Los Suelos y el Ciclo del Carbono

El suelo es el mayor reservorio de carbono de la biosfera. De hecho almacena más carbono en forma de materia orgánica que la biosfera y la atmósfera conjuntamente.

 

Los flujos entre el carbono orgánico del suelo y la atmósfera son de gran magnitud, aunque  pueden ser positivos bajo la forma de secuestro o negativos como emisión de CO2.

El almacenamiento de Contenido de materia orgánica de los suelos (COS) es controlado por el balance entre insumos de la biomasa vegetal (pero también de la animal, aunque en mucha menor medida) y los retornos a la atmósfera (CO2, metano, etc.), vía descomposición de la materia orgánica.

 

Debemos reseñar dos aspectos que no suelen tenerse en cuenta cuando se estima el COS. En primer lugar, lo poco que aún se conoce sobre las tasas de secuestro de carbono inorgánico (mayoritariamente en forma de carbonatos, como la caliza), si bien, como señalan las cifras, las cantidades no son nada despreciables. Resulta lamentable, en consecuencia, que las investigaciones al respecto sean muy escasas. Del mismo modo, la mayor parte de las investigaciones y cuantificaciones actuales tan solo conciernen a los horizontes superficiales del perfil edáfico, por lo que raramente se alcanza un metro, y menos aun los dos metros, que es el espesor requerido para la clasificación de los suelos según FAO y la USDA Soil Taxomomy respectivamente. Tal es el caso, del macroproyecto realizado en Europa con vistas a la monitorización de los suelos forestales, cuyas estimas no se circunscriben a los 50 cm. superficiales.  ¿Qué pasaría si estimáramos el contenido a tres metros? ¿Y a cuatro? Ya lo veremos en otro post.

 

Cuando se realiza una reforestación tan solo una pequeña parte de la materia orgánica del suelo se almacena en el suelo, por ejemplo el 10% en Europa Central. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la acumulación de biomasa en la parte aérea del ecosistema (foresta) tiende a ralentizarse con el crecimiento del arbolado, por lo que, a largo plazo, queda compensada por la respiración hasta alcanzar un balance nulo.

 

Del mismo modo, no toda la materia orgánica del suelo tiene la misma tasa de residencia (permanencia en el suelo antes de retornar a la atmósfera o exportarse como anhídrido carbónico disuelto en el agua drenada). Así, por ejemplo, tal residencia para el carbono albergado la hojarasca (horizontes orgánicos forestales) es muy baja, siendo en su mayor parte devuelta a la atmósfera en tres años en los ecosistemas boreales y tropicales y 8 en los templados. Por tanto, lo que interesa es acumular materia orgánica humificada y estrechamente unida a la fracción mineral en los complejos órgano-minerales a los que hemos denominado agregados del suelo. Algunas de tales fracciones tienen tasas de residencia que superan los mil años. Dicho de oro modo, no solo es cuestión de cantidad, sino de calidad.

 

La residencia depende también de la composición granulométrica y mineralógica del suelo. Por ejemplo, la cantidad y calidad de arcilla presentes en el suelo son de gran importancia, siendo los suelos arenosos poco aptos, como en los que abundan las arcillas caoliníticas, por cuanto estas últimas tienen escasa capacidad con vistas a fijar nutrientes.     

 

