Análisis espacial y temporal del efecto de las plantaciones de <i>Eucalyptus grandis</i> en el carbono del suelo y de la biomasa en Entre Ríos y SE de Corrientes, Argentina

Abstract

El establecimiento de plantaciones forestales es presentado como una herramienta viable para mitigar los efectos del cambio climático a partir de su capacidad de secuestro de carbono (C). En ese contexto, existe cierto consenso que el reemplazo de pastizales por plantaciones forestales implica un aumento en el almacenaje de C derivado del incremento de la biomasa durante el crecimiento. Sin embargo, existen discrepancias sobre el efecto que tiene este reemplazo sobre el contenido de C del suelo y, por lo tanto, si el balance en el C total (suelo + biomasa) es positivo, negativo o neutro. Para abordar este concepto se evaluó el contenido y el almacenaje de C en pastizales y plantaciones en una de las principales cuencas forestales de Argentina: la cuenca de Eucalyptus grandis del E de la provincia Entre Ríos y del SE de Corrientes. En primer lugar, se describió la dinámica del contenido de C en suelo (COS) y biomasa (CB) con respecto a los pastizales reemplazados según diferentes clases de texturas de suelo. Para ello, se construyó una cronosecuencia de rodales de E. grandis establecidos en distintos suelos y de diferentes edades, número de rotaciones y métodos de repoblación (plantación, replantación y rebrote). En estos rodales se obtuvo el COS en dos profundidades (0-20 cm y 20-30 cm) y se muestreó la estructura forestal para estimar el CB. En los pastizales adyacentes a estas plantaciones, se obtuvo el COS para ambas profundidades como referencia del COS previo al reemplazo y el CB se estimó a partir de referencias bibliográficas. En los primeros 20 cm del suelo de plantaciones de E. grandis, el COS disminuye desde texturas más finas a más gruesas con 35,52 Mg/ha, 29,85 Mg/ha y 15,70 Mg/ha para las familias de textura franca fina, franca gruesa y arenosa, respectivamente. La tendencia decreciente se confirma de 20 a 30 cm con valores de 14,96 Mg/ha, 12,00 Mg/ha y 6,12 Mg/ha, para las mismas texturas. El COS de pastizales fue mayor que en las plantaciones y registran valores de 57,69 Mg/ha, 42,35 Mg/ha y 25,26 Mg/ha para suelos francos finos, gruesos y arenosos y también para la profundidad de 20 a 30 cm con valores de 23,80 Mg/ha, 14,41 Mg/ha, con excepción de los suelos arenosos con 7,09 Mg/ha. El establecimiento de plantaciones de E. grandis produjo la disminución del contenido de COS respecto a los pastizales reemplazados y este efecto fue más acentuado en suelos francos finos ( 44 %) que en suelos francos gruesos ( 35 %) y menos en arenosos ( 19 %). Las pérdidas del COS estuvieron asociadas al método de repoblación empleado. El efecto fue menor en rodales repoblados mediante rebrotes que en replantaciones, lo cual estuvo vinculado a las tareas de preparación de sitio que tienden a acelerar los procesos de aireación y descomposición en estrecha relación con la textura del suelo. La disminución del contenido de COS con respecto a los pastizales no produjo un descenso en el incremento medio anual de las plantaciones de E. grandis, lo cual puede estar asociado a que son otros los factores limitantes del rendimiento y, por lo tanto, enmascaran el efecto en la fertilidad que tienen el descenso del COS. El contenido de C total promedio (COS + CB) fue mayor en los rodales de E. grandis que en los pastizales (69,40 Mg/ha vs 63,15 Mg/ha). Sin embargo, se observaron diferencias para cada tipo de suelo y método de repoblación. En los suelos francos finos, los pastizales contienen un 23 % más de CT que los rodales de E. grandis (99,76 Mg/ha vs 76,71 Mg/ha). En cambio, en los suelos francos gruesos y arenosos, el CT de los rodales superan en un 8 % (68,47 Mg/ha vs 74,26 Mg/ha) y un 71 % a los pastizales (33,42 Mg/ha vs 57,02 Mg/ha), respectivamente. Complementariamente, las plantaciones de primer ciclo establecidas en suelos de textura franca gruesa y arenosa acumulan más CT con respecto a otros métodos de repoblación con valores de 101,92 Mg/ha y 92,11 Mg/ha, respectivamente. Este comportamiento estuvo relacionado con dos aspectos principales: una pérdida menor en el almacenaje de COS con respecto a los pastizales establecidos en esos suelos y una mayor capacidad de almacenaje de C en la biomasa asociada a sitios con mejor aptitud para E. grandis. Las tasas de acumulación de C en suelo y biomasa derivadas del análisis a nivel de rodal pueden ser amplificadas por la magnitud de los cambios de uso de la tierra a escala de paisaje. A partir de ese concepto, se cuantificó la distribución espacial y temporal del reemplazo de pastizales por plantaciones de Eucalyptus spp en el período comprendido entre los años 1985 y 2018. La estimación de los cambios de uso de la tierra fue a través del procesamiento de imágenes satelitales de la serie Landsat, clasificadas por el algoritmo Random forest en Google Earth Engine (GEE), y se logró una exactitud promedio del 85 %. A partir de ese procesamiento se determinó un área consistente espacial y temporalmente de