Los sistemas agroforestales como

herramientas efectivas para REDD+Panel 5. REDD+: Más allá de la Deforestación Evitada

Florencia Montagnini – Yale University

ELTI/PRORENA Annual Conference 2011REDD+: Dimensiones Técnicas, Socioeconómicas, y Políticas

STRI – Panama City, April 7 – 8, 2011

• Impactos y potencial de SAF para REDD+

• Toma de C en diferentes tipos de SAF:

-SAF con cultivos anuales

-SAF con cultivos perennes

-Sistemas silvopastoriles (SSP)

• Importancia de toma de C en suelos

• Pueden los SAF ser una herramienta efectiva para REDD+?

Oportunidades para los SAF dentro de REDD+

• Evitando la deforestación => reduciendo posibilidades de aumentar el área bajo uso agrícola

• Esto hace necesario un cambio hacia usos de la tierra más intensivos y productivos tales como SAF

• SAF y SSP => pueden lograr aumentos en las reservas de carbono (C stocks)

• Ingresos por REDD+ pueden originar tendencias en políticas que favorezcan sistemas de producción alternativos tales como SAF y SSP

• Importancia de SAF en brindar servicios ambientales y sociales

•A nivel global, se ha estimado que los SAF pueden implementarse en

unas 585 a 1275 x 106 ha de tierras adecuadas para ello, y que pueden

acumular 12-228 Mg C/ha.

Se ha estimado que una hectárea de SAF practicado de manera sostenible puede evitar 5 a 20 ha de deforestación.

Ej. en Sumatra, Indonesia, agricultores que integraron el cultivo del arroz con árboles y huertos caseros ejercieron menos presión sobre el bosque que los que se dedicaban a arroz solamente.

Los SAF pueden tener un papel importante en REDD+ al disminuir la presión sobre los bosques naturales, que son el mayor reservorio mundial de C, además de brindar servicios ambientales como toma de C, biodiversidad, y sus funciones sociales.

Fuentes: Montagnini, F., Cusack, D., Petit, B., and Kanninen, M. 2005. Environmental Services of Native Tree Plantations and Agroforestry Systems in Central America. Journal of Sustainable Forestry 21(1) 51-67.

Montagnini, F., and Nair, P. K. 2004. Carbon Sequestration: An under-exploited environmental benefit of agroforestry systems. Agroforestry Systems 61: 281-295.

•Existe mucha variabilidad en el potencial para la toma de C

entre las diferentes especies, regiones y manejo.

• Variaciones en las condiciones ambientales (clima, suelos)

pueden afectar la toma de C dentro de una región

determinada.

•Los supuestos utilizados en los cálculos pueden originar

errores en las estimaciones de biomasa y C (densidad de

madera, contenido de C en tejidos, ecuaciones alométricas y

modelos).

•Es necesario tomar en consideración esta variabllidad al

realizar estimaciones y extrapolaciones.

Toma de C por árboles en SAF

Vochysia guatemalensis: 27.4 cm dap en plantación pura, 37.9 cm en mixtas a 16 años. Protege contra la erosión. Adaptada a suelos muy pobres, ácidos, de alto tenor de aluminio, y de mal drenaje (Piotto et al., 2010) Foto: Daniel Piotto

Captura de Carbono por especies arbóreas nativas en plantaciones puras y mixtas en La Selva, Costa Rica

Vochysia guatemalensis

0

50

100

150

200

0 2 4 6 8 10 12

Years

Bio

ma

ss

(M

g/h

a)

Biomass stems

Biomass foliage

Biomass branches

Biomass

stems

foliage

branches

Tot

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30

Se está usando un modelo de simulación para estimar la toma de carbono a largo plazo.

Hemos desarrollado ecuaciones alométricas que nos permiten calcular la biomasa en base al DAP, de manera no destructiva.

