toda Europa y por tanto yendo en sentido contrario a otra medida estrella de la PAC: la reforestación de tierras agrícolas.

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Figura 2. El volumen de raíces ocupado por los árboles creciendo de forma libre es mayor que su biomasa aérea. Esta forma de secuestrar carbono en terrenos agrícolas está escasamente explotada (Proyecto SAFE)

Deben desarrollarse metodologías que permitan cuantificar a escala local la potencialidad del secuestro de carbono de estos sistemas y contribuir así la consecución de los compromisos adquiridos en el ámbito del protocolo de Kyoto. El aumento del volumen explorado por las raíces incrementará el volumen de carbono secuestrado en el perfil del suelo, aspecto altamente importante en países de amplia extensión como es el caso de España en el contexto de la Unión Europea. Se están desarrollando estudios en los que además se establecen sistemas silvopastorales a través de los que la presencia del  árbol mitigue el impacto negativo del ganado sobre el medio desde una perspectiva del cambio climático.

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Figura 3. Modelos de distribución radical de raíces de árboles en sistemas forestales (a) y agroforestale (b). De Dupraz y Talbot (2012)

 

Autora: Mª Rosa Mosquera

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