Históricamente la cantidad de carbono en los suelos ha ido decreciendo, conforme a la deforestación a aumentado con vistas a su puesta en cultivo, o reconversión en pastos y prados. Houghton, en 1995, estimó que las emisiones correspondientes al cambio de uso de la tierra –deforestación- e incremento del pastoreo y de las tierras cultivadas- fueron cerca de 140 Pg entre 1850 y 1990 (de 0.4 Pg/año en 1850 a 1.7 Pg/año en 1990), con una liberación neta hacia la atmósfera de 25 Pg de carbono. De acuerdo con IPCC (2000), la pérdida histórica en los suelos agrícolas fue de 50 Pg de carbono en el último medio siglo, lo cual representa un tercio de la pérdida total del suelo y la vegetación. Empero actualmente esta tendencia puede ser revertida o acrecentarse en función de las prácticas agrosilvopastorales imperantes en los países. Así por ejemplo, en España, el abandono de extensas zonas agrícolas (debido a su escaso rendimiento) ha dado lugar a su transformación natural en matorrales y bosques debe haber favorecido el secuestro de carbono atmosférico. Así mismo, la conversión de considerables áreas con agricultura tradicional en otras de tipo orgánico, también puede considerarse beneficiosa en los mismos términos.  Por el contrario, el sellado del suelo como consecuencia de la expansión de las zonas urbanas e infraestructuras repercute muy negativamente sobre el carbono almacenado. De llevarse a cabo una nueva reconversión de áreas abandonadas en cultivos para biocombustible, incrementarán las misiones de carbono a la atmósfera. En muchos países hay que balancear tales ganancias y pérdidas con vistas a conocer las tendencias actuales.

En climas templados, insumos y retornos incrementan conforme lo hace la temperatura (media anual), aunque los últimos parecen ser mayores que los primeros. Por su parte, como todos sabemos, al escasear las precipitaciones (ambientes subhúmedos, semiáridos y áridos) se genera un estrés hídrico que ralentiza, por término general la producción de biomasa. Sin embargo, existen otras variables, esta vez del suelo, que condicionan el almacenamiento potencial de COS. En especial el contenido de arcilla de un suelo, o de un horizonte de este, resulta ser de vital importancia. La arcilla (y en especial determinados tipos de ésta, como las montmorillonitas) estabiliza la materia orgánica, evitando su rápida descomposición. A sí se forman graso modo, los agregados del suelo, como hemos visto en varios post anteriores [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. 9, 10, 11, 12]. Como era de esperar, los escasos estudios rigurosos realizados sobre el tema, los patrones regionales de COS se encuentran pues positivamente relacionados con la precipitación media anual y el contenido de arcilla, pero negativamente con la temperatura media anual (aserto también testado en los pastizales y formaciones de matorral de Latinoamérica).  Lo que no parece estar tan claro es si tales asociaciones se mantienen o modifican en los horizontes profundos del suelo, debido a la falta de estudios previamente mencionados.

 

Durante milenios, el desarrollo y extensión de la agricultura fue la principal causa del incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera. Especialmente cuando se hizo extensivo el arada romano.

 

Sin embargo, con el advenimiento del desarrollo industrial, en el siglo XIX, se generó un salto cuantitativo y cualitativo sin precedentes. Desde entonces, las mayores contribuciones comenzaron a provenir de la combustión de los combustibles fósiles por parte de la industria y el transporte (6,5 Pg/año). Empero la puesta en cultivo de zonas vírgenes siguió su proceso silenciosamente. Podría señalarse, sin temor a equivocarse, que las concentraciones de carbono en la atmósfera desde el origen de la humanidad, son un indicador del desarrollo social en su sentido más amplio, tal como se entiende hoy. Más aún  el crecimiento demográfico y la desorganización social de las culturas aborígenes de los países subdesarrollados han generado el proceso equívocamente denominado desertificación, que ha disminuido más aún las reservas de carbono en los suelos terrestres.

 

Resulta digno constatar que, mientras la deforestación de muchas áreas tropicales produce emisiones de carbono estimadas en 1,5 Pg/año (según se señala en el mencionado enlace de la FAO), al mismo tiempo se produce una acumulación en los ecosistemas terrestres de 1,8 a 2 Pg/año. Esto representa lo que es conocido como el carbono faltante en el ciclo: un sumidero que podría estar situado principalmente en las áreas más septentrionales del hemisferio norte, según señalo Schindler en 1999.

