Determinación de la estructura y existencias de carbono en

Determinación de la estructura y existencias de carbono en manglares de
la Reserva de la Biósfera de Sian Ka’an
Responsables técnicos: Dra. María Fernanda Adame y Prof. Boone Kauffmann
Responsables de Coordinación Institucional: M en C. Vanessa Valdez, MDR. Juan
Manuel Frausto y Biól. Andrew Rhodes.
Antecedentes
Desde 1998, el Fondo Mexicano para la Conservación de la Naturaleza estableció un
convenio de colaboración con el Servicio Forestal de los Estado Unidos (USFS)
buscando incrementar las capacidades del país en temas de relevancia forestal; entre
los más destacados tenemos los relativos a los incendios forestales, salud forestal,
inventario forestal, y recientemente, cambio climático y REDD+.
Frente al incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero y con la
necesidad de contar con información confiable y actualizada sobre la distribución y
condición de los manglares mexicanos y su importancia como reservorios de carbono,
el FMCN y el USFS buscaron la colaboración de CONANP, CONAFOR y el
CINVESTAV-Mérida para compartir experiencias, lecciones aprendidas y mejores
prácticas relativas a la determinación de la estructura de los manglares y la estimación
de sus bancos de carbono en la Reserva de la Biosfera de Sian Ka'an (RBSK)-zona
conocida por la existencia y abundancia de pequeñas comunidades de manglar tipo
“chaparro”. De forma paralela, y parte esencial de este trabajo, se buscó avanzar en el
desarrollo de capacidades de grupos académicos y operativos de México, por lo cual
incorporamos personal de CINVESTAV, CONANP y personal técnico de Colombia
vinculado a proyectos de monitoreo forestal.
Finalmente, los promotores de este proyecto quisiéramos agradecer las actividades de
apoyo brindadas por parte de CONANP y CONAFOR. En particular al personal de la
RBSK y los técnicos que apoyaron los trabajos de campo, así como el apoyo financiero
brindado por USFS y la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional
(USAID).
Justificación
Los bosques de manglar son uno de los ecosistemas más valiosos del mundo ya que
proveen una variedad de servicios ambientales como: la protección a las costas, la
provisión de hábitats para especies de importancia pesquera, el saneamiento de
cuerpos de agua y el almacenamiento y secuestro de carbono (C) (Costanza et al.,
1997; Twilley et al. 1992; Barbier, 2006; Mumby, 2006; Bouillon et al., 2008; Adame et
al., 2010,). Los bosques de manglar pueden almacenar cantidades excepcionalmente
altas de C aún mayores a las 1,000 ton C ha-1 (Donato et al., 2011), es decir, tres veces
más altas que la mayoría de los bosques terrestres (< 300 Mg ha-1, IPCC, 2003). Por
ello, la conservación y restauración de los bosques de manglar se ha convertido en una
prioridad para mantener las reservas de C y prevenir las altas emisiones que se derivan
de la perdida de humedales (Laffoley and Grimsditch, 2009).
Sin embargo, los bosques de manglar son uno de los ecosistemas más amenazados del
mundo, y se encuentran continuamente afectados por contaminación y deforestación
(Alongi, 2002). La deforestación de los manglares ha incrementado a gran velocidad en
las últimas décadas y actualmente es considerada más grave que la deforestación de
las selvas tropicales. En los últimos 20 años, se ha perdido 25% de los manglares a
nivel mundial (5 millones de ha; FAO 2004). De ésta pérdida, México pertenece a los
diez países con mayores tasas de deforestación con una taza promedio de 10,000 ha
de manglares deforestados anualmente por desarrollos turístico (CONABIO, 2008).
Con objeto de prevenir la deforestación, monitorear los efectos de la perturbación de
manglares e impulsar acciones de manejo para la conservación de los manglares,
resulta importante identificar una línea base de los bancos de C en estos ecosistemas
del país. Para ello, es conveniente contar con metodologías claras, realizar muestreos
intensivos en diferentes tipos de manglar, y determinar los principales bancos de C en
zonas de manglar. La información obtenida de los muestreos de campo y el
procesamiento de la información permite valorar los manglares e impulsar la su
conservación como parte fundamental de las estrategias de mitigación al cambio
climático.
Adicionalmente, las actividades de determinación de carbono en manglares responden
a la propuesta de política de mitigación de la Estrategia de Cambio Climático para Áreas
Protegidas (ECCAP, 2010) al proporcionar información de utilidad para reducir las
emisiones de gases de efecto Invernadero (GEI) provenientes de la degradación y
deforestación. En estos ecosistemas de alto valor, la cooperación entre la CONANP,
CONAFOR, USFS y FMCN apoyan al cumplimiento de los objetivos y acuerdos del
componente de mitigación de la ECCAP.
