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ESTIMACION DE LA TASA DE FIJACION DE CARBONO EN EL SISTEMA AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO (Cordia alliodora) – CACAO

(Theobroma cacao L) – PLATANO (Musa paradisíaca)

JAVIER ARISTIZABAL HERNANDEZ ANDRES GUERRA MONTAÑEZ

BRAULIO GUTIERREZ VANEGAS MANDIUS ROMERO CARRASCAL

CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA CORPOICA

CASA LUKER

UNIVERSIDAD DISTRITAL “Francisco José de Caldas”

BOGOTA D.C.

2002

ESTIMACION DE LA TASA DE FIJACION DE CARBONO EN EL SISTEMA

AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO (Cordia alliodora) – CACAO (Theobroma cacao L) – PLATANO (Musa paradisíaca)

JAVIER ARISTIZABAL HERNANDEZ ANDRES GUERRA MONTAÑEZ

Trabajo de grado para optar al titulo de Ingeniero Forestal

Directores BRAULIO GUTIERREZ VANEGAS

(Coordinador Plan Nacional de Agroforestería - CORPOICA) MANDIUS ROMERO CARRASCAL

(Coordinador Programa Nacional de Agroecosistemas- CORPOPICA) JAVIER DARIO BURGOS

(Catedrático Universidad Distrital)

CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA CORPOICA

CASA LUKER

UNIVERSIDAD DISTRITAL “Francisco José de Caldas”

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERIA FORESTAL

BOGOTA D.C.

2002

iii

La universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos en el presente trabajo de investigación.

iv

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen la colaboración y los valiosos aportes de las siguientes personas y entidades en la realización del presente trabajo de grado: En CORPOICA – Tibaitatá. Dr. BRAULIO GUTIERREZ. Coordinador Plan Nacional de Agroforestería. Por su valiosa orientación y contribución al desarrollo de la investigación. Dr. MANDIUS ROMERO. Coordinador Programa Nacional de Agroecosistemas. Por sus constantes aportes de conocimiento que fueron invaluables para el proyecto, así como el apoyo ofrecido a los tesistas. Dr. CLARA BUSTAMANTE. Investigadora. Programa Nacional de Agroecosistemas. Por contribuir con valiosos aportes sobre el tema desde la óptica de la sostenibilidad ambiental. Dr. LEYLA ROJAS. Investigadora. Programa Nacional de Recursos Biofísicos. Agradecemos la colaboración prestada en el trabajo desarrollado en el laboratorio. Dr. RICARDO MARTINEZ. Coordinador Programa Nacional de Biometría. Su contribución en la parte estadística fue fundamental. Dr. JOSE PULIDO. Investigador. Programa Nacional de Agroecosistemas. Por la información suministrada. NÉSTOR ALARCÓN, ALBA MONTOYA, LILIANA NARVÁEZ, KAREN TURRIAGO, TATIANA RIVEROS, JUAN JOSÉ HILLÓN, AMPARO RODRÍGUEZ, LUZ MERY MEDINA, SUSANA FERNÁNDEZ y ALBA BURBANO en el Programa Nacional de Agroecosistemas, quienes fueron excelentes compañeros de trabajo y siempre estuvieron dispuestos a ayudarnos. FERNANDO PARRA. Químico. Universidad Nacional. Su asistencia y orientación en los análisis de laboratorio fueron muy importantes. OSWALDO FORERO. Técnico Químico. SENA. Por su colaboración en el trabajo ejecutado en laboratorio. MAGALI SUÁREZ y RAMIRO RODRÍGUEZ. Auxiliares de Laboratorio. EDGAR BENITEZ. Ingeniero Agrónomo. Programa Nacional de Biometría. Su colaboración en la parte estadística fue muy importante.

v

En CORPOICA – Regional 9 (Manizales) Dr. FABIO ARANZAZU H. Co-investigador. Investigación Agrícola - regional 9. Por el apoyo recibido en la ejecución del proyecto en la Regional 9. Dr. GERARDO CAYÓN. Investigador. Sus aportes sobre contenido de humedad en el plátano y biomasa seca fueron fundamentales. Apreciamos mucho la información suministrada. LIBORIO CASTILLO. Auxiliar técnico de Investigación Agrícola. La ayuda en campo fue muy valiosa. Apreciamos bastante la colaboración prestada en Manizales. JORGE ENRIQUE CARDONA. Auxiliar técnico de Investigación Agrícola ALIRIO GONZÁLES SALAZAR. Auxiliar de Servicios Generales.

En CASA LUKER Dr. ALBERTO AGUDELO. Director del Departamento Técnico del Cacao. Por la aprobación del trabajo de campo en los predios de la GRANJA LUKER. Dr. ALBERTO GRISALES. Director GRANJA LUKER. A todo el personal de planta de la GRANJA LUKER quienes colaboraron de forma desinteresada y cordial y por quienes guardamos un gran aprecio y afecto. Otros Agradecimientos: JUAN CARLOS SÁNCHEZ. Laboratorista. U JAVERIANA En la UNIVERSIDAD DISTRITAL Prof. JAVIER DARIO BURGOS. Biólogo. Universidad Nacional. A todos aquellos amigos y compañeros que hicieron de éste trabajo de grado una realidad. Muchas gracias.

vi

TABLA DE CONTENIDO

pag

INTRODUCCIÓN...............................................................................................................1

1 JUSTIFICACIÓN....................................................................................................3

2 OBJETIVOS ...........................................................................................................6

2.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................................6 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .....................................................................................6

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................................7

3.1 DESCRIPCION ......................................................................................................7 3.2 FORMULACION.....................................................................................................8

4 SISTEMA TEORICO ...............................................................................................9

4.1 HIPOTESIS Y VARIABLES ......................................................................................9 4.1.1 Hipótesis ......................................................................................................9 4.1.2 Variables......................................................................................................9

4.1.2.1 Variables independientes...........................................................................9 4.1.2.2 Variables dependientes. ............................................................................9

5 MARCO REFERENCIAL ........................................................................................10

5.1 MARCO HISTORICO............................................................................................10 5.1.1 Desarrollo Histórico del Cambio Climático: Hechos y Acciones. ......................10 5.1.2 El Protocolo de Kyoto y el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL).................13 5.1.3 Acciones emprendidas para Captura de CO2 en el Sector de Cambio de Uso del Suelo y Actividades Forestales. ....................................................................................14

5.2 MARCO TEORICO ...............................................................................................16 5.2.1 Ciclo Global del Carbono. ............................................................................17

5.2.1.1 Variación de las concentraciones de CO2. .................................................17 5.2.1.2 Fuentes y Sumideros de Carbono.............................................................17

5.2.2 Causa de las Emisiones de CO2....................................................................20 5.2.2.1 Deforestación .........................................................................................20 5.2.2.2 Cambios en el Uso de la Tierra ................................................................20 5.2.2.3 Incendios y Quema de Biomasa...............................................................22 5.2.2.4 Sector Energético y Combustibles Fósiles ................................................22

5.2.3 Efecto Invernadero y Gases de Efecto Invernadero (GEIs) ............................23 5.2.4 Proceso de Fotosíntesis y Fijación de Carbono en las Plantas.........................25

5.2.4.1 El flujo de carbono en los ecosistemas terrestres ......................................29 5.2.5 Investigaciones Similares ............................................................................30

5.2.5.1 Balance de Emisiones de Efecto Invernadero en Sistemas Silvopastoriles (SSP) en tres Zonas de Vida de Costa Rica. ..............................................................31 5.2.5.2 Almacenamiento y fijación de carbono en bosques de bajura de la zona Atlántica de Costa Rica. ..........................................................................................33

vii

5.2.5.3 Cuantificación de carbono almacenado en el suelo de un sistema silvopastoril en la zona Atlántica de Costa Rica. ..........................................................................34 5.2.5.4 Almacenamiento de Carbono por Gliricida sepium en Sistemas Agroforestales de Yaracuy, Venezuela......................................................................36

5.2.6 La Importancia de los Sistemas Agroforestales como Sumideros de Carbono..38 5.3 ANÁLISIS ECONOMICO DE LA FIJACIÓN DE CARBONO.........................................41

6 GENERALIDADES................................................................................................45

6.1 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO ....................................................................45 6.2 CARACTERIZACIÓN CLIMATICA Y FISIOGRÁFICA.................................................45 6.3 SISTEMA AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO - CACAO – PLATANO.......................46

6.3.1 Condiciones Agroecológicas.........................................................................48 6.3.2 Labores Culturales ......................................................................................48 6.3.3 Material de Propagación..............................................................................49 6.3.4 Densidades de siembra ...............................................................................49 6.3.5 Rendimientos .............................................................................................50

7 ASPECTOS METODOLOGICOS.............................................................................51

7.1 DESCRIPCION DE LA METODOLOGÍA ..................................................................51 7.1.1 Cuantificación de Biomasa a Partir de Muestreos Destructivos .......................51 7.1.2 Cálculo de Densidades y Proporción Peso Seco/ Peso Húmedo ....................52 7.1.3 Cuantificación de Biomasa Seca...................................................................53 7.1.4 Recolección de Muestras para Análisis en Laboratorio ...................................53

7.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO .....................................................................................54 7.2.1 Parámetros Estadísticos ..............................................................................54 7.2.2 Diseño Experimental ...................................................................................54

7.3 DISEÑO DE ECUACIONES DE REGRESIÓN............................................................56

8 DESARROLLO DE ACTIVIDADES.........................................................................57

8.1 FASE DE MUESTREO...........................................................................................57 8.1.1 Cuantificación de Biomasa y Recolección de Muestras. ..................................57 8.1.2 Determinación del Contenido de Carbono en Laboratorio (Método de Schollenberger) ..........................................................................................................59

8.1.2.1 Principio.................................................................................................59 8.1.2.2 Reactivos ...............................................................................................59 8.1.2.3 Procedimiento ........................................................................................59 8.1.2.4 Cálculos .................................................................................................60

8.1.3 Análisis de Datos. .......................................................................................60 8.2 ETAPA DE SEGUIMIENTO....................................................................................60

8.2.1 Estimación de Necromasa. ..........................................................................61 8.2.2 Análisis de Datos ........................................................................................61

9 RESULTADOS ......................................................................................................62

9.1 FIJACION DE CARBONO......................................................................................62 9.1.1 Resumen Estadístico Parcela No 1. ..............................................................62 9.1.2 Resumen Estadístico Parcela No 2. ..............................................................64 9.1.3 Resumen Estadístico Parcela No 3. ..............................................................65

9.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO .....................................................................................66 9.3 GENERACION DE MODELOS A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESIÓN...............68

9.3.1 Ecuaciones alométricas para el nogal cafetero (Cordia alliodora) ...................69 9.3.1.1 Ecuación de crecimiento para Cordia alliodora ......................................70 9.3.1.2 Biomasa Total ........................................................................................72 9.3.1.3 Biomasa Seca .........................................................................................73 9.3.1.4 Carbono Fijado .......................................................................................76

viii

9.3.2 Ecuaciones Alométricas para el Cacao ( Theobroma cacao L.) .......................78 9.3.2.1 Ecuación de crecimiento para Theobroma cacao L ................................80 9.3.2.2 Biomasa Total ........................................................................................81 9.3.2.3 Biomasa Seca .........................................................................................84 9.3.2.4 Carbono Fijado .......................................................................................87

9.3.3 Determinación de Biomasa Total, Biomasa Seca y Carbono Fijado en el Plátano 90 9.3.4 Estimación de la Biomasa Total, Biomasa Seca y Carbono Fijado en el Sistema Agroforestal Nogal cafetero - Cacao – Plátano ..............................................................90

9.3.4.1 Biomasa Total del Sistema Agroforestal....................................................90 9.3.4.2 Biomasa Seca y Carbono Almacenado por el Sistema Agroforestal .............93

9.3.5 Generación de Necromasa del Sistema Agroforestal ......................................97 9.3.6 Tasa de Fijación de Carbono en el Sistema Agroforestal................................98

10 CONCLUSIONES..............................................................................................99

11 RECOMENDACIONES ....................................................................................103

12 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................105

13 RECURSOS DE INTERNET .............................................................................108

ix

TABLA DE CUADROS

pág Cuadro 1. Distribución estimada de depósitos mundiales de carbono. 18 Cuadro 2. Reservas Globales de Carbono en la vegetación y en los suelos (basado en WBGU, 1998). 19 Cuadro 3. Emisiones de CO2 (% del total de origen antropogénico). 20 Cuadro 4. Estimaciones globales de fuentes recientes de CH4 y N2O que son influenciados por actividades de uso de la tierra. 24 Cuadro 5. Ejemplo de prácticas de agroforestería que tienen potencial para ayudar a estabilizar las emisiones de gases de invernadero y capturar o conservar el carbono en la biosfera terrestre. 40 Cuadro 6. Almacenamiento potencial de carbono por sistemas agroforestales y ecoregiones de naciones seleccionadas. 41 Cuadro 7. Estimativos de Producción Sistema Agroforestal. 50 Cuadro 8. Cantidad de Muestras de la Etapa de Muestreo. 58 Cuadro 9. Resumen de Variables Estadísticas del Nogal Cafetero - Parcela 1. 63 Cuadro 10. Resumen de Variables Estadísticas del Cacao - Parcela 1. 63 Cuadro 11. Resumen de Variables Estadísticas del Plátano - Parcela 1. 63 Cuadro 12. Resumen de Variables Estadísticas del Nogal Cafetero - Parcela 2. 64 Cuadro 13. Resumen de Variables Estadísticas del Cacao - Parcela 2. 64 Cuadro 14. Resumen de Variables Estadísticas del Nogal Cafetero - Parcela 3. 65 Cuadro 15. Resumen de Variables Estadísticas del Cacao - Parcela 3. 65 Cuadro 16. Análisis de Varianza para Árboles, Arbustos y Plantas. 67 Cuadro 17. Análisis de Varianza para Suelo. 67

x

Cuadro 18. Datos dasonométricos para el nogal cafetero. 69 Cuadro 19. Biomasa Total Corregida para el Nogal Cafetero. 70 Cuadro 20. Valores de DAP por Edad para Cordia alliodora 71 Cuadro 21. Diámetros Estimados de Cordia alliodora a Partir de la Ecuación de Crecimiento. 72 Cuadro 22. Biomasa Seca para el Nogal Cafetero. 75 Cuadro 23. Carbono Fijado por el Nogal Cafetero. 77 Cuadro 24. Ajuste de Modelos para Estimar Biomasa Total, Seca y Carbono Fijado en Función del Diámetro de la Especie Cordia alliodora. 78 Cuadro 25. Datos Dasonométricos para el Cacao. 79 Cuadro 26. Valores de DAP por edad para Theobroma cacao L. 80 Cuadro 27. Diámetros estimados de Theobroma cacao L a partir de la ecuación de crecimiento. 81 Cuadro 28. Biomasa Corregida para el Cacao. 82 Cuadro 29. Biomasa Seca para el Cacao. 85 Cuadro 30. Carbono Fijado por el Cacao. 87 Cuadro 31. Ajuste de Modelos para Estimar Biomasa Total, Seca y Carbono Fijado en Función del Diámetro para la Especie Theobroma cacao L. 90 Cuadro 32. Biomasa Total de Nogal Cafetero y Cacao por Hectárea para un Periodo de 15 años. 91 Cuadro 33. Biomasa Generada por el Plátano por Hectárea Durante un Periodo de 15 Años. 92 Cuadro 34. Biomasa Total del Sistema Agroforestal Nogal por Hectárea para un Periodo de 15 Años. 92 Cuadro 35. Biomasa Seca Estimada Para Nogal Cafetero y Cacao. 94 Cuadro 36. Carbono Fijado Estimado para Nogal Cafetero y Cacao. 95 Cuadro 37. Biomasa Seca y Carbono Fijado por Plátano por Hectárea Durante un Periodo de 15 Años. 96

xi

Cuadro 38. Biomasa Seca y Carbono Fijado por el Sistema Agroforestal por Hectárea Durante un Periodo de 15 Años. 96 Cuadro 39. Necromasa generada por el sistema agroforestal. 97

xii

TABLA DE FIGURAS

pág

Figura 1. Técnicas para Valoración de Servicios Ambientales. (Fuente: Vega y Sancho 1998). 43 Figura 2. Estructura Diseño Anidado. 55 Figura 3. Biomasa real de Cordia alliodora obtenida a partir de datos en campo. 73 Figura 4. Biomasa simulada para Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión. 73 Figura 5. Biomasa seca para Cordia alliodora obtenida a partir de datos en campo. 75 Figura 6. Biomasa seca simulada de Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión. 76 Figura 7. Carbono fijado por Cordia alliodora a partir de la Biomasa Seca obtenida en campo. 77 Figura 8. Carbono fijado por Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión. 78 Figura 9. Biomasa Total real para cacao obtenida a partir de datos obtenidos en campo. 83 Figura 10. Biomasa Total de Cacao simulada a partir de Ecuaciones de Regresión. 84 Figura 11. Biomasa seca de Cacao obtenida a partir de datos en campo. 86 Figura 12. Biomasa seca de Cacao Simulada a partir de Ecuaciones de Regresión. 87 Figura 13. Carbono fijado por Cacao a partir de la biomasa seca obtenida en campo. 89 Figura 14. Carbono fijado por Cacao simulado a través de Ecuaciones de Regresión. 89 Figura 15. Estimación de biomasa total, biomasa seca y carbono fijado en el SAF. 97

xiii

TABLA DE ABREVIATURAS

ACCEFYN: Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

AES: Applied Energy Service Inc.

AIC: Actividades Implementadas Conjuntamente.

ATP: Adenosín Trifosfato.

bh-MB: Bosque húmedo Montano Bajo.

bh-T: Bosque Húmedo Tropical.

bmh-PM: Bosque Muy Húmedo Premontano.

CARE: Cooperative for Assistance and Relief Everywhere. ONG internacional dedicada a la aliviar la pobreza en países del tercer mundo. CFC: Clorofluorcarbonado.

CH4: Metano.

CMCC: Convención Marco del Cambio Climático.

CNUMAD: Conferencia de la Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo.

CO2: Dióxido de Carbono.

COP: Conferencia de las Partes.

CORPOICA: Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria.

DAP: Diámetro a la altura del pecho.

FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.

FEB: Factor de Expansión de Biomasa.

FLORAM: Proyecto de restauración forestal a gran escala diseñado en el Brasil.

GtC: Gigatoneladas de Carbono.

xiv

GEI: Gas de Efecto Invernadero.

GORCAM: Graz/ Oak Ridge Accounting Model. Un modelo de cuantificación de carbono desarrollado por los institutos Graz de Austria y Oak Ridge de USA. ICA: Incremento Corriente Anual.

IGAC: Instituto Geográfico “Agustín Codazzi”.

IPCC: Panel Intergubernamental para el Cambio Climático.

LUCF: Land Use Change and Forestry. En español se denomina Uso de la Tierra, Cambio de Uso de la Tierra y Silvicultura (UTCUTS). LUCS: Land Use and Carbon Sequestration. Es un modelo predictivo sobre captura de carbono desarrollado por el WRI. MDL: Mecanismo de Desarrollo Limpio.

MT: Megatonelada.

N2O: Oxido Nitroso.

NADPH: Niacin Difosfato Hidrogenasa

OH: Ión hidroxilo.

OMM: Organización Mundial de Metereología.

PGA: Ácido fosfoglicerico.

PNB: Producción Neta del Bioma.

PNE: Producción Neta del Ecosistema.

PPB: Producción Primaria Bruta.

PPN: Producción Primaria Neta.

PPBV: Partes por billón en volúmen.

PPMV: Partes por millón en volúmen.

RuBP: Ribulosa bifosfato.

SAF: Sistema Agroforestal.

SAS: Statistical Analysis System. Programa de análisis estadístico.

xv

SSP: Sistema Silvopastoril.

WRI: World Resources Institute.

xvi

RESUMEN

Se determinó la tasa de fijación de carbono en el sistema agroforestal nogal cafetero (Cordia alliodora) – cacao (Theobroma cacao L) – plátano (Musa paradisíaca), establecido en los predios de la GRANJA LUKER en el municipio de Palestina, Departamento de Caldas. Se establecieron tres parcelas de 200 m2 con edades de 5, 10 y 13 años, con el propósito de realizar estudios de biomasa a partir del muestreo destructivo de los individuos presentes en las parcelas. Con la información primaria obtenida se diseñaron ecuaciones alométricas que relacionaran el DAP con las variables biomasa total, biomasa seca y carbono fijado. De igual forma se recogieron muestras de cada una de las estructuras (hojas, ramas, fuste, raíz y necromasa) para determinar el contenido de carbono de las mismas. Finalmente se hizo un seguimiento a la necromasa generada por el SAF en tres parcelas con las edades mencionadas pero en una extensión mayor (500 m2).

ABSTRACT

The fixation carbon rate of agroforestry system composed by nogal cafetero (Cordia alliodora), cocoa’s tree (Theobroma cacao L) and plátano (Musa paradisiacal) was determined. This agroforestry system is located in LUKER farm, municipality of Palestina, province of Caldas. Three 200 m2 – plots of 5, 10 and 13 aged were established, for the purpose of doing biomass surveys by means of sampling. The purpose of that labor was to get field’s data for making allometric equations so that they could relate DBH to total biomass, dry biomass and fixed carbon variables. Likewise, some samples from each structures (leaves, branches, shrub, root and necromass) were taken for determining quantity of carbon built-in. Finally, it was done an examining over necromass generated by agroforestry system in three plots with ages referred above, but in extensions of 500 m2.

ESTIMACIÓN DE LA TASA DE FIJACIÓN DE CARBONO EN EL SISTEMA AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO – CACAO – PLATANO.

1

INTRODUCCIÓN

A partir de la problemática ambiental generada por el cambio climático del planeta, se

ha generado una conciencia general sobre la importancia de contrarrestar los efectos

del calentamiento global por medio de estrategias de investigación tendientes a buscar

soluciones económicamente factibles, socialmente sostenibles y ambientalmente

amigables.

Dentro del sector de uso del suelo y actividades forestales, dichas estrategias están

orientadas al almacenamiento de carbono en sumideros naturales tales como la

vegetación y el suelo. Se menciona el importante papel que juegan los bosques

naturales así como las plantaciones forestales dentro de la dinámica de éste

biogeoelemento.

En el campo agrícola y forestal son muchos los estudios realizados por varias

instituciones para desarrollar sistemas agroforestales y silviculturales de diversa índole

con nuevas técnicas y rendimientos, que permitan pensar en un futuro no muy lejano

darle un vuelco total a las zonas rurales mediante el establecimiento de los mismos. En

éste sentido, la implementación de sistemas agroforestales (SAFs) como sumideros de

carbono adquiere mayor relevancia.

Colombia, con una verdadera vocación agrícola y forestal, a menudo desestimada,

debe tener en cuenta las innumerables potencialidades y facilidades para implementar

dichos sistemas como parte de proyectos que no solo sirvan como instrumento para

desmarginalizar zonas deprimidas del campo sino además, para estimar los beneficios

socioeconómicos derivados de la captura de carbono.

En este proyecto, se estudia detalladamente una de las tantas posibilidades

agroforestales que mayor acogida ha tenido en nuestro país. Este arreglo esta

compuesto por Nogal cafetero (Cordia alliodora), Plátano (Musa paradisíaca) y

Cacao (Theobroma cacao L). El área de estudio se encuentra dentro de los predios

de la finca experimental GRANJA LUKER, la cual esta ubicada en el municipio de

Palestina en el Departamento de Caldas.


2

El estudio trata de estimar el potencial de fijación de carbono en este sistema

agroforestal, teniendo en cuenta las prácticas culturales y técnicas de carácter

agrosilvícolas aplicadas por la GRANJA LUKER. La investigación comprende la

estimación de la biomasa potencial generada por el sistema a partir del desarrollo de

modelos alométricos que fueron elaborados considerando la información primaria

obtenida en campo (muestreos destructivos).


3

1 JUSTIFICACIÓN Entre la comunidad científica internacional existe el consenso de que el incremento en

las concentraciones de CO2 atmosférico es el principal causante del calentamiento

global. Se estima que las concentraciones de dióxido de carbono han pasado de 285 a

366 partes por millón en volumen (ppmv) desde comienzos de la revolución industrial

hasta nuestros días, es decir, un aumento aproximado del 28% entre estos dos

períodos.

El problema del cambio climático ha suscitado la búsqueda de alternativas tendientes a

resolver esta cuestión, dentro de las cuales se contempla la adopción de los

denominados sumideros de carbono que básicamente están representados por la

vegetación, el suelo y el océano1.

Este último constituye a nivel global el mayor depósito de carbono, sin embargo, la

captura de este bioelemento esta limitada por la solubilidad del CO2 en el agua marina

y la baja de intercambio entre las aguas superficiales y las profundas2 .

Por su parte, el suelo y la vegetación contiene casi tres veces y medio más carbono

que la atmósfera, lo cual convierte a los ecosistemas terrestres en importantes

sumideros de carbono.

La poca viabilidad técnica, económica y metodológica, descartan la posibilidad de

implementar las aguas oceánicas como sumideros de este bioelemento, por lo menos

en el mediano plazo. Lo anterior convierte a los ecosistemas terrestres (principalmente

la vegetación y el suelo) en los únicos depósitos de carbono que pueden ser utilizados

para este fin.

Desde el punto de vista financiero y económico los bosques, y por extensión los

ecosistemas arbóreos, se convierten en la opción costo-efectiva más importante debido

a que las inversiones hechas en los mismos son proporcionalmente mucho mas

pequeñas que otras alternativas de mitigación del Cambio Climático. Beaumont (1999),

1 IPCC. Land Use, Land - Use Change and Forestry. Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. 2000. Disponible en: http://www.grida.no/climate/ipcc/land_use/ 2 IPCC. Ibid.


4

manifiesta que el costo de reducir las emisiones de carbono de las industrias y las

termoeléctricas se ha estimado entre 50 y 500 dólares por tonelada; mientras que las

alternativas de fijación de carbono en el sector de uso de la tierra y actividades

forestales poseen costos que fluctúan entre 1 y 10 dólares por tonelada3. Además, es

importante señalar que esta alternativa de mitigación posee la característica de ser

fungible, es decir, que el carbono generado en determinado lugar puede ser capturado

en cualquier parte del mundo4.

Lo mencionado anteriormente hace parte del marco común de los servicios

ambientales, los cuales se entienden como “el instrumento jurídico central de los

esfuerzos que a nivel mundial se realizan para combatir el calentamiento global,

provocados por la emisión de gases de invernadero a la atmósfera”5. Por lo tanto, la

Agroforestería tiende a ser una herramienta clave dentro del marco del desarrollo

sostenible, puesto que los proyectos que incluyen la fijación de carbono como un

servicio ambiental, generarán nuevas alternativas de producción y de ingresos

económicos a las poblaciones rurales.

No obstante, existen vacíos conceptuales y metodológicos en torno a esta función,

puesto que no se conocen cifras precisas sobre el potencial de almacenamiento debido

a que muchos de los valores dados hasta el momento son muy generales.

Hasta la fecha se ha enfatizado en las plantaciones por ser ellas quienes más potencial

de captura poseen, dejando de lado los cultivos agrícolas que, dado su carácter de

transitorios son menospreciados por lógicas razones, pero que como ente vegetal

también participan dentro del proceso de captura y liberación de CO2. Dado lo anterior,

es menester de este trabajo de investigación establecer el potencial de fijación de un

sistema agroforestal donde actúan integralmente tanto el componente arbóreo como el

agrícola, puesto que, como se sabe esta clase de sistemas guardan mucha mas

afinidad a los intereses de las comunidades rurales, las cuales deben ser involucradas

en este tipo de proyectos desarrollados dentro del marco del Mecanismo de Desarrollo

Limpio.

A lo anterior se le añade el hecho de que es muy poca la investigación que se ha

efectuado con relación a los sistemas agroforestales como posibles sumideros de

3 BEAUMONT, Eduardo. El Protocolo de Kyoto y el Mecanismo para el Desarrollo Limpio. Buenos Aires: FAO, 1999. 90 p. 4 TOTTEN, Michael. Getting it Right: Emerging Markets for Storing carbon in Forests. Washington D.C: World Resources Institute (WRI)- Forests Trends, 1999. 48 p. 5 ESPINOZA Nelson ,et al. El Pago de Servicios Ambientales y el Desarrollo Sostenible en el Método Rural. Consultar en: http:// rds.org.hn/ forestal/ calidad_de_vida/servicios_ambientales/


5

carbono que por lo tanto puedan ser tenidos en cuenta dentro de este tipo de

proyectos.


6

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Determinar la tasa de fijación de carbono del sistema agroforestal compuesto por

Nogal cafetero (Cordia alliodora), Cacao (Theobroma cacao L) y Plátano (Musa

paradisíaca).

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Determinar el contenido promedio de carbono para Cordia alliodora,

Theobroma cacao L y Musa paradisíaca, mediante el análisis de muestras de

diferentes partes de la planta (hojas, ramas, tronco o tallo y raíces.) y el suelo

circundante.