0

20

40

60

J. c

opaia

V. guate

male

nsis

Mixta

JC

+VG

D. ole

ifera

T. am

azonia

V. kosc

hnyi

Mixta

DO+TA+VK

B. ele

gans

H. alchor

neoides

V. ferru

ginea

Mixta

BE+HA+VF

Car

bo

no

(to

nn

elad

as /

ha)

Captura de carbono por especies arbóreas a 16 años de edad en La Selva, Costa Rica (Fuente: Piotto et al. 2010).

Toma de Carbono en varios tipos

de SAF

SAF con cultivos anuales

SAF con cultivos perennes

SAF con animales: sistemas silvopastoriles (SSP)

Toma de C en SAF de

combinaciones de árboles con

cultivos anuales: cultivos en

callejones

Sistema C permanente (t ha-1)

____________________________

Suelo Troncos

C transitorio (t ha-1 a-1)

_____________________

Follaje y ramas Cultivos

Maíz-maíz 118 3.11 2.34 5.50

Maíz-frijol 116 16.51 10.50 4.80

Carbono en cultivos en callejones en Turrialba, Costa Rica

• Los cultivos en callejones presentan un bajo potencial para el almacenamiento de C.

• Como los árboles son podados para depositar su material en los callejones, el C solamente es almacenado en los troncos que quedan.

• La frecuencia de poda, que puede ser cada dos meses durante el periodo de crecimiento, afecta mucho la capacidad de almacenamiento de C.

C en SAF de combinaciones de árboles con cultivos perennes

cacao café yerba mate

Carbono almacenado en SAF de cacao con árboles de sombra en Turrialba, Costa Rica

Sistema C Perenne (t C ha-1)

___________________

Suelo Cacao y árboles

C Lábil (t C ha-1 a-1)

___________________

Hojarasca Cacao y árboles

Cordia-cacao

Inicial 98 - - -

5to. año 138 18.6 2.6 3.0

10º. año 171 42.8 8.8 3.0

Erythrina-cacao

Inicial 115 - - -

año 152 7.8 4.1 4.4

10o año 190 30.8 9.6 5.6

•El C almacenado en biomasa vegetal perenne fue similar para ambos sistemas: 4.28 t C ha-1año-1 para el sistema cacao-Cordia y 3.08 t C ha-1año-1 en el sistema cacao-Erythrina.

• A pesar de estos valores relativamente elevados, éstos eran solamente un 50% de los valores del bosque natural.

•SAF con cultivos perennes pueden ser importantes en el almacenamiento de C, mientras que los SAF con cultivos anuales y manejo intensivo son más parecidos a la agricultura convencional.

Fotos: Alicia Calle

Toma de C en sistemas silvopastoriles (SSP)

• Los sistemas de producción ganadera proveen aproximadamente el 30% del consumo de proteína por los seres humanos

• Utilizan cerca del 30% de la superficie de la tierra mundialmente

• Contribuyen al bienestar de 1.3 billones de personas especialmente en zonas rurales pobres

• Contribuyen con 18-20% de emisiones de gases de efecto de invernadero, GEI (GHG)

• En América Latina producen 58 a 70% de las emisiones de GEI totales de la agricultura

• Cerca de 40% de emisiones de GEI del ganado provienen de la fermentación entérica, CH4 y N2O

• En consecuencia debemos considerar los TRADE OFFs (compromisos) entre uso de recursos, emisiones de GEI y formas de vida

Importancia e impactos de la ganadería

Alternativas

• 1-Adaptación de estrategias de alimentación del ganado para reducir emisiones de GEI

• Por ej. forraje de leguminosas que contiene taninos condensados (Lotus spp., otras sp) pueden disminuir la emisión de metano en 12 –15 %, con mejoras en la productividad del ganado.

• 2-Planificación de sistemas de producción ganadera para que tomen carbono

• “Sistemas de C neutral” pueden neutralizar un nivel dado de emisiones, dependiendo de su capacidad de reducir emisiones, eliminar emisiones, o usar créditos de C que demuestren integridad ambiental en mercados nacionales o internacionales”

Fuente: Murgueitio, E. y M. Ibrahim. 2009. Ganadería y Medio Ambiente en América Latina. Pp. 20-39 En: Murgueitio, E.,

Cuartas, C. y J. Naranjo (eds.). Ganadería del futuro: Investigación para el desarrollo. 2da. Ed. Fundación CIPAV. Cali,

Colombia. 490 p.

