Dinámica y almacenamiento del carbono en la necromasa y el suelo de ecosistemas forestales: efecto de la degradación del bosque nativo y su reemplazo por plantaciones de Pinus taeda L. en el NE de Argentina

Abstract

Los bosques son ecosistemas particularmente importantes como sumideros terrestres y fuentes de carbono. Dentro de los componentes del ecosistema, la necromasa (toda la materia vegetal muerta) y su dinámica juegan un rol muy importante en el funcionamiento de los bosques. En particular, este componente del ecosistema tiene alta relevancia en el ciclo global del carbono porque mediante el proceso de descomposición se liberan nutrientes para el crecimiento de nueva vegetación y CO2 hacia la atmósfera y se almacena C incorporado al suelo. La necromasa representa un reservorio de C importante (del 14 al 40% del reservorio total) en los ecosistemas boscosos y sus flujos de productividad y descomposición determinan el reciclado de C en el ecosistema. Los cambios en la calidad o cantidad de la hojarasca afectan su descomposición y, por lo tanto al C que se incorpora al suelo y su biota, así como el que se libera a la atmósfera por respiración. Las perturbaciones o cambios en el uso del suelo de los bosques pueden alterar el balance del ecosistema produciendo cambios en la vegetación. Asociado a ello, se pueden producir cambios en el funcionamiento y en los reservorios de C del sistema. El Bosque Atlántico es uno de los ecosistemas más amenazados del mundo. En la provincia de Misiones (Argentina), este bosque ha sido aprovechado mediante tala selectiva y otros fines, lo que ha generado una importante pérdida de la cobertura arbórea y una fuerte degradación de su estructura vegetal. Por otro lado, gran parte de la superficie total de este bosque ha sido reemplazada para diferentes usos, principalmente para la plantación forestal de especies de rápido crecimiento, como el pino. El objetivo general de este trabajo es estudiar el efecto de los cambios en la estructura vegetal y del reemplazo del bosque sobre la dinámica de la hojarasca (productividad y descomposición), su cantidad y calidad, así como sobre el reservorio de carbono almacenado en la necromasa aérea (fina y gruesa) y en la materia orgánica del suelo, en el Bosque Atlántico Semideciduo en distintos estados de degradación y en plantaciones de Pinus taeda del norte de la provincia de Misiones. Como hipótesis general se plantea que la modificación del ecosistema, mediante la degradación y el reemplazo, afectaría las condiciones para almacenar carbono en la necromasa y el suelo como consecuencia de los cambios en la productividad y descomposición. Esto se observaría gradualmente a lo largo del gradiente de degradación y abruptamente cuando el bosque es reemplazado. Para poner a prueba esta hipótesis general, se realizaron estudios de campo que incluyeron la cuantificación de la necromasa y la estimación del contenido de carbono secuestrado en la misma (diferenciando entre mantillo y detritos leñosos gruesos caídos); la determinación de la composición, cantidad y dinámica de la hojarasca producida y la cuantificación del carbono orgánico almacenado en el suelo. Asimismo, se llevaron a cabo experimentos de campo para estimar la tasa de descomposición y análisis de laboratorio para determinar la calidad de la hojarasca de especies características de los sistemas bajo estudio. Para ello, se trabajó en dos diseños distintos en dos áreas cercanas al Parque Nacional Iguazú. Diseño 1: se establecieron 12 parcelas permanentes de 0,36 ha a lo largo de un gradiente de degradación del bosque abarcando desde sitios con alta cobertura arbórea (~31 m2 ha-1 de área basal para árboles y palmeras ≥10 DAP) hasta sitios con baja cobertura arbórea y alta dominancia de bambúes (17 m2 ha-1 de área basal para árboles y palmeras ≥10 DAP). Diseño 2: se establecieron parcelas en 5 plantaciones diferentes de Pinus taeda y 5 parcelas de bosque adyacentes a ellas. De forma consistente, se observó que la degradación del bosque afectó a la necromasa, generando un aumento en la proporción de necromasa aérea total con respecto a la biomasa, desde un 6% en los sitios de dosel cerrado hasta un 17% en los sitios degradados. También se observó que la degradación del bosque afectó la composición y la productividad de la hojarasca, que decrece con el aumento de la degradación, generando un aumento en el porcentaje de detritos de bambú, desde un 1% en los sitios de dosel cerrado hasta un 18 % en los sitios altamente degradados. Este cambio en la composición de la hojarasca genera una disminución de su calidad promedio. A su vez, se observó que las tasas de descomposición fueron diferentes entre los distintossustratos evaluados, siendo la hojarasca de Chusquea ramosissima la más lenta. Entre sitios, para un mismo sustrato, se observó que los dos sustratos más contrastantes en cuanto a calidad y descomponibilidad mostraron una reducción de la tasa de descomposición hacia los sitios más degradados. El espesor del mantillo aumentó a más del doble con la degradación. Estos cambios parecerían afectar la incorporación de C al suelo, ya que se observó una disminución de la reserva de carbono orgánico en el suelo entre los 0-5 cm de profundidad de hasta el 50% en los sitios más degradados. Esto sucedería, por un lado, porque las tasas de descomposición son menores y, por otro, porque la hojarasca de menor calidad reduce la eficiencia microbiana en el uso del sustrato y se incorpora al suelo una menor proporción del C de la necromasa en descomposición. Por otra parte, el reemplazo del bosque por plantaciones de Pinus taeda afectó fuertemente al reservorio de carbono en la necromasa. La conversión del bosque se asoció con una disminución importante en los detritos leñosos gruesos caídos y un gran incremento en el reservorio de mantillo. En el bosque nativo ambos componentes estaban equitativamente representados; sin embargo en las plantaciones de pino el mantillo representó un 88% de la necromasa total caída y los detritos leñosos gruesos solo un 12%. Este mantillo de las plantaciones de pino presentó un espesor de casi el doble que el mantillo del bosque nativo. A su vez, este reemplazo del bosque llevó a un cambio en la composición de la hojarasca producida, formada en un 72% por detritos de pino, cuya hojarasca es de menor calidad que la hojarasca nativa. La descomposición de la hojarasca de pino fue más lenta (con una masa descompuesta al año de sólo el 50%) que la de los árboles nativos estudiados (con un 70% del material descompuesto al año), lo cual influiría en el almacenamiento del carbono orgánico del suelo entre 0-5 cm de profundidad, el cual disminuyó en ~30% en las plantaciones de pino. La disminución de importantes reservorios de carbono y los cambios en los flujos de carbono, resultantes de alteraciones en la composición y en la estructura de la vegetación como consecuencia del aprovechamiento del bosque y de la conversión del bosque en otro ecosistema forestal, pueden contribuir al cambio climático. Es decir, los ecosistemas modificados, tanto el bosque degradado como las plantaciones de pino, estarían contribuyendo más como fuentes de carbono atmosférico, en lugar de como sumideros. Sin embargo, la pérdida de bosques no sólo se traduce en cambios en los reservorios y flujos de carbono, sino que también significa la pérdida y/o reducción de gran cantidad de otros procesos ecosistémicos, de la diversidad de especies y de la disponibilidad de hábitats. Por estas razones es fundamental conservar los bosques en buen estado y tomar medidas para recuperar los que se han degradado. Asociado a esto también se hace evidente la necesidad de revisar las prácticas silviculturales con el objetivo de diseñar esquemas de manejo que tiendan a contribuir con la conservación de los procesos ecosistémicos en las plantaciones.