 

Los principales factores que actúan sobre la evolución de la materia orgánica conciernen a la vegetación -ingreso de residuos, composición de las plantas-, los factores climáticos -condiciones de temperatura y humedad- y las propiedades del suelo -textura, contenido y mineralogía de la arcilla y acidez, preferentemente. Otros factores relacionados con la fertilización del suelo (N, P o S), o con el riego, tienen efecto sobre la producción de las plantas, y por lo tanto sobre el contenido de materia orgánica de los suelos en los agroecosistemas terrestres. No debemos olvidar tampoco la creciente extensión de la agricultura orgánica y afines.  

 

En el contexto de la búsqueda de medidas contra el calentamiento global y del Protocolo de Kyoto, sigue mentando el mencionado informe de la FAO: “un punto importante consiste en cómo generar en los suelos agrícolas de todo el mundo un sumidero de carbono bien cuantificado. Tal captura de carbono es relevante para los artículos 3.3 y 3.4 del Protocolo y también tendrá efectos positivos adicionales para la agricultura, el ambiente y la biodiversidad”. Empero las iniciativas puestas en marcha por la propia FAO, UE y otros gobiernos e instituciones, con vistas al cultivo de combustibles pueden poner en riesgo la eficacia de muchas medidas propuestas por el IPCC.

 

Finalmente, y para terminar, esta nota cabe enfatizar que, las medidas encaminadas a incrementar el secuestro de carbono de la atmósfera por los suelos, con vistas a incrementar sus cantidades en el compartimiento edafosférico, simplemente deben servir para restaurar un capital dilapidado durante milenios. Como ya hemos mentado, la materia orgánica del suelo fomenta la biodiversidad y actividad del suelo, mejora sus propiedades físicas, actúa de tampón contra la contaminación y frene los riesgos erosivos. Pero como acertadamente ha señalado Salvador González Carcedo, en algunas de sus contribuciones, no se trata tan solo de cantidad, sino de calidad. Debemos aumentar esencialmente las fracciones orgánicas de más difícil mineralización o más resistentes a la degradación.

 

Juan José Ibáñez

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Comentarios

Me ha quedado siempre muy claro la influencia que el cambio climático tiene sobre el suelo pero, ¿Como influye el suelo en este cambio?. Gracias

Si miras los últimos mensajes en esta weblog, comprobarás que estamos comenzando a entrar al tema en profundidad. Tardaremos dos o tres semanas pero saldrán 1o contribuciones. Las fotos y Gráficos las podremos en la Galeria de Biología y Ecología del Suelo en Breve.

El suelo almcena varias veces más de CO2 que la atmosfera y la biomasa, por lo que su cultivo (con la consiguiente pérdida de materia orgánica incrementa mucho el CO2 de la Atmósfera). Y viceversa si se incrementa la materia orgánica por el abandono de cultivos o agricultura orgánica, desciende el CO2 de la atmosfera (secuestro de carbono) y palía el efecto de invernadero.

Ya lo irás viendo

Cordial saludo

Juanjo Ibáñez

MMMMMUUUUUUUUUUYYYYYYYYYYYY BUENO

Seria muy bueno que escribiera un articulo sobre como aumentar la biologia en el suelo.

hola

que se enfoque que es por la causa antropica del hombre lo que va causando mayor presipitacion a la tierra formandose el efecto invernadero

PRIMERO QUE TODO SALUDO TAMBIEN LO FELICITO PERO DEBERIA ENFOCARSE QUE ES LA ACCION ANTROPICA ES LA QUE CAUSA EL EFECTO INVERNADERO

Hola,

Juanjo y colaboradores, ¿pensais que un aumento en materia orgánica en suelos calcáreos puede llevar a cierta ‘movilización’ de carbono inorgánico?

Me explico, incrementar la M.O. en suelos calcáreos disminuirá el pH con mucha probabilidad… ¿Es posible que esta práctica tan aparentemente saludable (incrementar la M.O.) pueda modificar el equilibrio del carbono inorgánico (carbonatos y bicarb.)?

Si fuese así, ojo, porque en suelos calcáreos tenemos hasta 50-60% de carbonatos en el suelo, y eso es mucho carbono que se podría considerar casi fosil.