Objetivos




Determinar las reservas de C en diferentes tipos de humedales costeros
(manglares y pastos) (ton C ha-1 de manglar) dentro de la Reserva de la Biosfera
de Sian Ka´an (RBSK)
Determinar el banco de C de la RBSK (Mton C).
Establecer una línea base de la estructura y bancos de carbono de diferentes tipos
de humedales costeros de la RBSK
Proponer estrategias de conservación y restauración de los bancos de C asociados
a los humedales de la RBSK.
Resultados
Estructura
Se reconocieron cuatro tipos de manglares en la Reserva de acuerdo a la clasificación
de Murray et al. (2003): manglar alto, mediano, chaparro y sabana (manglar asociado a
pastos halófilos o subhalófilos).
b
Figura 1ª y 1 . Manglar chaparro y manglar alto dentro de la RBSK, Quintana Roo.
Los sitios de manglar alto se caracterizaron por una densidad relativamente baja de
árboles (~3000-6000 árboles ha-1) de entre 3-14 m de altura con un diámetro de entre 710 cm. Los bosques de manglar medianos tienen una densidad alta de árboles (~9,00011,000 árboles por ha-1) de 2-11 m de altura, con un diámetro de aproximadamente 4
cm. Los bosques de manglar chaparro, muestran características muy peculiares, con
densidades extremadamente altas (8,000-47,000 árboles ha-1), pero alturas muy bajas
(0.1-1.5 m) y diámetros basales de 1-2 cm. Finalmente, las sabanas están compuestas
por pastos de 1-2 m de altura con árboles de mangle dispersos (~ 3,000 árboles ha-1) y
de altura mediana (2-3 m) y (Tabla 1).
Reserva de C en vegetación
La estructura de la vegetación esta directamente relacionada con la reservas de C. En
promedio, la biomasa aérea en la RBSK fue de 65.7 ± 22.7 ton ha-1 y la biomasa de
raíces fue de 77.7 ± 28.2 ton ha-1. La reserva de C en la vegetación tuvo un promedio
de 53.1 ± 19.3 ton C ha-1 y contribuyó al banco de C del ecosistema con 10-12% del
total. Las reservas de C de los bosques altos y medianos de manglar (~70-165 ton C h1
) fueron significativamente más altas que las reservas en los bosques de manglar
chaparros y las sábanas (Tabla 2).
Tabla 1. Estructura de los tipos de humedales costeros de la RBSK (promedio y error estándar).
Tipo de
Estructura
Sitio
Altura
Diámetro
Densidad
Salinidad
Especie dominante
vegetación
(m)
basal (cm)
(árboles ha-1)
Alto
Manglares
Mediano
Chaparro
Sabana
Manglar/
pastos
Isla Pitaya
Cayo Culebra
Hualaxtoc
Laguna Negra
Xamach
3-10
3-14
2-11
2-5
0.4-1.5
9.8 (0.6)
7.8 (0.5)
4.1 (0.6)
3.9 (0.3)
2.1 (0.1)
28.6 (7.0)
38.9 (0.5)
n.a.
44.9 (1.0)
57.2 (5.5)
1.1 (0.1)
3183 (336)
6843 (2460)
9409 (3023)
11406 (2191)
8886 (1430)
37932
(12595)
47216
(11922)
La Raya
0.1-1.3
1.4 (0.0)
El Playon
0.6-1.4
Punta Gorda
1-2
-
-
5.2 (0.8)
Vigia chico
1-2
3.2 (0.2)
3183 (336)
8.5(1.6)
n.a.
49.6 (1.6)
L. racemosa (63.6%)
R. mangle
(27.6%)
R. mangle
(95.6%)
R. mangle
(83.8%)
R. mangle
(94.2%)
R. mangle
(67.2%)
A. germinans (32.8%)
R. mangle
(100%)
R. mangle
(100%)
T. domingensis
R. mangle
(< 5%)
C. jamaicense
C .erectus
(~ 10%)
Reserva de C en madera muerta
La reserva de C en la madera muerta fue considerable únicamente en los bosques de
manglar alto y mediano. En promedio la madera muerta almacena 8.35 ± 4.2 ton C ha-1
(3.5-12.9 ton C ha-1), contribuyendo entre el 1-2% al banco de C del ecosistema.
Figura 2. Determinación de C en madera muerta dentro de la RBSK, Quintana Roo.
Tabla 2. Biomasa y reservas de C (promedio y error estándar) en la biomasa de vegetación
(aérea y raíces) de diferentes tipos de humedales costeros de la RBSK.
