Restauración forestal y almacenamiento de carbono en el trópico húmedo (zona caribe de Costa Rica)

Resumen

El calentamiento global causado por la concentración de gases de efecto invernadero está provocando graves daños a la humanidad y está aceptado científicamente como uno de los problemas prioritarios a solventar. La remoción de CO2 por medio de la vegetación es una forma de mitigar el calentamiento global. Para cumplir este objetivo, dos de las principales barreras identificadas son la falta de métricas y de desarrollo de investigación con experiencias replicables de campo. El objetivo principal de esta investigación es comparar la capacidad de almacenamiento de carbono de la regeneración natural del bosque y de las plantaciones forestales en la zona Caribe de Costa Rica. Los objetivos específicos son 1) construir modelos basados en relaciones alométricas para estimar la biomasa del árbol en plantaciones de Hieronyma alchorneoides y de Vochysia guatemalensis y para un grupo de 35 especies características del bosque secundario; 2) estimar la cantidad de biomasa acumulada y carbono almacenado en plantaciones forestales de las dos especies nativas antes citadas y de la restauración pasiva, así como su distribución en los distintos compartimentos (árbol, hierba, necromasa y suelo); 3) documentar los cambios de cobertura del suelo durante los últimos veinte años en la región estudiada; y 4) estimar el balance financiero de distintos escenarios de restauración forestal. Para desarrollar los objetivos 1 y 2 se evaluaron 58 y 54 parcelas en plantaciones forestales de Hieronyma alchorneoides y de Vochysia guatemalensis, respectivamente, con edades entre 0,5 y 16 años, y 48 parcelas en bosques secundarios de 3 a 20 años. Para cuantificar la biomasa aérea de los árboles de las plantaciones se utilizó un muestreo destructivo del árbol de diámetro promedio. En los bosques secundarios, se extrajo el árbol de diámetro promedio de cada clase diamétrica de 5 cm de intervalo correspondiente a la especie de mayor índice de valor de importancia. La biomasa radical fue estimada mediante la extracción del sistema radicular de los árboles promedio seleccionados. Para todos los componentes de la biomasa se obtuvo su contenido de materia seca y la fracción de carbono. El carbono orgánico almacenado en el suelo se cuantificó hasta 30 cm de profundidad. Para el objetivo 3, se documentaron los cambios en el paisaje a través de una clasificación supervisada de imágenes Landsat TM para el periodo de 1986 al 2006, y se cuantificaron las áreas prioritarias para restauración forestal. Para el objetivo 4, se realizó un balance financiero que incluye los costos de la restauración forestal y los ingresos por captura de carbono y producción de madera. La fracción de carbono en los distintos compartimentos de la biomasa en plantaciones y bosque secundario varió entre el 38,5 y el 50,3% y el contenido promedio de carbono en el suelo fue de 4,01 a 4,4%. Los modelos alométricos seleccionados para estimar la biomasa por componente del árbol y para el árbol completo tuvieron un R2aj superior al 83 %. Los modelos para estimar la biomasa total y el carbono de la biomasa en función del área basal en plantaciones y bosques secundarios tuvieron una capacidad de predicción superior al 94,5%. La capacidad de secuestro de carbono fue superior en las plantaciones forestales que en los bosques secundarios. En las primeras, el carbono acumulado en la biomasa aumentó con la edad de la plantación, con unos incrementos medios anuales de 7,07 y 5,26 Mg ha-1 año-1 y de 1,66 y 1,27 Mg ha-1 año-1 en el suelo para V. guatemalensis e H. alchorneoides, respectivamente. La proporción de carbono total almacenada en el suelo promedió 62,15 y 71,46% en las plantaciones de V. guatemalensis e H. alchorneoides, respectivamente. El carbono total almacenado en las plantaciones promedio fue de 153,9 Mg ha-1 en las distintas plantaciones. En los bosques secundarios, la edad estuvo correlacionada con la densidad de individuos, el área basal y la biomasa total. La biomasa promedio fue de 77,85 Mg ha-1 y los incrementos medios anuales de carbono en la biomasa de 4,18 Mg ha-1 año-1. El incremento medio anual de carbono en el suelo fue de 1,09 Mg ha-1, y el del carbono total del bosque de 5,27 Mg ha-1, almacenándose hasta 180,4 Mg C ha-1 en los bosques de 20 años. En las plantaciones forestales y en los bosques regenerados naturalmente, en promedio el 66,4% de la biomasa se encontró en las partes aéreas del árbol y el 16,4% en las raíces estructurales. La clasificación de usos del suelo demostró que la política ambiental de Costa Rica ha permitido que la extensión del bosque se mantuviera durante el periodo de observación. No obstante, se estimó que existe un potencial de restauración forestal de 251.472,1 ha, de las cuales 45.923,2 ha fueron clasificadas como de prioridad crítica ó máxima. La inversión e ingresos asociados a la restauración forestal determinó un costo de establecimiento y manejo de plantaciones de V. guatemalensis de 4.141 US$ ha-1, y de 4.989,5 US$ ha-1 en plantaciones de H. alchorneoides. Los ingresos por venta de madera, aproximadamente a los 15 años, son superiores a 18.000 US$ ha-1 y por certificados de carbono a 2.400 US$ ha-1 en el mismo periodo. Para un horizonte de 15 años, sin considerar el costo de oportunidad de la tierra, la inversión en una plantación forestal de V. guatemalensis posee una tasa interna de retorno entre 14 y 19% para escenarios de rentabilidad intermedia. En plantaciones de H. alchorneoides la rentabilidad es unos 4 puntos inferior en ciclo de rotación de 20 años. El bosque secundario no es una actividad financieramente interesante para el propietario de la tierra porque los costos asociados a la tenencia de la tierra son altos comparados con sus ingresos y además es una actividad a muy largo plazo con un flujo de caja donde los costos se distribuyen anualmente y los ingresos se acumulan al final del periodo de evaluación.