EL PAPEL DE LA AGROSILVICULTURA EN LA ADAPTACIÓN Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO

CLIMÁTICO

Florencia Montagnini – Universidad de Yale, USA

XV Jornadas Técnicas Forestales y Ambientales

Facultad de Ciencias Forestales – INTA Eldorado, Misiones, 7, 8 y 9 de junio de 2012

• Potencial de SAF para adaptación y mitigación (AyM) del cambio climático (CC)

• Adaptación al CC: SAF con café, SSP • Mitigación del CC en SAF, toma de C en: -SAF con cultivos anuales -SAF con cultivos perennes -Sistemas silvopastoriles (SSP) • Importancia de toma de C en suelos • Pueden los SAF ser una herramienta efectiva para

adaptación y mitigación del cambio climático?

SAF con cultivos anuales SAF con cultivos perennes

SAF en bosque natural

Potencial de SAF para adaptación y mitigación (AyM) del cambio climático (CC)

•A nivel global, se ha estimado que existen aprox. 1000 millones de ha de SAF, 300 mil ha en América Latina.

•Una hectárea de SAF practicado de manera sostenible puede compensar 5 a 20 ha de deforestación.

•Ej. en Sumatra, Indonesia, agricultores que integran el cultivo del arroz con árboles y huertos caseros ejercen menos presión sobre el bosque que los que cultivan arroz solamente.

Los SAF pueden disminuir la presión sobre los bosques naturales, que son el mayor reservorio mundial de C.

Fuentes: Montagnini, F., Cusack, D., Petit, B., and Kanninen, M. 2005. Environmental Services of Native Tree Plantations and Agroforestry Systems in Central America. Journal of Sustainable Forestry 21(1) 51-67.

Montagnini, F., and Nair, P. K. 2004. Carbon Sequestration: An under-exploited environmental benefit of agroforestry systems. Agroforestry Systems 61: 281-295.

Papel de SAF en evitar la deforestación

SAF y la AyM del CC La capacidad de adaptación de los cultivos

se espera disminuya en 2050 según modelos de aumento de temp. con el CC

Una disminución de 2o C de temperatura puede lograrse con ~ 400m de altitud

La agricultura “sube por las laderas” Árboles del dosel en SAF de 20 m de

altura logran~ 2 oC disminución de temperatura

Pueden enfrentarse aprox. 50 años de cambio climático con árboles de sombra en SAF

Adaptabilidad presente y futura del café en Nicaragua

Fuente: Jarvis, A.; J Ramirez; P Laderach. 2010. Desafíos para la adaptación al cambio climático en el sector agropecuario y las oportunidades para la adopción de sistemas silvopastoriles P. 5 En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6: 2010: Panamá, Panamá). a.jarvis@cgiar.org

Fuente: Angélica Afanador Ardila. 2008. Adaptación al cambio climático en la agricultura latinoamericana. Son los Sistemas Agroforestales una alternativa? Tesis MS de la Universidad de Yale (FES). New Haven. Email: afanador.angelica@gmail.com

SAF de café para adaptación al Cambio Climático en México

Los árboles de sombra protegen al café de la variabilidad del microclima.

Las fluctuaciones de temperatura, humedad y radiación solar disminuyen al aumentar la densidad de sombra,

llevando a condiciones ideales de crecimiento.

◊sombra alta, □ sombra media, Δ sombra baja

Disminución de la temperatura del aire en SSP en

comparación con pastos sin árboles en finca El Porvenir, región del Caribe colombiano

SSP generan un microclima que puede mitigar

los efectos desfavorables de los fenómenos climáticos como ENSO (El Niño)

• 2 a 3º C menor temperatura anual promedio • De 10 a 20% mayor promedio anual de humedad

relativa • Menor evapotranspiración anual en promedio

Fuentes: FEDEGAN (FNG), CIPAV 2009, Jarvis et al. 2010

Beneficios de SAF en adaptabilidad al cambio climático

• Mejores condiciones microclimáticas { • Eficiencia del uso del agua • Protección contra las precipitaciones • Conservación de suelo y agua • Fertilidad del suelo (reciclaje de nutrientes) • Mejor infiltración (reducción de la erosión) • Producción a largo plazo, sostenibilidad • Reducción de incidencia de plagas y malezas • Diversificación de sistemas agrícolas y del ingreso • Reducción del riesgo del CC y de mercados • Seguridad alimentaria • Biodiversidad y toma de C (Servicios ambientales)

• Limitan la cantidad de radiación que llega al sotobosque

• Reducción de la temperatura del aire y velocidad del viento

• Regulan el flujo de agua hacia el sotobosque

• Disminución de la evapotranspiración

Eficiencia económica de los SAF como estrategia de adaptabilidad al Cambio Climático

• ¿Cuáles son los beneficios netos para los agricultores? ¿Están los agricultores en mejor situación con SAF ?