Tipo de
vegetación
Manglar alto
Manglar mediano
Manglar chaparro
Sabana (manglar/
pastos)
Sitio
Biomasa (ton ha-1)
C (ton C ha-1)
Aérea
Raíces
Isla Pitaya
178.8 (45.4)
244.0 (71.1)
164.9 (45.4)
Cayo Culebra
142.3 (22.3)
157.8 (26.7)
117.0 (19.0)
Hualaxtoc
103.6 (16.8)
83.4 (16.1)
72.9 (12.3)
Laguna Negra
107.9 (18.4)
74.5 (18.2)
71.1 (14.2)
Xamach
3.0 (0.4)
14.1 (1.5)
6.7 (0.7)
La Raya
7.0 (1.1)
26.6 (3.0)
13.1 (1.6)
El Playón
6.5 (1.7)
23.4 (3.0) - pastos n.a. –
manglar
16.2 (2.2) – pastos
1.0 (0.3) – manglar
19.6 (5.3)
10.2 (2.7)
n.a.
n.a
0.8 (0.3) - manglar
11.7 (1.5)
Punta Gorda
Vigía chico
8.9 (1.2)
Reserva de C en suelos
La mayor parte de la reserva de C de los humedales costeros de la RBSK se encontró
en el suelo, almacenando alrededor del 85 % del banco de C del ecosistema. En el
suelo de esta zona, un porcentaje considerable del C se encuentra como carbonato
(carbono inorgánico) (1- 83%), pero en términos de reservas de C, sólo es interesante el
carbón orgánico. En promedio, los humedales costeros tuvieron 387.8 ± 42.3 ton C ha-1.
Los manglares altos tuvieron bancos promedio de 764 ± 122.4 ton C ha-1, los cuales son
significativamente más altos que los de manglares medianos (440.9 ± 31.2 ton C ha -1),
manglares chaparros (288.3 ± 19.3 ton C ha-1) y las sabanas, las cuales tuvieron los
bancos de C en el suelo más bajos (107.1 ± 16.2 ton C ha-1) (Tabla 3). La reserva de C
orgánico más grande (1142 ton C ha-1) se encontró en el sitio Isla Pitaya, manglar
asociado a un manantial de agua dulce (Figura 3).
Figura 3. Bancos de C en A) vegetación aérea y madera muerta; B) suelos a varias
profundidades y raíces. Notar que la escala y es diferente para los dos paneles. Los datos son
promedios por sitio y error estándar. T1= Isla Pitaya, T2= Cayo Culebra, M1= Hualaxtoc, M2=
Laguna Negra, D1= Xamach, D2= La Raya, D3= El Playon, S1 = Punta Gorda, S2= Vigia Chico.
Figura 4. Distribución espacial de los bancos de C de los humedales de la RBSK
Tabla 3. Bancos de C (promedio e intervalo de confianza al 95%) en diferentes tipos de
humedales costeros en la RBSK.
Tipo de
vegetación
Manglar alto
Manglar mediano
Manglar chaparro
Sábana(manglar/
pastos)
Sitio
C (ton ha-1)
Isla Pitaya
1328.0 (16.6)
Cayo Culebra
527.2 (9.1)
Hualaxtoc
547.2 (12.5)
Laguna Negra
507.5 (7.8)
Xamach
278.8 (5.8)
La Raya
221.5 (6.6)
El Playon
376.4 (7.9)
Punta Gorda
148.8 (7.3)
Vigia chico
74.0 (4.3)
Tabla 4. Banco de C en los humedales de la Reserva de la Biosfera de Sian Ka´an
Reserva de C
Tipo de vegetación
Área (ha)
(Mton)
Fuente de área de vegetación
Manglar
(chaparro, mediano)
58837.1
17.2 – 31.0
CONABIO (2009)
Vegetación de peten
(manglar alto)
699.7
0.93
Series III, INEGI (2005)
Tulares
Inventario Nacional Forestal
(sabanas)
112639.5
12.6
CONAFOR (2000)
TOTAL
172,176.3
30.7 – 44.5
Bancos de C
Extrapolando los datos de la tabla 3 con las extensiones de los tipos de manglar
obtenidos de la CONABIO, INEGI y CONAFOR se obtuvieron los bancos de C de la
Reserva (Tabla 4, Figura 4). Del área de manglar se obtuvo un rango de reserva de C;
un mínimo si todo el bosque fuera manglar chaparro y un máximo si todo el bosque
fuera manglar mediano. Del área de vegetación de peten costero, se obtuvo las
reservas de carbono de los manglares altos asociados a petenes. Finalmente del área
de lo que llaman “tular” se obtuvo la reserva de C de las áreas de sábana.