¿tiene alguien una respuesta científica?

Un saludo, y gracias por este weblog

… antes no solo me refería al pH tras adicionar M.O….

También quería referirme a si un incremento en vegetación en suelos semi-áridos calcáreos, puede llevar a una mayor humedad edáfica, más M.O., más CO2 en la disolución edáfica… ¿sabeis si alguien ha hecho números con las cinéticas de equilibrio de bicarbonatos, etc…?

Es que siempre he tenido la duda de si ese cambio en ese tipo de ambientes puede llegar a afectar a las tremendas cantidades de carbonatos ‘aparentemente’ "estables" en los suelos calcáreos, y volverlos ‘inestables’.

Un saludo, y gracias!

Caminante,

Pregunta interesante que no me atrivo (la primera) a contestarte sin un estudio serio del tema. Salvador es una parsona más conocimientos para ello. Si me conoces sabrás que abandoné la bioquímica hace más de 20 años. De química más bien poco. Entiendo (pero no afirmo) que en un ambiente muy carbonatado el efecto de la MO sobre el pH puede ser insignificante y lo disuleto volvería a precipitar. Por lo que no creo en una emisón de CO2 de procedencia inrogánica hacia la atmósfera.

Por la misms razones no creo que la reforestación generaingún aumento de emisiones y sí un secuestro si (y esto es importante) se hace con especies con buenos sistemas radiculares, que finalmente son las que fijan el carbono en profundidad en horizontes subsuperficiales con arcilla, por lo que aumenta la tasa media de residencia del carbono almacenado. Aun no me he puesto a editar los post sobre sistemas radiculares (como ahora lo estoy haciendo con el carbono y queda uno por colgar). Por los datos que tengo podría muy bien ocurrir que fueran los matorrales, más que las esoecies forestales las más idóneas para el secuestro de carbono. Ya lo iremos colgando.

Enrique Barahona sí que sabe mucho más que yo sobre esos temas y desarrollo un modelo de simulación sobre fijación de carbono en forma de carbonatos en ambientes semiáridos.

Espero que te sirviera de ayuda.

Juanjo Ibáñez

Estimado Caminante:

Por un lado siento contestar de esta forma tan intermitente. Juanjo saba las razones que no deseo hacer públicas.

Voy a exponer algunos puntos de reflexión. En primer lugar, el pH es un valor (exponencial) del contenido en protones que tiene la solución del suelo… Luego es una consecuencia de reacciones químicas y actividades biológicas que se desarrollan en la solución, y en las interfases Matriz – solución y solución superficie – biológica.

Una aplicación de materia orgánica podrá tener un impacto temporal, segun la naturaleza de la NECROMASA aplicada y de las condiciones de preparación de la misma. Así un lodo de Depuradora que esté estabilizado con cal apagadada, aportará calcio suficiente para generar una neutralización directa inmediata sobre la acidez, pero a posteriori, la liberación de los iones floculantes presentes, y su evolución edáfica, generarán acidez suficiente para neutralizar el efecto nuetralizante que pudiera haber generado el Ca.

Con respecto a la acción biológica sobre la materia orgánica aportada, los microorganismos, generarán tasas muy elevadas de CO2 en la misma medida en que la la MO aportada sea degradable y los conjuntos biológivos mineralicen más. Rocordar, como decía en otro posit, que el CO2 aparece en la solución de la espermosfera en cantidades equivalentes a la captura de NO3 y este a su vez dependerá de la capacidad mineralizante (formación de NH4) de compuestos nitrogenados que tenga el suelo y del O2 disponible que facilite el paso de NH4 a NO3.

Todo ello coopera que en la espermosfera o en la rizosfera (como más le guste) las tasas de C mineralizado en solución sea muy elevado.

