Modelación de la producción primaria neta en un bosque semiárido como disturbio antropogénico en San Luis Potosí, México

Abstract

"En el contexto de mitigación del efecto invernadero provocado por las elevadasconcentraciones de dióxido de carbono (CO2) producido por actividades humanas, los ecosistemas terrestres juegan un papel muy importante como sumidero de carbono (C). A través de la Producción Primaria Neta (PPN), los ecosistemas absorben el CO2 de la atmósfera y lo guardan en diferentes componentes (vegetación, mantillo y suelo). La PPN es controlada por diferentes factores: los grupos funcionales de plantas, y factores de suelo y clima. La estimación de PPN tiene grandes incertidumbres, debido a la gran diversidad de biomas en el mundo, pero también a la tasa de cambio de uso de suelo (CUS) y a los efectos de retroalimentación con el clima, como los cambios en la temperatura y la precipitación. Para reducir estas incertidumbres, los Sistemas de Información Geográfica (GRASS-GIS) y los modelos basados en procesos biogeoquímicos (BIOME-BGC), son herramientas muy útiles para la determinación de PPN a diferentes escalas de paisaje incluyendo el CUS. En este estudio se determinó el CUS, entre 1979 y 2009, y se modeló el ciclo de C, bajo tres diferentes escenarios: E(I) PPN potencial máximo (línea de base), E(II) Potencial máximo de PPN con disturbio de pérdida de suelo y E(III) Simulación del efecto de deforestación y regeneración natural en un ecosistema semiárido (bosque de pinoencino, chaparral y pastizal) en la Sierra San Miguelito, San Luis Potosí. Los resultados de CUS muestran una lenta reducción de bosque (-1.6%) y pastizales (- 8.9%) mientras los chaparrales aumentaron (4.2%). Escalando los resultados de ciclo de C a nivel de paisaje, en general se observó un incremento de la PPN y el reservorio de C entre 1979 y 2009, debido a un incremento de la precipitación a partir de 1980. Comparando los tres escenarios, los mayores valores se observaron en el E(I) debido a la PPN (169, 140 y 26 gC/m2/año, para bosque, chaparral y pastizal, respectivamente) y reservorio de C total (8.9, 6.9 y 0.9 KgC/m2, en bosque, chaparral y pastizal, respectivamente). Enfocándose únicamente en los E(II) y E(III), en el primero (E(II)), la simulación de la pérdida de una capa de suelo afectó mayormente su reservorio de C, mientras que en el E(III) la simulación de deforestación-sucesión mostró por su PPN un gran potencial de secuestro de C a largo plazo."

"Terrestrial ecosystems are important carbon (C) sinks in the context of climate change mitigation. Climate change is caused by high concentrations of carbon dioxide (CO2) emissions produced by human activities into the atmosphere. Ecosystems remove C from the atmosphere through the process of net primary production (NPP). Ecosystems accumulate C in the form of organic matter in soils, litter and vegetation for long periods. NPP is controlled by several factors including; plant functional types, soil resources and climate. The estimation of NPP has a large number of uncertainties arising from, the large biome diversity around the world, land use change (LUC) at regional scales and feedbacks of the climate system including changes in temperature and precipitation. Both, geographic information systems (GRASS-GIS) and biogeochemical models (BIOME-BGC) are useful tools to reduce these uncertainties. In this study we analyzed observed LUC between 1979 and 2009 and modeled the carbon dynamics in a semi-arid forest in Sierra San Miguelito, San Luis Potosí, Mexico, for three functional plant types (pine-oak forest, chaparral and C4 grassland). To simulate C dynamics in this ecosystem, we examined three different scenarios (S): (I) NPP maximum potential or baseline scenario, (II) NPP observed under disturbance of soil loss, and (III) the simulation of deforestation and natural regeneration. Results from LUC analysis showed a low reduction for the forest (-1.6%) and grassland (-8.9%), while there was an increase for the chaparral (4.2%). Scaling up BIOME-BGC results to the landscape level, overall we noted an increase on NPP and carbon stock between 1979 and 2009, which was caused by an increase of precipitation in this period. Comparing the three scenarios for these variables, the highest NPP were observed in S(I) (forest 169 gC/m2/yr, chaparral 140 gC/m2/yr and grassland 26 gC/m2/yr) and total C-stock (forest 8.9 KgC/m2, chaparral 6.9 KgC/m2 and grassland 0.9 KgC/m2). Focusing only in S(II) and S(III), soil loss have resulted in lower NPP and C-stock, while deforestation and succession scenarios S(III) showed low C-stock however a high C sequestration potential translated into high NPP in the future."