La complejidad de esta pregunta se encuentra en los detalles de los SAF, el costo-beneficio dependerá de las condiciones locales que varían para cada agricultor.

Deben compararse los SAF a lo largo de un gradiente de Temp. y Ppt : 1. Comparar los beneficios netos 2. Determinar en qué punto los beneficios netos de los agricultores se aprovechan al máximo

Estos análisis ofrecen puntos de vista sobre las regiones donde SAF son una opción eficiente para la adaptación al cambio climático.

SAF y mitigación del CC: Toma de C en SAF con cultivos

anuales y perennes

Los SAF pueden acumular 12-200 Mg C/ha dependiendo de las especies, sitio y manejo

Sistema C permanente (t ha-1) ________________________ Suelo Troncos

C transitorio (t ha-1 a-1) ____________________ Follaje y ramas Cultivos

Maíz-maíz 118 3.11 2.34 5.50

Maíz-frijol 116 16.51 10.50 4.80

C en SAF con cultivos anuales en CATIE, Turrialba, Costa Rica

• Los cultivos en callejones presentan un bajo potencial para el almacenamiento de C. Como los árboles son podados para depositar su material en los callejones, el C solamente es almacenado en los troncos que quedan. La frecuencia de poda, que puede ser cada 2 meses en el periodo de crecimiento, afecta la capacidad de almacenamiento de C.

C en SAF de combinaciones de árboles con cultivos perennes

cacao café yerba mate

Carbono almacenado en SAF de cacao con árboles de sombra

Sistema C Perenne (t C ha-1) ________________ Suelo Cacao y árboles

C Lábil (t C ha-1 a-1) ________________ Hojarasca Cacao y árboles

Cordia-cacao

Inicial 98 - - -

5to. año 138 18.6 2.6 3.0

10º. año 171 42.8 8.8 3.0

Erythrina-cacao

Inicial 115 - - -

año 152 7.8 4.1 4.4

10o año 190 30.8 9.6 5.6

•El C almacenado en biomasa vegetal perenne fue similar para ambos sistemas: 4.28 t C ha-1año-1 para el sistema cacao-Cordia y 3.08 t C ha-1año-1 en el sistema cacao-Erythrina.

• A pesar de estos valores relativamente elevados, éstos eran solamente un 50% de los valores del bosque natural. •SAF con cultivos perennes pueden ser importantes en el almacenamiento de C, mientras que los SAF con cultivos anuales y manejo intensivo son más parecidos a la agricultura convencional.

C en SSP en Costa Rica, Colombia, Nicaragua, CATIE/CIAT/CIPAV

Toma de Carbono en bosque natural, pastura degradada y SSP luego de 5 años (Ibrahim y Guerra 2010)

Ibrahim, M. y L. Guerra. 2010. Análisis preliminar de los sistemas silvopastoriles para el diseño de fincas ganaderas Carbono neutral. P. 27. En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6°: 2010: Panamá, Panamá).

C en biomasa en 13 fincas en Chorotega, NE Costa Rica, total: 750 ha

Ibrahim, M., D. Tobar, L. Guerra, C. Sepúlveda, N. Ríos. 2010. Balance de gases efecto invernadero en fincas ganaderas de la región Chorotega. En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6°: 2010: Panamá, Panamá).

Expansión de SSP a gran escala para contribuir a meta de país “C-neutro”

• Los sistemas ganaderos son fuentes de GEI: CO2, CH4, N. • Si son practicados de manera no sustentable, la

compactación y erosión provocan pérdidas de C y N de los suelos.

• La ganadería es parte de las culturas humanas y es importante para la economía en pequeña y gran escala.

• A pesar de sus impactos ambientales, muchos sistemas de ganadería son parte importante de los paisajes rurales.

• Es importante diseñar y manejar SSP que puedan compensar emisiones del sistema y de afuera del sistema.