Su precipitación dependerá a) de la disponibilidad de elementos di o trivalentes para formar carbonatos insolubles, b) de la capacidad de las bacterias del suelo para formar minerales carbonatados. El descenso de la concentración de HCO3 dependerá de la movilidad de la solución acuosa en el seno del suelo (ascendente o descendente) y su posibilidad de sufrir pérdidas hacia las capas freáticas. El descenso de la concentración de CO2 dependerá de la capacidad de flujo de esta gas en el seno de cada suelo (por difusión o por convección) y ello dependerá del espacio poral del que hablemos y será consecuencia del tipo de estructura (textural o agregacional) de que estemos hablando.

Siento mucho contestarle tan rápida y condensadamente, pero no tengo la paciencia de hacerlo mas reposadamente.

Así hago honor a la confianza que Juanjo deposita en mi persona.

Estoy habierto a discusión.

Saludos Salvador

En todo caso dudo mucho de una reversión masiva

Creo que para intentar explicar lo que yo pienso en más sencillo… sólo hay que mirar perfiles de suelos, y las características climáticas (una climosecuencia por ej.):

¿donde tenemos a los suelos descarbonatados?

pues donde hay más humedad efectiva (porque llueve más, o no se evapora mucho por sombra), y donde hay más actividad biológica.

Alguien me podrá decir que el carbonato se lava y se va para formar un horizonte Bk o Ck (petrocálcico; igual me he equivocado, hace tiempo que no releo los horizontes).

Pero ¿todo el que se lava precipita?

Yo creo que además parte irá a la atmósfera sbre todo si el pH ya no es tan bajo como era antes de reforestar. Quizás debía haber explicado antes que mi reflexión era sobre suelos calcáreos.

Efectivamente el pH es un logaritmo, por tanto, son muchos protones. Quizás mientras haya bastante calcio, se podrá amortiguar bastante el cambio de pH. Pero también es posible que en suelo donde hemos reforestado gran parte del calcio ya no esté en la solución del suelo ya que estará ‘inmovilizado’ por plantas y microorg.

Por otra parte, lo fijado como M.O. será mucho, pero llegará un momento que ya no se podrá incrementar más. A poco que lo otro ‘se mueva’ ya habrá que tener cuidadín con las cuentas.

No sé, quizás estoy un poco empanao y no termino de verlo claro… Lo cierto es que nunca vi unos números claros que me lo demuestren (cierto es que tampoco los he buscado con la profundidad suficiente).

Pensé que aquí alguien lo tendría muy claro.

Bueno, perdonad mi pesadez y mis reflexiones posiblemente erróneas.

Mil gracias a todos por las respuestas.

Saludos!

…si alguien me presta un masas y carbonato marcado… jejeje

No es un tema por desgracia bien estudiado, que yo sepa. Más bien diría que poco. Sin embargo insisto que Enrique Barahona de Granada es la persona que mejor podría informarte. Yo he buscado y no he encontrado nada.No digo que no existe algo de literatura pero no la encontré tras varias búsquedas

Lo lamento

Un saludo

Juanjo Ibáñez

Mil gracias Juanjo,

En tener algo de tiempo (cosa difícil), intentaré contactar con Enrique Barahona, a ver que opina él.

Gracias de nuevo.

Un saludo

Juanjo tengo un minifundio derivado de caliche (lodos marinos), donde he observado que el Calcio además de ser un neutralizador de actividades químicas, es un limitante fuerte para el desarrollo de muchas especies vegetales. Además tiene un gran efecto amortiguado o buffer y por lo tanto es muy dificil alterar su pH. Por otra parte para que tenga una idea nuestro amigo QUE PASABA POR AQUI, cuando determinamos textura del suelo al tacto, descubrimos que esos suelos cuyo color oscuro era promesa de un alto contenido de materia orgánica, era pura pintura. Así es con el amasado del suelo se transforma el color en un gris claro. Obvio recordarte que por ejemplo las aplicaciones de fosfatos se ven limitadas por la formación fosfato tricálcico, insoluble.

Eso si, puedo cosechar unos mangos, guanábanas y chicozapotes que parecen de miel.

