4.1.4. El ciclo del carbono

El suelo de los mayas. Los mayas desarrollaron la agricultura del maíz en los suelos de Tikal (Guatemala). Hay evidencia de erosión en los suelos con pendiente, lo que sugiere que la agricultura pasó desde la base hacia los suelos empinados y menos adecuados. Si la agricultura causó una erosión sustancial, la pérdida de suelo pudo poner en riesgo la seguridad alimentaria. La química del suelo permite conocer más sobre esta evolución agronómica. La vegetación forestal usa la ruta fotosintética C3, mientras que el maíz usa la vía C4. La diferencia de materia orgánica del suelo difiere en cada caso, lo que permite evaluar las plantas que había en ese suelo en una de las etapas.

La terra preta. Se estima que la Amazonia albergó hasta un millón de personas hace 500 años. Los lugares estuvieron rodeados por cercas, cimentadas en zanjas, con caminos. Las excavaciones muestran vertederos, restos de cerámica, hachas de piedra pulimentada y restos de terra preta (suelo negro). Se identificaron varias prácticas de manejo de los parches: la eliminación de plantas no útiles y la protección de las útiles, la selección de fenotipos de plantas y animales y el trasplante de plantas útiles, el manejo de los incendios y el mejoramiento del suelo. Estas prácticas de manejo interfieren con los procesos ecológicos naturales, lo que resulta en la domesticación de parches de bosque dominados por especies útiles. /// En el trópico sudamericanos los suelos son pobres en nutrientes. La materia orgánica se descompone rápido y los nutrientes son lixiviados por el agua de lluvia. Los parches de tierra negra fértil ocupan menos del 1 % del territorio, tienen varios kilómetros cuadrados de superficie y más de un metro de espesor. Estos parches son de origen indígena. Por ejemplo, de 16.000 especies arbóreas amazónicas, solo 227 representaban la mitad de todos los árboles. De ese número, 85 especies exhiben características físicas de domesticación parcial o completa por los nativos. El cultivo de plantas por los grupos nativos moldeó el paisaje de los bosques amazónicos durante 8.000 años. Así, unos 20 tipos de árboles frutales y de nueces cubren grandes porciones de bosques que crecen en suelos oscuros con viñas, palmeras, árboles de frutos secos y fruta y plantas con espinas. El dosel es más bajo y la maleza más densa que en un bosque natural. La biodiversidad es similar. Hay muy poca roca y metal y la madera y huesos se descomponen con facilidad. Se observa que fueron más susceptibles a la sequía, aunque son sitios que quizás fueron seleccionados por esta característica. Hay diferencias en las propiedades espectrales (luz reflectante) impulsada por la estructura del bosque y las especies arbóreas. La alta heterogeneidad espacial sugiere que la ocupación precolombina por los pueblos indígenas fue compleja y varió sustancialmente en esta región ecológicamente diversa.

La circulación del carbono. El carbono de la atmósfera interviene en la fotosíntesis como CO2 (dióxido de carbono) para formar la glucosa (C6H12O6). Este carbohidrato básico (azúcar) se usa para reserva (almidón) y para la respiración. La respiración de las plantas (oxidación con O2) y los organismos del suelo producen el retorno del CO2 a la atmósfera. A nivel global, en el hemiciclo atmósfera-a-biósfera se absorben por fotosíntesis 120 GtC/año (GigaTonelada de Carbono al año). En paralelo, se liberan por respiración

414. Movimiento de carbono. A la izquierda se muestra el flujo de carbono antropogénico. Son 9 GtC/ año que se liberan desde el carbono acumulado en el subsuelo como combustibles fósiles. En el centro se muestra el flujo en la biosfera (las plantas) y a la derecha el flujo en el océano (el plancton). Las plantas tienen secuestrados cerca de 600 GtC y el plancton unos 1.000 GtC. Por año, la fotosíntesis en las plantas terrestres procesa 120 GtC de los cuales se liberan 60 GtC por respiración y se degradan 60 GtC. En los mares se absorben por fotosíntesis 90 GtC al año.

60 GtC/año, con lo que se “fijan” 60 GtC/año en la madera. Cuando las plantas mueren, la descomposición libera 60 GtC/año de carbono. El balance queda neutralizado en un equilibrio natural. En los océanos hay otro equilibrio similar con el fitoplancton.

El carbono en el suelo. En el suelo (la pedósfera) hay más carbono que en los vegetales vivos (la biósfera). Una estimación asigna 1.500 GtC en el suelo y 600 GtC en la biosfera. El intercambio de carbono entre el suelo, la biósfera y la atmósfera es de 60 GtC/año. Hay un incremento neto de 3 GtC/ año en el suelo por absorción del exceso emitido por el hombre a la atmósfera (10 GtC/ año). /// La caída de la Unión Soviética creó el más grande sumidero moderno de carbono en las tierras agrícolas abandonadas. El abandono de tierras de cultivo ocurrió cuando el sistema de agricultura colectivizada introducida por Stalin se derrumbó. Los agricultores salieron de la tierra y migraron a las ciudades, de forma que se abandonaron 455.000 km2 de tierras que enterraron 42,6 MtC al año desde 1990. Este sumidero de carbono surgió a costa de enormes dificultades sociales y económicas. /// En un metaestudio se evaluaron 53 trabajos sobre el ciclo de carbono orgánico del suelo. Se trabajó antes y después del pasaje de bosque a agricultura. Se encontró que los bosques capturan 25 % más carbono que la agroforestería (combinación de agricultura y explotación forestal) y que esta almacena 34 % más que la agricultura pura. La conversión desde bosques a agroforestería provocó pérdidas de carbono orgánico en las capas superiores, sin provocar diferencias en las capas más profundas. La conversión del suelo desde agricultura a la agroforestería aumentó las existencias de carbono orgánico en todos los niveles de profundidad.

Las raíces secuestran carbono. Las raíces de las plantas tienen veinte veces más probabilidades que las hojas de convertirse en materia orgánica del suelo. La hojarasca (hojas muertas, tallos y raíces) se descomponen