uso forestal de eucalipto de ~132.000 ha que comprende los departamentos de Gualeguaychú, Uruguay, Colón, Concordia y Federación en Entre Ríos y Monte Caseros y Paso de los Libres en Corrientes. En esta área se calculó la superficie forestada y cosechada de Eucalyptus spp de cada año entre 1985 y 2018, y se la relacionó con los regímenes de promoción de plantaciones vigentes en cada momento e indicadores de la demanda del mercado interno y externo, respectivamente. La superficie forestada se incrementó de 44.320 ha en 1985 a 77.357 ha en 2018 (+75 %), lo cual se considera un aumento moderado con respecto a otras zonas de la Mesopotamia Argentina y otros países de la región. La tasa de forestación anual promedio fue de 9.803 ha/año, tuvo amplias fluctuaciones anuales y se observó un avance evidente de las plantaciones hacia suelos de textura arenosa. La dinámica de la expansión de la superficie forestada estuvo condicionada por la eficiencia en la aplicación de los diferentes regímenes de promoción implementados. Se observaron dos períodos con existencias inferiores o superiores al promedio histórico: 1985-2000 y 2001-2018, respectivamente. Durante el primer período se observó un leve incremento de la superficie forestada de 44.320 ha en 1985 a 51.640 ha en el año 2000 (+17 %), y estuvo asociado a fallas en la implementación de los Ley Nacional 21.695 y crisis generalizadas que dificultaron el acceso a los beneficios. En cambio, en el período 2001-2018 el incremento de la superficie fue de 62.006 ha a 77.357 ha (+25 %) y estuvo vinculado con la consolidación de instrumentos de política sectorial, en particular la Ley Nacional 25.080 y su prórroga. La superficie de cosecha tuvo un promedio de 8.801 ha/año y estuvo correlacionada positiva y significativamente con el indicador que estima la actividad del sector de la construcción. Esta correlación estuvo asociada al contexto del mercado interno, debido a que el principal destino de la producción primaria es hacia industrias de transformación primaria y secundaria locales. En cambio, la incidencia del mercado externo expresada en el precio internacional de la celulosa y el volumen de exportación de rollizos, tuvo escasa a nula correlación debido a la baja magnitud de estas operaciones. Se detectaron dos fuentes de error que subestiman el cálculo de la superficie forestada: el retraso en la detección del rodal de 3 años en promedio y la alta exigencia relativa para contabilizar píxeles válidos de eucalipto con respecto a píxeles no válidos. Para mejorar estas estimaciones se construyeron coeficientes de corrección de la superficie por clases de edad que luego fueron utilizados para la estimación del almacenaje de C a escala de regional. La cosecha fue detectada en el año que ocurre debido a una abrupta caída de la señal espectral interanual por lo que se consideró un buen estimador de la superficie cosechada. Con los resultados obtenidos previamente se obtuvo el almacenaje de C en suelo y biomasa en el período 1985-2018. Se calculó la superficie ocupada en cada año por clases de textura, rotación y edad de plantaciones de eucalipto a partir del reprocesamiento de las imágenes Landsat clasificadas. Estos datos se asociaron con el contenido de C en suelo y biomasa modelado para E. grandis, a partir de la parametrización del modelo de simulación CO2Fix para suelos de textura arenosa y franca. Se registró un aumento del almacenaje de CT de pastizales y plantaciones de eucalipto desde 8.440,36 Gg C en 1985 a 9.644,03 Gg C en 2018 (+14 %) o de 9.485,56 Gg C a 11.378,78 Gg C (+20 %) si se considera la superficie corregida por clases de edad. En las 132.000 ha analizadas la mitad del C almacenado cuantificado para el año 1985 corresponde a pastizales, en cambio para 2018 la totalidad del C deriva de las plantaciones de eucalipto. Adicionalmente, se registró que el incremento del C almacenado fue inferior al aumento de la superficie implantada en el mismo período y que, en promedio, el COS corresponde al 62 % del C total. Esta alteración en la distribución del C puede implicar diferencias en la composición y calidad del COS. En términos de CO2eq, la tasa interanual de acumulación fue positiva en 24 años del período de estudio con un promedio de 1.126,90 Gg CO2eq/año. El almacenaje de C calculado fue inferior a las estimaciones informadas por el Inventario de Gases de Efecto Invernadero para el género Eucalyptus en esta región, sin embargo, se detectan dos fuentes de error en ese reporte: la sobrestimación de la superficie forestada y del incremento promedio de la biomasa. Finalmente, se destaca que en este trabajo de tesis se aplicó una metodología consistente espacial y temporalmente derivada de datos de campo, análisis de imágenes satelitales y datos modelados que supera las referencias actuales. Este análisis integral puede ser replicado para otras especies forestales de nuestro país, tiene la capacidad de incorporarse a sistemas de monitoreo del C a nivel regional y puede contribuir a realizar estimaciones estandarizadas de la capacidad de almacenaje de las plantaciones forestales.