Gracias por la información como te comenté la agronomía no es muy fuerte y la fertilidad de suelos por tanto tampoco. Hace falta más personal para poder responmder también a todos. Yo tengo que hacer investigación y esto me ocupa mucho tiempo. Comencé a las 10 de la mañana y aquí son las 0.45 y no he cenado.

UFFF. Todo el mundo pide pero no se da cuenta de que tengo que trabajar y que soy humano.

Saludos voy a hacerme la cena.

Juanjo

todo lorelacionado con suelos inundados y calcareos si es posible enviarlo de inmediato gracias

Debido a que muchos de vosotros entráis a buscar esta información mediante un motor de búsqueda, y no os detenéis a inspeccionar todo el contenido que hemos publicado, demandáis información que ya está colgada, así como fotos y gráficos, una y otra vez. Una Weblog o bitácora, no es un curso “on-line”, ni una Pagina Web, ni un Foro de Discusión. Por favor, buscar en la enciclopedia libre Wikipedia en qué consiste una weblog. Para poder ver todo el contenido, es mejor entrar por la página principal. El título del blog es " Un Universo invisible bajo nuestros pies: Los suelos y la vida". La dirección Web para poder verlo es: http://weblogs.madrimasd.org/universo/. En el lado izquierdo (correr con el ratón) tras los apartados “Últimos Comentarios” (los vuestros) y “Archivos” (artículos ordenados por fechas de edición), aparece otro denominado “Categorías”. Mirar las que son de vuestro interés y pinchar. Se despliegan todos los títulos de los artículos publicados hasta la fecha sobre el tema en cuestión. Pinchando sobre el título se despliega el artículo entero. Tras el apartado “Categoría”, aparece otro denominado “Galerías”. Allí se encuentra el material grafico, agrupado por temas. Veréis las miniaturas de las fotos, tablas y gráficos. Pinchando sobre ellas se despliega la imagen original, mucho más claramente que si la pusiéramos directamente en el artículo. Podéis bajároslas y ver el original. Si la imagen es muy grande, en principio, veréis la pantalla en blanco. No os preocupéis. Bajar con el cursor del ratón y al final podréis una imagen muy clara. Debajo aparece el vocablo “volver” que es devuelve a la pantalla con las fotos en miniatura. Os rogamos sigáis las instrucciones. No podemos estar decenas de veces al día dando la misma información.

POR LO QUE VEO HAY MUCHOS COMENTARIOS YLOS FELICITO YA QUE SU INFORMACION ES VALIOSA.

cambie las respuesta

por favor,

contestadme a esta pregunta:

–¿Que seres vivos intervienen en el ciclo del carbono?—

contestame antes del dia 15-4-2007

Todos "Tu"

hola necesito un dibujo bonito y que se entienda y un resumen que valga la pena

el ciclo del carbono es muy importante para nosotros

me gusto pero nescesito algo corto y bonito jejejejej para mi tarea no encuentro nada ni imajenes nadaaaaa y me aburro me desespero no poder encontrar nada asi ke pliss pongan algo mejor si kereis?

biie

AvRiL lAvIgNe

me gusta :S– pero yo necesito un grafico qe con un pequeño epigrafe .,, para poder hacer mi trabajo0 xD.. JEJ,, mañana metoman prubaa,, jeje.,. y lo ecesito pero bueno no impòrta,, seguro qew a alguien esto le va a servir! adioss!.. y buena suerte

esta chido

hola esta chido e pero plis pongan imajenes jaja es para mi tarea

si alguuien encuentra el dibujo o grafico del ciclo organico digame en que pagina por favorr que lo necesito para un tp! por dios

si no me llevo la materia :S

graciass!

no encontre dibujo del ciclo del agua sera que me pueden ayudar gracias muy amables

[...] Los Suelos y el Ciclo del Carbono [...]

es muy chiro q sepamos todo esto xq
asi aprendemos algo

(requerido)

(requerido)


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