Provisión de Servicios Ecosistémicos en el Chaco Semiárido: efectos de los cambios en el uso del suelo y la variabilidad climática sobre la dinámica del carbono

Abstract

El cambio en el uso del suelo es considerado una de las principales dimensiones del cambio global, y puede alterar la dinámica natural del carbono (C) a distintas escalas espaciales, modificando la provisión de servicios ecosistémicos (SE) intermedios y finales. La expansión de cultivos anuales y pasturas ha sido la causa principal de las transformaciones en el uso y cobertura del suelo en la región Chaqueña Semiárida. El objetivo general de esta tesis fue analizar y cuantificar los cambios en la provisión de SE asociados a las ganancias de C, al carbono orgánico del suelo (COS) y al secuestro de C, como consecuencia del cambio en el uso del suelo, de las prácticas de manejo y de la variabilidad climática. Específicamente se buscó: 1) Caracterizar, mediante sensores remotos, los cambios en la provisión de un SE intermedio (PPN) como consecuencia de los cambios en el uso del suelo, 2) Analizar, mediante el modelo CENTURY, los cambios en la provisión de SE intermedios (PPN y COS), considerando los distintos usos del suelo, las diferentes prácticas de manejo y la variabilidad climática, 3) Estimar, a escala regional, los cambios en la provisión de un SE final (secuestro de C) para diferentes escenarios futuros de uso del suelo bajo distintos grados de cumplimiento de la ley de Ordenamiento Territorial de Bosques Nativos (OTBN) y tasas de deforestación. Para ello se combinaron diferentes aproximaciones metodológicas basadas en experimentos de campo, sensores remotos a bordo de satélites, muestreos de campo y modelos de simulación puntuales y espacialmente explícitos. Los resultados de esta tesis sugieren que: a) los cambios en la estacionalidad resultaron de mayor magnitud que las diferencias en las ganancias totales de C luego del cambio en el uso del suelo, b) la reducción en el carbono orgánico del suelo (COS) estuvo explicada principalmente por una disminución en las ganancias de C más que por cambios en la respiración del suelo, c) las secuencias de doble cultivo tuvieron una menor productividad total que los monocultivos, impactando negativamente sobre el COS, mientras que la presión de pastoreo fue el factor que mayor importancia relativa tuvo en la variación del COS, tanto en las pasturas puras como en los sistemas silvopastoriles, d) la variación en el nivel de cumplimiento de la ley de OTBN no alteró la superficie desmontada en los escenarios futuros de uso del suelo simulados, con excepción de aquellos que consideraban el cumplimiento estricto de la ley, e) la quema de la biomasa vegetal y la descomposición del material orgánico remanente representaron entre el 97.4 y el 99.7% de las emisiones totales de C, representando los cambios en el COS superficial una pequeña proporción. La tesis permitió evaluar el impacto sobre la dinámica del C de múltiples escenarios de manejo y usos del suelo, siendo los resultados obtenidos potencialmente utilizados como base para el establecimiento de políticas vinculadas con la planificación del uso y ordenamiento del territorio.

Land use change is considered one of the main dimensions of global change, and could alter the natural carbon dynamics (C) at different spatial scales, modifying the provision of intermediate and final ecosystem services (ES). The expansion of annual crops and pastures has been the main cause of the transformations in the use and coverage of the soil in the semiarid Chaco region. The general objective of this thesis was to analyze and quantify the changes in the provision of ES associated with C gains, the soil organic carbon (SOC) and the sequestration of C, as a consequence of land use chamge, management practices and climate variability. Specifically, we sought to: 1) Characterize, through remote sensing, changes in the provision of an intermediate ES (NPP) as a consequence of land use change, 2) Analyze, through CENTURY model, changes in the provision of ES intermediate (NPP and SOC), considering different land uses, different management practices and climate variability, 3) Estimate, at a regional scale, changes in the provision of a final ES (C sequestration) for different future scenarios of land use that considere different fulfillment levels of the Law OTBN and deforestation rates. To do this, different methodological approaches were combined based on field experiments, remote sensing, field samplings and spatially explicit simulation models. The results of this thesis suggest that: a) the changes in seasonality were greater in magnitude than the differences in total C gains after an land use change, b) the reduction in soil organic carbon (SOC) was explained mainly by a decrease in C gains that by changes in soil respiration, c) double crop sequences had a lower total productivity than monocultures, negatively impacting on SOC, while grazing pressure had greater relative importance in the SOC variation, both in pastures and in silvopastoral systems, d) the variation in the fulfillment levels of the Law OTBN did not alter the cleared area in the future scenarios of land use simulated, except for those that considered strict compliance with the law, e) the burning of vegetal biomass and the decomposition of organic material emanent represented between 97.4 and 99.7% of the total C emissions, representing changes in SOC a small proportion. The thesis made it possible to evaluate the impact on C dynamics of multiple scenarios of land use and management, with the results potentially being used as a basis for the establishment of policies linked to land use planning and planning.