• Analizar la dinámica de generación de biomasa de éste sistema agroforestal

durante un período de manejo proyectado a 15 años.

• Establecer la capacidad de almacenamiento de carbono durante un período de 15

años para el sistema agroforestal a partir de los modelos alométricos desarrollados.

• Calcular la cantidad de necromasa generada por el sistema y con ello, la cantidad

de carbono potencial que se pierde.


7

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 DESCRIPCION

Antes de abordar la descripción del problema es menester mencionar ciertos aspectos

que de una u otra forma han sido causales del mismo. Al iniciarse las negociaciones

pertinentes al cambio climático, se plantearon posibles soluciones tales como: la

reducción de gases de efecto invernadero (GEIs), la Implementación de sumideros de

carbono y la conversión hacia tecnologías “mas limpias”, entre otras. Sin embargo, no

se establecieron criterios homogéneos en torno a la manera de cómo lograr estas

soluciones. Particularmente, para el caso de los sumideros de carbono – el cual está

directamente ligado a esta investigación --, el “como” ha sido relegado a un segundo

plano, tanto en la Fase Piloto de las AIC (Actividades Implementadas Conjuntamente)

como en las etapas posteriores al Protocolo de Kyoto, es decir, que los tratados

establecidos hasta la fecha, han hecho más hincapié en la parte formulativa y

administrativa que en la operativa y metodológica. A juicio de los autores, se le ha

otorgado más importancia a la implementación de proyectos para capturar carbono

que a los proyectos de investigación tendientes a resolver cuestiones metodológicas

tales como: estimación de la tasa de captura real de una especie o sistema en

particular, cuantificación del carbono almacenado en la biomasa, etc.

No sobra señalar, que a pesar que los estudios relacionados con la fijación de dióxido

de carbono surgieron a finales de la década de los ochenta bajo investigaciones hechas

por autores como Brown (1989), Lugo (1992) y Martínez - Yrizar (1992); éstos solo

fueron tenidos en cuenta hasta el “boom” originado a partir del problema que generó

el cambio climático, de los cuales a su vez se han desarrollado procedimientos y

metodologías que buscan estimar la fijación de CO2 en plantaciones y sistemas

agroforestales.


8

La presente investigación busca determinar la tasa de captura de carbono del sistema

agroforestal nogal cafetero – plátano – cacao, el cual debe presentar un valor en

particular que corresponda al almacenamiento neto derivado de los flujos de entrada y

salida de carbono. Sin embargo, dicho almacenamiento guarda relación con la

composición del sistema agroforestal, así como también con su dinámica funcional

(etapas de crecimiento, pérdida de biomasa, número de individuos, etc.).

Bajo los anteriores criterios, surge el interrogante acerca de cuánto carbono puede

almacenar el sistema agroforestal en alguna etapa de su crecimiento, por lo que se

requiere determinar la dinámica de generación de biomasa del sistema teniendo en

cuenta los tres componentes (Nogal, plátano, cacao), tomando como parámetros su

ciclo vegetativo, su crecimiento y su producción de biomasa.

3.2 FORMULACION

! ¿Cuál es la tasa de fijación de carbono del sistema agroforestal nogal cafetero –

plátano – cacao?

! ¿Cuál es la dinámica de fijación de carbono del sistema agroforestal durante sus

diferentes etapas de crecimiento?


9

4 SISTEMA TEORICO

4.1 HIPOTESIS Y VARIABLES

4.1.1 Hipótesis

Según investigaciones anteriores, se plantea que el 50% de la biomasa seca es

carbono. No obstante dichas investigaciones no discriminaban el almacenamiento de

carbono por componentes, por lo tanto, la presente investigación busca establecer

posibles diferencias en los contenidos de carbono de cada una de las estructuras de los

componentes del sistema agroforestal, teniendo en cuenta diferencias de edad,

especies y compartimientos a los que pertenecen. El almacenamiento de carbono

puede variar como consecuencia de las diferencias señaladas anteriormente y de la

interacción propia de la planta con respecto a su entorno. De igual forma se prevé que

hay diferencias significativas en el almacenamiento de carbono entre especies, como

resultado de la dinámica de generación de biomasa de cada una de ellas.

4.1.2 Variables

4.1.2.1 Variables independientes.

! Arreglo agroforestal Cordia alliodora – Theobroma cacao L. – Musa

paradisíaca.

4.1.2.2 Variables dependientes.

! Producción de biomasa.

! Crecimientos de las especies vegetales.

! Fijación de carbono.

! Dinámica de fijación de carbono de cada uno de los componentes.


10

5 MARCO REFERENCIAL

5.1 MARCO HISTORICO

5.1.1 Desarrollo Histórico del Cambio Climático: Hechos y Acciones.

La idea del calentamiento global, surgió hace casi cien años como consecuencia de las

investigaciones realizadas por el químico sueco Svante Arrhenius y el geólogo

americano Thomas Chamberlin quienes propusieron independientemente, la hipótesis

de que las variaciones en la concentración de CO2 en la atmósfera afectarían la

temperatura del planeta6. En 1939, G.S. Callendar, observó que el calentamiento global

que se presentó después de iniciada la revolución industrial podría haber sido

producido por un aumento en la cantidad de bióxido de carbono atmosférico como

consecuencia de la combustión de materias fósiles7.

A mediados del siglo inmediatamente anterior, se efectuaron las primeras

investigaciones relevantes sobre el tema, tal como se muestran en diferentes

proyectos de medición y monitoreo de CO2 atmosférico efectuados dentro del marco

del año Geofísico Internacional (1957-1958). Las observaciones realizadas por Charles

Keeling fueron reveladoras y contundentes en el sentido que estableció que las

concentraciones promedio de CO2 en la atmósfera habían aumentando a un ritmo del

6% entre dos períodos de tiempo determinados8.

En 1972, se llevó a cabo la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio

Ambiente Humano, conocida como La Cumbre de Estocolmo, por haberse realizado en

la capital sueca. Allí se efectuó un somero bosquejo de la problemática de orden

ambiental que estaba padeciendo el planeta, en la que obviamente, estaba incluida la

contaminación atmosférica, de la cual, ya se sospechaba su posible incidencia en el

6 REVELLE, Roger. Dióxido de Carbono y Clima Mundial. En: El Clima. Barcelona: Prensa Científica, 1991. 102 p. 7 Ibid. , p. 100. 8 Ibid. , p. 100.


11

cambio climático global con sus consecuentes efectos para el bienestar de la

humanidad. A finales de la década del 70 se lleva a cabo la primera conferencia

mundial sobre el clima, donde por primera vez se considera internacionalmente el

cambio climático como un serio problema. Dicha conferencia exhortaba a los gobiernos

a prever y evitar los posibles cambios en el clima global debido a causas antrópicas

que pudiesen afectar la comunidad mundial9.

En 1985 se aprobó la convención de Viena para la protección de la capa de ozono, la

cual seria ratificada dos años mas tarde al celebrarse el protocolo de Montreal, el cual

en un principio, buscaba regular la emisiones de compuestos que destruyeran la capa

de ozono, en especial los Clorofluorcarbonados y que posteriormente propendió por la

prohibición de dichas sustancias10.

En 1988 nació el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC), como un

órgano adscrito de la Organización Mundial de Metereología (OMM). Ese mismo año se

realiza la conferencia de Toronto, donde se manifiesta por primera vez un objetivo

político de reducción de las emisiones de dióxido de carbono que se cifraba en un 20%

para el año 200511.

En junio de 1992 se celebra la Cumbre de Río de Janeiro. Esta convención era la más

importante hasta la fecha puesto que a ella se habían suscrito 155 países, los cuales

manifestaban su vehemente interés en estabilizar las emisiones de gases de efecto

invernadero (GEIs) para el año 2000 a los niveles de 199012. Adicionalmente la

Convención Marco sobre Cambio Climático (CMCC), sugirió la continuación de las

negociaciones a través de las Conferencias de las Partes (COPS), con la idea de

materializar acciones para mitigar el calentamiento global (Morrissey y Justus, 1998)13.

En 1995 se efectuó la primera Conferencia de las partes (COP-1) en la ciudad alemana

de Berlín, donde el objetivo principal era consolidar la voluntad de los países

signatarios en cuanto al control del cambio climático global. En esta reunión se

estableció una “fase piloto” abierta para todas las partes de la Convención Marco del

Cambio Climático (CMCC) para llevar a cabo actividades implementadas

conjuntamente (AIC)14. Un año mas tarde, la COP-2 (realizada en Ginebra, Suiza)

9 RIVERA, Alicia. El Cambio Climático: El Calentamiento de la Tierra. Barcelona: Editorial Debate, 2000. 270 p. 10 Ibid., p. 71. 11 Ibid., p. 72 12 ORREGO, Sergio. Venta de servicios ambientales: posibilidades y limitaciones para el Dpto. del Choco. Medellín: Fundación ESPAVE - IIAP, 1998. 26 p. 13 Ibid.,p 8 - 9. 14 MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE. Plan Estratégico Para la Restauración y Establecimiento de Bosques en Colombia - Plan Verde. Bogotá: Ministerio del Medio Ambiente, 1998. 81 p.


12

reflejaría la posición de los países industrializados (con Estados Unidos a la cabeza),

ratificando una vez mas los abismales intereses que separaban a los países

pertenecientes al anexo I y a los países en vías de desarrollo en cuanto al tema de la

reducción de emisiones. De igual forma se ratificó la fase piloto de las AIC y no se

fijaron niveles o cuotas de emisiones de CO2 u otros gases de efecto invernadero15. Sin

embargo, allí se da el primer paso para crear un marco jurídico vinculante que al año

siguiente fue adoptado en la tercera Conferencia de las Partes.

En Diciembre de 1997, se llevó a cabo la COP-3 en la ciudad japonesa de Kyoto donde

se elaboraría el marco legal bajo el cual todos los países adscritos a la CMCC se

comprometían a mitigar las acciones antrópicas que contribuyeran al calentamiento

global, mediante el establecimiento de normas y procedimientos que en su conjunto

son conocidos como el Protocolo de Kyoto. Este acuerdo internacional, establece

legalmente compromisos vinculantes a los países del anexo I para reducir

colectivamente las emisiones de GEIs en una proporción superior al 5% con respecto a

los niveles de 1990 para el período entre el 2008 y el 201216.

La COP-4 (1998) tuvo lugar en Buenos Aires ratificándose en ésta, lo acordado en

Kyoto pero haciendo hincapié en la necesidad de organizar actividades de proyectos

certificados, así como también, en definir los aspectos de diseño y operación del

MDL17. Bonn (Alemania), fue la sede de la COP-5 (1999) en donde continuarían las

negociaciones previamente establecidas en Buenos Aires, pero también con el objetivo

de agilizar la entrada en vigor del Protocolo de Kyoto.

La Haya (Holanda, 2000), fue sede de la COP-6, en la cual se evidenciaron los

marcados intereses entre los diferentes bloques, lo que puso en riesgo la estabilidad

del Protocolo de Kyoto. Debido a que no se logró un consenso general, la conferencia

tuvo que ser postergada para el año 2001. La continuación de la COP-6 fue llevada a

cabo en Bonn (Alemania), tal y como había ocurrido en 1999. En esta segunda

reunión, se llegó a un acuerdo en torno a las reglas para poner en vigor el Protocolo

de Kioto, a pesar, de la reticencia de los Estados Unidos y el llamado “grupo sombrilla”,

quienes a unísono esgrimieron que el tratado perjudicaría sus economías.

La COP 8, realizada en Marrakech ( Marruecos, 2001), finiquitó los detalles

operacionales del Protocolo de Kyoto, también se hicieron importantes progresos en el

15 Ibid. , p. 51. 16 TOTTEN, Op. cit., p 44. 17 BEAUMONT, Eduardo. El Protocolo de Kyoto y el Mecanismo para el Desarrollo Limpio. Buenos Aires: FAO, 1999. 90 p.


13

fortalecimiento del flujo de apoyo financiero y tecnológico a los países en vías de

desarrollo para que puedan cambiarse en el futuro a fuentes energéticas sostenibles.

Los parámetros del Protocolo de Kyoto especifican cuestiones tales como: medición de

emisiones y reducciones; el alcance por el cual el dióxido de carbono absorbido por los

sumideros puede contabilizarse dentro de los objetivos de Protocolo; como funcionarán

los sistemas de implementación conjunta y comercio de emisiones y las reglas para

asegurar el cumplimiento de los compromisos adquiridos18.

La conferencia también eligió 15 miembros para formar el Cuerpo Ejecutivo del

Mecanismo de Desarrollo Limpio. Esto asegurará un pronto inicio del MDL19.

5.1.2 El Protocolo de Kyoto y el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL)

El Protocolo de Kyoto, fue adoptado en Diciembre de 1997, en el marco de la tercera

Conferencia de las Partes (COP-3), como una iniciativa de seguimiento a los

lineamientos establecidos por la Convención Marco sobre el Cambio Climático20. Este

tratado busca lograr la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en un

5% para el quinquenio 2008 - 2012 con respecto a 1990.

Para alcanzar estos objetivos, el Protocolo establece tres mecanismos de flexibilidad

que son: el comercio de emisiones certificadas, la implementación conjunta (IC) y el

mecanismo de desarrollo limpio (MDL). El artículo 12 del Protocolo de Kyoto define el

MDL como “el propósito de ayudar a las partes no incluidas en el anexo I a lograr un

desarrollo sostenible y contribuir al objetivo ultimo de la convención, así como ayudar a

las partes incluidas en el anexo I a dar cumplimiento a sus compromisos cuantificados

de limitación y de reducción de las emisiones contraídas en virtud del artículo 3”.

Explícitamente se pone de manifiesto que “los países no incluidos en el anexo I se

beneficiarán de las actividades de proyectos que tengan por resultado reducciones

certificadas de las emisiones y las partes incluidas en el anexo I podrán utilizar las

reducciones certificadas de emisiones resultantes de esas actividades de proyectos

para contribuir al cumplimiento de una parte de sus compromisos cuantificados de

limitación y reducción de las emisiones contraídas en virtud del artículo 3”.

El MDL podría, y debería, servir para ayudar a los países en desarrollo a alcanzar un

desarrollo sostenible con equidad, dando prioridad a la mejora de la eficiencia

18 Comunicado de Prensa de la Convención Marco de Cambio Climático, fechado el 10 de Noviembre de 2001 19 Ibid. 20 Consultar en : http:// www.rlc.fao.org/prior/recnat/clima.htm


14

energética, a las energías renovables y al transporte colectivo21. Según Rojas (2000),

“existen diferencias de acercamientos y enfoques para entender el MDL. Por una parte,

los países industrializados ven el MDL como una forma de cumplir sus compromisos de

reducción de emisiones, en tanto que los países en desarrollo lo ven como un

instrumento para la transferencia de tecnologías y financiación de iniciativas que

impulsen su desarrollo sustentable”22.

5.1.3 Acciones emprendidas para Captura de CO2 en el Sector de Cambio de

Uso del Suelo y Actividades Forestales.

El establecimiento de plantaciones forestales para captura de CO2 se remonta al año

de 1988, cuando el World Resources Institute (WRI) empezó a evaluar proyectos

forestales a petición del AES (Applied Energy Service Inc.), quien buscaba encontrar la

posibles formas de mitigación de las emisiones de dióxido de carbono producidas por

una planta termoeléctrica de carbón de 183 megavatios en Connecticut (USA), con

una emisión potencial de 14.1 millones métricos de toneladas de carbono (52.1

millones de toneladas de CO2 en mas o menos 40 años de vida del proyecto). La idea

surgió de CARE (organización no gubernamental que efectúa proyectos de carácter

social en países pobres) quien desde la década de los setenta manejaba proyectos

agroforestales y silviculturales, los cuales, eran apoyados por la dirección de bosques

de Guatemala. Este proyecto incluyó plantaciones comunales de más de 12.000

hectáreas; parcelas agroforestales con pino y eucalipto para productos maderables y

prácticas agroforestales en unas 60.000 hectáreas de tierra agrícola para leña, forrajes,

fijación de nitrógeno, producción de frutas y nueces; plantación de 2880 kilómetros de

cercas vivas; construcción de terrazas para proteger 2000 hectáreas de laderas

vulnerables; y finalmente, programas de extensión y capacitación comunitaria23. Se

estimaba que el proyecto podría fijar unas 11.2 millones de toneladas de carbono

durante los 40 años de duración del mismo, por medio del aumento de la cantidad de

biomasa; la conservación de bosques inducida por un desplazamiento de la demanda

hacia las áreas forestales comunitarias y los proyectos agroforestales; la retención de

carbono en los suelos y la prevención de incendios24.

21 Consultar en: http://www.tierra.org/cambio climatico/cdmdesarrollolimpio.htm 22 Consultar en : http:// www.rlc.fao.org/prior/recnat/clima.htm 23 Consultar en: www.wri.org/wri 24 BEAUMONT, Op. Cit. p. 7


15

México es otro de los países que más progresos ha experimentado sobre proyectos de

captura de CO2 en América, implementando alrededor de 6 proyectos de reforestación,

manejo sustentable, protección de suelos y recursos biológicos, los cuales cada uno

incluye como uno de sus objetivos la reducción de emisiones de CO2, y su posterior

cuantificación dentro de una activa participación comunitaria. Estos proyectos han

implementado el desarrollo de diferentes metodologías que describen según el tipo de

proyecto, la proyección de la captura de CO2 y su dinámica dentro de las plantaciones

y el suelo.

El proyecto de captura de carbono y manejo sustentable iniciado en 1996 en el estado

de Chiapas (México), para las regiones del Tojolobal y Tzeltal, involucró además del

manejo de los bosques naturales, un componente agroforestal con especies de pino y

eucalipto.

Para la zona del Tojolobal, la metodología propuesta, se basó en la medición del

Incremento Corriente Anual (ICA) para estimar el diámetro promedio de plantaciones

de diferentes rangos de edad y condiciones de crecimiento, para posteriormente

estimar un Incremento en la captura de CO2 con ayuda de ecuaciones y análisis

estadístico de biomasa relacionando un diámetro a la altura del pecho (DAP) y el

porcentaje de captura de CO2. En la zona del Tzeltal ésta determinación de captura se

logró por la obtención de los promedios de las especies mayores y de rápido

crecimiento en relación con la edad de los barbechos aplicando las ecuaciones de

regresión de Brown (1989) para un valor de contenido de carbono en la materia seca.

Así mismo se consideraron las captaciones para árboles al final de las rotaciones por

manejo silvicultural.

De igual forma se han adelantado proyectos tales como el de silvicultura comunitaria

en La Sierra Norte de Oaxaca que tiene como objetivo el mantener áreas comunales

protegidas mediante la conversión de tierras agrícolas a sistemas agroforestales y

aumentar la superficie arbolada mediante la regeneración de claros forestales. Para

este proyecto en particular, la evaluación del almacenamiento se efectúa empleando el

modelo predictivo LUCS (Land Use and Carbon Sequestration), desarrollado por el

World Resources Institute. Un proyecto similar desarrollado en la región de Querétaro

busca establecer programas de forestación natural y mejoramiento comunitario

mediante la plantación de árboles en casi 14 mil Has. El cálculo de la reducción de las

emisiones de CO2 se efectúa mediante el modelo GORCAM para captura y flujo de


16

carbono25. Los proyectos mencionados anteriormente son considerados como pioneros

dentro del contexto mundial en cuanto al proceso de fijación de carbono se refiere; y

así mismo, han servido de ejemplo para ser replicados en diferentes partes del globo,

especialmente en el trópico americano.

5.2 MARCO TEORICO

Ante la problemática mundial generada por el calentamiento global, la mirada de

expertos y también de aquellos que no lo son, en relación con el tema del cambio

climático se ha volcado sobre el componente vegetal, puesto que como se sabe, son

las plantas en general las encargadas de fijar el carbono capturado de la atmósfera,

responsable éste, que se produzca el llamado “efecto de invernadero”, como

consecuencia de las altas concentraciones del mismo.

A partir de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el

Desarrollo (CNUMAD), celebrada en Río de Janeiro en Junio de 1992, no solo se

impulsó la adopción de actividades internacionales con miras a la protección de los

bosques mundiales, sino que también se promovió las funciones ambientales que

cumplían y que consecuentemente se convertirían en un instrumento clave dentro de

los procesos de negociación generados desde la puesta en marcha de la Convención

Marco sobre cambio Climático.

Debido a lo anterior, es importante tener en claro cuestiones tan fundamentales como

el desarrollo histórico de los diferentes acuerdos y tratados que han desembocado en

la implementación de los bosques como opciones para contrarrestar el calentamiento

global; los conceptos básicos sobre cambio climático; el Mecanismo de Desarrollo

Limpio como instrumento que ayude a cumplir con los objetivos propuestos por el

Protocolo de Kyoto y las posibilidades de los sistemas agroforestales como otra

alternativa para fijar carbono.

25 Disponible en: http://www.ji.org/usiji/chiapas.shtml.


17

5.2.1 Ciclo Global del Carbono.

El ciclo del carbono según Ciesla (1996)26, “es el movimiento de éste en sus distintas

formas entre la superficie terrestre, su interior y la atmósfera, seguido por un

mecanismo de intercambio como lo son la fotosíntesis, la respiración y la oxidación”. El

ciclo del carbono que empieza por la captura de CO2 durante la fotosíntesis, es

cuantitativamente el proceso químico más importante de la Tierra, y en general, el

segundo en importancia, superado solo cuantitativamente por el ciclo del agua27.

5.2.1.1 Variación de las concentraciones de CO2.

Según estudios realizados, las concentraciones de CO2 atmosférico han variado desde

el final de la última era glacial. En aquella época, los niveles de dióxido de carbono

estaban por el orden de 200 ppmv28. Durante el pasado milenio y hasta principios de la

revolución industrial, el CO2 varió entre 275 a 285 ppmv. Para el año de 1998, la

concentración de este gas había aumentado a 366 ppmv (Keeling y Whorf, 1999)29.

Marland et al.(1999)30 manifiestan que desde 1850 a 1998 se emitieron a la atmósfera

270 ± 30 GtC provenientes de la quema de combustibles fósiles y la producción

cementera; mientras que las emisiones netas globales provenientes del cambio de uso

de la tierra se estimaban en 136 ± 55 GtC, de las cuales, cerca del 87% eran de las

áreas boscosas y el 13% restante eran del manejo de los pastizales de latitudes

medias31.

De lo anterior se infiere que la concentración de CO2 aumenta en 1 ppmv, al adicionar

aproximadamente 5 GtC a la atmósfera.

5.2.1.2 Fuentes y Sumideros de Carbono

Según el IPCC (2000), todas las fuentes y sumideros de GEIs se clasifican en siete

categorías principales: Energía; procesos industriales; uso de solventes y otros

productos; agricultura; cambio en el uso del suelo y actividades forestales; residuos; y

otros32. En esta investigación solamente se abordarán los depósitos pertenecientes a la

parte agrícola y de cambio de uso del suelo y actividades forestales.

26 CIESLA, William. Cambio climático, Bosques y Ordenación Forestal. Roma: FAO, 1996. p 44 - 45. 27 HESS, Dieter. Fisiología Vegetal: Fundamentos Moleculares y Bioquímicos - Fisiológicos del Metabolismo y el Desarrollo. Barcelona: Ed. Omega, 1980. p 338. 28 IPCC. Op. cit. 29 Ibid. 30 Ibid. 31 Ibid. 32 BEAUMONT, Op. cit., p 8


18

El carbono en forma de CO2 se mueve a través de la atmósfera, los océanos y la

biosfera terrestre. Los mayores intercambios ocurren entre la atmósfera y la biota

terrestre (120 GtC/año de producción primaria bruta y 60 GtC/año de producción

primaria neta); y entre la atmósfera y la superficie de los océanos (cerca de 90

GtC/año)33.

Los depósitos se dividen en fuentes y sumideros; los primeros vierten carbono a la

atmósfera mientras que los segundos lo absorben34. El intercambio de carbono entre

los depósitos es denominado flujo. No existe consenso sobre la cantidad exacta de

carbono presente en la atmosfera. Ciesla (1996), indica que existen 720 GtC; el Panel

Intergubernamental para el Cambio Climático, estima una cifra de 775 GtC y otros

autores plantean un valor de 750 GtC albergados en este depósito. Los océanos

contienen cerca de cincuenta veces mas carbono que la atmósfera,

predominantemente en forma de carbono inorgánico disuelto. La vegetación y los

suelos contienen aproximadamente tres veces y medio mas carbono que la atmósfera,

sin embargo, la cantidad de carbono almacenada globalmente en los suelos es mucho

mayor que en la vegetación35.

A diferencia del sector energético, donde se tiene claramente definidas las fuentes de

GEIs; el sector de Cambio de uso de la Tierra y Actividades Forestales presenta una

ambigüedad en el sentido que las mismas fuentes cumplen con el papel de sumideros,

es decir, las plantas, el océano y el suelo puede tanto liberar como absorber CO2.

Cuadro 1. Distribución estimada de depósitos mundiales de carbono.

COMPONENTE G t C

OCEANOS 38000

RESERVAS FOSILES DE CARBONO 6000

SUELOS

CARBONO ORGANICO

CARBONATO DE CALCIO

1200

720

ATMOSFERA 720

BIOMASA VEGETAL 560

TOTAL 47220

Fuente: Sombroek et al. 1993. Citado por Ciesla, 1996.

33 Ibid. 34 CIESLA, Op. Cit., p 44 - 45. 35 IPCC, Op. cit.


19

Según Sombroek (1993), citado por Ciesla (1996); la biomasa vegetal contiene entre

560 a 835 Gigatoneladas de carbono (GtC) de un total fluctuante de 47220 a 47495

GtC en toda la Tierra.

Dentro de los principales factores que inciden en la captura neta de carbono están: el

uso de la tierra, el cambio de uso de la tierra y los factores de origen antropogénico.

Para la década de los ochentas los flujos mundiales de carbono de acuerdo a los

intercambios de dióxido de carbono se presentaron así: para sumideros – fuentes, se

consideraron las emisiones por combustibles fósiles de 5.5 ± 0.5 GtC/año, las

emisiones netas por la utilización de tierras en el trópico incluida la deforestación esta

entre 1.6 ± 1.0 GtC/año. Esto equivale a un total de 7.0 ± 1.1 GtC/año.36

Para sumideros de carbono, la acumulación de CO2 en la atmósfera está en el orden

de las 3.2 ± 0.2 GtC/año, la absorción por parte de los océanos es de 2.0 ± 0.8

GtC/año y la absorción de los bosques septentrionales esta entre 0.5 ± 0.5 GtC/año.

Ciesla (1996)37 sostiene que el 37% del carbono almacenado en los bosques

mundiales, se encuentra en los bosques tropicales, el 14% en bosques templados y un

49% en los bosques de latitudes altas38.

Cuadro 2. Reservas Globales de Carbono en la vegetación y en los suelos (basado en WBGU, 1998)

BIOMAAREA

(106 Km2)RESERVORIOS DE CARBONO (GtC) Vegetación Suelos Total

Bosque tropicales 17.6 212 216 428Bosques templados 10.4 59 100 159Bosques boreales 13.7 88 471 559Sabanas tropicales 22.5 66 264 330Pastizales templados 12.5 9 295 304Desiertos y Semidesiertos 45.5 8 191 199Tundra 9.5 6 121 127Humedales 3.5 15 225 240Tierras de cultivo 16 3 128 131TOTAL 151.2 466 2011 2477

Fuente: IPCC, 2000.

36 CIESLA, Op. Cit., p 47 37 CIESLA, Op. cit. P 52. 38 CIESLA, Op. cit. P 52.


20

5.2.2 Causa de las Emisiones de CO2

5.2.2.1 Deforestación

La deforestación es la causa principal del aumento de los niveles de los gases de efecto

invernadero y es la segunda fuente humana mas importante de dichos gases. En este

proceso no solo se libera CO2 sino que también se desprenden pequeñas cantidades

de metano (CH4) y monóxido de carbono (CO).

A nivel mundial la deforestación contribuye con el 20% anual de las emisiones de CO2 y

el sector energético es responsable del 80% restante. Durante los últimos 150 años, la

deforestación ha sido la causa del 30% del total de las emisiones acumuladas en la

atmósfera39. Sin embargo, en el caso colombiano dicha proporción se invierte. Según

Subak, en Colombia la deforestación contribuye con el 84% (61 Mt en 1993) de las

emisiones de CO2 mientras que el sector energético es responsable del 13% (11 Mt en

1993)40.

Cuadro 3. Emisiones de CO2 (% del total de origen antropogénico)

SECTOR MUNDIAL COLOMBIA Energético 85% 13% Deforestación 13% 84% Cementero 2% 3% Total 100% 100%

Fuente: Subak; 1994

Las emisiones de CO2 de Colombia se estima que son de cerca del 1% de las emisiones

mundiales41.