Tipo de pastura CH4/kg MS forraje

Nativa o naturalizada-

Hyparrhenia rufa

30-35

Pastura mejorada–

Brachiaria brizantha

26-28

SSP con Leucaena 16-18

Emisión de metano por diferentes sistemas de pasturas en g de Metano/kg materia seca de forraje consumido por el ganado (Ibrahim y Guerra 2010).

Las emisiones pueden ser 15-18% mayores en la estación seca debido al menor valor nutritivo del forraje. El IPCC define 3 rangos de digestibilidad del forraje: 45-55% baja, 55-75% mediana, 75-85% alta calidad nutritiva (generalmente suplementos alimentarios).

• Pastoreo Controlado

• Establecimiento de especies de pasturas adecuadas

• Uso de SSP

La toma de C en pasturas puede aumentar sustancialmente con:

Mezcla de

pastos/leguminosas en

pasturas mejoradas en

en Brasil

C en SSP en Costa Rica, Colombia, Nicaragua, CATIE/CIAT/CIPAV

90.892.4

1.637.04.83

116.195.6117.5

139.4

121.7

143.00

21.6

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

Land uses

Ca

rbon

o (

t h

a -1

)

C en árboles C en suelos

Pastura

degradadaPastos

sin arb.

Pastos

con arb

Pastos

mejorados

sin arb

Pastos

Mejorados

con arb

Plantacion

de teca

Bosque

secundario

Carbono en biomasa y suelos en Esparza, Costa Rica

Fuente: Ibrahim, M., M. Chacón, C. Cuartas, J. Naranjo, G. Ponce, P. Vega, F. Casasola, and J. Rojas. 2007. Carbon Storage in Soil and Biomass in Land Use Systems of Ranchlands of Colombia, Costa Rica and Nicaragua. Agroforestería en las Américas 45: 27-36 (In Spanish).

•Se muestrearon suelos hasta 1m de profundidad para medir COS en pasturas degradadas y otros 6 usos de la tierra en regiones ganaderas de Costa Rica, Nicaragua y Colombia.

•En las tres regiones las pasturas degradadas tuvieron los menores stocks de C.

•Plantaciones de teca y bosque secundario tuvieron los mayores valores de C en biomasa aérea (cerca de 90 Mg/ha).

•Existen buenas oportunidades para la toma de C mejorando pasturas, y agregando árboles al paisaje en SSP, plantaciones y bosques de galería.

Toma de Carbono en bosque natural, pastura degradada y SSP luego de 5 años (Ibrahim y Guerra 2010)

Ibrahim, M. y L. Guerra. 2010. Análisis preliminar de los sistemas silvopastoriles para el diseño de fincas ganaderas Carbono neutral. P. 27. En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6°: 2010: Panamá, Panamá).

C en biomasa en 13 fincas en la región Chorotega, NE Costa Rica. Area total: 750 ha

Ibrahim, M., D. Tobar, L. Guerra, C. Sepúlveda, N. Ríos. 2010. Balance de gases efecto invernadero en fincas ganaderas de la región Chorotega. En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6°: 2010: Panamá, Panamá).

• Los sistemas ganaderos son fuentes de GEI. Cuando son practicados de manera no sostenible, la compactación y erosión pueden provocar pérdidas adicionales de C y N de los suelos.

• Los sistemas de ganadería son parte de las culturas humanas y son un importante componente en economías de subsistencia de dueños de la tierra pequeños y medianos.

• En consecuencia a pesar de temas en controversia en relación a sus impactos ambientales, muchos sistemas de pastoreo continúan siendo parte importante de los paisajes rurales.

• En este contexto, es urgente diseñar y manejar SSP que puedan compensar emisiones del sistema mismo y aún de afuera del sistema.

