El académico del Departamento de Silvicultura de la Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción entregó detalles importantes sobre su investigación colaborativa con investigadores de EE.UU y Alemania.
¿En qué consistió la estadía en la University of California, Irvine?
R: La estadía fue de aproximadamente un mes, durante la cual estuve en la Universidad de California, Irvine financiado por el Proyecto Fondecyt Iniciación 11160372 que me adjudiqué hace aproximadamente dos años y medio. Durante esta última etapa del proyecto, estamos tratando de determinar con mayor certeza la efectividad de las plantaciones en comparación al bosque nativo en la estabilización y secuestro del carbono en el largo plazo. Para ello, mediante una asociación con el instituto Max Planck de Biogeoquímica y la Universidad de California, Irvine, mediremos los contenidos de radiocarbono (14C) en la materia orgánica del suelo y en el dióxido de carbono (CO2) respirado desde el suelo por la actividad de organismos.
¿Por qué es relevante estudiar estas diferencias entre estos bosques? ¿Y a qué se deberían estos cambios?
R: Es claro que las plantaciones de especies de rápido crecimiento son muy eficaces en el secuestro de carbono en su biomasa aérea. Sin embargo, recientemente se han presentado cuestionamientos respecto a la capacidad de las plantaciones de secuestrar carbono en el suelo, en especial cuando estos se comparan a condiciones de bosque naturales. Los suelos son el principal reservorio de carbono en ambientes terrestres, por lo que cualquier cambio en las condiciones del suelo puede tener un gran impacto en las concentraciones de gases de invernadero atmosférico los que a su vez influye directamente en el cambio climático y la vida de las comunidades humanas.
El nivel de extensión y crecimiento de las plantaciones forestales a nivel global obviamente hace urgente una mejor evaluación de los efectos de este manejo forestal en los procesos de secuestro y estabilización de carbono a nivel del suelo. Ha sido propuesto, que debido a que las plantaciones forestales presentan cosechas más recurrentes estas imponen cambios cíclicos en condiciones ambientales del sitio lo que podría acelerar los procesos de descomposición causando una declinación de los niveles en el largo plazo. Principalmente en términos de temperatura, exposición del suelo y pérdidas por erosión. Adicionalmente los sistemas de bosque nativos permanecen más estables y son naturalmente más diversos, lo que otorga diferentes tipos de calidades y formas de entrega de materia orgánica al suelo, lo que a su vez sostiene una flora microbiana distinta y que además desarrollan funciones diferentes. Lo anterior, debe producir cambios a nivel del ciclaje de carbono y de otros nutrientes, como el P y N. Por ello en esta investigación, también estamos evaluando las dinámicas del C, N y P de los bosques y plantaciones para tratar de establecer tendencias generales de cambios que logren explicar los cambios en los reservorios de carbono y nutrientes y también en los procesos de estabilización. Nuestros datos preliminares sugieren que los bosques naturales contienen más carbono y que esto se sostiene principalmente por mayores niveles de carbono en profundidad.
Una de las principales diferencia de este estudio con otros que se han realizado, es que en nuestro estudio se están investigando suelos con diferentes tipos de mineralogía lo que permitirá además comprender como la mineralogía del suelo regula la estabilización del carbono en el largo plazo.
¿Qué técnica están utilizando?
R: Adicional al estudio de las dinámicas de corto plazo, estamos utilizando la técnica del carbono 14. Este es un isótopo de carbono ampliamente utilizado en la arqueología y geología para datar restos orgánicos; debido a que permite obtener la edad de estos organismos y derivar las edades de remanentes arqueológicos o depósitos geológicos. Entonces, lo que hacemos en esta investigación es estimar la edad promedio de la materia orgánica del suelo y sus diferentes fracciones. Además, estimamos la edad del carbono que se emite del suelo como dióxido de carbono por procesos de descomposición. Con todo esto mediante el uso de modelos se puede estimar la edad promedio del carbono que los microorganismos están descomponiendo y la contribución de las diferentes fracciones al dióxido de carbono emitido.
¿Cuál fue su labor en el extranjero?
R: Mi estadía la realicé principalmente en el laboratorio de la Dra. Claudia Czimczik del departamento de Earth System Sciences de la Universidad de California, Irvine. Aquí realicé incubaciones de suelos en condiciones controladas. Luego de la incubación obtuvimos el dióxido de carbono que emiten los organismos del suelo cuando descomponen la materia orgánica el suelo. Este carbono luego mediante un proceso de purificación fue capturado y luego transformado a grafito pasa luego ser evaluado proceso de medición del isótopo carbono 14 y 13 con el uso de un Espectrómetro de Masas de Aceleración en el Keck Carbon Cycle AMS Facility en la misma institución. Gracias a esta medición podemos obtener una edad aproximada del dióxido de carbono. Por otro lado, mediciones de carbono 14 en los suelos están siendo realizadas en el Instituto Max Planck de Biogeoquímica en Jena.
Debido a que las plantaciones son recientes en términos geológico y estos sitios tienen a lo más dos a tres rotaciones (40-60 años de existencia). Con ello todo el nuevo carbono entregado por las plantaciones, es de origen reciente. Este nuevo carbono tiene una firma o composición isotópica muy particular producto del aumento de las actividades humanas que modifican la composición del dióxido de carbono atmosférico, en especial por las pruebas nucleares que ocurrieron durante el año 60. Gracias a los cambios en la composición del carbono 14, a nivel atmosférico uno puede trazar cuánto nuevo carbono ha ingresado después de los años 60. Con esta técnica esperamos poder dilucidar cuanto de este nuevo carbono entregado por las plantaciones está ingresando al sistema y siendo estabilizado
¿Qué hace distinta esta investigación?
R: Lo interesante es que estamos evaluando diferentes tipos de suelos, la mayoría de los estudios que no son muchos o que han hecho algo similar; se han enfocado en un sólo sistema. Entonces, nosotros estamos tratando de determinar cuál es el rol que juega la mineralogía del suelo (estabilización del carbono), y tratar de determinar cuáles son las diferentes capacidades de estabilización que tienen los diferentes suelos.
¿Quiénes participan en este proyecto de investigación?
R: Esta una colaboración que tenemos con el Instituto Max Planck en Biogeoquímica que se inició el año 2017 posterior a una visita al instituto. Allí colaboro con la Dra. Susan Trumbore, directora del Instituto y el Dr. Carlos Sierra, especialista en modelos biogeoquímicos y ecología teórica. Adicionalmente hemos generado colaboración con la Dra. Czimzick de Universidad de California, Irvine, quien es especialista en Biogeoquímica del carbono y emisión de gases de efecto invernadero en ambientes terrestres, especialmente en ambientes del Ártico. Ella junto a sus estudiantes nos ayudaron en todo el proceso de muestras en la incubación y extracción más los procesos de purificación. Por último, creemos que esta es una vinculación bastante potente y por ello esperamos que los resultados sean de alto impacto.