5.2.2.2 Cambios en el Uso de la Tierra

Según Ludevid (1998)42, “se entiende por cambio de uso de la tierra el propósito

productivo a que se dedica o se subordina la corteza terrestre”. Los efectos del cambio

de uso de la tierra se traducen en cambios en los ciclos biogeoquímicos, dentro de

procesos que tienen una base de ámbito local y acaban presentando consecuencias

globales43. De igual forma se manifiesta que el cambio en el uso de la tierra a menudo

esta asociado con un cambio en la cobertura de la tierra y por ende con un cambio en

los depósitos de carbono. Por ejemplo, en regiones templadas, los suelos almacenan 39 BEAUMONT, Op. cit., p 8 40 SUBAK, Op. cit., p 57. 41 SUBAK, Op. cit., p 58. 42 LUDEVID, Manuel. El Cambio Global en el Medio Ambiente. México D.F: Grupo Editor Alfa Omega, 1998. 332 p. 43 Ibid., p 81.


21

mas carbono que la biomasa aérea. Estos suelos pueden perder hasta un 50% del

carbono disponible cuando los bosques se convierten a agricultura permanente

(Detwiler y Hall, 1998)44. De igual forma, los pastizales convertidos en bosques

también pueden generar una pérdida neta de carbono (Moore, 1993)45. Houghton

(1991)46, clasificó siete tipos de cambios en el uso de la tierra por cambios en los

depósitos de carbono: (1) conversión de ecosistemas naturales a cultivos permanentes,

(2) conversión de ecosistemas naturales por rotación de cultivos, (3) conversión de

ecosistemas naturales a pastizales, (4) abandono de tierras cultivables, (5) abandono

de pastizales, (6) aprovechamiento de madera y (7) establecimiento de plantaciones

de árboles.

Minkkinen y Laine (1998)47, explican que cuando los bosques son aclareados para

convertirlos en áreas aptas para la agricultura o pastizales, un gran proporción de la

biomasa aérea es quemada, liberando grandes cantidades de carbono a la atmósfera.

La madera puede ser utilizada para la elaboración de productos, por lo que de esta

forma se puede retener el carbono por más tiempo. El aclareo de los bosques también

acelera la descomposición de la madera y del mantillo, así como el carbono orgánico

subterráneo. El clima local y las condiciones del suelo determinarán las tasas de

descomposición, por ejemplo, en las regiones húmedas tropicales, la mayoría de la

biomasa se descompone en menos de diez años. Cuando los humedales son drenados

para la conversión a agricultura o pastizales, los suelos quedan expuestos al oxígeno,

lo que facilita la pérdida de carbono por medio de la respiración aeróbica.

Para la década comprendida entre 1980 - 1989, se estimó que las emisiones totales a

nivel global por efecto del cambio de uso de la tierra eran del orden de 1.6± 1.0

GtC/año (Houghton, 1994; Dixon et al., 1994)48. De las principales categorías de

cambio de uso de la tierra, el aclareo de bosques para conversión a tierras cultivables

aportó la mayor proporción de emisiones de dióxido de carbono; a diferencia de los

procesos de conversión a pastizales, cosecha y rotación de cultivos que tuvieron

proporciones mucho mas bajas49.

44 Detwiler y Hall, 1998. Citados por SUBAK. S., Op. cit. P 60. 45 Moore, 1993. Citado por SUBAK. S., Op. cit. P 60. 46 IPCC, Op. cit. 47 Minkkinen y Laine, 1998. Citados por el IPCC, Op. cit. 48 IPCC, Op. cit. 49 IPCC, Op. cit.


22

5.2.2.3 Incendios y Quema de Biomasa.

Según Ciesla (1996)50,“el termino “quema de la biomasa” incluye todas las actividades

humanas intencionales asociadas con el desmonte, quema de la vegetación de la

sabana para estimular la regeneración del pasto para el ganado, quema de leña y de

carbón vegetal y consumo de residuos agrícolas”. La FAO (1986)51, define el termino

“incendios”, como “aquellos que se verifican en tierras vírgenes, con excepción de los

que son de carácter intencional”. Ciesla (1992), calcula que anualmente se queman

entre 12 y 13 millones de hectáreas de bosques y otras tierras arboladas, las cuales en

mayor parte son debido a causas antropogénicas. Las causas naturales de los

incendios son los relámpagos de las tempestades, la actividad volcánica y la quema de

los depósitos de turba y carbón.

5.2.2.4 Sector Energético y Combustibles Fósiles

La primera causa directa de origen humano del cambio climático global es el consumo

de combustibles fósiles. La combustión, la extracción, el transporte y el procesamiento

de estos productos tienen un impacto directo en la intensificación del efecto

invernadero del planeta52. Se calcula que el 77% de las emisiones de CO2 de origen

humano provienen del consumo y procesamiento de los combustibles fósiles. Se ha

estimado que el consumo de los combustibles fósiles añade cada año 5 Gt de CO2 a la

atmósfera (Bolin et al., 1989)53.

El consumo de combustibles fósiles significa, también, en menor medida, la emisión a

la atmósfera de metano y óxido nitroso. Se calcula que en un 23% de las emisiones de

origen no natural de metano son producidas por esta causa; mientras que se ha

cifrado en un 25% la contribución del consumo de combustibles fósiles a las emisiones

totales de óxido nitroso de origen antrópico54.

Aproximadamente un tercio de la energía mundial se destina a producir electricidad,

mientras que el restante 70% esta distribuido en los usos de carácter:

residencial/comercial, industrial, el sector de transporte, entre otros.

50 CIESLA, Op. cit.,p 60. 51 FAO, 1986. Citada por CIESLA, Op. cit.,p 60. 52 LUDEVID, Op. cit., p 55. 53 BOLIN et al. The Greenhouse Effect, Climatic Change and Ecosystems. Citado por LUDEVID, Op. cit., p 56. 54 LUDEVID, Op. cit., p 57.


23

El sector energético en el caso colombiano, ha sido responsable de casi el 30% de las

emisiones de dióxido de carbono. Se calcula que en 1990, éste sector generó 52.3 Mt

de CO255

.

Rodríguez y González (2000), manifiestan que “desde 1990 a 1998, el sector energía

ha venido creciendo y sus emisiones aumentando de 52 a 72 millones de toneladas y

se estima que para el año 2010, este sector alcanzará las 126 Megatoneladas”.

5.2.3 Efecto Invernadero y Gases de Efecto Invernadero (GEIs)

El efecto de invernadero (o invernáculo), consiste en la retención de energía calórica

en la atmósfera inferior debido a la absorción y reflexión por parte de las nubes y

ciertos gases presentes en la atmósfera. La radiación solar visible (de baja longitud de

onda) atraviesa la atmósfera y calienta la superficie de la Tierra, la cual a su vez emite

radiación térmica (de alta longitud de onda), parte de la cual es retenida por los gases

de efecto invernadero (GEIs)56.

Si bien es cierto que el principal causante del calentamiento global es el dióxido de

carbono, es necesario mencionar otros gases como el metano, el óxido nitroso y los

clorofluorcarbonados que a pesar de poseer concentraciones mucho mas bajas en la

atmósfera comparativamente con el CO2, potencialmente tienen niveles de

calentamiento mucho mayores.

El metano (CH4) es el gas de efecto invernadero mas importante después del vapor de

agua y el CO2. Las concentraciones de metano han incrementado de 700 ppbv en la

época preindustrial a 1700 ppbv en la actualidad (Etheridge et al., 1992; Prather et al.,

1995; citados por el IPCC, 2000)57. Cerca de 550 Mt CH4/año son emitidas a la

atmósfera de una variedad de fuentes; reacciones químicas con radicales OH y

liberación por remoción de suelos. El ciclo de vida del metano con respecto al sumidero

OH es de casi nueve años (Prinn, 1994)58. Durante el período preindustrial, los

humedales, las termitas y los animales controlaron el CH4 atmosférico. Las fuentes

antrópicas de metano están asociadas con el cultivo de arroz, la cría de ganado, la

quema de biomasa, el tratamiento de desperdicios y el uso de combustibles fósiles,

incluyendo el gas natural y la extracción de carbón así como las actividades petroleras

55 RODRIGUEZ H., y GONZALEZ F. Op. cit., p 45. 56 BEAUMONT, Op. cit., p 8. 57 IPCC, Op. cit. 58 IPCC, Op. cit.


24

en general (Prather et al., 1995). En el presente, las fuentes antropogénicas

representan cerca del 70% del total de emisiones de CH459.

Por su parte, el óxido nitroso (N2O), no tiene sumideros relevantes sobre la tierra y es

destruido por reacciones químicas en la atmósfera superior. Las superficies terrestres

son las principales fuentes de N2O; por lo tanto los cambios en las prácticas de uso de

la tierra modifican las emisiones del suelo e influencian la concentración de óxido

nitroso en la atmósfera (Kroeze et al., 1999)60. Los procesos microbiológicos en los

suelos son las fuentes primarias de N2O. Las emisiones de los suelos se incrementan

bajo condiciones calientes y húmedas y cuando los fertilizantes nitrogenados son

aplicados en la agricultura (Conrad et al., 1983; Winchester et al., 1988; Khalil and

Rasmussen, 1992). Por lo tanto, los cambios en el manejo de las tierras agrícolas y la

silvicultura tropical pueden alterar las emisiones de N2O de los suelos e influenciar su

concentración en la atmósfera61.

Existe cierta incertidumbre en cuanto a la magnitud actual de las fuentes y sumideros

de óxido nitroso y su ciclo de vida en la atmósfera. Se estima que en el presente las

emisiones de N2O son del orden de 14 Mt/año (Prasad, 1997)62. Muchos investigadores

manifiestan, que la mitad de las emisiones globales de N2O provienen de actividades

antrópicas.

Cuadro 4. Estimaciones globales de fuentes recientes de CH4 y N2O que son influenciados por actividades

de uso de la tierra.

FUENTES DE METANO MT CH4/año GtC-eq/año a b Ganadería (fermentación entérica y desperdicios de animales)

Cultivos de arroz

Quema de biomasa

Humedales naturales

110 (85 - 130)

60 (20 - 100)

40 (20 - 80)

115 (55 - 150)

0.6 (0.5 - 0.7)

0.7 (0.1 - 0.6)

0.8 (0.1 - 0.5)

0.7 (0.3 - 0.9)

Fuentes: Prather et al., 1995. Citado por el IPCC, 2000.

Los CFCs poseen una alto potencial de calentamiento dada su mayor efectividad en la

capacidad de cambio de las propiedades radiactivas de la atmósfera. Los CFCs se han

empleado extensamente en la industria frigorífica y del aire acondicionado, así como,

59 IPCC, Op. cit. 60 IPCC, Op. cit. 61 IPCC, Op. cit. 62 IPCC, Op. cit.


25

en la fabricación de aerosoles63. En la actualidad contribuyen aproximadamente con

una cuarta parte de la intensificación del efecto invernadero, situación que se torna

mucho mas grave si se tiene en cuenta la vida promedio de estos gases en la

atmósfera. Según Ludevid (1998)64, se calcula que la molécula de CFC - 11 sobrevive

75 años, mientras que el CFC - 12 perdura 110 años.

5.2.4 Proceso de Fotosíntesis y Fijación de Carbono en las Plantas.

Los procesos de fotosíntesis y respiración son funciones de muchas variables de tipo

ambiental y vegetal, incluyendo la radiación solar, la temperatura y humedad del aire y

del suelo, la disponibilidad de agua y nutrientes, el ozono atmosférico y otros

contaminantes, el área foliar y la nutrición foliar. El cambio climático por consiguiente

afecta estos procesos de muchas formas. La fotosíntesis probablemente se reduce por

un incremento en la cobertura de las nubes o se incrementa por el aumento de la

concentración de CO2 atmosférico. Todos los procesos respiratorios son sensitivos a la

temperatura, así como al incremento poblacional de órganos respiratorios, tales como

raíces finas y organismos heterotróficos del suelo. Por lo tanto, “la respiración del

suelo” es una función de la temperatura del suelo (Boone et al., 1988; Rayment y

Jarvis 2000), el cual; si se incrementa, conlleva en el corto plazo a un aumento de la

mineralización de la materia orgánica del suelo y la liberación de nutrientes; la cual a

su vez, estimula la fotosíntesis, el incremento en el área foliar y el desarrollo de los

árboles 65.

Las plantas mediante el proceso de fotosíntesis absorben el CO2 de la atmósfera. De

éste proceso, se obtiene carbono el cual es fijado en el follaje, tallos, sistemas

radiculares y sobre todo en el tejido leñoso de los troncos y en las ramas principales de

los árboles66.

La captura de carbono es un proceso fisiológico que se inicia con la absorción de

dióxido de carbono por parte de las plantas a través de los estomas (o poros

estomáticos); los cuales están localizados principalmente en la superficie foliar.

El dióxido de carbono (CO2); junto con el agua constituyen la “materia prima” que en

el proceso fotosintético es necesaria para transformar la energía radiante (o lumínica)

en energía química. En muchos organismos la energía que captan es utilizada para fijar 63 LUDEVID, Op. cit. p 34 - 35. 64 Ibid.,p 70. 65 IPCC, Op. cit. 66 CIESLA, Op. Cit., p 44 - 45 .


26

anhidro carbónico (CO2) y sintetizar sustancias orgánicas, en particular glúcidos, tales

como el almidón, proceso que está acompañado de producción de oxígeno67.

La fotosíntesis no es solo un proceso importante desde el punto de vista cualitativo.

Cada año participan en ella aproximadamente de 200 a 500 billones de toneladas de

carbono68. Con ello la fotosíntesis se convierte en un proceso cuantitativamente

importante. En su forma más elemental el proceso fotosintético esta compuesto por

agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2), que al reaccionar con la energía lumínica

generan carbohidratos y oxígeno.

CO2 + H2O (CH2O) + O2

Sin embargo, una de las principales inquietudes que se tuvo al iniciarse las

investigaciones sobre fotosíntesis, era saber sí el oxígeno del carbohidrato provenía del

CO2 o del H2O. Los estudios experimentales demostraron que el oxígeno (O2) libre

provenía del agua, lo que en contraposición demostró que el oxígeno del carbohidrato

procedía del dióxido de carbono69.

La actividad fotosintética fundamentalmente se divide en un proceso primario, en

donde se produce la disociación del agua también conocida como fotólisis; y un

proceso secundario en donde el CO2 ha de ser reducido a carbohidrato con ayuda del

hidrogeno proveniente de la fotólisis70. La estructura final de la fotosíntesis es la

siguiente:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

La fotosíntesis procede según un mecanismo de dos pasos que implica una reacción

fotoquímica (fase luminosa), y una reacción no fotoquímica (fase oscura). La fase

luminosa comprende reacciones bioquímicas de vida media de 10-1 a 10-5 segundos.

Estos procesos dan lugar a: (i) la producción de un agente reductor intenso como el

67 ANDREO, C. y VALLEJOS, R. Fotosíntesis. Washington D.C: Departamento de Asuntos Científicos y Tecnológicos de la OEA. 1984. 26 p. 68 HESS, Op. Cit., p 39. 69 HESS, Op. Cit., p 40 70 HESS, Op. Cit., p 40


27

NADPH, (ii) el desprendimiento de O2 como un subproducto de la rotura del H2O y (iii)

la formación de ATP que va unida al flujo de electrones de H2O al NADP71.

La fase oscura, que es enzimática, es más lenta que la fase luminosa y, en

consecuencia, a intensidades de luz elevadas, la velocidad de la fotosíntesis es

totalmente dependiente de la velocidad de la fase oscura72.

No obstante, el directo responsable de la fijación de carbono, es una secuencia cíclica

de reacciones, conocidas como, “ciclo de Calvin y Benson”73. Este ciclo comprende tres

fases importantes como lo son la carboxilación, la reducción y la regeneración. En la

primera se incorpora CO2 a un aceptor preexistente conocido como ribulosa bifosfato

formando un ácido carboxílico (ácido fosfoglicérico). Esta reacción es catalizada por la

enzima ribulosa bifosfato carboxilasa o proteína de fracción I74.

Ribulosa bifosfato (RuBP) Ácido fosfoglicérico (PGA)

CH2OP C = O CH2OP CH2OP CO2 + CHOH + H2O enzima ⇒⇒⇒⇒ CHOH + CHOH

CHOH COOH CHOH CH2OP

En la fase de reducción, el PGA, formado por la adición del CO2 a Ribulosa bifosfato, es

esencialmente un ácido orgánico y no esta a nivel energético de un azúcar. Para

convertir un azúcar de tres carbonos (triosa P) se debe utilizar la energía del “poder

asimilador” del NADPH2 y ATP75. La reacción tiene lugar en dos pasos, primero

fosforilación añadiendo un P del ATP y luego reduciendo con NADPH2 y se resume en:

71 HALL, D. y RAO, K. Fotosíntesis. Barcelona: Ed. Omega, 1983. p 89. 72 Ibid., p 56 - 66. 73 ANDREO y VALLEJOS, Op. Cit., p 39. 74 HALL y RAO, Op. cit, p 56 - 66. 75 HALL y RAO, Op. cit, p 56 - 66


28

Ácido fosfoglicérico (PGA) Fosfogliceraldehido (Triosa P)

CH2OP CH2OP CHOH + ATP + NADPH2 enzima ⇒⇒⇒⇒ CHOH + ADP + PiNADP + H2O COOH CHO

En la fase de regeneración, el RuBP se regenera para posteriores reacciones de fijación

del carbono por medio de una compleja serie de reacciones que necesitan azúcares

fosfatados de 3, 4, 5, 6 y 7 carbonos76.

Los productos finales de la fotosíntesis son principalmente azúcares e hidratos de

carbono. Estos hidratos de carbono en forma general constituyen la unidad estructural

de los polisacáridos, los cuales a su vez son los compuestos constituyentes del tejido

vegetal.

Casi el 95% de la biomasa vegetal (utilizando como base el peso seco) esta formado

por carbono, oxígeno e hidrogeno, elementos que abundan en la naturaleza en forma

de dióxido de carbono y agua77. La distribución de oxígeno y carbono es más o menos

equitativa; puesto que en investigaciones efectuadas en el sistema aéreo del maíz seco

por Latshaw y Miller(1924), se halló un proporción del 44% tanto para el carbono

como para el oxígeno78. William et al (1987), afirman que: “ésta proporción se

mantiene incluso en la celulosa, que es el compuesto más abundante en la madera y

que ésta relación puede llegar a variar, con contenidos de carbono de hasta el 51% en

otras especies”79.

Es importante destacar que la mayoría de las plantas asimilan carbono mediante dos

tipos de fotosíntesis que generalmente son denominados procesos C3 y C4. En la

primera fase de absorción de CO2, las plantas C3 producen una molécula con tres

átomos de carbono y las C4 producen una molécula con cuatro átomos de carbono. La

molécula C4 permite a la planta asimilar CO2 más eficazmente. Las plantas C3

dependen solo de la difusión de CO2 a través de sus tejidos, y por lo tanto, se

benefician más que las C4 de las concentraciones de CO2 elevadas80.

76 HALL y RAO, Op. cit, p 56 - 66 77 BINKLEY, Dan. Nutrición forestal: prácticas de manejo. México: Editorial Limusa, 1993. 340 p . 78 Latshaw y Miller (1924), citados por SALISBURY, Frank. Fisiología Vegetal. México D.F: Grupo Editorial Iberoamérica, 1994. 759 p. 79 Ibid., p 127 - 128. 80 CIESLA, Op. cit, p 38.


29

Las plantas que utilizan el proceso C3 representan el 85% de todas las especies de

plantas e incluyen todos los árboles y las plantas leñosas. Las plantas con proceso C4

son las tropicales y los pastos de zonas templadas que crecen en regiones de

precipitaciones abundantes en las estaciones calientes. Algunos tipos de plantas C4 son

la caña de azúcar, maíz, sorgo y mijo81.

Por lo anterior, muchos investigadores argumentan que uno de los posibles efectos

positivos de las concentraciones de GEIs en la atmósfera, especialmente del dióxido de

carbono, es el conocido pero no comprobado “efecto fertilizante del CO2”; ya que el

aumento en los niveles de este gas, permitirá una mayor fotosíntesis que

hipotéticamente favorecerá el índice de crecimiento de las plantas, así como su

potencial de absorción82. Se han desarrollado varios experimentos con árboles jóvenes,

bajo condiciones controladas en donde se ha duplicado la actual concentración de CO2

atmosférico, encontrándose hasta un incremento del 60% en la tasa de crecimiento de

la biomasa aérea y subterránea y la acumulación de carbono (Saxe et al., 1988; Norby

et al., 1999). Los árboles que crecen bajo el doble de la concentración de CO2

atmosférico traslocan apreciablemente mas carbono por debajo del suelo que los

árboles crecidos en ambientes de CO2 normales83. Generalmente, el incremento en la

concentración de CO2 acelera el desarrollo, por lo que los árboles crecen mas

rápidamente que aquellos que se desarrollan en condiciones ambientales normales. La

tasa fotosintética de captura de CO2 es casi siempre mayor en aire con elevadas

concentraciones de dióxido de carbono que en aire en condiciones normales. No

obstante lo anterior, el posible efecto fertilizante del CO2 no ha sido totalmente

comprobado, por lo cual se siguen planteando cuestionamientos al respecto.

Investigaciones llevadas a cabo en laboratorios indican un aumento del 30% del

proceso fotosintético de las plantas C3, mientras que en las C4 se prevé un aumento del

10%84.

5.2.4.1 El flujo de carbono en los ecosistemas terrestres

El almacenamiento de carbono en los ecosistemas terrestres está dado por cuatro

conceptos fundamentales:

a. Producción primaria bruta (PPB). Denota la cantidad total de carbono fijado por las

plantas en el proceso de fotosíntesis en un ecosistema. La PPB se mide en los 81 CIESLA, Op. cit, p 38. 82 CIESLA, Op. cit, p 38. 83 IPCC, Op. cit. 84 CIESLA, Op. cit, p 38.


30

tejidos fotosintéticos, principalmente las hojas. La producción primaria bruta global

se estima en cerca de 120 GtC/año85.

b. Producción primaria neta (PPN). Denota la producción neta de materia orgánica de

las plantas en un ecosistema, esto es, la producción primaria bruta reducida por las

pérdidas resultantes de la respiración de las plantas (respiración autotrófica). La

producción primaria neta global es casi la mitad de la producción primaria bruta, o

séa, aproximadamente 60 GtC/año86.

c. Producción neta del ecosistema (PNE). Denota la acumulación neta de materia

orgánica o carbono en un ecosistema; la PNE es la diferencia entre la tasa de

producción de materia orgánica viva (PPN) y la tasa en descomposición de la

materia orgánica muerta (respiración heterotrófica). La producción global neta del

ecosistema se estima en 10 GtC/año87.

d. Producción neta del bioma (PNB). Denota la producción neta de materia orgánica

en una región que contiene una serie de ecosistemas (un bioma) e incluye, además

de la respiración heterotrófica, otros procesos que conllevan a la pérdida de la

materia orgánica viva y muerta (cosechas, aclareos, incendios, etc.). Para la última

década la PNB global fue estimada en 0.7 ± 1.0 GtC/año; lo cual permite inferir que

es cerca del 1 % de la producción primaria neta y aproximadamente el 10% de la

producción neta del ecosistema88.

5.2.5 Investigaciones Similares

La fijación de carbono, contrario a lo que parece, no es un tema relativamente nuevo,

puesto que como se mencionó anteriormente, algunos proyectos ya se habían

ejecutado una década atrás. Sin embargo, la amplia problemática ambiental derivada

del cambio climático, generó una serie de investigaciones sobre la dinámica de fijación

y liberación de carbono asociados al sector de Uso del Suelo y las Actividades

Forestales (LUCF)89, puesto que como ya se ha dicho es éste sector el que mayores

potencialidades presenta como alternativa de mitigación del calentamiento global.

85 IPCC, Op.cit. 86 IPCC, Op.cit. 87 IPCC, Op.cit. 88 IPCC, Op.cit. 89 En ingles se denomina Land Use Change and Forestry (LUCF)


31

Dentro del campo del Uso del Suelo y las Actividades Forestales, las prácticas

agrosilvícolas juegan un papel muy importante, puesto que son técnicas altamente

efectivas para incrementar la productividad y reducir la presión sobre los bosques90.

Las investigaciones sobre captura de carbono en el campo de la agroforestería es

incipiente y hasta ahora se están ejecutando algunos proyectos pioneros, los cuales se

están llevando a cabo en Costa Rica y México principalmente. A continuación se

detallan algunas de ellas.

5.2.5.1 Balance de Emisiones de Efecto Invernadero en Sistemas Silvopastoriles

(SSP) en tres Zonas de Vida de Costa Rica91.

Esta investigación fue llevada a cabo en tres zonas ecológicas de Costa Rica: Bosque

Húmedo Montano Bajo (bh-MB), Bosque Muy Húmedo Premontano (bmh-PM) y

Bosque Húmedo Tropical (bh-T) de acuerdo a las Zonas de Vida de Holdridge. Se

efectuaron mediciones de gases de efecto de invernadero como el CO2, N2O y CH4

mediante el empleo de un cromatógrafo de gases. Con los datos obtenidos se calculó

el factor de emisión (cantidad de gases emitidos por unidad de área) y la emisión neta

(factor de emisión menos la emisión neta del ecosistema natural).

El componente arbóreo estaba compuesto de aliso (Alnus acuminata) en la zona de

vida bh-MB y nogal cafetero (Cordia alliodora) en el bmh-PM y bh-T. Para éste

estudio se consideraron densidades de siembra de 75 árboles / hectárea con una edad

promedio de 15 años y un volúmen total de 0,287 m3/árbol en el bh-MB y 0,392

m3/árbol en el bmh-PM y en el bh-T.

Se muestrearon y analizaron los pastos Kikuyo (Pennisetum clandestinum,

fertilizado con 485 kg de N/Ha/año), estrella africana (Cynodon nlemfuensis),

fertilizado con 250 Kg de N/Ha/año) y ratana (Ischaemum indicum, sin fertilización).

Se simularon las emisiones de metano (CH4) provenientes del ganado. Para comparar

las variables en el sistema silvopastoril, se usó un ecosistema de bosque natural en

cada Zona de Vida, donde se hicieron las mismas determinaciones que para el sistema

silvopastoril.

Los principales resultados obtenidos en esta investigación fueron:

90 TOTTEN, Op. cit., p 31. 91 MONTENEGRO, J y ABARCA, S. Balance of Emissions with Greenhouse Effect in Silvopastoral Systems in Three Life Zones of Costa Rica. En: Second Congress on Agroforestry and Livestock Productions in Lain América. Turrialba (CR), 2001, p. 107 - 111.


32

• En el bh-MB, el factor de emisión para N2O y el CO2 fue mayor para el sistema

silvopastoril (SSP) (6,38 kg de N/Ha/año y 9,06 Kg de C/Ha/año) que para el

ecosistema natural (0,72 Kg de N/Ha/año). En el caso del sistema silvopastoril del

bmh-PM, las emisiones de N2O fueron de 3,14 Kg de N/Ha/año; mientras que para

el bosque natural fueron de 4,72 Kg de N/Ha/año. Los mayores niveles en el

bosque natural eran debido a la tasa de nitrógeno reciclado y a un alto contenido

de nitratos detectados en el suelo. Las pasturas presentaron menores niveles de

nitratos que el bosque natural. Las emisiones de CO2 que se obtuvieron en bosque

natural (2,51 Kg/Ha/año) fueron menores que en el SSP del bosque Muy Húmedo

Premontano (6,03 Kg. de C/Ha /año).

• En el SSP del Bosque Húmedo Tropical (bh-T), las emisiones fueron de 2,28 Kg de

N/Ha/año y 6,17 Kg de C/Ha/año, mientras que en el ecosistema natural, éstos

valores fueron de 1,12 Kg de N y 2,18 Kg de C por hectárea / año. En ambos casos

las emisiones fueron mayores en el SSP debido a la mayor cantidad de nitrógeno

en el suelo, como producto del reciclaje que llevan a cabo los animales en el

pastoreo.

• Las emisiones de metano (CH4) en el SSP del bmh-PM fueron de 654 Kg, seguido

por el bh-MB con 360 Kg y el bh-T con 183 Kg. Las diferencias en el nivel de

emisiones se deben al manejo del SSP; el predio localizado en el bmh-PM manejó

mayor carga animal (6,5 animales / ha) que el b-MB (3,9 animales / ha) y el bh-T

(2,2 animales / ha).

• Los niveles de carbono determinados en el suelo del SSP (b-MB: 41,2 TnC/Ha,

bmh-PM: 20,9 TnC/Ha y bh-T: 42,8 TnC/Ha) fueron mayores que los del

ecosistema de bosque natural (bh-MB: 35,2 TnC/Ha, bmh-PM: 15,7 TnC/Ha, y bh-

T: 24,8 TnC/Ha). Esto fue posible, debido a la abundante biomasa radicular de los

pastos, siendo la proporción de arena presente en estos suelos un factor

estimulante en el desarrollo radicular (Veldkamp, 1994; citado por Montenegro y

Abarca, 2000).

