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Carbono orgánico en suelos de la Caldera de Teziutlán: enfoques para
su determinación.
Gladys Linares Fleites, Edgardo Torres Trejo, Miguel Ángel Valera Pérez
Departamento de Investigaciones en Ciencias Agrícolas (DICA).Instituto de Ciencias (ICUAP),
Benemérita universidad Autónoma de Puebla. (BUAP)
Aspectos a tratar
(I) INTRODUCCION
(II) DESARROLLO• Modelación Estadística• Cambio Climático en la zona de la Caldera de Teziutlán, Puebla.
(III) CONCLUSIONES.
Cambio Climático: un poco de historia
• La teoría del cambio climático por efecto del CO2 fue sugerida por Callendar en el año 1938.
• Fines de los años 70 el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Sociedad Mundial de Meteorología (SMM) alertan sobre drásticas variaciones climáticas. En 1979 tuvo lugar la primera Conferencia sobre el Clima.
• En la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), establecida en 1992 y puesta en vigor en 1994, se establecieron los principios para la prevención sobre los impactos del cambio climático.
• El Protocolo de Kyoto (1997) establecido por CMNUCC, planteó metas concretas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), siguiendo dos estrategias fundamentales, la de mitigación (a largo plazo) y la de adaptación (a plazo inmediato).
• En 2013 el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ( IPCC) afirma, con un 95 por ciento de confianza , que los humanos han causado la mayor parte , y probablemente todo el rápido calentamiento global durante los últimos 60 años.
• Existe una considerable incertidumbre en cuanto a cómoexactamente el calentamiento global afectará al sistema climático,cuánto tiempo va a durar y qué tan grande será el efecto.
• En ausencia de políticas de mitigación del cambio climático, elintervalo de confianza del 90% del calentamiento desde 1990hasta 2100 es de 1,7 ° a 4,9 ° C.
• Existe reconocimiento internacional del papel de la modelaciónestadística en la investigación del cambio climático. (Sallie AnnKeller, Presidente de la American Statistical Association en 2006directora de Science and Technology Policy Institute, Washington DC20006, USA. Nature, 2010)
…… el campo del cambio climático, que es fundamentalmente dela cuantificación de la incertidumbre, no se ha metido de lleno enestadística.
Dos procesos para reducir los GEI(1) Reducción de emisiones
antropogénicas de CO2DISMINUYENDO LAS EMISIONES INDUSTRIALES Y DOMESTICAS DE CO2 A TRAVÉS DE LA INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍAS MENOS CONTAMINANTES O CAMBIOS HACIA FUENTES DE ENERGÍA LIMPIAS (EÓLICAS, SOLAR, ETC.)
(2) Creación y/o mejoramiento de los sumideros de carbono en la biosfera
TRANSFERENCIA NETA DE CO2 ATMOSFÉRICO A LA VEGETACIÓN Y AL SUELO PARA SU ALMACENAMIENTO.
¿QUE ES EL SECUESTRO DE CARBONO EN SUELO?
• EL SECUESTRO DE CARBONO EN EL SUELO ES EL PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DEL CARBONO DEL AIRE (DIÓXIDO DE CARBONO O CO2) EN CARBONO ALMACENADO EN SUELO.
• EL DIÓXIDO DE CARBONO ES ABSORBIDO POR LAS PLANTAS A TRAVÉS DEL PROCESO DE FOTOSÍNTESIS E INCORPORADO AL TEJIDO VEGETAL.
• CUANDO LAS PLANTAS MUEREN, EL CARBONO DE LAS HOJAS, TALLOS Y RAÍCES SE DESCOMPONE EN EL SUELO Y SE CONVIERTE EN MATERIA ORGÁNICA.
Base de datos del suelo
Base de datos del clima
Zona agro‐ecológica
Técnicas Estadísticas
Z a‐e12
n
SueloS1P1D1S2P2D2
SnPnDn
ClimaT1P1T2P2
TnPn
Modelo de Simulación Materia Orgánica del Suelo
(SOM)
Muestreo Muestreo
Escenario
Generación de Escenarios
Imágenes de sensado remoto
Índices deradio de banda:
NDVI
Composición defalso color
Clases de la cubierta del
suelo
Funciones dela biomasa:NDVI‐LAI
Estimación dela Biomasa
Almacenamientode Carbono
Base de datos del suelo
Base de datosdel clima
ModeloSOC
Almacenamientode Carbono
Factores de conversión
Sumidero en el suelo
Sumidero en el subsuelo
Estimación del Secuestro de Carbono
Área de estudio: Caldera de Teziutlán
AntecedentesUna reciente publicación del Gobierno de Estado de Puebla titulada “La Biodiversidad en Puebla. Estudio de Estado” incluye un estudio de caso de la región de Teziutlán, que ofrece exhaustivamente los antecedentes de la zona de estudio. (Valera y Saldaña, 2011).