Fuente: Montagnini, F. 2011. Restoration of degraded pastures using agrosilvopastoral systems with native trees in the Neotropics. Pp. 55-68 In: Montagnini, F., Francesconi, W. and Rossi, E. (eds.). Agroforestry as a tool for landscape restoration. Nova Science Publishers, New York.

Vochysia guatemalensis

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12

Years

Biom

ass

(Mg/

ha)

Biomass stemsBiomass foliageBiomass branchesBiomassstemsfoliagebranchesTot

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30

Modelos de simulación para estimar la toma de carbono a largo plazo.

Otras herramientas: modelo CO2FIX (CATIE), metodología de Rainforest Alliance, otros

Uso de ecuaciones alométricas que permiten calcular la biomasa y C en base al diámetro a la altura del pecho (DAP=, de manera no destructiva.

Toma de C en suelos en SAF A nivel mundial los suelos contienen tanto o más C que la vegetación, de manera que el C orgánico del suelo (COS) juega un papel crucial en el ciclo global del C.

Las técnicas agrícolas que aumenten la toma y conservación del COS pueden tener un fuerte impacto sobre el ciclo global del C.

Los cultivos mixtos, el uso de residuos como mulch y otras técnicas utilizadas en los SAF tienen un gran potencial para conservar y aumentar el COS.

•Protección física dentro de agregados del suelo •Protección química por minerales o con otras moléculas orgánicas. •Preservación de compuestos orgánicos recalcitrantes debido a su composición y conformación molecular. La protección física o por formación de complejos organo-minerales es más importante que la química. El C estable del suelo representa un reservorio a largo plazo.

Mecanismos de estabilización del C del suelo

Efectos del tipo de sombra y manejo sobre el COS en SAF con café Orgánico y Convencional

Efectos del tipo de sombra (3 especies arbóreas y “pleno sol” ) y manejo (orgánico y convencional) sobre las fracciones gruesa y fina del COS en SAF de 8 años.

Café con Terminalia amazonia

Proyecto de investigación en CATIE para diversificar SAF de café y comparar manejo convencional y orgánico.

SAF experimental en CATIE Diseño factorial 3 niveles de sombra: Sin sombra, 1sp & 2spp.

Especies de árboles de sombra:

•Chloroleucon euryciclum

•Erythrina poeppigiana

•Terminalia amazonia

Dos tipos de fertilizantes:

•Químicos

•Orgánicos

Erythrina poeppigiana y café

“Casha” (Aparema spp.) con café

Suelo desnudo en tratamientos convencionales sin sombra Mantillo en el suelo en el

tratamiento de café con árboles de Terminalia amazonia

Enmienda orgánica (broza)

Ventajas del manejo orgánico

Los insumos orgánicos aumentaron el C del suelo, especialmente en la fracción gruesa de los agregados.

Esto favorece el crecimiento del café orgánico y la toma de C, dos ingresos para el agricultor.

Fuente: Cowart, M., Montagnini, F., and Soto, G. Shade and management effects on soil carbon fractions in organic and conventional coffee agroforestry systems in Costa Rica. Environmental Management. Submitted, 2011.

CONCLUSIONES

SAF y la AyM del cambio climático • La sombra del árbol: por lo menos 2o C

disminución de la temperatura en promedio • Resistencia (diversificación) para la adaptación a

la variabilidad climática • Aumento de la productividad, corto y largo plazo • Contribución a la mitigación: toma de C por

encima y por debajo de la tierra

Mitigación del cambio climático

•Los SAF evitan la deforestación al proveer productos maderables y no maderables en tierras ya deforestadas

• Los SAF proveen alimentos y servicios ambientales y sociales.

• Los SAF pueden tener tasas de acumulación de C elevadas.

• Los suelos acumulan más C que la biomasa aérea y esto debe ser evaluado usando las metodologías adecuadas.

• SAF pueden reducir deforestación • Facilitan capacidad de generar bonos de C • Pueden ser parte del manejo sustentable de bosques • Integran conocimientos y prácticas de comunidades indígenas con

tecnologías modernas • Se adaptan a circunstancias locales • SAF generan múltiples beneficios, biodiversidad • Procesos participativos son claves para SAF • Niveles de referencia claros para determinar los impactos

Consideraciones finales

¡Muchas gracias!

Para mayor información: Florencia.montagnini@yale.edu Florencia.montagnini@gmail.com