• La cantidad estimada de C fijado por hectárea anualmente en el componente

arbóreo del SSP fue mayor en los ecosistemas de Bosque Muy Húmedo

Premontano (bmh-PM) y Bosque Húmedo Tropical (bh-T) (313 Kg) que en el

Bosque Húmedo Montano Bajo (bh-MB) (229 Kg). Esto debido a la alta tasa de


33

crecimiento que presenta el nogal cafetero (Cordia alliodora) en estos

ecosistemas en comparación con el aliso (Alnus acuminata).

5.2.5.2 Almacenamiento y fijación de carbono en bosques de bajura de la zona

Atlántica de Costa Rica92.

En ésta investigación se cuantificó el carbono almacenado en los bosques húmedos

tropicales ubicados en la zona Atlántica de Costa Rica. Se elaboraron ecuaciones

alométricas para obtener la biomasa total y la cantidad de carbono fijado por éste tipo

de bosque a través de la medición directa de la biomasa de individuos de siete

especies forestales.

El área de estudio comprendía dos áreas experimentales: Tirimbina Rain Forest Center,

en Sarapiquí, Heredia, localizada a 160 y 220 m.s.n.m (Quirós y Finegan, 1994, citados

por Segura et al., 1999), y los Laureles de Corinto, en Limón, con una precipitación

anual de 4000 mm y una temperatura media mensual de 23,7 oC (Quirós, 1998, citado

por Segura et al, 1999).

Se seleccionaron 10 fincas con bosque natural ubicadas en un radio de 10 Km. Para

medir directamente la biomasa, se eligieron dos fincas en las que ya se había hecho

aprovechamiento comercial. Mediante el análisis de las parcelas permanentes de las

dos áreas experimentales se identificaron las especies dominantes según el criterio de

área basal para tratamientos silviculturales. Se muestrearon 19 individuos de siete

especies: tres de Carapa guianensis, tres de Inga coruscans, dos de Laetia

procera, cuatro de Pentaclethra macroloba, uno de Stryphnodendron

microstachyum, tres de Tapirira guianensis y tres de Vochysia ferruginea. La

biomasa de cada árbol se dividió en cuatro componentes: volúmen y biomasa del fuste

comercial, ramas grandes (diámetro > 11 cm.), ramas pequeñas (diámetro < 11 cm),

tocón y trozas no comerciales.

De igual forma, se tomaron muestras de 23 individuos para cuantificar la fracción de

carbono con el método de calorimetría (Eduarte y Segura, 1999) y de 20 para

determinar la gravedad especifica o densidad básica. También se calculó el Factor de

Expansión de Biomasa (FEB), que es la relación entre la biomasa total y la biomasa del

fuste.

92 SEGURA M., et al. Almacenamiento y fijación de carbono en bosques de bajura de la zona Atlántica de Costa Rica. En: Revista Forestal Centroamericana. Turrialba (CR), 1999, p. 23 - 28.


34

Los resultados obtenidos en esta investigación arrojaron un valor promedio de biomasa

total por árbol de 4,3 Tn para la clase diamétrica comprendida entre 60 y 70 cm; para

la clase diamétrica de 71 a 80 cm, el promedio fue de 5,4 Tn; para las siguientes

clases, de 81 a 90 cm, 91 a 100 cm y mayores a 101 cm., la biomasa total promedio

por individuo fue 7.3, 9.06 y 11.98 Tn, respectivamente.

El factor de expansión de biomasa (FEB) promedio fue de 1.6, con una variación entre

1.3 y 2.2 y un coeficiente de variación del 15%. La especie que presentó el FEB mas

alto fue T. guianensis con 2; mientras que L. procera obtuvo el FEB mas bajo con

1.4.

La biomasa total estimada y el carbono almacenado en los bosques de las áreas

experimentales varió entre zonas (P< 0,05). En Corinto se reportó, en promedio, la

mayor biomasa y carbono almacenado a partir de los 10 centímetros de DAP,

superando en un 20% al área de Tirimbina.

Se presentaron diferencias entre la biomasa total y el carbono almacenado entre los

sitios de estudio; la cual fue mayor en Corinto que en Tirimbina. El contenido de

carbono almacenado entre bosques de la misma zona varió según el manejo recibido.

La Tasa de Fijación Anual de Carbono varió entre bosques (0.4 a 1.4 TnC/Ha/año),

dependiendo de la densidad básica y de la fracción de carbono de las especies.

5.2.5.3 Cuantificación de carbono almacenado en el suelo de un sistema

silvopastoril en la zona Atlántica de Costa Rica93.

En éste estudio se analizó el almacenamiento de carbono en el suelo en sistemas con

pastizales puros de pasto guinea (Panicum maximum Jacq.), y en un sistema

silvopastoril de pasto guinea y rodales de laurel (Cordia alliodora) con diferentes

edades para el componente forestal. Estos sistemas están situados en la provincia de

San Carlos en Costa Rica.

Inicialmente el sitio de experimentación presenta características como: 250 m.s.n.m. y

3609 mm de precipitación anual, suelos ligeramente ácidos de fertilidad media a baja;

las pasturas tienen un promedio de 50 años de establecimiento y quince años para la

regeneración natural de Cordia alliodora.

93 LOPEZ A., et al. Cuantificación de carbono almacenado en el suelo de un sistema silvopastoril en la zona Atlántica de Costa Rica. En: Agroforestería en las Américas. Costa Rica, 1999.


35

La base del estudio se fundamenta en cuatro sistemas: a) pasto solo; b) pasto con

árboles pequeños (menores a tres años); c) pasto con árboles medianos (mayores a

tres años); y d) pastos con árboles grandes (mayores a siete años). La toma de

muestra de suelos se realizó a cuatro profundidades: de 0 a 10 cm., 10 a 20 cm., 20 a

30 cm., y 30 a 50 cm. Se utilizo el método de Walkey - Black para la determinación de

carbono orgánico y el factor de 1.72 para la conversión de materia orgánica. (Díaz,

Romero y Hunter, 1982).

Partiendo de las consideraciones que tienen en cuenta la densidad de los sistemas

(para Cordia alliodora 3 años 180, 3 a 7 años 153, mayor a 7 años 125), el cual se

reduce a medida que aumenta la edad, se pudo establecer que en sistema silvopastoril

el suelo almacenó alrededor de 6 veces mas carbono que la madera de los fustes de

Cordia alliodora, paralelamente, en el sistema con pasto solo se encontró un contenido

de carbono mas alto comparado con los silvopastoriles, esto es atribuido en el estudio

a las diferencias en la fertilidad del suelo en los diferentes sitios. El almacenamiento de

carbono estuvo altamente reducido en el suelo debido a la reducción de la densidad de

los pastos a la sombra de los árboles de Cordia alliodora en los sistemas

silvopastoriles.

En el análisis de las cantidades de contenido de Carbono en el sistema de pasto Guinea

solo, se encontró un almacenamiento de 240 MtC/ha, así mismo, lo reportado para el

sistema entre pasto Guinea y Laurel este almacenamiento (entre suelo y madera del

fuste), a una edad de 3 a 7 años y mayor a 7 años, un almacenamiento de 225 y 220

Mt C/ha respectivamente mientras el sistema con edad menor a 3 años lo hizo con un

contenido de 185 MtC/ha.

Se estableció también, que el contenido de carbono se reduce con la profundidad del

suelo y con las distancias a los árboles en donde, los mayores contenidos de carbono

teniendo en cuenta la profundidad se encontraron para el sistema de pasto Guinea

puro con 75 MtC/ha, y para el sistema de pasto Guinea y Cordia alliodora menor a 3

años 70 MtC/ha; estos fueron determinados para profundidades de 0 a 10 cm.

Sucesivamente, para el sistema de pasto Guinea y Cordia alliodora de 3 a 7 años

reportaron cantidades máximas de Carbono de 64 MtC/ha y en el sistema mayor a 7

años, un contenido de Carbono de 59 MtC/ha también a profundidad de 0 a 10 cm.

Finalmente se expresa en el estudio que la relación entre la concentración de carbono

y las distancias a los árboles mas cercanos, esta íntimamente relacionada con la


36

materia orgánica proveniente de las hojarasca y raíces de los mismos. La investigación

hace referencia y aclara que la intervención de otros factores pueden influir en dicha

distribución de Carbono, estos factores pueden ser la distribución de los excrementos

del ganado y la densidad de los pastos. Esto fue reflejado en el análisis estadístico por

unos R2 muy bajos.

5.2.5.4 Almacenamiento de Carbono por Gliricida sepium en Sistemas

Agroforestales de Yaracuy, Venezuela94

Esa investigación fue realizada con el objetivo de cuantificar la contribución de

Gliricidia sepium al almacenamiento de carbono en dos sistemas agroforestales en el

estado de Yaracuy, Venezuela.

Por un lado, un sistema silvopastoril con dos años y medio de establecimiento y una

superficie de 10 Ha, en una asociación de pasto estrella Cynodon nlemfuensis,

matarratón Gliricidia sepium (2204 plantas/ Ha) y leucaena Leucaena leucocefala

(330 plantas por Ha), establecidas en hileras dobles, distanciadas a 5 m. Los animales

se manejarón bajo pastoreo rotativo en unidades de 0.25 Has, con un tiempo de

ocupación de dos días, 75 días de descanso y una carga animal promedio de 2.1

UA/Ha. En éste sistema se efectuó el control de malezas de forma manual y la

leucaena se mantuvo a una altura de 1m. La producción de forraje verde de

Gliricidia sepium determinada para 1999 fue de 0.6 Tn de materia seca por

hectárea/año en época seca y de 1.4 Tn de materia seca por hectárea/año en época

de lluvias (Ruiz-Silvera et al 1999).

Por otro lado, el sistema agroforestal con dos años de establecimiento, ocupa una

superficie de 1.1 Has. en un área de pendiente promedio del 12%, formada por una

asociación de yuca Manihot esculenta con Gliricidia sepium (1980 plantas por

hectárea).

Las plantas de Gliricidia sepium se establecieron en hileras separadas por calles de 5

m. Y una distancia de 0.5 m., entre plantas, en un sistema de bandas en contorno. En

las calles se cultivó M. Esculenta (1mx1m) para la alimentación mediante

procesamiento de un rebaño bovino de doble propósito. Las plantas de Gliricidia

sepium se mantuvieron bajo corte del follaje cada 4 meses, a una altura promedio de

1.5 mts. para su aprovechamiento como fuente de proteína.

94 SÁNCHEZ K., et al. Almacenamiento de Carbono por Gliricidia sepium en Sistemas Agroforestales de Yaracuy, Venezuela. Trabajo expuesto en la conferencia electrónica: Sistemas Silvopastoriles para la Generación de Servicios Ambientales en Latinoamérica. Remitirse a: [email protected]


37

Se seleccionaron 100 plantas al azar en cada sistema. De cada planta se tomo una

sección de tallo de 20 cm de longitud, de diámetro uniforme, desde el punto de corte

hacia abajo. Las muestras fueron sometidas secado en una estufa de aire forzado

(100oC) hasta obtener un peso seco constante. Los valores de volúmen y peso seco

obtenidos, fueron sometidos a un análisis de regresión lineal por época e integrado,

previa comprobación de los supuestos de normalidad e independencia de los datos.

Para determinación de la biomasa en la madera de Gliricidia sepium, se midió la

longitud de todos los tallos de cada planta perteneciente a la muestra, desde la base

hasta el punto de poda. La longitud de la madera por planta, se obtuvo mediante la

sumatoria de las longitudes de los tallos medios. Se determinó el diámetro promedio

de la madera por planta; y el volúmen obtenido fue el resultado del producto de la

longitud de la madera por el área de la misma.

Se determinó el carbono almacenado como el producto de valor de peso seco de la

madera por el valor en proporción del carbono en la biomasa (0.5). Se realizó una

estimación de la fijación de carbono orgánico en el suelo en los 10 primeros

centímetros, estableciéndose en función del peso de suelo a dicha profundidad.

Los resultados arrojados por esta investigación establecieron una densidad de 0.43

g/cm3 para la madera de Gliricidia sepium. La cantidad de materia seca estimada en

los tallos para cada sistema fue de 0.28 Kg/planta y 0.617 Tn/Ha para el sistema

silvopastoril; mientras que para el sistema agroforestal fue de 0.665 Kg/planta y 1.317

Tn/Ha. El almacenamiento de carbono por Gliricidia sepium en el SAF se cuantificó

en 653 Kg/Ha y la tasa de fijación en 327 KgC/Ha/año; mientras que en el SSP el

almacenamiento fue de 309 KgC/Ha y la fijación de 124 KgC/Ha/año.

El carbono orgánico del suelo almacenado en el SSP se estimó en 13.2 TnC/Ha como

promedio para los 10 cm., y en el SAF fue de 12.5 TnC/Ha.

De otro lado, México también ha realizado proyectos de captura de carbono que

involucran sistemas agroforestales tal como el Proyecto Scolel Té, el cual tiene como

objetivo desarrollar un modelo para la captura de CO2 en sistemas forestales y

agrícolas sustentables95. Se plantea que este proyecto podría fijar alrededor de 70

TnC/Ha, mediante la intercalación de árboles madereros y frutales con cultivos anuales

tales como el maíz o perennes como el café.

95 Disponible en: http:// www.conabio.gov.mx/proyectos/datos.


38

5.2.6 La Importancia de los Sistemas Agroforestales como Sumideros de

Carbono.

Los sistemas de uso de la tierra que requieren de cultivo intensivo pueden resultar en

emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs), globalmente significativas (Dixon et

al, 1994)96. Las prácticas agroforestales como la labranza reducida, la incorporación de

residuos de cultivo, la aplicación de abono verde y cieno (sedimentos) en el campo y

rotaciones utilizando cultivos de coberturas o cultivos leguminosos, proporcionan o

retienen el carbono en los suelos por décadas e incluso por siglos97.

El almacenamiento de carbono es un servicio ambiental que valoriza la incorporación

de especies arbóreas en sistemas agroforestales, y representa un atractivo para el

financiamiento de proyectos de inversión en el ámbito regional y nacional98. Dixon

(1995)99, manifiesta que “el uso de prácticas de manejo forestal y agroforestal

sostenibles en 500 a 800 millones de hectáreas, en doce a quince naciones claves,

podrían capturar potencialmente de 0.5 a 1.5 * 109 toneladas de carbono terrestre que

son emitidas actualmente a la atmósfera como gases de invernadero”.

Durante la década de los noventa, se efectuaron estudios a nivel mundial sobre

opciones agroforestales de manejo que conservaran y capturaran el carbono terrestre.

Los resultados obtenidos se categorizaron según su efecto sobre los procesos de

emisión o captura de GEIs. Houghton et al (1993)100, establecieron la importancia de

los sistemas agroforestales (SAFs), según el impacto de dichas prácticas sobre el flujo

de gases de invernadero; prácticas agroforestales que resulten en un incremento de la

biomasa, captura y conservación de carbono y áreas de tierra potencialmente aptas

para sistemas agroforestales.

El estudio reveló que algunos componentes de los sistemas agroforestales como

árboles, suelos y rumiantes determinan parcialmente el flujo neto de gases de efecto

invernadero. Las prácticas que promueven la emisión de gases de invernadero incluyen

cultivos migratorios, mantenimiento de pasturas, arrozales, fertilización con nitrógeno y

producción de rumiantes. El dióxido de carbono es liberado de la vegetación y los

suelos después de la labranza, recolección de leña y cuando se quema vegetación o

96 DIXON Robert. Sistemas Agroforestales y Gases de Invernadero. En : Agroforestería en las Américas. Número 7. Turrialba (CR), 1995. P 22-26 97Ibid., p 22. 98 IPCC, 1996. citado por SÁNCHEZ K., et al. en Almacenamiento de Carbono por Gliricidia sepium en Sistemas Agroforestales de Yaracuy, Venezuela. 99Ibid., p 22. 100 Houghton et al, 1993. Citado por Dixon Robert. Sistemas Agroforestales y Gases de Invernadero. En : Agroforestería en las Américas. Número 7. Turrialba (CR), 1995. P 22-26.


39

residuos. La producción de rumiantes y los arrozales en sistemas agroforestales

producen cantidades de metano que son significativas a nivel global101.

Los sistemas agrosilviculturales, silvopastoriles y agrosilvopastoriles pueden, en

diversos grados, mantener y hasta aumentar las reservas de carbono en la vegetación

y los suelos. De hecho, la agroforestería tiende a incluir prácticas sostenibles de bajos

insumos que minimizan la alteración de los suelos y plantas, y enfatiza en la

vegetación perenne y el reciclaje de nutrientes, lo cual contribuye a almacenar bancos

de carbono y nitrógeno que son estables por décadas o siglos102.

Los valores de almacenamiento de carbono (incluyendo el almacenamiento de carbono

en el suelo), oscilaron entre 12 y 228 toneladas de carbono por hectárea. El potencial

de acumulación de carbono a través de la biomasa es mayor en el trópico húmedo103.

Un creciente consenso entre los diferentes análisis indica que 585 a 1215 millones de

hectárea de tierra son técnicamente aptas para el establecimiento de nuevos sistemas

agroforestales en África, Asia, América del Sur y América del Norte104 .

Un ejemplo clave sobre el papel de los sistemas agroforestales como sumideros de

carbono, lo presenta la AES Corporation, quien desarrolló un programa-puente de

litigación de emisiones de gas de invernadero para el desarrollo económico sostenible

en agroforestería. Este era el primer proyecto en considerar que la agroforestería

puede ser utilizada para neutralizar las emisiones de carbono, por ello planea ayudar a

40.000 agricultores en Guatemala y plantar más de 52 millones de árboles durante 10

años. El proyecto funciona en fincas, estimulando la cooperación entre agricultores y la

formación de organizaciones comunales autosustentables para establecer, manejar y

proteger los sistemas agroforestales mas allá de los diez años del período de

inversión105.

Dixon (1995)106, concluye que “el incrementar el uso de sistemas agroforestales para

conservar y capturar carbono terrestre depende, en última instancia, de demostrar sus

beneficios económicos y ambientales”.

También menciona que “los programas exitosos tienen una característica común:

consideración de las necesidades locales por bienes y servicios acordes con objetivos

101 DIXON, Op. cit,, p 23. 102 DIXON, Op. cit,, p 23. 103 DIXON, Op. cit,, p 23. 104 DIXON, Op. cit., p 24. 105 DIXON, Op. cit., p 25. 106 DIXON, Op. cit., p 26.


40

nacionales o globales, para reducir la acumulación de gases invernadero en la

atmósfera”.

En los cuadros 5 y 6, se otorga una perspectiva sobre la importancia de los sistemas

agroforestales como potenciales sumideros de carbono.

Cuadro 5. Ejemplo de prácticas de agroforestería que tienen potencial para ayudar a estabilizar las

emisiones de gases de invernadero y capturar o conservar el carbono en la biosfera terrestre.

SISTEMA AGRICOLA REDUCE

EMISIONES

CONSERVA/ CAPTURA

CARBONO ò NITROGENO

Silvopastoril

Remover la materia orgánica de la producción orgánica (conserva el

carbono del suelo)

X X

Retener la materia orgánica in situ (conserva carbono) X

Reducir la deforestación y quema de biomasa X X

Modificar la dieta de los rumiantes para disminuir las emisiones de CH4 X

Agrosilvicultural

Prácticas de labranza de conservación y de mulch

(retiene carbono del suelo)

X

Minimizar la erosión causada por el viento y la lluvia

(abrigo y cultivo en callejones).

X

Establecer especies arbóreas perennes de uso múltiple (captura de CO2) X

Manejar el nivel del agua, cultivares, fertilización y cultivos de arrozales X X

Recuperar la tierra degradada X

Agrosilvopastoril

Minimizar la intervención del sitio (labranza, cosecha) X X

Aumentar el P o K del suelo, modificar el pH (estimula la captura) X

Utilizar cultivos sostenibles en lugar de uno migratorio X X

Recuperar los desechos animales como combustible o materia orgánica X

Establecer leguminosas, reducir la fertilización química del nitrógeno. X X

Fuente: Brown et al.,1993; Dixon et al., 1994; Unruh et al., 1993. Publicada en Agroforestería en las Américas No 7.

1995.


41

Cuadro 6. Almacenamiento potencial de carbono por sistemas agroforestales y ecoregiones de naciones

seleccionadas

Fuente: Dixon et al, 1993; Krankina y Dixon, 1994; Schroeder, 1993; Winjum et al, 1992. Publicada en Agroforestería en las Américas. No 7, 1995.

5.3 ANÁLISIS ECONOMICO DE LA FIJACIÓN DE CARBONO

La valoración de los recursos naturales es un tema que en las últimas décadas ha

cobrado importancia, como consecuencia del surgimiento de una conciencia

ambientalista de tipo mundial, en la cual se busca alcanzar un punto de equilibrio en el

uso y manejo de los mismos. La valoración de los servicios ambientales es considerada

como un nuevo frente de batalla por lograr el reconocimiento económico de los

beneficios generados por la naturaleza.

El problema del cambio climático plantea un nuevo reto, por las implicaciones

económicas y sociales que puede acarrear. No obstante, como lo manifiestan Sancho y

Pratt (1999) “el precio hasta hoy cobrado y las proyecciones que se han dibujado,

demuestran que los grandes costos que implican las acciones para enfrentar el cambio

climático, son de por sí, menores a las que enfrentará el planeta en un futuro, sino se

ejercen esas acciones”107.

A partir de lo anterior, se plantea la creación de un mercado ambiental global, que no

solamente significará la oportunidad de proteger los recursos naturales mundiales así

como la posibilidad de permitir el desarrollo sostenible; si no que además permitirá

107 SANCHO, F. Y PRATT, L. Estimación del Costo Marginal de los Servicios de Fijación de Carbono en Costa Rica. Costa rica: Centro Latinoamericano para la Competitividad para el Desarrollo Sostenible (CLACDS), 1999. 30p.

A R E A E C O R E G I O N S I S T E M A T n d e C / H aA f r i c a t r o p ic a l h ú m e d a a l t a a g r o s i l v i c u l t u r a l 2 9 - 5 3S u r a m e r ic a t r o p ic a l h ú m e d a

t i e r r a s b a ja s á r id a s a g r o s i l v i c u l t u r a l3 9 - 1 0 2 3 9 - 1 9 5

S u d e s t e A s ia t i c o t r o p ic a l h u m e d a t i e r r a s b a ja s a r id a s a g r o s i l v i c u l t u r a l

1 2 - 2 2 8 6 8 - 8 1

A u s t r a l ia t r o p ic a l h ú m e d a b a ja s i l v o p a s t o r i l 2 8 - 5 1N o r t e a m e r i c a t r o p ic a l h ú m e d a a l t a

t r o p ic a l h u m e d a b a ja t i e r r a s b a ja s á r id a s

s i l v o p a s t o r i l s i l v o p a s t o r i l s i l v o p a s t o r i l

1 3 3 - 1 5 4 1 0 4 - 1 9 8 9 0 - 1 7 5

A s ia d e l N o r t e t e m p o r a l h ú m e d o b a jo s i l v o p a s t o r i l 1 5 - 1 8


42

generar un crecimiento económico y social a partir de la consolidación de un sistema

de comercialización de carbono108.

Las pautas para establecer dicho sistema de comercialización están contempladas por

el Protocolo de Kyoto. Sin embargo, sus detractores se sienten vulnerados puesto que

el hecho de reducir sus emisiones implicaría afectar renglones económicos internos.

No obstante, muchas naciones industrializadas han demostrado que el desarrollo no

necesariamente implica altos niveles de contaminación. Este es el caso de algunas

naciones como Suiza, Japón o los países escandinavos, quienes por cada US$1000 de

PIB no superan las 0,2 toneladas métricas; a diferencia de los Estados Unidos y

Canadá, quienes han enfrentado niveles de contaminación mayores por producción109.

El pago por la fijación de carbono, responde al precepto que “el contamina, paga”.

Sancho y Pratt (1999), plantea que:

“el esquema de comercialización de permisos de contaminación es un reconocimiento que los

graves daños de la contaminación provienen de la ausencia de derechos de propiedad, ya que

la producción con externalidades negativas a la sociedad en forma de contaminación no

incorpora como costos éstos daños a terceros, debido a que la sociedad no tiene derecho de

propiedad claro sobre el medio ambiente”110.

De igual forma, manifiestan que “la ausencia de un mercado no permite conocer de

manera directa la disposición de pago de las personas por el servicio ambiental, por lo

que se debe recurrir a metodologías de valoración alternativas”111.

Actualmente no existen precios de mercado para este servicio ambiental, lo cual ha

conllevado a la creación de ciertos precios sombra.

Estas metodologías pueden ser directas o indirectas, si se miran los recursos

ambientales como bienes de consumo. Si estos son vistos como factores de

producción; su análisis se hará bien sea por valoración de externalidades de flujo o

valoración de externalidades de “stock”. (ver figura 15).

108 Ibid., p. 1. 109 Ibid., p. 7. 110 Ibid., p. 8. 111 Ibid., p. 8.


43

Figura 1. Técnicas para Valoración de Servicios Ambientales. (Fuente: Vega y Sancho 1998).

El programa de áreas protegidas (PAP) perteneciente al portafolio de proyectos de

implementación conjunta de Costa Rica, calcula el costo marginal del carbono por

hectárea teniendo en cuenta la productividad de compensación y el costo de

oportunidad por hectárea.

Cmg Ci = VARi / VAPi Cmg Ci = Rit / Pit

Donde; Cmg Ci: costo marginal del carbono en la hectárea i. VARi: valor actual de la rentabilidad anual en la hectárea i. VAPi: valor actual de la productividad anual de la hectárea i. Rit: rentabilidad de la hectárea i en el año t. Pit: productividad de la hectárea i en el año t. Según Sancho y Pratt (1999), la aplicación de éstas fórmulas permite calcular el valor

monetario de la tonelada métrica de carbono en el período en que es fijado112.

112 Ibid., p. 15.

RECURSOS AMBIENTALES COMO BIEN DE CONSUMO

METODOS INDIRECTOS

Enfoque de Costo de Viaje

Enfoque de Precios Hedónicos

Enfoque de Gastos en Prevención y Mitigación

METODO Enfoque de Valoración

RECURSOS AMBIENTALES COMO FACTOR DE PRODUCCION

VALORACIÓN DE EXTERNALIDADES

DE

VALORACIÓN DE EXTERNALIDADES DE

“STOCK”


44

Hasta la fecha no son muy claros los procedimientos tendientes a asignarle un precio

de mercado particular al carbono fijado por los SAFs, puesto que dependerá en gran

parte del costo de oportunidad del terreno utilizado. Se debe tener en cuenta que a

diferencia de los proyectos silviculturales, en donde, es más factible estimar el costo de

oportunidad del terreno, puesto que se sabe que la conversión de un sistema de uso

de la tierra a otro puede generar o no beneficios; en un sistema agroforestal la

situación es un poco más compleja debido a que el desplazamiento de una actividad

productiva por otra muchas veces no se cumple.

En el caso particular de la agroindustria cacaotera nacional en donde según el

programa de oferta agropecuaria (PROAGRO), se tenían estipulados sembrar 14.000

hectáreas en arreglos agroforestales que incluyeran el cacao, el costo de oportunidad

podría asumirse como la diferencia entre la productividad de un monocultivo de cacao

y la del sistema agroforestal por hectárea.

Es muy posible que en principio el precio de mercado por tonelada fijada de carbono

por hectárea sea el mismo para proyectos silviculturales y agroforestales, sin embargo,

es claro que la dinámica productiva de los dos influirá de forma definitiva en dicho

precio.


45

6 GENERALIDADES

6.1 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO

El área de estudio se ubica dentro de la GRANJA LUKER, en la vereda Santágueda,

municipio de Palestina, Departamento de Caldas. Específicamente, la GRANJA LUKER

presenta la siguiente posición astronómica:

• Latitud Norte: 5º 4´13.2´´

• Longitud Oeste: 75º 41´7.7´´

La GRANJA LUKER se encuentra a 1058 metros sobre el nivel del mar, en lo que se

denomina área marginal cafetera.

6.2 CARACTERIZACIÓN CLIMATICA Y FISIOGRÁFICA

La GRANJA LUKER cuenta con su propia estación meteorológica, a partir de la cual se

obtienen datos que determinan de forma precisa de las condiciones climáticas propias

del área de estudio.

a. Temperatura. La temperatura promedio del área de estudio es de 23 oC. Según la

información de las dos últimas décadas, no existen grandes variaciones de

temperatura a lo largo del año.

b. Precipitación. La precipitación promedio anual según los registros pluviométricos,

arrojan un valor de 2250 mm/año. Los meses mas lluviosos son Abril (239,95 mm)

y Noviembre (239,69 mm); y los menos lluviosos son Diciembre (130,56 mm),

Enero (143,12 mm) y Febrero (125,49 mm).