Características.• Está situada en la porción nor‐
oriental del estado de Puebla.
• Suelos derivados de material piroclástico que cubre unasuperficie de 846 Km2.
• Andisoles
• Vegetación: Bosque de Pino, de Pino‐Encino, Mesófilo de Montaña.
Modelación por métodos directos
• Objetivo
Estudiar el secuestro de carbono por suelos forestales en la Caldera de Teziutlán, Puebla.
• Tabla de datos de la Caldera de Teziutlán.
Variables: Propiedades del suelo: Materia Orgánica (MO), % de Carbono Orgánico (Corg), % de Nitrógeno Total (Ntotal), Relación C/N (C/N)
Individuos: 22 localizaciones no regulares
Análisis estadístico descriptivo
FORMACIÓN VEGETAL
Total Media Des. Est.
Agricultura de temporal
12 39.26 24.60
Bosque de pino y encino
4 160.2 166.0
Bosque Mesófilo de Montaña
6 143.7 173.3
Pastizal inducido 4 57.3 42.0
Pastizal inducido, bosque de pino
16 39.30 28.86
FORMACIÓN VEGETAL
COS
(ton
/ha)
Pasti
zal in
ducid
o, Bo
sque
de pi
no
Pasti
zal in
ducid
o
Bosq
ue M
esófi
lo de
Mon
taña
Bosq
ue de
pino
y en
cino
agric
ultur
a de t
empo
ral
500
400
300
200
100
0
Boxplot of COS (ton/ha) by FORMACIÓN VEGETAL
Variable Total Media Des. Est.
% M.O. 42 6.795 4.505
% C Org. 42 3.940 2.617
COS (ton/ha.)
42 67.4 92.3
Incorporando el clima a la Modelación
• Se realizó una prospección de esos suelos volcánicos y se estimaron los regímenes de humedad y temperatura de los suelos de la zona, lográndose la clasificación de los regímenes de humedad y temperatura
Regímenes de Humedad y Térmicos
Estación Régimen Humedad Régimen Térmico
Tetelilla Perúdico Isotérmico
Huahuaxtla Perúdico Isotérmico
Presa La Soledad Perúdico Térmico
Teziutlán Údico Isomésico
Tlatlauquitepec Údico Isomésico
Zacapoaxtla Údico Isotérmico
Zapotitlán de Méndez Údico Térmico
Jalacingo Údico Isomésico
Ecuaciones de Regresióndel contenido de COS vs. Temperatura y Precipitación según
regímenes de humedad y temperatura
Régimen de Humedad
Régimen de Temperatura
Ecuación Regresión
Perúdico Isomésico ln(COS) = 0.363 + 0.141 Temp + 0.007 Prec
Perúdico Isotérmico ln(COS) = 1.074 + 0.141 Temp + 0.007 Prec
Perúdico Térmico ln(COS) = -1.221 + 0.141 Temp + 0.007 Prec
Údico Isomésico ln(COS) = 0.694 + 0.141 Temp + 0.007Prec
Údico Isotérmico ln(COS) = 1.405 + 0.141 Temp + 0.007 Prec
Údico Térmico ln(COS) = -0.889 + 0.141 Temp + 0.007 Prec
Enfoque bayesiano
• La inferencia bayesiana permite obtener gráficos de la densidad estimada de COS e información predictiva
El procedimiento consiste en definir los siguientes aspectos:• Información de la priori• Definición de los parámetros MCMC
• Ajuste del modelo
Modelación por métodos indirectos
Imagen satelitalMétodos de Regresión
COS vs Índices de vegetaciónEstudio comparativo entre los métodos de regresión OLS, RPP y RCP en el estudio de predicción de COS en función de índices de vegetación obtenidos a través de teledetección en la zona Teziutlán, Puebla, México. La comparación se realizó bajo el criterio de mejor capacidad predictiva. La RPP mostró la estadística PRESSmás baja y el R2predicción más alto entre los tres modelos considerados.La regresión lineal simple de COS con el índice de vegetación NDVI.
Conclusiones• Evitar el calentamiento global no debe verse como un fin
meramente técnico de reducir emisiones, sino como un medio necesario para evitar que las condiciones de vida de millones de personas se vuelvan más difíciles en el futuro. Estas condiciones de vida pueden de hecho mejorarse respecto a las condiciones actuales y para ello es necesario que las acciones climáticas formen parte de un plan de desarrollo integral, a largo plazo, que conduzca hacia una sociedad sustentable.
• Los diferentes enfoques estadísticos expuestos, que incluyen tanto a la geoestadística como la estadística bayesiana no paramétrica, brindan nuevas posibilidades a los investigadores de las Ciencias Ambientales, y pueden ser herramientas muy útiles en la determinación del COS.