Valoración del ecosistema
Con base a las estimaciones de bancos de carbono de acuerdo a tipo y extensión de
vegetación, en la tabla 5 se puede apreciar que la Reserva de la Biósfera de Sian Ka´an
tiene un reservorio de carbono equivalente a entre 118´310,500 € y 327´740,800 €,
dependiendo del mercado y extensión considerada. Es importante resaltar que esta
cantidad no considera ningún otro servicio ambiental brindado por la vegetación
(incluyendo protección de costas ante huracanes, provisión de hábitats para especies
de alta importancia pesquera, y saneamiento de cuerpos de agua, por mencionar
algunos).
Tabla 5. Banco de C en los humedales de la Reserva de la Biosfera de Sian Ka´an
Reserva de C (ton
de C)
Precio EU
(€ 7.36/ha)
Precio CER
(€ 3.85/ha)
58,837.10
17,200,000 –
31, 000,000
126,592,000 228,160,000
66,220,000 119,350,000
Vegetación de Petén
(manglar alto)
699.70
930,000
6,844,800
3,580,500
Tulares (sabana)
112,639.50
12,600,000
92,736,000
48,510,000
Total
172,176.30
30,730,000 44,530,000
226,172,800 327,740,800 €
118,310,500 171,440,500 €
Vegetación
Manglar (chaparro,
mediano)
Área (ha)
Conclusiones


Los manglares de la RBSK se encuentran en buen estado de conservación y
presentan tipos de manglar únicos en el mundo. Los bosques de manglar
asociados a petenes/manantiales de agua dulce y los manglares chaparros de
baja estatura tienen características muy interesantes. Los primeros cuentan con
valores promedio excepcionales de C (> 1000 ton ha-1) y los segundos tienen
una densidad de árboles muy alta. Es interesante notar que los bosques de
manglar chaparro de esta zona tengan sólo 1-2m de altura pero cuentan con
almacenes de C comparables con los de un bosque o una selva.
Los bancos de C en los humedales costeros de la RBSK variaron con el tipo de
vegetación, los bancos de C más altos se encontraron en manglares altos
asociados a petenes/manantiales de agua dulce, seguidos de manglares altos
no asociados a manantiales, manglares medianos, chaparros y finalmente las
sabanas, las cuáles tuvieron los bancos de C más bajos.



Los manglares de la RBSK poseen cantidades excepcionales de C que exceden
las de cualquier bosque terrestre. La mayor parte de los bancos de C se
encuentra almacenada en el sedimento.
La cantidad de C que almacena la reserva es de entre 30.7 – 44.5 Mton C, lo
cual equivale a las emisiones anuales de México durante 1975 (138 Mton CO2)
(International Energy Agency, 2010). Si se destruyeran los humedales de Sian
Ka´an, se emitiría a la atmosfera la misma cantidad de CO2 en un día que el
35% de las emisiones anuales de México o las emisiones que produce
anualmente todos los medios de transporte del país.
De acuerdo al mercado utilizado, la cantidad de C que almacena la RSBK varía
entre 118´310,500 € y 327´740,800 €. Esta cantidad no considera ningún otro
servicio ambiental brindado por la vegetación.
Recomendaciones y notas finales
En zonas donde los humedales se están perdiendo por fuegos (sabanas) o por
modificaciones a la hidrología (por ejemplo, zonas del Playón) se están emitiendo a la
atmósfera una cantidad de C proporcional a su almacén. Por ello se recomienda
monitorear la estructura de los humedales para detectar cambios a tiempo y realizar las
actividades de restauración en zonas donde se haya modificado la hidrología (por
ejemplo, la construcción de canales que permitan el flujo del agua) o que estén bajo
algún tipo de estrés.
Resultados adicionales de esta investigación muestran que los bancos de C están
asociados con las concentraciones de fósforo en el sedimento. Por ello es posible, que
cambios en la estructura de los manglares se deba a incrementos en los niveles del
fósforo (ya sea por contaminación o por la elevación media del mar). Con base a esto,
se recomienda monitorear los humedales para detectar cambios en su estructura que
puedan indicar un aumento del fósforo, como es la invasión de los manglares a zonas
de sabanas o viceversa, crecimiento de manglares chaparros, y/o deterioro de
manglares altos.
Finalmente, los detalles de este estudio serán sometido a revisión a una revista
internacional arbitrada (Forest Ecology and Management). Esperemos que a finales de
este año (2012) se tenga la publicación impresa para divulgar los detalles de esta
investigación.
Bibliografía
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