46

c. Humedad Relativa: La humedad relativa promedio es de aproximadamente el 75%.

El mes de Mayo presenta la mayor humedad relativa promedio con un 77,02% y

Febrero presenta la menor humedad relativa con 72,09%.

d. Brillo solar. El promedio mensual de brillo solar es de 167 horas de sol, lo cual

arroja un promedio diario de 5,58 horas.

El área de estudio se encuentra sobre suelos de la Asociación San Marcos - La Perla

(IGAC, 1988)113, la cual, se encuentra ubicada en los niveles más altos de las terrazas

de los ríos Cauca y Risaralda. El relieve varia de ligeramente ondulado a ondulado, con

pendientes cortas y suaves de grado 3 - 7 - 12 %. Los suelos están dedicados a la

ganadería en general y a los cultivos de cacao, café y frutales. La erosión se manifiesta

por escurrimientos difusos y por pata de vaca.

En general, son suelos profundos, ricos en materia orgánica, bien drenados y bien

aireados, de color negro a pardo muy oscuro en superficie y pardo amarillento en

profundidad y textura franco arenosa. Desde el punto de vista químico son ligeramente

ácidos de una capacidad catiónica de cambio alta a muy alta, contenidos de calcio,

magnesio y potasio bajos a muy bajos y disponibilidad muy baja de fósforo asimilable

por las plantas.

6.3 SISTEMA AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO - CACAO – PLATANO

El sistema agroforestal nogal cafetero, cacao y plátano es implementado en gran parte

de Centroamérica, Colombia y Ecuador. Este tipo de sistema responde diferencialmente

ante variaciones en los factores determinantes de la producción económica del

mismo114.

Este sistema esta constituido por Cordia alliodora, especie de América tropical que

se distribuye desde las Antillas y sur de México hasta el limite meridional

Suramericano, entre los 25o Latitud Norte, hasta los 25º Sur115. Este árbol pertenece a

la familia Boraginaceae y posee un porte que va de mediano a grande, alcanzando 113 INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Suelos del Departamento de Cáldas. Tomo No 2. Bogotá: IGAC - MINHACIENDA, 1988. 159 p. 114 SOMARRIBA, Eduardo. Sistemas Agroforestales con Cacao - Plátano - Laurel. En : Agroforestería en las Américas. Año 1, No 4. Turrialba: CATIE, 1994. p. 22 - 24 115 CORPORACIÓN NACIONAL DE INVESTIGACIÓN Y FOMENTO FORESTAL. Latifoliadas de Zona Alta. Bogotá D.C. CONIF-DNP,1996, 68p.


47

alturas superiores a los 30 metros y diámetros de 50 a 60 cm116. Presenta raíces

amplias y profundas muy bien desarrolladas. El componente eje de este sistema es

Theobroma cacao L, el cual pertenece a la familia Esterculiaceae. Esta especie se

clasifica en tres grupos: criollo, forastero y trinitario. En condiciones de libre

crecimiento, el árbol puede desarrollarse con mayor amplitud y alcanzar una gran

longevidad. Sin embargo, en condiciones de cultivo, el follaje se limita con la densidad

de siembra y las podas117. El tercer componente es el plátano que pertenece a la

familia Musacea y al genero musa. El ciclo vegetativo del plátano varia según la

altitud e incluso la variedad, pero en promedio es de aproximadamente de 14 a 15

meses desde el momento de la siembra hasta la cosecha.

Somarriba (1994), manifiesta que los requerimientos ecológicos de los tres

componentes son complementarios. Así, el cacao requiere cierto nivel de sombra y

tanto el plátano como los árboles de nogal cafetero le proporcionan este “servicio”. Por

otro lado, aunque el plátano crece mejor a plena exposición solar, tolera bajos niveles

de sombra118.

La dinámica de éste sistema gira entorno al cacao, el cual es el componente principal.

Debido a los requerimientos ecológicos de ésta especie, la cual necesita sombra en sus

primeras etapas de crecimiento, se establece una especie transitoria como el plátano

que no solo cumple con esta función sino que también genera una serie de ingresos

que hacen posible el sostenimiento económico del sistema durante sus primeros años.

Esta especie desaparece al cabo del cuarto año, reduciendo el arreglo a la combinación

de nogal cafetero – cacao. En esta etapa, las necesidades lumínicas del cacao son

mayores, por lo cual se hace necesario que el dosel protector sea mucho más amplio,

es por esto, que el sombrío es sembrado a distancias que oscilan de 10 x 5 mts. a 16 x

3 mts. A partir del cuarto año y hasta el decimoquinto, la rentabilidad económica del

sistema se apoya en la producción del cacao, la cual en promedio es de 2 toneladas

anuales. Finalmente, al cabo del decimoquinto año se cumple el turno del sombrío

rentable (nogal cafetero), pudiéndose aprovechar y generando ingresos que hacen

mucho más bondadoso desde el punto de vista financiero a este SAF.

Este sistema ha sido desarrollado y evaluado en la GRANJA LUKER en donde

prevalecen en general las características de la zona cafetera marginal baja, no

116 Ibid., p7. 117 SANCHES POTES A. Cultivos de Plantación. México D.F: Editorial Trillas, 1982. 122 p. 118 Ibíd.,p. 22.


48

obstante, a continuación se exponen las condiciones agroecológicas necesarias para el

óptimo desarrollo de este sistema.

6.3.1 Condiciones Agroecológicas

• Altitud: El sistema agroforestal nogal cafetero – cacao – plátano, se puede

desarrollar en una franja altitudinal que va desde los 300 a 1100 m.s.n.m.

• Temperatura: Desde el punto de vista productivo, este sistema presenta excelentes

rendimientos (principalmente el cacao) en sitios cuya temperatura oscile entre los

23 y 25º C.

• Precipitación: requiere una precipitación que puede fluctuar entre 1500 a 3000

mm/año, distribuidos de forma regular.

• Suelo: El SAF necesita para su buen desarrollo suelos ricos en materia orgánica,

bien drenados y profundos.

6.3.2 Labores Culturales

En el sistema agroforestal se efectúan dos podas anuales al cacao. De igual forma se

realiza el desguasque de las hojas marchitas de plátano y la eliminación anual de los

cormos preestablecidos para disminuir la densidad de la plantación de plátano y con

ello, favorecer el desarrollo de los cacaotales quienes en etapas de crecimiento

avanzadas poseen requerimiento lumínicos mayores.

Con el propósito de disminuir el impacto ambiental sobre el equilibrio ecológico

presente en el área de estudio, la GRAJA LUKER ha empezado a incursionar con

nuevas técnicas culturales, entre las cuales se incluye la reconversión de la agricultura

tradicional hacia una agricultura orgánica y ambientalmente sostenible. Por lo tanto,

dentro de las labores agrosilviculturales ejecutadas en el sistema agroforestal, no se

contempla el uso de fertilizantes, plaguicidas o herbicidas, que puedan afectar los

ciclos ecológicos allí presentes.

Los procesos de fertilización son el resultado de la descomposición de la materia

orgánica que produce el sistema agroforestal. Es de anotar que la tasa de

descomposición de la materia orgánica, depende principalmente de factores como la

temperatura, la humedad, el tipo de suelo y la composición de la microfauna.


49

A pesar de las características agroecológicas encontradas en la GRANJA LUKER, se

observa que la tasa de descomposición de la materia orgánica es lenta debido tanto al

aporte de biomasa como a las practicas de manejo allí realizadas que hacen que los

procesos de mineralización tanto del carbono como para el nitrógeno sean lentos. La

relación carbono / nitrógeno encontrada en aquellos suelos es alta (C/N = 10), lo cual

corrobora lo anteriormente mencionado y de ello se puede deducir que la

disponibilidad de nitrógeno se mantiene constante.

La absorción de este biogeoelemento por parte de los componentes del sistema

agroforestal se asume que es proporcional a la materia orgánica producida en forma

de necromasa. Es decir, aparentemente existe un equilibrio entre la biomasa y la

necromasa producida, lo cual permite deducir que los flujos de energía se mantienen

constantes.

6.3.3 Material de Propagación

Según la ficha técnica del sistema clonal elaborado por la CASA LUKER119, el material

vegetal utilizado en el sistema agroforestal presenta las siguientes características:

• Plátano: Variedad Dominico hartón, sembrado en bolsa mediante sistema de yema

inducida con deshoje sanitario cada veinte días y fertilización química con base en

análisis de suelos y edad de las plantas. Es la variedad más comercial y la de mejor

adaptabilidad a esta zona.

• Cacao : Clones TSH565, ICS1-39-40-60-95, IMC67, LUKER 40, EET8, CCN51 y otros

en proceso de evaluación.

• Nogal cafetero : Se utiliza Cordia alliodora por ser la especie arbórea de mayor

arraigo en la zona cafetera, sin embargo, se pueden utilizar otros maderables

rentables como frutales, palmas o caucho.

6.3.4 Densidades de siembra120

Para el caso del sistema agroforestal manejado por la GRANJA LUKER, las densidades

de siembra utilizadas son:

• Plátano : 1600 a 2000 plantas. Distancia 2,5 x 2,5 m - 2,5 x 2 m.

119 AGUDELO A. y GRISALES A. Sistema Agroforestal de Producción Plátano - Cacao - Maderables para Zona Cafetera Marginal Baja. Ficha técnica - Sistema Clonal. Segunda edición. Manizales: Casa Luker - CORPOICA, 2000. 19 p. 120 Ibid., p 6.


50

• Cacao : 1300 a 1600 arbustos. Distancia 3 x 2,25 x 2,25 m (surco doble en

triangulo);

3 x 2,5 x 2,5 m (surco doble en triangulo) y 3 x 2,5 m (curvas a nivel si el terreno

en pendiente).

• Nogal cafetero: 200 árboles. Distancia 16 x 3 m (en barreras).

6.3.5 Rendimientos

Según datos suministrados por la CASA LUKER121, el estimativo de producción para

cada una de las especies incluidas, de acuerdo a su comportamiento y con base en

resultados logrados en la GRANJA LUKER y en plantaciones comerciales del Ecuador,

se muestran en la siguiente tabla:

Cuadro 7. Estimativos de Producción Sistema Agroforestal

AÑOS

ARREGLO

1 2 3 4 5

Plátano (racimos)

Cacao (Kg)

Nogal (pulgadas)

0

0

0

1800

50

0

1080

400

0

400

700

0

0

1200

0

AÑOS

ARREGLO

6 7 8 9 10

Cacao (Kg)

Nogal (pulgadas)

1800

0

2000

0

2000

0

2000

0

2000

0

AÑOS

ARREGLO

11 12 13 14 15

Cacao (Kg)

Nogal (pulgadas)

2000

0

2000

0

2000

0

2000

0

2000

60000

Fuente: CASA LUKER. Ficha técnica - Sistema Clonal. 2000.

121 Ibid., p 7.


51

7 ASPECTOS METODOLOGICOS

7.1 DESCRIPCION DE LA METODOLOGÍA

La fijación de carbono se determinó a partir de la medición directa de la biomasa, a

través del peso de cada uno de los compartimientos vegetales (biomasa aérea,

biomasa subterránea, suelo y necromasa). Mediante el uso de la proporción peso seco/

peso húmedo de muestras colectadas en campo se obtuvo el peso anhídro de cada

uno de los compartimientos vegetales y de la misma forma se estableció la densidad

básica del nogal cafetero y del cacao, como un dato a tener en cuenta en futuras

investigaciones.

Se determinó el contenido de carbono mediante el procedimiento de Schollenberger

para cada una de las muestras tomadas con el objetivo de observar posibles

diferencias entre las mismas. Se desarrollaron modelos matemáticos de regresión

sobre fijación potencial de carbono, teniendo en cuenta la biomasa seca generada por

los componentes leñosos del sistema agroforestal (cacao y plátano), así como el

contenido de carbono promedio. Los modelos de regresión permitieron estimar valores

de biomasa total, biomasa seca y carbono fijado para un período de 15 años por el

sistema en su conjunto.

7.1.1 Cuantificación de Biomasa a Partir de Muestreos Destructivos

Para estimar el almacenamiento potencial de carbono de un agroecosistema durante

un período de tiempo dado, se hace necesario obtener datos sobre acumulación de

biomasa, lo cual, se consigue a través de las mediciones en el tiempo aplicadas a

vegetación de diferentes edades, para así predecir la manera como una especie /

sistema acumulan biomasa a través del tiempo122.

122 Consultar en: http:// www.eccm.uk.com/planvivo/spanish/FCP4e.html.


52

La cuantificación de biomasa de los árboles (nogal cafetero), arbustos (cacao) y

plantas (plátano), se realizó tomando como base el peso total verde o húmedo de los

ejemplares escogidos.

El procedimiento que se adoptó se reseña a continuación:

a. Se mide el DAP y la altura de los árboles de nogal seleccionados. Para el caso del

cacao, el diámetro debe ser tomado a la altura de la bifurcación o ramificación

principal, puesto que en muchos individuos de esta especie, la altura del tronco

varía considerablemente encontrándose arbustos que se bifurcan a 1.5 mt., a otros

que prácticamente lo hacen a nivel del suelo.

b. Los árboles, arbustos y plantas de plátano son apeados tan cerca del suelo como

sea posible. Posteriormente son trozados y seccionados para ser clasificados por

componentes. Estos son: tronco o tallo, ramas mayores (∅ >10 cms.), ramas

menores (∅ < 10 cms.), hojas y frutos.

c. Posteriormente se procede a pesar los componentes de los individuos derribados

para cuantificar la biomasa total de cada uno de ellos.

7.1.2 Cálculo de Densidades y Proporción Peso Seco/ Peso Húmedo

Para calcular el peso seco de una especie vegetal, es necesario establecer la densidad

básica (peso específico) de su madera, así como la relación entre el peso seco y el

peso húmedo de componentes no leñosos tales como las ramas pequeñas, hojas,

frutas y raíz.

La densidad básica es la relación entre la masa en estado anhidro (seco) y el volúmen

en verde (húmedo); mientras que la relación peso seco/ peso húmedo, puede definirse

como el porcentaje de materia seca con respecto a la materia húmeda.

a. En el caso de las ramas pequeñas (∅ < 10 cms.), hojas o raíces; se toman

muestras de cada una de ellas (por lo menos cinco), las cuales deben ser pesadas

para establecer su peso en húmedo. Posteriormente deben secarse a una

temperatura de 105 oC, hasta que alcancen un peso anhidro constante. Se calcula

la relación peso seco/ peso húmedo para cada una de las muestras seleccionadas y

los valores resultantes son promediados para establecer una sola proporción peso

seco/ peso húmedo para cada componente. El valor obtenido es multiplicado por el

peso húmedo de cada componente, lo cual arrojará el peso seco del mismo.


53

Peso anhidro = α ⇒ α * Peso húmedo = Peso anhidro

Peso húmedo

b. Para las ramas mayores (∅ >10 cms.) y el tronco, se debe calcular la densidad

básica mediante la toma de secciones o pedazos de cada uno de estos

componentes. El peso seco de estas secciones se determina como el producto del

volúmen y la densidad básica123. La densidad básica es hallada mediante el cálculo

del volúmen de las secciones tomadas y el peso anhidro de ese mismo volúmen.

Para determinar el volúmen se utiliza el método del desplazamiento del agua, el

cual se fundamenta en el principio de que un objeto inmerso en agua, desplaza su

propio volúmen. Las secciones o pedazos, se sumergen en un contenedor de agua,

y el incremento en el nivel se usa para medir el volúmen correspondiente124.

Después de haber realizado este procedimiento, se secan las secciones o pedazos a

105oC, hasta que logren un peso constante. Este peso dividido por el volúmen

anteriormente hallado, da como resultado la densidad básica.

Densidad básica = Peso Seco/ Volúmen verde

7.1.3 Cuantificación de Biomasa Seca

La biomasa seca total del árbol, es la suma de los pesos anhidros de todos los

componentes, los cuales son expresados en kilogramos.

7.1.4 Recolección de Muestras para Análisis en Laboratorio

En campo, se recolectan muestras de cada uno de los componentes del árbol: hojas,

ramas, tronco, raíz y del suelo, con el fin de establecer el contenido de carbono de los

mismos. Se debe aprovechar la etapa de muestreo destructivo para llevar a cabo esta

actividad. La muestra de suelo corresponde a una muestra tomada a 30 cms. de

profundidad en el área perimetral al árbol seleccionado.

123 Ibid., p. 21. 124 Ibid., p. 21.


54

7.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO

El análisis estadístico de la presente investigación establece en primera instancia un

resumen descriptivo sobre valores promedios de contenido de carbono por estructuras,

varianzas, desviaciones estándar, valores máximos y mínimos, rangos, y se incluyen

datos sobre sesgos y kurtosis estandarizadas, los cuales se usan para determinar si las

muestras provienen de una distribución normal.

7.2.1 Parámetros Estadísticos

a. Universo: Sistema agroforestal Nogal cafetero - Cacao - Plátano de la Granja

experimental de la CASA LUKER.

b. Población: Parcelas de crecimiento de 5, 10 y 13 años.

c. Tamaño de la Muestra: En este tipo de estudios, es necesario establecer un

tamaño de muestra representativo que permita efectuar correlaciones precisas con

extensiones más grandes.125. Debido a las condiciones de homogeneidad de las

plantaciones y a la alta densidad de arbustos de cacao, se establecieron parcelas

de 200 m2, para efectuar los estudios de biomasa y recolección de muestras. Para

las parcelas de recolección de necromasa, se estableció una extensión de 500 m2.

De los recientes estudios de biomasa que han sido llevados a cabo en los proyectos

pioneros sobre fijación de carbono, se puede inferir que es posible obtener

correlaciones precisas en parcelas de muestreo con extensiones inferiores a 1/10

de hectárea126.

7.2.2 Diseño Experimental

El tipo de análisis estadístico propuesto para esta investigación es un diseño ANIDADO,

en el cual se pretende efectuar comparaciones entre edades (parcelas), especies,

compartimientos y estructuras. El termino ANIDADO significa que cada tratamiento

(estructuras, compartimientos, especies y edades), se “anida” o se incluye dentro de

una categoría (tratamiento) superior. En este caso, se puede decir que las estructuras

125Andrade e Ibrahim (2001), manifiestan que el tamaño de las parcelas de muestreo está en función de la densidad arbórea del sistema. ANDRADE H. e IBRAHIM M. Fijación de Carbono en Sistemas Silvopastoriles: Una Propuesta Metodológica. Trabajo expuesto en la conferencia electrónica: Sistemas Silvopastoriles para la Generación de Servicios Ambientales en Latinoamérica. Remitirse a: [email protected]. 126 Tal es el caso del proyecto Scolel Té, en donde se utilizan parcelas de muestreo permanente con extensiones de 100 m2 para árboles con diámetros entre 10 y 30 centímetros. Consultar en: www.eccm.uk.com/planvivo/spanish/FCP4e.html.


55

(hojas, tronco, raíz, etc) se anidan en los compartimientos (biomasa aérea,

subterránea, necromasa y suelo); las cuales a su ves se anidan en las especies (nogal

cafetero, cacao y plátano); las cuales finalmente se anidan en las edades (parcelas de

5, 10 y 13 años). Gráficamente el diseño anidado se esquematiza según la grafica No

1. El número de repeticiones corresponde al número de individuos tomados por

especie en cada una de las parcelas, es decir, para el nogal cafetero se tienen cinco

(5) repeticiones por estructura; para el cacao, veinte (20) repeticiones y para el

plátano diez (10) repeticiones.

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Nogal cafetero

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Cacao

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Plátano

PARCELA 5 AÑOS

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Nogal cafetero

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Cacao

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Plátano

PARCELA 10 AÑOS

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Nogal cafetero

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Cacao

Repeticiones

Estructuras

Compartimientos

Plátano

PARCELA 13 AÑOS

SISTEMA AGROFORESTALNogal cafetero - Cacao - Plátano

Figura 2. Estructura Diseño Anidado


56

7.3 DISEÑO DE ECUACIONES DE REGRESIÓN

A partir de los estudios de biomasa se generan ecuaciones de regresión que permitan

calcular la cantidad de biomasa que puede generar una especie o sistema en

particular, relacionándola con los datos de DAP, altura y volúmen127.

Por lo tanto, a partir de la información primaria derivada de la cuantificación de la

biomasa en campo, se pueden diseñar ecuaciones de regresión que relacionen el DAP

con las variables, biomasa seca y carbono fijado por árbol.

Conforme a lo anterior, se utiliza un programa estadístico; el cual permita desarrollar

modelos para calcular la biomasa verde total, la biomasa seca total y el carbono fijado

por árbol, teniendo como variable independiente el DAP. Los modelos de mejor ajuste

lineal se seleccionan teniendo en cuenta criterios básicos tales como: coherencia

biológica del modelo, coeficientes de determinación y significancia.

127 . MacDiken (1997), sostiene que “es preferible usar modelos de biomasa directamente que usar valores de la densidad de la madera, debido a que ésta última varía significativamente entre árboles de una misma especie”. MACDIKEN, K. A Guide to Monitoring Carbon Storage in Forestry and Agroforestry Projects. Arlington (EUA): Winrock Institute, 1997. 87 p.


57

8 DESARROLLO DE ACTIVIDADES

La investigación se desarrolló en un sistema agroforestal con tres etapas de

crecimiento diferentes. Dicho modelo estaba compuesto por la especie arbórea Cordia

alliodora (nogal cafetero), Theobroma cacao L (cacao) y Musa paradisíaca.

(plátano). Las parcelas presentaban las siguientes edades: primera parcela, cinco

años; segunda parcela, diez años y tercera parcela, trece años. El estudio se dividió en

dos fases: la primera, tenía como objetivo, cuantificar la biomasa aérea por unidad de

superficie y tomar muestras por compartimientos (etapa de muestreo); y la segunda

tuvo como fin efectuar un seguimiento a la necromasa generada por el sistema. Para

tal efecto se establecieron tres parcelas de muestreo para la primera etapa y tres

parcelas de seguimiento para la segunda etapa.

8.1 FASE DE MUESTREO

Para esta etapa se establecieron tres parcelas las cuales corresponden a cada una de

las edades anteriormente mencionadas. El objetivo de las mismas es la de poder

establecer la biomasa aérea o remanente generada por el sistema y la obtención de

muestras para análisis de laboratorio para determinación de contenido de carbono.

8.1.1 Cuantificación de Biomasa y Recolección de Muestras.

Se escogieron tres parcelas de muestreo (una por cada etapa de crecimiento), las

cuales presentaban una superficie de 200 m2 (1/50 de hectárea), dentro de la cual, la

densidad de siembra era de cinco árboles para el nogal cafetero; once plantas de

plátano y veintidós plantas de cacao. Para efectos de la muestra se tomaron cinco

individuos de nogal cafetero, diez de plátano y veinte de cacao para la parcela de cinco

años. En las parcelas de diez y trece años solamente se tomaron cinco individuos de

nogal cafetero y veinte de cacao. El hecho de que en estas dos últimas parcelas no se


58

tomaron individuos de plátano, radica en que en ellas no se encontraron plantas de

ésta especie como consecuencia de su corto ciclo vegetativo.

El total de individuos seleccionados por parcela fue de quince (15) para el nogal, diez

(10) para el plátano y sesenta (60) para el cacao. El número de muestras tomadas

fueron nueve (9) para el nogal y ocho (8) para el cacao y el plátano.

En lo referente a la cuantificación de biomasa, se evaluaron los dos

componentes (cultivos y árboles) de forma independiente.

a. Componente forestal. Se efectuó una primera práctica de campo en donde se

evaluaron las condiciones de la plantación y posteriormente se tomaron los datos

dasonométricos. La biomasa fue estimada mediante el destasamiento de los

árboles que componían el sistema agroforestal; éste es conocido también como el

método de muestreo destructivo (sampling). Los individuos seleccionados fueron

trozados para establecer el peso total de cada uno de ellos. Posteriormente se

tomaron muestras de cada una de las partes del árbol (hojas, ramas, tronco y

raíces) y del suelo periférico al tronco del árbol con un peso promedio de 200

gramos por muestra. El procedimiento que se siguió fue el siguiente:

- Se pesaron los árboles-muestra seleccionados, posteriormente se tomaron

muestras representativas de cada uno de los componentes (hojas, ramas,

tronco y raíces).

- Las muestras obtenidas se analizaron en laboratorio donde se determinaron los

contenidos de carbono.

b. Componente Agrícola. Para el cultivo agrícola se determinó la biomasa por el

método descrito anteriormente en el componente forestal.

Cuadro 8. Cantidad de Muestras de la Etapa de Muestreo

ESPECIE PARCELA No 1 PARCELA No 2 PARCELA No 3 TOTAL

Cordia alliodora 45 muestras 45 muestras 45 muestras 135 muestras

Musa sp. 80 muestras ********** ********* 80 muestras

Theobroma cacao 160 muestras 160 muestras 160 muestras 480 muestras

Fuente: Grupo de Trabajo


59

8.1.2 Determinación del Contenido de Carbono en Laboratorio (Método de

Schollenberger)

Este método fue adaptado por el laboratorio de suelos de la Corporación Colombiana

de Investigación Agropecuaria CORPOICA - Tibaitatá para determinación de carbono

total en material vegetal.

8.1.2.1 Principio

Debido a que todo el carbono presente en el tejido vegetal se encuentra en forma

orgánica, este puede ser determinado por el método de Schollenberger que consiste

en la oxidación del elemento por medio del dicromato de potasio (K2Cr2O7) en

presencia de ácido sulfúrico concentrado.

Para facilitar la digestión debe calentarse la muestra hasta obtener una temperatura de

155º C aproximadamente durante 10 minutos.

El exceso de Cr2O7 = es determinado por titulación con solución estándar de FeSO4. La

cantidad de carbono oxidado es calculada cuantificando el Cr2O7 = reducido.

Las siguientes reacciones ilustran el proceso:

Reacción de oxidación del carbono

2K2Cr2O7 + 6C + 16H2SO4 ⇒ 4Cr2(SO4)3 +6CO2 + 4K2SO4 + 16H2O

Reacción de la titulación con FeSO4:

2K2Cr2O7 + 12 FeSO4 +14 H2SO4 ⇒ 2Cr2(SO4)3 + 6Fe2(SO4)3 + 2K2SO4 + 14H2O

8.1.2.2 Reactivos

• Dicromato de potasio (K2Cr2O7)

• Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)

• Indicador complejo ferroso ortofenantrolina 0.025 M

• solución de sulfato ferroso 0.5 N

8.1.2.3 Procedimiento

Pesar 0.2 gr de K2Cr2O7 y colocarlo en un tubo de ensayo pyrex de 150 ml, agregar

0.015 g de muestra finamente molida y luego 4 ml de H2so4 concentrado y agitar.

Tomar el tubo con unas pinzas y llevarlo a digestión a una temperatura de 155º C

durante 10 minutos y agitar el contenido del tubo. Retirar de la llama y dejar en

reposo el tubo por un período de 10 minutos. Una vez enfriado, pasar el contenido del

tubo a un erlenmeyer de 250 ml con 50 ml de agua destilada hasta completar con un


60

frasco lavador 100 ml de contenido. Agregar al contenido 4 gotas de indicador de

ortofenantrolina y titular con la solución de FeSO4 0.5 N, hasta que el color del

contenido presente un cambio de verde brillante a rojo. Llevar un blanco (tubo de

ensayo sin materia orgánica) que contenga la misma cantidad de K2Cr2O7 utilizado en

las muestras.

8.1.2.4 Cálculos

El contenido de carbono en la muestra, es determinado mediante la siguiente ecuación:

% C = ( meq de K2Cr2O7 - meq de FeSO4) x 0.03 x 100

Peso de la muestra

8.1.3 Análisis de Datos.

Con los datos obtenidos se estableció una ponderación del contenido de carbono por

individuo (árbol o planta). De igual manera, estos datos fueron analizados

estadísticamente para establecer posibles diferencias significativas de almacenamiento

de carbono por compartimientos.

Con los datos de biomasa total, biomasa seca total y carbono fijado se diseñaron

ecuaciones de regresión para cada uno de los componentes del sistema agroforestal en

particular.

8.2 ETAPA DE SEGUIMIENTO

Se establecieron parcelas para efectuar un seguimiento a la necromasa generada por

el sistema agroforestal durante un período de un año. El área de éstas parcelas es de

500 m2 (1/20 hectárea). El número de árboles de nogal por parcela es de once

individuos; el número de plantas de plátano es de 28 individuos (a excepción de las

parcelas con edades de diez y trece años en las cuales no hay plantas de plátano, por

lo explicado anteriormente); y el número de plantas de cacao es de 55 individuos.