Fuente: Montagnini, F. 2011. Restoration of degraded pastures using agrosilvopastoral systems with native trees in the Neotropics. Pp. 55-68 In: Montagnini, F., Francesconi, W. and Rossi, E. (eds.). Agroforestry as a tool for landscape restoration. Nova Science Publishers, New York.

Fernado Uribe Trujillo; Andres Felipe Zuluaga; Andres Galindo; Walter Sarria; Liliana María Valencia; Rodrigo Soto. (Fundación CIPAV,Colombia). Avances pioneros de los sistemas silvopastoriles en Panamá. En: M. Ibrahim y E. Murgueitio (eds.). Congreso Internacional de Agroforestería para la Producción Pecuaria Sostenible (6°: 2010: Panamá, Panamá).

Se pueden percibir los cambios en los primeros años de los proyectos

Toma de C en suelos en SAF

A nivel mundial los suelos contienen

tanto o más C que la vegetación, de

manera que la materia orgánica del

suelo (MOS) juega un papel crucial en el

ciclo global del C.

Las técnicas agrícolas que aumenten la

toma y conservacion de MOS pueden

tener un fuerte impacto sobre el ciclo

global del C.

Los cultivos mixtos, el uso de residuos como mulch y otras técnicas utilizadas en los SAF tienen un gran potencial para conservar y aumentar la MOS.

SAF y el C del suelo

SAF pueden tener un efecto positivo sobre el aumento del C del

suelo, incluyendo efectos indirectos como cuando se contribuye a

reducir la erosión.

La acumulación de C en suelos ocurre cuando se utilizan

prácticas que:

• Promueven menores temperaturas en los suelos, tal como el uso

de mantillo (mulch) o la sombra,

• Aumentan la fertilidad (ej con especies fijadoras de N),

• Promueven una mejor aireación (menores perturbaciones, menor

labranza).

Dinámica del C orgánico del

suelo, COS luego de

conversión de bosque

tropical a agricultura y usos

de la tierra forestales.

Pérdida de COS=potencial

de capacidad de acumular C

tanto en tamaño del

reservorio de C como en tasa

de aumento.

La tasa depende del punto

de referencia, > tasas

(~20%) en suelos muy

degradados.

SAF tasas intermedias entre

plantaciones arbóreas

convencionales y

agricultura con labranza

mínima.

Fuente: Lal, R. 2005. Soil Carbon Sequestration in Natural and Managed Tropical Forest Ecosystems. pp. 1-30 in F. Montagnini (ed.). Environmental Services of Agroforestry Systems, Haworth Press, New York.

•Protección física por oclusión dentro de agregados del suelo

•Protección química por interacción con superficies minerales o con

otras moléculas orgánicas.

•Preservación de compuestos orgánicos recalcitrantes debido a su composición elemental y conformación molecular.

La protección física o por formación de complejos organo-minerales es más importante que la resistencia de la MOSdebida a su composición química.

El C estable del suelo representa un reservorio a largo plazo (a long-term C sink).

Mecanismos que controlan la estabilización y la liberación del C del suelo

En barbechos mejorados con Crotalaria el C fue mayor en macro agregados, con solamente pequeños aumentos en meso- y micro-agregados.

Fuente: Mutuo PK, Cadisch G, Albrecht A, Palm CA, Verchot L. 2005. Potential of agroforestry for carbon sequestration and mitigation of greenhouse gas emissions from soils in the tropics. Nutrient Cycling in Agroecosystems 71: 43–54

Fracciones lábiles y estables de COS en

barbechos mejorados en Kenia

Almacenamiento de C en suelos en SAF con cacao y bosque natural en Bahia, Brasil

Las raíces profundas de cacao y árboles de sombra hacen extender el estudio más allá de la capa superficial del suelo donde se concentran la mayoría de los trabajos convencionales.

•El sistema cacao “cabruca” tuvo significativamente mayor almacenamiento de C en la fracción de mayor tamaño, a 0–10 cm de profundidad.

•Los 2 sistemas de SAF con cacao (cacao cabruca y cacao erythrina) tuvieron > almacenamiento de C en la fracción de macro-agregados, que en bosque natural.