61

8.2.1 Estimación de Necromasa.

Se estableció el volúmen de biomasa acumulada dentro de una superficie

representativa de 500 m2 (1/20 de hectárea). Con lo anterior se buscó determinar la

cantidad de carbono que se libera por efecto de la degradación del material vegetal,

sugerido por el análisis del peso del material recogido. La recolección de la biomasa

caduca (necromasa) se efectuó con un intervalo de 3 semanas.

a. Procedimiento de recolección. Se establecieron tres parcelas de seguimiento (5, 10 y

13 años), con el fin de efectuar recolecciones periódicas de necromasa. Las parcelas

inicialmente fueron limpiadas para comenzar el proceso de recolección. Después de

limpiadas las parcelas, se recogió periódicamente la biomasa muerta que caía al suelo

bien sea por senescencia natural o por prácticas de manejo agrícolas o silviculturales.

La necromasa que caía sobre el suelo de las parcelas de recolección, se dejó acumular

durante un período de tres semanas, momento en el cual se procedió a recogerla

mediante el uso de rastrillos; posteriormente fue pesada para establecer la cantidad de

biomasa que el sistema agroforestal en mención pierde por efecto de la dinámica de

pérdida de follaje o por las podas y limpias a que es sometido. El mismo proceso se

repitió a intervalos de tres (3) semanas durante un período de 12 meses (1 año).

Es importante destacar que éste sistema agroforestal en particular es manejado

meticulosamente por la CASA LUKER; por lo cual, se presentaron grandes cantidades

de biomasa en algunos períodos de recolección como consecuencia de las limpiezas

efectuadas al plátano y al cacao, así como a las podas realizadas a los nogales.

8.2.2 Análisis de Datos

Con los datos de necromasa obtenidos, se estableció el volúmen de biomasa que

perdía el sistema para un período de un año y con ellos el carbono que es liberado a la

atmósfera. Este último dato es importante para establecer el almacenamiento neto de

carbono en el sistema agroforestal.


62

9 RESULTADOS

9.1 FIJACION DE CARBONO

En los análisis efectuados en laboratorio se encontró claramente que la cantidad de

carbono almacenada en la biomasa seca es de aproximadamente el 50% para todas

las especies del sistema agroforestal; valores que corresponden a los reportados en la

literatura. Esto indica, que la mitad del peso de la biomasa anhidra corresponde a este

elemento bioquímico.

Para el caso del suelo, se encontró un alto contenido de carbono (aproximadamente

11% en volúmen) como consecuencia de que dichos suelos presentan altos niveles de

materia orgánica. De igual forma, se presume que tanto la acumulación de necromasa

como la dinámica radicular del sistema agroforestal nogal cafetero - cacao - plátano,

favorecen la incorporación de una mayor cantidad de carbono al suelo, lo cual coincide

con los resultados obtenidos por otros investigadores (López e Ibrahim, 1998)128.

A continuación se detallan las variables estadísticas descriptivas elaboradas por parcela

a través del programa STATGRAPHICS Plus 4.0.

9.1.1 Resumen Estadístico Parcela No 1.

La parcela No 1 (5 años), estaba compuesta por las tres especies mencionadas (nogal

cafetero, cacao y plátano). El contenido promedio de carbono en la biomasa aérea fue

de: 49,42% para el nogal, 49,62% para el cacao y 45.28% para el plátano. La biomasa

subterránea arrojó los siguientes resultados: 49,14% para el nogal, 45,86% para el

cacao y 44.93% para el plátano. En la necromasa se obtuvieron los siguientes datos:

50,59% para el nogal, 43,96% para el cacao y 46.15% para el plátano. Finalmente, el

suelo almacenó la siguiente cantidad de carbono promedio por compartimiento: 8,09%

para el nogal, 10,18% para el cacao y 10.58% para el plátano.

128 LOPEZ, Op. cit, p. 2.


63

Cuadro 9. Resumen de Variables Estadísticas del Nogal Cafetero - Parcela 1

ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZ

A

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 5 57.88 18.56 4.30 52.08 63.1 11.02 -0.30 -0.42

RAMAS MENORES 5 47.71 26.53 5.15 39.9 53.24 13.34 -0.72 0.27

RAMAS MAYORES 5 47.32 10.81 3.28 41.76 49.88 8.12 -1.56 1.31

RAIZ 1 5 47.38 14.45 3.80 42.8 51.73 8.93 -0.02 -1.02

RAIZ 2 5 50.91 59.04 7.68 41.52 62.17 20.65 0.47 0.28

NECROMASA 1 5 49.72 34.37 5.86 42.34 57.34 15.0 0.11 -0.44

NECROMASA 2 5 51.47 19.79 4.44 46.05 55.33 9.28 -0.50 -1.35

TRONCO 5 44.8 12.14 3.48 39.44 48.83 9.39 -0.87 0.70

SUELO 5 8.09 29.27 5.41 0.0 14.38 14.38 -0.59 0.32

Cuadro 10. Resumen de Variables Estadísticas del Cacao - Parcela 1

ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 20 52.93 21.86 4.67 42.34 61.82 19.48 -0.97 1.06

RAMAS MENORES 20 45.73 36.07 6.00 30.97 59.74 28.77 0.00 1.61

RAIZ 1 20 45.83 64.39 8.02 26.33 57.01 30.68 -1.71 0.72

RAIZ 2 20 45.89 67.46 8.21 27.49 55.56 28.07 -1.37 -0.39

NECROMASA 1 20 43.58 41.57 6.44 29.97 62.75 32.78 1.81 3.46

NECROMASA 2 20 44.35 58.56 7.65 23.54 65.13 41.59 0.14 4.10

TRONCO 20 50.20 57.32 7.57 38.74 64.72 25.98 0.81 -0.54

SUELO 20 10.18 5686 7.54 0.0 23.43 23.43 0.24 -1.16

Cuadro 11. Resumen de Variables Estadísticas del Plátano - Parcela 1

ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 10 47.67 51.51 7.17 36.3 57.6 21.3 -0.54 -0.78

RAMAS MENORES 10 46.14 10.05 3.17 42.45 51.68 9.23 0.94 -0.34

RAIZ 1 10 45.93 28.63 5.35 38.62 51.96 13.34 -0.41 -1.17

RAIZ 2 10 43.93 28.24 5.31 36.19 53.59 17.4 0.07 -0.03

NECROMASA 1 10 46.55 15.34 3.91 40.02 52.03 12.01 -0.23 -0.65

NECROMASA 2 10 45.75 32.0 5.65 38.04 56.49 18.45 1.18 0.17

TRONCO 10 42.03 56.73 7.53 27.37 54.98 27.61 -0.39 0.59

SUELO 10 10.58 77.29 8.79 0 28.65 28.65 1.13 0.36


64


En la parcela No 2 (10 años), los datos de contenido de carbono promedio en la

biomasa aérea fueron: 50,41% para el nogal y 47,14% para el cacao. En la biomasa

subterránea se obtuvo: 49,23% para el nogal y 46,24% para el cacao. La necromasa

arrojó los siguientes resultados: 46,62% para el nogal y 47,31% para el cacao. Por

último, el suelo almacenó un contenido de carbono promedio de 10,11% para el caso

del nogal y 11% para el caso del cacao.


ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 5 51.36 27.27 5.22 45.58 59.04 13.46 0.67 -0.05

RAMAS MENORES 5 48.88 6.58 2.56 46.05 51.62 5.57 -0.29 -1.31

RAMAS MAYORES 5 51.66 13.91 3.72 46.98 56.02 9.04 -0.19 -0.86

RAIZ 1 5 49.66 65.23 8.07 42.34 62.98 20.64 1.30 1.05

RAIZ 2 5 48.81 40.95 6.39 41.99 56.49 14.5 -0.12 -1.08

NECROMASA 1 5 47.88 14.24 3.77 41.41 50.92 9.51 -1.64 1.56

NECROMASA 2 5 45.37 58.27 7.63 34.8 53.36 18.56 -0.30 -0.47

TRONCO 5 49.74 20.89 4.57 45.12 54.88 9.76 0.13 -1.31

SUELO 5 10.11 57.25 7.56 1.18 20.3 19.12 0.34 -0.51


ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 20 47.71 74.85 8.65 28.88 61.94 33.06 -1.09 0.00

RAMAS MENORES 20 46.54 43.45 6.59 32.48 56.4 23.92 -0.92 0.24

RAIZ 1 20 46.11 62.36 7.89 34.1 61.13 27.03 0.60 -0.71

RAIZ 2 20 46.37 47.97 6.92 34.91 57.42 22.51 -0.10 -1.19

NECROMASA 1 20 46.79 11.56 3.40 38.86 51.5 12.64 -1.53 0.41

NECROMASA 2 20 47.84 17.18 4.14 40.48 55.56 15.08 -0.56 -0.29

TRONCO 20 47.17 50.83 7.12 33.87 59.74 25.87 0.04 -0.33

SUELO 20 11.00 39.04 6.24 0.0 20.99 20.99 -0.16 -1.03


65


La parcela No 3 (13 años), presentó los siguientes contenidos de carbono en

promedio; biomasa aérea: 49,02% para el nogal y 48,04% para el cacao; biomasa

subterránea: 46,63% para el nogal y 49,62% para el cacao; necromasa: 45.47% para

el nogal y 44,83% para el cacao; y el suelo: 19,74% para el nogal y 7,17% para el

cacao.


ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 5 51.47 2.20 1.48 50.22 53.47 3.25 0.67 -1.06

RAMAS MENORES 5 43.33 40.10 6.33 32.36 48.14 15.78 -1.73 1.73

RAMAS MAYORES 5 50.78 14.27 3.77 47.44 55.56 8.12 0.58 -1.28

RAIZ 1 5 47.69 8.54 2.92 43.73 50.22 6.49 -0.64 -0.96

RAIZ 2 5 45.58 39.62 6.29 40.48 54.63 14.15 0.82 -0.65

NECROMASA 1 5 45.25 31.36 5.60 40.71 53.24 12.53 0.80 -0.70

NECROMASA 2 5 45.69 6.31 2.51 42.57 49.06 6.49 0.08 -0.30

TRONCO 5 50.50 9.26 3.04 47.9 55.1 7.2 0.86 -0.04

SUELO 5 19.74 13.76 3.70 15.89 24.24 8.35 -0.10 -1.05


ESTRUCTURAS

REPETICIONES

PROMEDIO

VARIANZA

DESVIACION

ESTANDAR

VALOR

MINIMO

VALOR

MAXIMO

RANGO

SESGO

ESTANDAR

KURTOSIS

ESTANDAR

HOJAS 20 48.69 32.54 5.70 34.91 57.42 22.51 -0.71 0.30

RAMAS MENORES 20 47.02 39.55 6.28 35.96 59.16 23.2 0.29 -0.44

RAIZ 1 20 49.10 26.55 5.15 39.09 57.65 18.56 -0.26 -0.62

RAIZ 2 20 50.14 47.32 6.87 36.77 67.74 30.97 0.64 1.13

NECROMASA 1 20 43.97 35.09 5.92 32.24 51.96 19.72 -0.64 -0.56

NECROMASA 2 20 45.69 56.82 7.53 25.25 60.43 35.18 -1.06 1.74

TRONCO 20 48.42 34.33 5.85 35.14 58.46 23.32 -0.51 0.02

SUELO 20 7.17 20.33 4.50 0.0 16.93 16.93 0.36 -0.16

De la anteriores tablas, se puede inferir que existen grandes diferencias entre la

biomasa vegetal y el suelo en cuanto a la proporción de carbono almacenado en cada

uno de ellos, independientemente de la edad o especie en que se halla tomado la

muestra. No obstante, se puede demostrar, que existe un gran interacción entre las

especies que componen el sistema agroforestal y el suelo, puesto que los altos

contenidos de carbono almacenado en este ultimo son el producto del constante y

abundante flujo de este elemento aportado por la biomasa vegetal.


66

9.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los resultados obtenidos en los muestreos de contenido de carbono fueron procesados

de acuerdo a un diseño de muestra anidado, asumiendo factores aleatorios. A partir de

esta estructura de diseño de muestra, se estimaron los respectivos componentes de

varianza que permitieron probar cada estrato de evaluación con su respectivo error.

Como parte de la validación del modelo se realizaron pruebas de homogeneidad de

varianza para los estratos evaluados (método de Levene). Como resultado de este

análisis se detecto que el muestreo hecho para los árboles, arbustos y plantas;

necesitaban de un ajuste en sus varianzas, para cual se procedió a utilizar la

transformación box-cox, el cual es un procedimiento estadístico que permite

transformar valores para un serie de transformaciones dadas sin que se incurra en un

cambio brusco en la escala de valores, y se define como:

Y1= { (Y + c)λ - 1} / λ

en donde el lambda (λ) utilizado fue igual a 0,5 que corresponde con la transformación

de raíz cuadrada. Se utilizó esta transformación puesto que es la única familia de

transformaciones que corrigen los posibles valores de 0, con el propósito de no incurrir

en errores o indeterminaciones, lo cual es reflejado en una mejor estabilidad en las

varianzas.

Como parte de las pruebas de comparación de medias se utilizaron dos

procedimientos, slice y pdiff del programa SAS; con el primero, se buscaba de manera

global, mirar, como cada estrato inferior (p.e. estructuras) se comportaba en cada

estrato superior (por ejemplo, compartimiento). Luego de detectar diferencias a este

nivel se procedió a identificar en que comparación de los niveles inferiores esta la

diferencia (esta segunda prueba corresponde a las pruebas de t).

Para efectos de la presente investigación se evaluó de forma independiente el

compartimiento “suelo”, puesto que los valores obtenidos no pueden ser analizados

conjuntamente con los datos de la biomasa vegetal, ya que se incurriría en errores

estadísticos elementales como promedios y desviaciones estándar; por lo tanto, el


67

análisis de varianzas se efectuó evaluando por aparte la biomasa vegetal y el suelo, los

cuales arrojaron los siguientes resultados:

Cuadro 16. Análisis de Varianza para Árboles, Arbustos y Plantas

FUENTE

GL

SUMA DE CUADRADOS

TIPO III

CUADRADO MEDIO

VALOR F

Pr >>>> F

Edad

2

0.1934

0.0967

0.14

0.8737

Especie (Edad)

4

7.0932

1.7733

2.48

0.0438

Compartimiento (Edad* Esp.)

14

20.9417

1.4958

2.09

0.0117

Estructura. (Edad * Esp.* Comp.)

14

25.5502

1.8250

2.55

0.0017

Cuadro 17. Análisis de Varianza para Suelo

FUENTE

GL

SUMA DE CUADRADOS

TIPO III

CUADRADO MEDIO

VALOR F

Pr >>>> F

Edad

2

148.2955

74.1477

1.75

0.1806

Especie (Edad)

4

657.3024

164.3256

3.88

0.0063

Los anteriores análisis de varianza, indican que no existen diferencias significativas en

cuanto a contenido de carbono por efecto de las edades, especies y compartimientos.

En el caso de las estructuras (hojas, ramas, tronco, raíz y mantillo), si se encontraron

diferencias significativas.

Esto permite señalar que la proporción de carbono fijado es constante

independientemente de la edad de la plantación. Para el caso de las especies se

deduce que el carbono almacenado se fija en la misma proporción en cualquiera de las

especies estudiadas, lo que ratifica que todas las especies vegetales están compuestas

en un 50% de carbono teniendo como base su peso anhidro. Los compartimientos

(biomasa aérea, biomasa subterránea y necromasa) tampoco mostraron variaciones en

cuanto al contenido promedio de carbono fijado.

Las principales diferencias se observaron en las estructuras vegetales correspondientes

a las hojas de las especies nogal cafetero y cacao en la parcela de cinco años, las

cuales contenían una proporción promedio de carbono por encima del 50% del peso

seco (57,88% y 52,93% respectivamente), probablemente debido a un moderado


68

exceso de ciertas cantidades de muestra de hojas empleadas en laboratorio para

establecer el contenido de carbono.

El análisis de varianza para el compartimiento suelo, se efectuó a nivel de edades y de

especies, el cual demostró que no existen diferencias significativas entre edades, pero

si las hay entre especies. Esto último es debido posiblemente a la mayor acumulación

de necromasa en el área perimetral del nogal con respecto a la del cacao. De forma

periódica el cacao, es sometido a un proceso de solarización del suelo (exposición al

sol) en donde se efectúa una limpieza de la hojarasca para facilitar la acción directa de

los rayos solares sobre el terreno. Esto posiblemente favorece la dinámica de oxidación

del material orgánico del suelo y con ello una mayor pérdida de carbono hacia la

atmósfera.

9.3 GENERACION DE MODELOS A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESIÓN

Se diseñaron ecuaciones alométricas para las especies nogal cafetero y cacao,

tomando como variable independiente el DAP. Las variables dependientes empleadas

fueron: biomasa total (BT), biomasa seca (BS) y carbono almacenado (C). Mediante el

uso del programa estadístico SAS, se evaluaron todos los modelos lineales y en cada

caso se eligieron las ecuaciones con mejor ajuste teniendo en cuenta la coherencia

biológica del modelo, el coeficiente de determinación (R), el coeficiente de

determinación ajustado (R2-ajustado), la desviación estándar (S) y la prueba de F.

Para todos los análisis se comprobaron que existen varianzas homogéneas (> 0.05).

Para corroborar lo anterior, se comprobaron los análisis con la prueba de Shapiro -

Wilk, la cual siguió siendo homogénea (> 0.01). También se cumplió el test de

normalidad para todos las ecuaciones diseñadas.

A partir de los valores simulados de cada uno de los modelos y teniendo solamente en

cuenta la biomasa total del plátano129, se obtuvo la cantidad de biomasa potencial que

puede generar el sistema agroforestal.

129 Para el caso de la especie Musa sp. (plátano), no se efectuaron ecuaciones de regresión debido a que su corto ciclo vegetativo hace innecesario el uso de dichos modelos para estimar la biomasa generada por el mismo. Se debe recordar que en promedio una planta de plátano posee un período de vida de quince meses (1,25 años), lo cual facilita el calculo de la biomasa generada anualmente a través de mediciones directas hechas en campo y con ello la estimación de la biomasa seca y el carbono almacenado.


69

9.3.1 Ecuaciones alométricas para el nogal cafetero (Cordia alliodora)

Para el diseño de las ecuaciones de regresión del nogal cafetero se tuvieron en cuenta

las mediciones directas de biomasa efectuadas en campo a través del muestreo

destructivo. Las mediciones realizadas en las parcelas de 5, 10 y 13 años, arrojaron los

siguientes datos de DAP, altura y de biomasa aérea total.

Cuadro 18. Datos dasonométricos para el nogal cafetero

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

ALTURA

(mts)

BIOMASA

FUSTE

(Kg)

BIOMASA

RAMAS

(Kg)

BIOMASA

HOJAS Y RAMAS

MENORES

(Kg)

BIOMASA

TOTAL

(Kg)

1 5 años 21.32 17.5 474.5 53.5 72.5 600.5

2 5 años 31.2 16.5 478 133.5 195 806.5

3 5 años 25.78 16 318.5 44 79 441.5

4 5 años 29.92 15.5 446.5 75 81.5 603

5 5 años 26.1 16 379.5 168.5 165 713

6 10 años 27.05 18.9 341 81 61 483

7 10 años 35.01 19.4 814 88 99 1001

8 10 años 34.69 20.5 534 135 68 737

9 10 años 28.64 20 409 67 85 561

10 10 años 28.64 19.5 329 85 33 447

11 13 años 43.3 22 893 216 448 1557

12 13 años 36.65 22.1 842.5 72.5 13.5 928.5

13 13 años 34.06 22.2 619 453 106 1178

14 13 años 29.92 17.2 428.5 128.5 95 652

15 13 años 36.92 19.2 765.5 51 107 923.5

Fuente: Autores, 2000.

Se estableció el Factor de Expansión de Biomasa (FEB) para esta especie teniendo en

cuenta la biomasa total y la del fuste. El FEB es definido como la relación de la

biomasa total sobre la biomasa del fuste130. Los valores FEB de cada árbol fueron

promediados arrojando un valor de 1.44 para la especie Cordia alliodora, lo cual

indica que el 70% de la biomasa aérea del árbol se concentra en el fuste, mientras que

el 30% restante lo constituyen las ramas y hojas. Este dato coincide con valores

reportados para plantaciones como por ejemplo el del proyecto Scolel Té en donde

hallaron una proporción biomasa total/ biomasa del fuste de 1.4131.

La biomasa subterránea fue hallada a través de la proporción raíz / fuste (R/F), tal y

como lo plantea Brown (1997)132. De igual forma, Brown (1997) sostiene que “la

130 SEGURA, Op. cit. p. 25. 131 Consultar en : http://www.eccm.uk.com/planvivo/spanish/FCP4e.html 132 BROWN, Op. cit., p. 17.


70

biomasa radicular varia considerablemente entre bosques tropicales debido

principalmente a las características climáticas y edáficas (Brown y Lugo, 1982; Sanford

y Cuevas, 1996)”133. Esto incluso se hace extensivo a los bosques plantados. Andrade e

Ibrahim (2001), sostienen que “la biomasa de raíces puede estimarse básicamente por

dos procedimientos: 1) medición directa y 2) uso de relaciones de biomasa de raíces

obtenidos en la literatura”134.

La biomasa subterránea puede fluctuar entre un 4% a un 230% con respecto a la

biomasa aérea. Para la presente investigación se asumió una proporción raíz / fuste de

0.15, puesto que es el valor promedio que la literatura reporta para plantaciones de

árboles, tales como la de los robles en Gran Bretaña135.

A partir del cuadro 18. se obtuvieron los valores correspondientes a la biomasa

subterránea y se corrigió la biomasa total.

Cuadro 19. Biomasa Total Corregida para el Nogal Cafetero

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

ALTURA

(mts)

BIOMASA FUSTE

(Kg)

BIOMASA RADICULAR

(Kg)

BIOMASA

TOTAL

(Kg)

BIOMASA

TOTAL

CORREGIDA

(Kg)

1 5 años 21.32 17.5 474.5 71.17 600.5 671.67

2 5 años 31.2 16.5 478 71.7 806.5 877.9

3 5 años 25.78 16 318.5 47.77 441.5 489.27

4 5 años 29.92 15.5 446.5 66.97 603 669.97

5 5 años 26.1 16 379.5 56.92 713 769.92

6 10 años 27.05 18.9 341 51.15 483 534.15

7 10 años 35.01 19.4 814 122.1 1001 1123.1

8 10 años 34.69 20.5 534 80.1 737 817.1

9 10 años 28.64 20 409 61.35 561 622.35

10 10 años 28.64 19.5 329 49.35 447 496.35

11 13 años 43.3 22 893 133.95 1557 1690.95

12 13 años 36.65 22.1 842.5 126.37 928.5 1054.87

13 13 años 34.06 22.2 619 92.85 1178 1270.85

14 13 años 29.92 17.2 428.5 64.27 652 716.27

15 13 años 36.92 19.2 765.5 114.82 923.5 1038.32

FUENTE: Autores, 2000.

9.3.1.1 Ecuación de crecimiento para Cordia alliodora

Con los diámetros obtenidos de nogales de diferentes edades, se procedió a construir

una ecuación de crecimiento que permitiera estimar el incremento diamétrico con

respecto al tiempo. Los datos evaluados se muestran en el cuadro 20.

133 BROWN, Op. cit., p. 17. 134 ANDRADE, H e IBRAHIM M. Op. Cit. 135 Consultar en : http://www.eccm.uk.com/planvivo/spanish/FCP4e.html


71

Cuadro 20. Valores de DAP por Edad para Cordia alliodora

EDAD

(años)

DAP

(cms)

2 8,57

3 13,45

6 18,21

9 26,45

11 26,27

12 32,37

14 37,56

15 36,90

A partir de los anteriores valores se obtuvo la siguiente ecuación de crecimiento para el

nogal cafetero:

Ecuación 1.

D = 54,1641*(1 - e- 0,0749 *t ), donde,

D = Diámetro (cms)

t = tiempo en años

Esta ecuación permite estimar el diámetro que logrará un árbol de nogal cafetero en

un determinado período de tiempo según las condiciones de manejo efectuadas en la

GRANJA LUKER. Los incrementos diamétricos proyectados, para un período de quince

años son los siguientes:


72

Cuadro 21. Diámetros Estimados de Cordia alliodora a Partir de la Ecuación de Crecimiento

TIEMPO

(años)

DAP

(cms)

0 0

1 3.91

2 7.54

3 10.90

4 14.02

5 16.92

6 19.61

7 22.10

8 24.41

9 26.56

10 28.55

11 30.40

12 32.12

13 33.71

14 35.18

15 36.55


9.3.1.2 Biomasa Total

Para diseñar la ecuación alométrica correspondiente a la biomasa total, se tomaron los

valores corregidos (ver cuadro No 19), los cuales fueron correlacionados con el DAP

para establecer la dinámica de generación de biomasa a partir de un determinado

diámetro. El modelo que mejor ajustó los datos fue de tipo cuadrático, pero presentó

una alta desviación estándar (150), probablemente debido a las grandes fluctuaciones

en términos de biomasa que presentaron cada uno de los individuos muestreados.

BIOMASA TOTAL REAL DE Cordia alliodora

0200400600800

10001200140016001800

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

DAP (cms)

BIO

MA

SA G

ENER

AD

A (K

g)

Figura 3. Biomasa real de Cordia alliodora obtenida a partir de datos en campo


73

La ecuación resultante fue la siguiente:

Ecuación 2.

BT = 0,8501 * D2, donde,

BT = Biomasa Total (Kg)

D = Diámetro a la altura del pecho (cms).

El coeficiente de Determinación (R) fue de 0,96; el coeficiente de Determinación

ajustado (R2) fue de 0,96.

BIOMASA TOTAL DE Cordia alliodora ESTIMADA A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,00200,00400,00600,00800,00

1000,001200,001400,001600,001800,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50DAP (cms)

BIO

MAS

A TO

TAL

(Kg)

Figura 4. Biomasa simulada para Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión

9.3.1.3 Biomasa Seca

Para estimar la biomasa seca a partir de las ecuaciones de regresión, se tuvieron en

cuenta conceptos tales como la densidad básica (peso especifico), así como la relación

peso seco sobre peso húmedo (Ps/Ph).

La densidad básica promedio de la madera de Cordia alliodora es de 0,5 Tn/m3, no

obstante, Brown (1997), reporta hasta cuatro densidades básicas para esta especie136.

Las probetas analizadas en laboratorio dieron como resultado una densidad básica de

0,42 Tn/m3.

136 Se remite a los interesados, consultar el apéndice 1 del manual “Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forests. A Primer” de Sandra Brown, donde se recopila las densidades básicas de cientos de especies tropicales de África, América y Asia.

Biomasa Real Biomasa simulada


74

Sin embargo, vale la pena señalar que a las estructuras no leñosas tales como las

ramas pequeñas y las hojas, no se les puede aplicar el concepto de densidad básica

para establecer el peso seco, puesto que en la mayoría de los casos no siempre son

coincidentes; por lo tanto, es necesario establecer la relación entre peso seco sobre

peso húmedo a partir de la toma de muestras de estas estructuras. En esta

investigación, se obtuvo una relación peso seco/ peso húmedo de 0,68 para las hojas y

ramas menores. Coincidencialmente también se obtuvo una relación peso seco/peso

húmedo de 0,42 para las probetas analizadas, es decir, que la densidad básica de

madera de Cordia alliodora obtenida, fue igual a la relación peso seco/peso húmedo

de la misma.

Teniendo en cuenta lo anterior, se procedió a multiplicar cada una de las estructuras

(fuste, raíz, ramas grandes, ramas menores y hojas) por la relación peso seco sobre

peso húmedo obtenida para cada una de ellas.

En el cuadro 22 se muestran los valores de Biomasa seca total correspondientes a un

determinado diámetro. La figura 4 muestra la dispersión de los puntos según los

anteriores valores.

Cuadro 22. Biomasa Seca para el Nogal Cafetero

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

ALTURA

(mts)

BIOMASA

SECA FUSTE

(Kg)

BIOMASA

SECA

SUBTERRANEA

(Kg)

BIOMASA

RAMAS

MAYORES

(Kg)

BIOMASA SECA

HOJAS Y RAMAS

MENORES

(Kg)

BIOMASA

SECA

TOTAL

(Kg)

1 5 años 21.32 17.5 199.29 29.89 22.47 38.42 290.08

2 5 años 31.2 16.5 200.76 30.11 56.07 103.35 390.29

3 5 años 25.78 16 133.77 20.06 18.48 41.87 214.19

4 5 años 29.92 15.5 187.53 28.12 31.5 43.19 290.35

5 5 años 26.1 16 159.39 23.9 70.77 87.45 341.52

6 10 años 27.05 18.9 143.22 21.48 34.02 32.33 231.05

7 10 años 35.01 19.4 341.88 51.28 36.96 52.47 482.59

8 10 años 34.69 20.5 224.28 33.64 56.7 36.04 350.66

9 10 años 28.64 20 171.78 25.76 28.14 45.05 270.74

10 10 años 28.64 19.5 138.18 20.72 35.7 17.49 212.10

11 13 años 43.3 22 375.06 56.26 90.72 237.44 759.48

12 13 años 36.65 22.1 353.85 53.07 30.45 7.15 444.53

13 13 años 34.06 22.2 259.98 38.99 190.26 56.18 545.42

14 13 años 29.92 17.2 179.97 26.99 53.97 50.35 311.29

15 13 años 36.92 19.2 321.51 48.22 21.42 56.71 447.87



75

BIOMASA SECA DE Cordia alliodora

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

DAP (cms)

BIO

MA

SA S

ECA

(Kg)

Figura 5. Biomasa seca para Cordia alliodora obtenida a partir de datos en campo

Al realizar el análisis de regresión, la siguiente ecuación cuadrática fue la que mejor

ajusto los datos presentando un coeficiente de determinación ( R) de 0.96; y un

coeficiente de determinación ajustado ( R2 ) de 0.96. La desviación estándar fue de

67,02.

Ecuación 3.

BS = 0,37 * D2, donde,

BS = Biomasa Seca (Kg).

D = Diámetro a la Altura del Pecho (cms).


76

BIOMASA SECA DE Cordia alliodora ESTIMADA A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,00100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50DAP (cms)

BIO

MA

SA S

ECA

(Kg)

Figura 6. Biomasa seca simulada de Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión

9.3.1.4 Carbono Fijado

Teniendo en cuenta que el 50% de la materia vegetal seca corresponde al elemento

carbono, se tomaron los valores totales de biomasa seca y fueron multiplicados por 0.5

para efectuar la conversión a carbono fijado. El siguiente cuadro (23) ilustra este

procedimiento.

Cuadro 23. Carbono Fijado por el Nogal Cafetero

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

ALTURA

(mts)

BIOMASA

SECA

TOTAL

(Kg)

CARBONO FIJADO

(Kg)

1 5 años 21.32 17.5 290.08 145.04

2 5 años 31.2 16.5 390.29 195.14

3 5 años 25.78 16 214.19 107.09

4 5 años 29.92 15.5 290.35 145.17

5 5 años 26.1 16 341.52 170.76

6 10 años 27.05 18.9 231.05 115.52

7 10 años 35.01 19.4 482.59 241.29

8 10 años 34.69 20.5 350.66 175.33

9 10 años 28.64 20 270.74 135.37

10 10 años 28.64 19.5 212.10 106.05

11 13 años 43.3 22 759.48 379.74

12 13 años 36.65 22.1 444.53 222.26

13 13 años 34.06 22.2 545.42 272.71

14 13 años 29.92 17.2 311.29 155.64

15 13 años 36.92 19.2 447.87 223.93




77

CARBONO FIJADO POR Cordia alliodora

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50DAP (cms)

CA

RB

ON

O F

IJA

DO

(Kg)

Figura 7. Carbono fijado por Cordia alliodora a partir de la Biomasa Seca obtenida en campo

La siguiente ecuación cuadrática fue la que mejor ajusto los datos con un coeficiente

de determinación ( R ) de 0,96 y un coeficiente de determinación ajustado ( R2 ) de

0,96. La desviación estándar fue de 33,51.

Ecuación 4.

C = 0,185 * D2, donde,

C = Carbono Almacenado (Kg).

D = Diámetro a la Altura del Pecho (cms).

CARBONO FIJADO POR Cordia alliodora A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,0050,00

100,00150,00200,00250,00300,00350,00400,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

DAP (cms)

CA

RB

ON

O F

IJA

DO

(Kg)

Figura 8. Carbono fijado por Cordia alliodora a partir de Ecuaciones de Regresión



78

Al efectuarse las correlaciones entre el DAP (variable independiente) y las variables

Biomasa Total (BT), Biomasa Seca (BS) y Carbono Almacenado (CA), el modelo que

mejor ajustó los datos fue de tipo cuadrático (Y = aX + bX + cX2). Los altos

Coeficientes de Determinación obtenidos, permiten señalar que las ecuaciones

diseñadas pueden usarse para calcular cada una de las variables ya mencionadas.

Cuadro 24. Ajuste de Modelos para Estimar Biomasa Total, Seca y Carbono Fijado en Función del

Diámetro de la Especie Cordia alliodora

CONCEPTO

ECUACION

R2

Pr >>>> F

DESVIACIÓN

ESTANDAR

BIOMASA TOTAL

BT = 0,8501 * D2

0,96

<.0001

150

BIOMASA SECA

BS = 0,37 * D2

0,96

<.0001

67,02

CARBONO FIJADO

C = 0,185 * D2

0,96

<.0001

33,51


9.3.2 Ecuaciones Alométricas para el Cacao ( Theobroma cacao L.)

Al igual que en el nogal cafetero, los valores de biomasa fueron obtenidos a través de

la medición directa de los individuos seleccionados. Conforme al diseño experimental,

se tomaron 20 individuos por parcela los cuales arrojaron los siguientes datos.

Cuadro 25. Datos Dasonométricos para el Cacao

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

BIOMASA

FUSTE

(Kg)

BIOMASA

HOJAS Y

RAMAS

(Kg)

BIOMASA

TOTAL

(Kg)

1 5 años 8,1 5,15 17,35 22,5

2 5 años 7,2 4,07 17,93 22

3 5 años 5,8 2,64 15,36 18

4 5 años 7,9 4,90 16,10 21

5 5 años 7,6 4,54 22,46 27

6 5 años 9 6,36 16,64 21

7 5 años 8 5,03 21,97 27

5 años 5,4 2,29 20,71 23

9 5 años 7,1 3,96 12,54 16,5

10 5 años 6 2,83 0,17 3

11 5 años 5 1,96 1,04 3


79

12 5 años 7,1 3,96 9,04 13

13 5 años 9,5 7,09 5,91 13

14 5 años 7,4 4,30 9,20 13,5

15 5 años 7,5 4,42 1,08 5,5

16 5 años 7,8 4,78 0,22 5

17 5 años 7,8 4,78 1,72 6,5

18 5 años 4 1,26 1,14 2,4

19 5 años 7,3 4,19 43,81 48

20 5 años 7,9 4,90 37,10 42

21 10 años 8,7 7,73 7,27 15

22 10 años 8,5 7,38 9,62 17

23 10 años 8,1 6,70 8,30 15

24 10 años 9 8,27 7,73 16

25 10 años 8,8 7,91 7,09 15

26 10 años 9,2 8,64 7,36 16

27 10 años 8,5 7,38 7,62 15

28 10 años 8,7 7,73 3,77 11,5

29 10 años 4 1,63 1,37 3

30 10 años 11,2 12,81 1,19 14

31 10 años 10,2 10,62 21,38 32

32 10 años 10,6 11,47 15,53 27

33 10 años 7,9 6,37 3,63, 10

34 10 años 8 6,53 13,47 20

35 10 años 14 9,24 1,26 10,5

36 10 años 10 5,50 1,50 7

37 10 años 10 10,21 10,79 21

38 10 años 8 6,53 1,47 8

39 10 años 8,8 7,91 21,59 29,5

40 10 años 10,1 10,42 9,58 20

41 13 años 14,2 22,17 29,33 51,5

42 13 años 10 11 30 41

43 13 años 10,9 13,06 25,94 39

44 13 años 15 24,74 30,26 55

45 13 años 16 28,15 30,35 58,5

46 13 años 10,4 11,86 49,11 61

47 13 años 15 24,74 37,26 62

48 13 años 11,1 13,55 25,45 39

49 13 años 8,5 7,94 30,06 38

50 13 años 22 57,02 20,98 78

51 13 años 17,2 20,91 2,59 23,5

52 13 años 6 4,24 9,76 14

53 13 años 22,2 58,06 65,94 124

54 13 años 24 67,86 174,14 242

55 13 años 20 47,12 25,88 73

56 13 años 5 2,95 13,05 16

57 13 años 22,7 60,71 74,79 135,5

58 13 años 20,9 57,46 25,54 77

59 13 años 8,5 8,51 14,49 23

60 13 años 9 9,54 17,46 27



80

9.3.2.1 Ecuación de crecimiento para Theobroma cacao L

A partir de los datos de DAP, se desarrolló una ecuación de crecimiento para el cacao.

Los datos evaluados fueron los siguientes:

Cuadro 26. Valores de DAP por edad para Theobroma cacao L

EDAD

(años)

DAP

(cms)

2 3,36

3 4,82

5 7,34

6 7,90

9 8,83

11 10,10

13 12,34

40 20,50


Ecuación 5.

D = 21,7437*(1 - e-0,0661* t ), donde,

D = Diámetro (cms).

t = tiempo en años.

La proyección diamétrica para un arbusto de cacao en un período de quince años es la

siguiente: Cuadro 27. Diámetros estimados de Theobroma cacao L a partir de la ecuación de crecimiento

TIEMPO

(años)

DAP

(cms)

0 0

1 1,39

2 2,69

3 3,91

4 5,05

5 6,12

6 7,12

7 8,06

8 8,93

9 9,75

10 10,52

11 11,24

12 11,91

13 12,54

14 13,13

15 13,68



81

9.3.2.2 Biomasa Total

Para desarrollar la ecuaciones alométricas correspondiente al cacao, se tomaron las

variables DAP y Biomasa Total para el análisis de regresión. Al igual que para el nogal,

se corrigió la biomasa total añadiendo la proporción correspondiente a la biomasa

subterránea (raíces), la cual se asumió en un 15% con respecto a la biomasa del fuste.

También se calculo el Factor de Expansión de Biomasa (FEB), el cual arrojó un valor

promedio de 3 para esta especie. Lo anterior indica que el 33,33% de la biomasa total

del cacao se concentra en su fuste y el 66,66% restante corresponde a las ramas y

hojas.

Cuadro 28. Biomasa Corregida para el Cacao

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

BIOMASA

FUSTE

(Kg)

BIOMASA

HOJAS Y

RAMAS

(Kg)

BIOMASA

TOTAL

(Kg)

BIOMASA

SUBTERRANEA

(kg)

BIOMASA

CORREGIDA

(Kg)

1 5 años 8,1 5,15 17,35 22,5 0.77 23.27

2 5 años 7,2 4,07 17,93 22 0.61 22.61

3 5 años 5,8 2,64 15,36 18 0.40 18.40

4 5 años 7,9 4,90 16,10 21 0.74 21.74

5 5 años 7,6 4,54 22,46 27 0.68 27.68

6 5 años 9 6,36 16,64 21 0.95 21.95

7 5 años 8 5,03 21,97 27 0.75 27.75

8 5 años 5,4 2,29 20,71 23 0.34 23.34

9 5 años 7,1 3,96 12,54 16,5 0.59 17.09

10 5 años 6 2,83 0,17 3 0.42 3.42

11 5 años 5 1,96 1,04 3 0.29 3.29

12 5 años 7,1 3,96 9,04 13 0.59 13.59

13 5 años 9,5 7,09 5,91 13 1.06 14.06

14 5 años 7,4 4,30 9,20 13,5 0.65 14.15

15 5 años 7,5 4,42 1,08 5,5 0.66 6.16

16 5 años 7,8 4,78 0,22 5 0.72 5.72

17 5 años 7,8 4,78 1,72 6,5 0.72 7.22

18 5 años 4 1,26 1,14 2,4 0.19 2.59

19 5 años 7,3 4,19 43,81 48 0.63 48.63

20 5 años 7,9 4,90 37,10 42 0.74 42.74

21 10 años 8,7 7,73 7,27 15 1.16 16.16

22 10 años 8,5 7,38 9,62 17 1.11 18.11

23 10 años 8,1 6,70 8,30 15 1 16

24 10 años 9 8,27 7,73 16 1.24 17.24

25 10 años 8,8 7,91 7,09 15 1.19 16.19

26 10 años 9,2 8,64 7,36 16 1.30 17.30

27 10 años 8,5 7,38 7,62 15 1.11 16.11

28 10 años 8,7 7,73 3,77 11,5 1.16 12.66


82

29 10 años 4 1,63 1,37 3 0.25 3.25

30 10 años 11,2 12,81 1,19 14 1.92 15.92

31 10 años 10,2 10,62 21,38 32 1.59 33.59

32 10 años 10,6 11,47 15,53 27 1.72 28.72

33 10 años 7,9 6,37 3,63, 10 0.96 10.96

34 10 años 8 6,53 13,47 20 0.98 20.98

35 10 años 14 9,24 1,26 10,5 1.39 11.89

36 10 años 10 5,50 1,50 7 0.82 7.82

37 10 años 10 10,21 10,79 21 1.53 22.53

38 10 años 8 6,53 1,47 8 0.98 8.98

39 10 años 8,8 7,91 21,59 29,5 1.19 30.69

40 10 años 10,1 10,42 9,58 20 1.56 21.56

41 13 años 14,2 22,17 29,33 51,5 3.33 54.83

42 13 años 10 11 30 41 1.65 42.65

43 13 años 10,9 13,06 25,94 39 1.96 40.96

44 13 años 15 24,74 30,26 55 3.71 58.71

45 13 años 16 28,15 30,35 58,5 4.22 62.72

46 13 años 10,4 11,86 49,11 61 1.78 62.78

47 13 años 15 24,74 37,26 62 3.71 65.71

48 13 años 11,1 13,55 25,45 39 2.03 41.03

49 13 años 8,5 7,94 30,06 38 1.19 39.19

50 13 años 22 57,02 20,98 78 8.55 86.55

51 13 años 17,2 20,91 2,59 23,5 3.14 26.64

52 13 años 6 4,24 9,76 14 0.64 14.64

53 13 años 22,2 58,06 65,94 124 8.71 132.71

54 13 años 24 67,86 174,14 242 10.18 252.18

55 13 años 20 47,12 25,88 73 7.07 80.07

56 13 años 5 2,95 13,05 16 0.44 16.44

57 13 años 22,7 60,71 74,79 135,5 9.11 144.61

58 13 años 20,9 57,46 25,54 77 7.72 84.72

59 13 años 8,5 8,51 14,49 23 1.28 24.28

60 13 años 9 9,54 17,46 27 1.43 28.43



83

BIOMASA TOTAL REAL PARA Theobroma cacao L

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

0 5 10 15 20 25 30

DAP (cms)

BIO

MA

SA G

ENER

AD

A (K

g)

Figura 9. Biomasa Total real para cacao obtenida a partir de datos obtenidos en campo

El modelo que mejor ajustó los datos fue de tipo cuadrático, con un coeficiente de

Determinación de ( R ) 0,85 y un coeficiente de Determinación ajustado (R2) de 0,85.

La desviación estándar fue de 20,17. La ecuación obtenida fue la siguiente:

Ecuación 6.

BT = 0,2666 * D2, donde,

BT = Biomasa Total (Kg).


BIOMASA TOTAL DE Theobroma cacao L ESTIMADA A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

0 5 10 15 20 25 30

DAP (cms)

BIO

MA

SA T

OTA

L (K

g)

Figura 10. Biomasa Total de Cacao simulada a partir de Ecuaciones de Regresión



84

9.3.2.3 Biomasa Seca

Para establecer la biomasa seca de la especie Theobroma cacao L, se procedió a

determinar la densidad básica de su madera y la relación peso seco/peso húmedo de

las estructuras no leñosas (hojas y ramas pequeñas). La probetas analizadas, dieron

como resultado una densidad básica de 0,34 Tn/m3 para la madera de cacao, mientras

que la relación peso seco/peso húmedo fue en promedio de 0,6 para las hojas y 0,39

para ramas menores. Los valores de biomasa seca para el fuste se obtuvieron

multiplicando la densidad básica por el volúmen del mismo. Para las estructuras de la

copa (hojas y ramas menores), se empleó la relación peso seco/ peso húmedo, la cual,

fue calculada en 0,49 en promedio137.

Cuadro 29. Biomasa Seca para el Cacao

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

VOLÚMEN

FUSTE

(m3)

BIOMASA

SECA

FUSTE

(Kg)

BIOMASA SECA

HOJAS Y

RAMAS

(Kg)

BIOMASA

SECA

SUBTERRANEA

(Kg)

BIOMASA

SECA

TOTAL

(Kg)

1 5 años 8,1 0.0051 1.75 8.50 0.26 10.51

2 5 años 7,2 0.0040 1.38 8.78 0.21 10.38

3 5 años 5,8 0.0026 0.90 7.53 0.13 8.56

4 5 años 7,9 0.0049 1.67 7.89 0.25 9.80

5 5 años 7,6 0.0045 1.54 11.01 0.23 12.78

6 5 años 9 0.0063 2.16 7.17 0.32 9.66

7 5 años 8 0.0050 1.71 10.77 0.26 12.73

8 5 años 5,4 0.0022 0.78 10.15 0.12 11.04

9 5 años 7,1 0.0039 1.35 6.14 0.20 7.69

10 5 años 6 0.0028 0.96 0.08 0.14 1.19

11 5 años 5 0.0019 0.67 0.51 0.10 1.28

12 5 años 7,1 0.0039 1.35 4.43 0.20 5.98

13 5 años 9,5 0.0070 2.41 2.90 0.36 5.67

14 5 años 7,4 0.0043 1.46 4.51 0.22 6.19

15 5 años 7,5 0.0044 1.50 0.53 0.23 2.26

16 5 años 7,8 0.0047 1.62 0.11 0.24 1.98

17 5 años 7,8 0.0047 1.62 0.84 0.24 2.71

18 5 años 4 0.0012 0.43 0.56 0.06 1.05

19 5 años 7,3 0.0041 1.42 21.47 0.21 23.11

20 5 años 7,9 0.0049 1.67 18.18 0.25 20.09

21 10 años 8,7 0.0077 2.63 3.56 0.39 6.58

22 10 años 8,5 0.0073 2.51 4.72 0.38 7.60

23 10 años 8,1 0.0066 2.28 4.07 0.34 6.69

137 Este valor corresponde al promedio entre la relación peso seco/peso húmedo de las hojas (0,6) y la relación peso seco/ peso húmedo de las ramas (0,39).


85

24 10 años 9 0.0082 2.81 3.79 0.42 7.02

25 10 años 8,8 0.0079 2.69 3.48 0.40 6.57

26 10 años 9,2 0.0086 2.94 3.61 0.44 6.98

27 10 años 8,5 0.0073 2.51 3.74 0.38 6.62

28 10 años 8,7 0.0077 2.63 1.85 0.39 4.87

29 10 años 4 0.0016 0.56 0.67 0.08 1.31

30 10 años 11,2 0.0128 4.35 0.58 0.65 5.59

31 10 años 10,2 0.0106 3.61 10.47 0.54 14.63

32 10 años 10,6 0.0114 3.90 7.61 0.59 12.09

33 10 años 7,9 0.0063 2.17 1.78 0.32 4.27

34 10 años 8 0.0065 2.22 6.60 0.33 9.15

35 10 años 14 0.0092 3.14 0.62 0.47 4.23

36 10 años 10 0.0054 1.87 0.74 0.28 2.89

37 10 años 10 0.0102 3.47 5.29 0.52 9.28

38 10 años 8 0.0065 2.22 0.72 0.33 3.27

39 10 años 8,8 0.0079 2.69 10.58 0.40 13.67

40 10 años 10,1 0.0104 3.54 4.70 0.53 8.77

41 13 años 14,2 0.0221 7.54 14.37 0.13 23.04

42 13 años 10 0.0109 3.74 14.70 0.56 19

43 13 años 10,9 0.0130 4.44 12.71 0.67 17.82

44 13 años 15 0.0247 8.41 14.83 0.26 24.50

45 13 años 16 0.0281 9.57 14.87 0.44 25.88

46 13 años 10,4 0.0118 4.04 24.06 0.61 28.71

47 13 años 15 0.0247 8.41 18.26 1.26 27.93

48 13 años 11,1 0.0135 4.61 12.47 0.69 17.77

49 13 años 8,5 0.0079 2.70 14.73 0.41 17.83

50 13 años 22 0.0570 19.39 10.28 2.91 32.58

51 13 años 17,2 0.0209 7.11 1.27 1.07 9.44

52 13 años 6 0.0042 1.44 4.78 0.22 6.44

53 13 años 22,2 0.0580 19.74 32.31 2.96 55.01

54 13 años 24 0.0678 23.07 85.33 3.46 111.86

55 13 años 20 0.0471 16.02 12.68 2.40 31.10

56 13 años 5 0.0029 1 6.40 0.15 7.55

57 13 años 22,7 0.0607 20.64 36.65 3.10 60.39

58 13 años 20,9 0.0514 17.50 12.51 2.62 32.64

59 13 años 8,5 0.0085 2.89 7.10 0.43 10.43

60 13 años 9 0.0095 3.24 8.55 0.49 12.29



86

BIOMASA SECA PRODUCIDA POR Theobroma cacao L

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 5 10 15 20 25 30DAP (cms)

BIO

MAS

A G

ENER

ADA

(Kg)

Figura 11. Biomasa seca de Cacao obtenida a partir de datos en campo

La ecuación que mejor ajustó los datos fue de tipo cuadrático, con un coeficiente de

Determinación ( R ) de 0,81 y un coeficiente de Determinación ajustado (R2) de 0,81.

La desviación estándar fue de 9,71.

Ecuación 7.

BS = 0,115 * D2, donde,

BS = Biomasa Seca (Kg).


BIOMASA SECA DE Theobroma cacao L ESTIMADA A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 5 10 15 20 25 30

DAP (cms)

BIO

MA

SA S

ECA

(Kg)

Figura 12. Biomasa seca de Cacao Simulada a partir de Ecuaciones de Regresión



87

9.3.2.4 Carbono Fijado

Para establecer el contenido de carbono fijado por los arbustos de cacao, se multiplicó

los valores de biomasa seca por 0,5 y con los resultados se procedió a diseñar la

ecuación correspondiente.

Cuadro 30. Carbono Fijado por el Cacao

ARBOL

PARCELA

DAP

(cms)

BIOMASA

SECA

TOTAL

(Kg)

CARBONO

FIJADO

(Kg)

1 5 años 8,1 10.51 5.26

2 5 años 7,2 10.38 5.19

3 5 años 5,8 8.56 4.28

4 5 años 7,9 9.80 4.90

5 5 años 7,6 12.78 6.39

6 5 años 9 9.66 4.83

7 5 años 8 12.73 6.37

8 5 años 5,4 11.04 5.52

9 5 años 7,1 7.69 3.85

10 5 años 6 1.19 0.60

11 5 años 5 1.28 0.64

12 5 años 7,1 5.98 2.99

13 5 años 9,5 5.67 2.83

14 5 años 7,4 6.19 3.09

15 5 años 7,5 2.26 1.13

16 5 años 7,8 1.98 0.99

17 5 años 7,8 2.71 1.36

18 5 años 4 1.05 0.53

19 5 años 7,3 23.11 11.55

20 5 años 7,9 20.09 10.05

21 10 años 8,7 6.58 3.29

22 10 años 8,5 7.60 3.80

23 10 años 8,1 6.69 3.34

24 10 años 9 7.02 3.51

25 10 años 8,8 6.57 3.28

26 10 años 9,2 6.98 3.49

27 10 años 8,5 6.62 3.31

28 10 años 8,7 4.87 2.43

29 10 años 4 1.31 0.65

30 10 años 11,2 5.59 2.80

31 10 años 10,2 14.63 7.31

32 10 años 10,6 12.09 6.05

33 10 años 7,9 4.27 2.13

34 10 años 8 9.15 4.58

35 10 años 14 4.23 2.12

36 10 años 10 2.89 1.44

37 10 años 10 9.28 4.64

38 10 años 8 3.27 1.64


88

39 10 años 8,8 13.67 6.84

40 10 años 10,1 8.77 4.38

41 13 años 14,2 23.04 11.52

42 13 años 10 19 9.50

43 13 años 10,9 17.82 8.91

44 13 años 15 24.50 12.25

45 13 años 16 25.88 12.94

46 13 años 10,4 28.71 14.36

47 13 años 15 27.93 13.97

48 13 años 11,1 17.77 8.88

49 13 años 8,5 17.83 8.92

50 13 años 22 32.58 16.29

51 13 años 17,2 9.44 4.72

52 13 años 6 6.44 3.22

53 13 años 22,2 55.01 27.51

54 13 años 24 111.86 55.93

55 13 años 20 31.10 15.55

56 13 años 5 7.55 3.77

57 13 años 22,7 60.39 30.19

58 13 años 20,9 32.64 16.32

59 13 años 8,5 10.43 5.21

60 13 años 9 12.29 6.14


CARBONO FIJADO POR Theobroma cacao L

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 5 10 15 20 25 30

DAP (cms)

CA

RB

ON

O F

IJA

DO

(Kg)

Figura 13. Carbono fijado por Cacao a partir de la biomasa seca obtenida en campo

La siguiente ecuación cuadrática fue la que mejor ajustó los datos, presentando un

coeficiente de Determinación ( R ) de 0,81; un coeficiente de Determinación ajustado

de 0,81 y una desviación estándar de 4,85.


89

Ecuación 8.

C = 0,0557 * D2, donde,

C = Carbono fijado (Kg).


CARBONO FIJADO POR Theobroma cacao L A PARTIR DE ECUACIONES DE REGRESION

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 5 10 15 20 25 30DAP (cms)

CA

RB

ON

O F

IJA

DO

(Kg)

Figura 14. Carbono fijado por Cacao simulado a través de Ecuaciones de Regresión

Al efectuarse las correlaciones entre el DAP (variable independiente) y las variables

Biomasa Total (BT), Biomasa Seca (BS) y Carbono Almacenado (C), el modelo que

mejor ajustó los datos fue de tipo cuadrático (Y = aX + bX + cX2). Los altos

Coeficientes de Determinación obtenidos, permiten señalar que las ecuaciones

presentan un alto poder explicativo y que pueden usarse para calcular las diferentes

variables.

Cuadro 31. Ajuste de Modelos para Estimar Biomasa Total, Seca y Carbono Fijado en Función del

Diámetro para la Especie Theobroma cacao L

CONCEPTO

ECUACION

R2

Pr >>>> F

DESVIACION

ESTANDAR

BIOMASA TOTAL

BT = 0,2666 * D2

0.85

<.0001

20,17

BIOMASA SECA

BS = 0,115 * D2

0.81

<.0001

9,71

CARBONO FIJADO

C = 0,0557 * D2

0.81

<.0001

4,85

Fuente: Autores, 2001



90

9.3.3 Determinación de Biomasa Total, Biomasa Seca y Carbono Fijado en el

Plátano

Debido a su corto ciclo vegetativo, no se construyeron ecuaciones alométricas para el

plátano. La biomasa total de esta especie se estableció a partir de los muestreos

destructivos hechos en campo, los cuales, arrojaron un peso promedio de 30 Kg por

planta sin tener en cuenta el racimo. El racimo pesa aproximadamente 15 Kg, lo cual

arroja un peso total de 45 Kg por planta en la época de cosecha (15 meses después de

haberse sembrado la planta).

Para estimar la biomasa seca de plátano se tuvo en cuenta el contenido de humedad

del mismo el cual corresponde al 86,4% del peso total, es decir, que el 13,6% restante

corresponde a la biomasa seca (Cayón, 2002)138. Finalmente el carbono fijado equivale

al 50% del valor de la biomasa seca.

9.3.4 Estimación de la Biomasa Total, Biomasa Seca y Carbono Fijado en el

Sistema Agroforestal Nogal cafetero - Cacao – Plátano

Para determinar tanto la cantidad de biomasa como el carbono almacenado en el

sistema agroforestal en su conjunto, se proyectó el crecimiento de las especies Cordia

alliodora y Theobroma cacao L para un período de quince años, mediante la

aplicación de las ecuaciones 1 y 5. Los cuadros 21 y 27, muestran el crecimiento

diamétrico simulado para las especies mencionadas. Con los diámetros resultantes se

aplicaron las correspondientes ecuaciones para determinar la biomasa total, biomasa

seca y carbono fijado obtenidos a partir de dicha variable.

9.3.4.1 Biomasa Total del Sistema Agroforestal

Para establecer la biomasa total generada por el sistema agroforestal nogal cafetero -

cacao - plátano, se aplicaron las ecuaciones 2 y 6, las cuales corresponden a la

biomasa total generada por el nogal cafetero y el cacao, respectivamente. Los valores

obtenidos se multiplicaron por las respectivas densidades de siembra para obtener el

valor total de biomasa generada por componente (200 árboles de nogal por hectárea y

1450 arbustos de cacao por hectárea).

138 Esta información fue suministrada generosamente por el Dr. Gerardo Cayón y el programa de Investigación del plátano pertenecientes a CORPOICA-CRECED subregional Quindío; quienes adelantan una investigación sobre el contenido de húmedad y producción de biomasa seca del género Musa sp en condiciones de sombrío. Datos sin publicar.


91

Cuadro 32. Biomasa Total de Nogal Cafetero y Cacao por Hectárea para un Período de 15 años

AÑO

DIAMETRO

DE NOGAL

CAFETERO

(cms)

DIAMETRO

DE

CACAO

(cms)

BIOMASA

GENERADA

POR NOGAL

(Kg)

BIOMASA

GENERADA

POR CACAO

(Kg)

BIOMASA

DE NOGAL

POR HECT.

(Tn)

BIOMASA

DE CACAO

POR HECT.

(Tn)

1 3,91 1,39 12,93 0,52 2,56 0,75

2 7,53 2,69 48,20 1,93 9,64 2,80

3 10,90 3,91 101,0 4,08 20,20 5,91

4 14,02 5,05 167,10 6,80 33,42 9,86

5 16,92 6,12 243,37 9,99 48,67 14,48

6 19,61 7,12 326,91 13,52 65,38 19,60

7 22,10 8,06 415,20 17,32 83,04 25,11

8 24,24 8,93 506,95 21,26 101,39 30,83

9 26,56 9,75 599,69 25,34 119,94 36,75

10 28,55 10,52 692,92 29,50 138,58 42,78

11 30,40 11,24 785,63 33,68 157,13 48,84

12 32,12 11,91 877,04 37,82 175,41 54,83

13 33,71 12,54 966,02 41,92 193,20 60,79

14 35,19 13,13 1052,71 45,96 210,54 66,64

15 36,55 13,68 1135,65 49,89 227,13 72,34


Según las condiciones de manejo de la GRANJA LUKER, la plantación de plátano tiene

un período de vida de tres años (ver cuadro 7.). La plantación inicia con una densidad

de siembra de 1800 plantas, las cuales son cosechadas en el primer año. Para el

segundo año, se han eliminado 720 plantas con el objetivo de abrir paulatinamente el

dosel y de esta forma, permitir el ingreso de luz que favorezca el crecimiento del

cacao. En este año, se cosechan 1080 plantas.

En el tercer año se eliminan 680 plantas, quedando 400 que son cosechadas y

eliminadas. Del cuarto año en adelante, el sistema agroforestal queda reducido a la

combinación nogal cafetero y cacao.

Cuadro 33. Biomasa Generada por el Plátano por Hectárea Durante un Período de 15 Años

AÑO

BIOMASA TOTAL DE

PLATANO POR PLANTA

(Kg)

DENSIDAD DE SIEMBRA POR

HECTAREA

(No. Plantas)

BIOMASA TOTAL POR

HECTAREA

(Tn)

1 45 1800 81

2 45 1080 48,6

3 45 400 18

4 45 0 0

5 - 15 45 0 0



92

La cantidad de biomasa total generada por el sistema agroforestal proyectada para un

período de quince años, corresponde a la suma de los valores de biomasa de cada uno

de los componentes para cada año.

Cuadro 34. Biomasa Total del Sistema Agroforestal por Hectárea para un Período de 15 Años.

AÑO

BIOMASA TOTAL DE

NOGAL

POR HECTAREA

(Tn)

BIOMASA TOTAL DE

CACAO

POR HECTAREA

(Tn)

BIOMASA TOTAL DE

PLATANO

POR HECTAREA

(Tn)

BIOMASA TOTAL DEL

SISTEMA

POR HECTAREA

(Tn)

1 2,59 0,75 81 84,33

2 9,64 2,80 48,6 61,04

3 20,20 5,91 18 44,11

4 33,42 9,86 0 43,28

5 48,67 14,48 0 63,15

6 65,38 19,60 0 84,98

7 83,04 25,11 0 108,15

8 101,39 30,83 0 132,22

9 119,94 36,75 0 156,69

10 138,58 42,78 0 181,37

11 157,13 48,64 0 205,96

12 175,41 54,83 0 230,24

13 193,20 60,79 0 253,99

14 210,54 66,64 0 277,19

15 227,13 72,34 0 299,47


Al cabo de 15 años el nogal cafetero acumularía 227,13 toneladas de biomasa, lo cual

permite inferir una productividad de 15,14 Tn/Ha/año. Durante este mismo período, el

cacao generaría 72,34 toneladas de biomasa, estableciendo una productividad de 4,82

Tn/Ha/año. Por su parte el plátano, plantea un caso especial, puesto que la biomasa

que aporta disminuye entre el primer y el tercer año, desapareciendo por completo en

el cuarto año. Al cumplirse el primer año de establecerse el sistema agroforestal, las

1800 plantas de plátano cosechadas contribuyen con 81 toneladas de biomasa. De las

1800 plantas del primer año solamente permanecerán 1080, a las cuales se les

permitirá regenerarse produciendo 48,6 Tn/Ha al cabo del segundo año. Al tercer año

solamente quedaran 400 plantas que generarían 18 toneladas de biomasa por

hectárea. La anterior observación se hace con el propósito de demostrar que no existe

un efecto acumulativo en la biomasa del plátano, es decir, la biomasa producida en el

segundo año no esta incluida dentro de la del primero. De la misma forma, la biomasa


93

generada en el tercer año es totalmente independiente de la del primer y segundo

año. Por lo tanto, la biomasa real aportada por el plátano corresponde a la suma de los

tres años, es decir, 147,6 toneladas.

La productividad real de ésta especie sería de 49,2 Tn/Ha/año evaluando tan solo los

tres primeros años en que en efecto se encuentra este componente dentro del

sistema. No obstante, para ésta investigación se asume una productividad de 9,84

Tn/Ha/año si se tienen en cuenta los 15 años de productividad preestablecidos por la

CASA LUKER.

Lo anteriormente señalado, permite inferir que se incurriría en un gran error si se

asumiera las 299,47 toneladas obtenidos al cumplirse los quince años como la biomasa

total real del sistema agroforestal, puesto que dentro de ella no se contempla el aporte

hecho por el plátano. Por lo tanto, la biomasa real generada por el SAF corresponde a

la suma de dichos valores, es decir, el SAF generaría una producción total en términos

de biomasa del orden de 447,07 Tn/Ha, lo que indica que la productividad real del

sistema agroforestal sería de 29,8 toneladas de biomasa por hectárea anuales.

9.3.4.2 Biomasa Seca y Carbono Almacenado por el Sistema Agroforestal

Para determinar la cantidad de biomasa seca y el carbono fijado por el sistema

agroforestal se aplicaron las ecuaciones 3 y 7 (biomasa seca de nogal y cacao,

respectivamente); y 4 y 8 (carbono fijado por nogal y cacao, respectivamente). Cada

una de estas ecuaciones, establecen los valores de biomasa anhidra y carbono

almacenado para un diámetro determinado, según la edad del árbol o arbusto. Para

estimar la biomasa seca y el carbono fijado por hectárea, se multiplicó por las

respectivas densidades de siembra de las especies en mención.


94

Cuadro 35. Biomasa Seca Estimada Para Nogal Cafetero y Cacao

AÑO

DIAMETRO

DE NOGAL

CAFETERO

(cms)

DIAMETRO

DE

CACAO

(cms)

BIOMASA SECA

GENERADA

POR NOGAL

(Kg)

BIOMASA SECA

GENERADA

POR CACAO

(Kg)

BIOMASA

SECA

DE NOGAL

POR HECT.

(Tn)

BIOMASA

SECA

DE CACAO

POR HECT.

(Tn)

1 3,91 1,39 5,63 0,22 1,13 0,32

2 7,53 2,69 20,98 0,83 4,20 1,21

3 10,90 3,91 43,96 1,76 8,79 2,55

4 14,02 5,05 72,73 2,93 14,55 4,25

5 16,92 6,12 105,93 4,31 21,19 6,25

6 19,61 7,12 142,28 5,83 28,46 8,45

7 22,10 8,06 180,71 7,47 36,14 10,83

8 24,24 8,93 220,64 9,17 44,13 13,30

9 26,56 9,75 261,01 10,93 52,20 15,85

10 28,55 10,52 301,59 12,73 60,32 18,45

11 30,40 11,24 341,94 14,53 68,39 21,07

12 32,12 11,91 381,73 16,31 76,35 23,65

13 33,71 12,54 420,45 18,08 84,09 26,22

14 35,19 13,13 458,18 19,83 91,64 28,75

15 36,55 13,68 494,28 21,52 98,86 31,21


Cuadro 36. Carbono Fijado Estimado para Nogal Cafetero y Cacao

AÑO

DIAMETRO

DE NOGAL CAFETERO

(cms)

DIAMETRO

DE

CACAO

(cms)

CARBONO FIJADO

POR NOGAL

(Kg)

CARBONO FIJADO

POR CACAO

(Kg)

CARBONO

FIJADO POR NOGAL

POR HECT.

(Tn)

CARBONO

FIJADO

POR CACAO

POR HECT.

(Tn)

1 3,91 1,39 2,81 0,11 0,56 0,16

2 7,53 2,69 10,49 0,40 2,10 0,58

3 10,90 3,91 21,98 0,85 4,40 1,23

4 14,02 5,05 36,36 1,42 7,27 2,06

5 16,92 6,12 52,96 2,09 10,59 3,03

6 19,61 7,12 71,14 2,82 14,23 4,09

7 22,10 8,06 90,36 3,62 18,07 5,25

8 24,24 8,93 110,32 4,44 22,06 6,44

9 26,56 9,75 130,51 5,29 26,10 7,68

10 28,55 10,52 150,79 6,16 30,16 8,94

11 30,40 11,24 170,97 7,04 34,19 10,20

12 32,12 11,91 190,86 7,90 38,17 11,46

13 33,71 12,54 210,23 8,76 42,05 12,70

14 35,19 13,13 229,09 9,60 45,82 13,92

15 36,55 13,68 247,14 10,42 49,43 15,11



95

La biomasa seca y el carbono almacenado por el plátano fue hallado de la misma

manera como se estimó la biomasa total. Se tuvo en cuenta que la biomasa seca

promedio de una planta de plátano en condiciones de sombrío con la especie nogal

cafetero, corresponde al 13,6% de su peso total (Cayón, 2002). Este valor fue

multiplicado por las densidades de siembra para obtener el aporte total de biomasa

seca de este componente. El carbono fijado se obtuvo multiplicando los valores de

biomasa seca por el 50%. Sin embargo, para efectos de la presente investigación no

se tuvo en cuenta la cantidad de carbono fijado por esta especie, puesto que su corto

período de vida no permite el almacenamiento prolongado de este elemento, lo cual

imposibilita al plátano para ser considerado un sumidero de carbono efectivo. No

obstante, a manera de información se suministra los datos sobre la cantidad de

carbono fijado por esta especie durante su permanencia en el sistema agroforestal (ver

cuadro 37).

Cuadro 37. Biomasa Seca y Carbono Fijado por Plátano por Hectárea Durante un Período de 15 Años

AÑO

BIOMASA

SECA DE

PLATANO POR PLANTA

(Kg)

CARBONO

FIJADO

POR PLANTA

DE PLATANO

(Kg)

DENSIDAD DE SIEMBRA

POR HECTAREA

(No. Plantas)

BIOMASA SECA

DE PLATANO

POR HECTAREA

(Tn)

CARBONO

FIJADO POR PLATANO

POR HECTAREA

(Tn)

1 6,12 3,06 1800 11 5,5

2 6,12 3,06 1080 6,61 3,3

3 6,12 3,06 400 2,45 1,22

4 6,12 3,06 0 0 0

5 - 15 6,12 3,06 0 0 0

Para establecer la biomasa seca del sistema agroforestal en su conjunto, se sumaron

los valores totales de los tres componentes; mientras que para determinar la cantidad

total de carbono fijado por el SAF, solamente se tuvo en cuenta los componentes

cacao y nogal cafetero, tal y como se muestra en el cuadro No 38.


96

Cuadro 38. Biomasa Seca y Carbono Fijado por el Sistema Agroforestal por Hectárea Durante un

Período de 15 Años.

AÑO

BIOMASA

SECA DE

NOGAL POR

HECT.

(Tn)

BIOMASA

SECA DE

CACAO

POR HECT.

(Tn)

BIOMASA

SECA DE

PLATANO

POR HECT.

(Tn)

BIOMASA

SECA

TOTAL DEL

SAF

(Tn)

CARBONO

FIJADO POR

NOGAL POR

HECT.

(Tn)

CARBONO

FIJADO POR

CACAO POR

HECT.

(Tn)

CARBONO

FIJADO POR

EL

SAF

(Tn)

1 1,13 0,32 11 12,45 0,56 0,16 0,72

2 4,20 1,21 6,61 12,02 2,10 0,58 2,68

3 8,79 2,55 2,45 13.79 4,40 1,23 5,63

4 14,55 4,25 0 18,80 7,27 2,06 9,33

5 21,19 6,25 0 27,43 10,59 3,03 13,62

6 28,46 8,45 0 36,91 14,23 4,09 18,32

7 36,14 10,83 0 46,98 18,07 5,25 23,32

8 44,13 13,30 0 57,43 22,06 6,44 28,51

9 52,20 15,85 0 68,05 26,10 7,68 33,78

10 60,32 18,45 0 78,77 30,16 8,94 39,10

11 68,39 21,07 0 89,45 34,19 10,20 44,40

12 76,35 23,65 0 100,00 38,17 11,46 49,63

13 84,09 26,22 0 110,31 42,05 12,70 54,75

14 91,64 28,75 0 120,38 45,82 13,92 59,74

15 98,86 31,21 0 130,06 49,43 15,11 64,54


El sistema agroforestal Nogal cafetero (Cordia alliodora), Cacao (Theobroma cacao

L) y Plátano (Musa sp.), inicia con un gran cantidad de biomasa total y biomasa seca,

así como de carbono almacenado por efecto del cultivo del plátano principalmente,

quien en los primeros dos años de establecimiento del sistema, aporta el 96,05% y

79,62% de la biomasa total y el 88,35% y 55% de la biomasa seca.

Debido a las labores culturales de cosecha y deshije, se reduce la densidad de plantas

de plátano por hectárea con el objetivo de favorecer el desarrollo de los arbustos de

cacao. Esto trae como consecuencia, la reducción en la cantidad de biomasa total del

sistema agroforestal en conjunto, que a partir del segundo año y hasta el cuarto

disminuyen en un 27,61%, 47,69% y 48,67% con respecto al primer año. Desde el

quinto año en adelante, la cantidad de biomasa total empieza a aumentar por la

incidencia de la biomasa aportada por el nogal cafetero y el cacao.

La biomasa seca y el carbono fijado disminuyen solo hasta el segundo año, puesto que

del tercero en adelante empieza a aumentar vertiginosamente. En el segundo, la

biomasa seca se reduce en un 3,45% con respecto al primero.


97

La explicación de porque en el cuarto año la biomasa total sigue disminuyendo,

mientras la biomasa seca empieza a aumentar, radica en el hecho de que los tres

componentes del sistema presentan diferentes contenidos de humedad. Al reducirse el

número de plantas de plátano por hectárea, disminuye una considerable cantidad de

biomasa total que fundamentalmente esta constituida en un 80% por agua, a

diferencia del nogal cafetero y el cacao cuyos contenidos de humedad son

aproximadamente del 58% y el 63% respectivamente.

ESTIMACION DE BIOMASA TOTAL, BIOMASA SECA Y CARBONO FIJADO POR EL SISTEMA AGROFORESTAL NOGAL CAFETERO - CACAO - PLATANO PARA UN

PERIODO DE 15 AÑOS

050

100150200250300350

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

AÑOS

TON

ELA

DA

S

BIOMASA TOTAL

BIOMASA SECA

CARBONO FIJADO

Figura 15. Estimación de biomasa total, biomasa seca y carbono fijado en el SAF

9.3.5 Generación de Necromasa del Sistema Agroforestal

Al término de un año, las parcelas de seguimiento de necromasa presentaron los

siguientes valores:

Cuadro 39. Necromasa generada por el sistema agroforestal

PARCELA PESO EN 500 m2 PESO EN UNA HECTAREA

5 AÑOS 2,60 Toneladas 52 Toneladas

10 AÑOS 2,02 Toneladas 40,4 Toneladas

13 AÑOS 1,79 Toneladas 35,8 Toneladas

PROMEDIO 2,13 Toneladas 42,6 Toneladas


Estos datos permiten inferir hasta cierto punto que la cantidad de necromasa generada

disminuye, conforme la edad del sistema agroforestal aumenta. Sin embargo, la

presente investigación adolece de los datos suficientes para corroborar dicha hipótesis.


98

Debido a la poca confiabilidad para realizar regresiones lineales con tan solo tres

valores; se ha preferido efectuar una ponderación de los mismos, lo cual facilita

estimar la cantidad de biomasa total y seca, así como el flujo de carbono que pierde el

SAF.

Tomando en consideración lo anteriormente dicho, se estableció que el sistema

agroforestal Nogal cafetero - Cacao - Plátano, pierde una cantidad promedio de

biomasa del orden de 42,6 toneladas anuales por hectárea.

La conversión de la necromasa total a necromasa seca, se obtuvo multiplicando el

mencionado valor por la relación peso seco/ peso húmedo promedio hallada en las

muestras de necromasa , el cual fue de 0,51 (lo que indica que el 49% del peso total

de la necromasa esta constituido por agua). Esto arroja un valor promedio para la

necromasa seca de 21,72 toneladas anuales por hectárea. Por consiguiente, el

valor promedio del flujo de carbono que el sistema agroforestal pierde es de 10,86

toneladas anuales por hectárea (correspondientes al 50% de la necromasa seca).

9.3.6 Tasa de Fijación de Carbono en el Sistema Agroforestal

La tasa de fijación de carbono para el sistema agroforestal fue calculada tomando en

consideración, los parámetros de manejo agrosilvicultural establecidos por la GRANJA

LUKER en donde los sombríos rentables son aprovechados en un turno de 15 años.

Se debe tener en cuenta, que para esta investigación, el año de establecimiento del

sistema agroforestal es denominado año 0; por lo tanto, al cumplirse el primer año, el

sistema agroforestal genera una determinada cantidad de carbono fijado, la cual ha

sido calculada en 0,72 TnC/ha/año. Como consecuencia de las prácticas de manejo

agrícolas (deshije y eliminación de las cepas de plátano), la cantidad de biomasa seca

se reduce en el segundo año y empieza a aumentar a partir del tercero. Sin embargo,

la cantidad de carbono se mantiene creciente puesto que como se explicó

anteriormente, no se cuantificó el carbono almacenado por el plátano.

Tomando como punto de partida el año 0 (0 TnC/Ha) y considerando un turno de

quince años (64,54 TnC/Ha), se estima la tasa de fijación de carbono en 4,30

TnC/Ha/año.


99

10 CONCLUSIONES • El sistema agroforestal nogal cafetero – cacao – plátano tiene un potencial de

fijación estimada de 64,54 toneladas de carbono por hectárea, al cumplirse el

ciclo de producción (15 años), por lo tanto, la tasa de fijación de carbono del

sistema agroforestal nogal cafetero – cacao – plátano es de 4,30

TnC/Ha/año.

• La cantidad estimada de carbono que Cordia alliodora podría fijar sería de 49,43

Tn/Ha al cumplirse los quince (15) años de producción establecidos por la GRANJA

LUKER, por lo tanto la tasa de fijación de carbono para esta especie es de 3,3

TnC/Ha/año. Por su parte, Theobroma cacao L fijaría una cantidad estimada de

carbono de 15,11 Tn/Ha, dando como resultado una tasa de fijación de 1

TnC/Ha/año.

• El sistema agroforestal nogal cafetero – cacao – plátano, integralmente generaría

447,07 toneladas de biomasa por hectárea al cabo de los quince años, de lo cual,

la productividad del SAF es de 29,8 Tn/Ha/año. La cantidad de biomasa verde total

calculada para cada uno de los componentes del sistema al final del turno (15

años) es de 227,13 Tn/Ha para el nogal cafetero y 72,34 Tn/Ha para el cacao. La

biomasa del plátano no presenta un efecto acumulativo, por lo que durante los

tres años de vida de la plantación, la biomasa total verde calculada para éste

componente es de 147,6 Tn/Ha. Teniendo en cuenta estos valores, la

productividad sería de 15,14 Tn/Ha/año para Cordia alliodora y 4,82 Tn/Ha/año

para Theobroma cacao L. La especie Musa paradisíaca., presenta una

productividad 9,84 Tn/Ha/año de biomasa considerando los 15 años de manejo

establecidos por la GRANJA LUKER, no obstante la productividad real del mismo

sería de 49,2 Tn/Ha/año teniendo en cuenta que la plantación de plátano

solamente tiene un período de vida de 3 años.


100

• Durante éste período de tiempo (15 años), el aporte de biomasa seca estimada

para cada uno de los componentes sería de 98,86 Tn/Ha para nogal cafetero;

31,21 Tn/Ha para cacao y 20,06 Tn/Ha para plátano; arrojando un aporte total de

150,13 toneladas de biomasa seca por hectárea para todo el SAF. La productividad

calculada sería de 6,56 Tn/Ha/año para nogal cafetero; 2,08 Tn/Ha/año para

cacao y 1,33 Tn/Ha/año para plátano. El sistema agroforestal nogal cafetero –

cacao – plátano presenta una productividad en términos de biomasa seca de 10

Tn/Ha/año.

• La cantidad de necromasa recolectada en las parcelas de seguimiento arrojaron los

siguientes resultados extrapolados a una (1) hectárea: parcela de 5 años, 52

toneladas; parcela de 10 años, 40.4 toneladas y parcela de 13 años, 35.8

toneladas. De lo anterior se infiere que la cantidad de necromasa disminuye,

conforme la edad del sistema aumenta, sin embargo, ésta apreciación no debe

tomarse de forma concluyente debido a que no se cuenta con suficientes datos.

Para efectos de ésta investigación se estimó un promedio de aporte de necromasa

a partir de los datos anteriormente reseñados, el cual aproximadamente es de

42,6 Tn/Ha/año. Esto representaría una pérdida potencial estimada de 10,86

toneladas anuales de carbono por hectárea, lo que equivaldría a una emisión

potencial de 39,85 Tn de CO2/Ha/año.

• Para calcular la cantidad de biomasa seca del plátano, se tuvo en cuenta el

contenido de húmedad de esta especie, el cual varia considerablemente

dependiendo de las condiciones de siembra y de sitio. En éste proyecto se

consideró un contenido de húmedad del 86,4%, y por ende, una cantidad de

biomasa seca por planta de 13,6%. Estos valores fueron tomados de la

investigación adelantada por el Programa de Investigaciones del Plátano de

CORPOICA – CRECED subregional Quindío, quienes estimaron estos datos en el

sistema agroforestal nogal cafetero - plátano. Considerando lo anterior, la cantidad

de carbono que puede fijar el plátano es de 3,06 Kg por planta. Sin embargo estos

valores solo pueden ser validos para ésta investigación o para aquellas que se

realicen asegurando tanto los mismos parámetros de siembra como las


101

condiciones de sitio. La especie Musa paradisíaca. podría fijar 10,03 TnC/Ha,

dentro del sistema agroforestal en mención, durante los tres años de

permanencia, sin embargo, esta cantidad de carbono no se tuvo en cuenta puesto

que debido al efímero ciclo vegetativo de plátano, éste biogeoelemento sería

liberado en el momento de la cosecha, por lo cual, no sería considerado un

sumidero de carbono efectivo y duradero.

• La densidad básica obtenida para Cordia alliodora fue de 0.42 Tn/m3, lo cual fue

coincidente con la relación peso seco/ peso húmedo que también arrojo una cifra

de 0.42 para esta especie. Theobroma cacao L obtuvo una densidad básica de

0.34 Tn/m3. De otro lado, las estructuras no leñosas como las hojas y ramas

pequeñas presentaron una relación peso seco/ peso húmedo de 0.68 para el nogal

cafetero y 0.6 para el cacao.

• El Factor de Expansión de Biomasa (FEB) obtenido para Cordia alliodora fue

1.44, lo cual indica que el 70% de la biomasa aérea de ésta especie se ubica en el

fuste mientras que el 30% restante corresponde a las ramas y hojas. En

Theobroma cacao L, se halló un FEB de 3 de lo cual se infiere que el 33,33% de

la biomasa aérea se localiza en el fuste y el restante 66.66% pertenece a ramas y

hojas.

• En el sistema agroforestal nogal cafetero – cacao – plátano, la fracción de carbono

presente en la materia orgánica de origen vegetal, corresponde aproximadamente

al 50% de su peso seco, independientemente del tipo de planta, lo cual es

concordante con lo reportado en la literatura. Por otro lado, el suelo evaluado

presentó altos contenidos de carbono (11% en promedio por volúmen), debido

probablemente a los altos contenidos de materia orgánica que son el producto de

las nuevas prácticas de manejo implementadas por la GRANJA LUKER. Por esta

razón, la biomasa muerta del sistema agroforestal, no es eliminada, lo cual

favorece un mayor ciclaje de bioelementos entre la vegetación y el suelo.


102

• No se encontraron diferencias significativas en cuanto a contenido de carbono a

nivel de edades, especies y compartimientos. Solamente se hallaron diferencias

poco relevantes a nivel de las estructuras, las cuales, únicamente fueron

identificadas en las hojas de nogal cafetero y cacao de la parcela de cinco. En el

caso del suelo, se encontraron diferencias significativas a nivel de especies (nogal

cafetero, cacao y plátano), posiblemente debido a la mayor acumulación de

necromasa en el área perimetral del nogal cafetero con respecto al cacao, puesto

que éste último es sometido periódicamente a procesos de “solarización” del suelo

que consiste básicamente en la limpieza de la hojarasca presente en el terreno.

• Los diferentes modelos alométricos desarrollados fueron biológicamente

coherentes. Las ecuaciones de crecimiento que mejor se adecuaron tanto para

nogal cafetero como para cacao, fueron de tipo exponencial, tal y como lo indican

diferentes investigaciones sobre el tema. Para estimar la biomasa y el carbono

fijado, los modelos que mejor ajustaron los datos fueron de tipo cuadrático,

presentando altos coeficientes de determinación ajustados (0.96 para biomasa

total, biomasa seca y carbono fijado) y valores altamente significativos (valores

por debajo de 0.0001).


103

11 RECOMENDACIONES

• Aunque ésta investigación arrojó un alto nivel de confiabilidad con el tamaño de

muestra empleado, para futuros estudios de biomasa se recomienda utilizar una

muestra mínima de treinta (30) individuos por cada componente analizado. Brown

(1997), manifiesta que en los inventarios de biomasa es necesario que existan por

lo menos tres (3) árboles por cada clase diamétrica, cuando no se disponen de

muchos recursos.

• Es necesario a futuro, efectuar estudios de biomasa subterránea que permitan dar

una clara idea de la cantidad potencial que pueden generar los sistemas

radiculares de las tres especies evaluadas, puesto que las proporciones raiz/fuste

empleadas en esta investigación pueden no ser las mas adecuadas debido a que

corresponden a investigaciones realizadas en especies pertenecientes a otras

latitudes, las cuales condicionan su crecimiento (aéreo y subterráneo) tanto a las

características propias de estas zonas como a su dinámica particular y su relación

con el entorno.

• Se recomienda unificar criterios en torno a la densidad básica de Cordia

alliodora, puesto que las investigaciones efectuadas en diferentes partes

(principalmente en el trópico Americano), manejan un valor en particular, lo cual

impide llevar a cabo una efectiva homologación de conceptos en cuanto al

potencial de fijación de carbono de esta especie.

• Es fundamental realizar un estudio del potencial de fijación del compartimiento

suelo, puesto que en la presente investigación se adoleció de ello. Se debe tener

en cuenta que el suelo interacciona dinámicamente con las plantas y por lo tanto,

el flujo de bioelementos, entre ellos el carbono es considerable.

• Se debe propender por generar modelos alométricos sobre la dinámica de

generación de necromasa. El presente proyecto no contó con los datos suficientes

para llevar a cabo dicho estudio, por lo tanto, en investigaciones venideras se


104

debe evaluar el aporte de necromasa a partir de las crono-secuencias de

muestreos en vegetación de diferentes edades. Lo anterior permitirá establecer la

pérdida potencial de carbono que sufre el sistema agroforestal en un determinado

período de tiempo.

• Los modelos alométricos diseñados en este proyecto, solamente son válidos para

estimar la biomasa y el carbono potencial por el sistema agroforestal evaluado

(nogal cafetero – cacao – plátano), bajo los parámetros de manejo empleados por

la GRANJA LUKER y las condiciones presentes en el área de estudio. La

replicabilidad de los mismos esta condicionada a mantener en lo posible las

características propias encontradas en el lugar analizado. No obstante, constituyen

un buen punto de referencia para estimar valores de biomasa generada y carbono

fijado en sitios donde se implemente este sistema, los cuales deben ser

corroborados o ajustados con estudios de biomasa en campo para garantizar su

veracidad. Se debe hacer hincapié en que estos modelos no pueden ser utilizados

en otros sistemas agroforestales que presenten componentes similares (Ej. café -

nogal cafetero ó cacao – cedro), para ello será indispensable efectuar estudios de

biomasa propios.


105

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ESTIMACION DE LA TASA DE FIJACION DE CARBONO … · (Theobroma cacao L) – PLATANO (Musa...

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