•Considerando el bajo nivel de disturbios en el suelo en los sistemas de

SAF de cacao, el C contenido en la fracción de macroagregados puede

quedar estable en el suelo.

•Este estudio muestra el papel de SAF con cacao en mitigar emisiones de

GEI a través de la acumulación y retención de altas cantidades de COS, y

sugiere el beneficio de este servicio ambiental para los casi 6 millones de

agricultores de cacao del mundo.

Fuente: E. F. Gama-Rodrigues, P. K. R. Nair, Vimala D. Nair, A. C. Gama-Rodrigues, Virupax C. Baligar, R. C. R. Machado. Carbon Storage in Soil Size Fractions Under Two Cacao Agroforestry Systems in Bahia, Brazil. Environmental Management (2010) 45:274–283.

Efectos del tipo de sombra y manejo sobre el COS en SAF con café Orgánico y Convencional en Costa Rica

Se investigaron los efectos del tipo de sombra (3 especies arbóreas y “pleno sol” ) y el manejo (diferentes niveles de intensidad en sistema orgánico y convencional, o químico) sobre las fracciones gruesa y fina del COS en SAF de 8 años.

Café con

Terminalia

amazonia

Proyecto de investigación en CATIE para diversificar

SAF de café y comparar manejo convencional y

orgánico.

Experimentos controlados comparando productividad y otras propiedades

entre sistemas, combinando manejo orgánico y convencional.

Erythrina poeppigiana (poró)

con café

“Casha” (Aparema spp.) con café

Menor uso de fertilizantes y herbicidas y aumento de insumos orgánicos resultaron en un aumento en COS, especialmente en la fracción gruesa.

Hubo diferencias significativas entre todos los tratamientos de sombra y manejo orgánico, en comparación con manejo convencional.

Fuente: Cowart, M., Montagnini, F., and Soto, G. Shade and management effects on soil carbon fractions in organic and conventional coffee agroforestry systems in Costa Rica. Environmental Management. In preparation, February 2011.

CONCLUSIONES

•Los SAF pueden evitar la deforestación al proveer productos maderables y no maderables en tierras ya deforestadas.

•Los SAF bien implementados y manejados pueden tener tasas de acumulación de C elevadas, y ser una herramienta efectiva para proyectos REDD+.

•Cmo estrategia para la toma de C, los SAF tienen el beneficio adicional de proveer productos valiosos, alimentos y servicios ambientales y sociales.

•El diseño y manejo de SAF juegan un papel importante en la cantidad de C absorbido en biomasa.

•Los SAF con cultivos perennes tiene mayor potencial para la toma de C que los SAF con cultivos anuales.

•Cuando son bien diseñados y manejados, los SSP pueden compensar emisiones de GEI y hasta convertirse en sistemas de C neutral.

•Los suelos acumulan mayor cantidad de C que la biomasa aérea, y su papel debe ser evaluado usando las metodologías adecuadas en cuanto a profundidad de muestreo y fraccionamiento del C.

•En el contexto de proyectos REDD, mercados de C y PSA, la conservación de C se convierte en un producto adicional que los dueños de las tierras pueden considerar al tomar decisiones de manejo o usos alternativos de la tierra.

•Esto puede cambiar la dinámica de los SAF, incluyendo SSP, en cuanto a edad de cosecha de los árboles, combinaciones de cultivos con árboles, especies utilizadas, silvicultura y otras prácticas de manejo.

•Con los pagos por C, SAF que de otra manera son menos lucrativos se vuelven más atractivos, o viceversa.

•Programas de compensación tales como el PSA tienen un papel importante en promover sistemas de uso y manejo de la tierra que neutralicen emisiones de GEI y que asimismo contribuyan a mantener las formas de vida de las poblaciones humanas.

SAF y REDD+

• REDD = Reducir Emisiones de la Deforestación y la Degradación de Bosques:

• Reducir la tasa de deforestación

• Medir esta tasa

• Crear mecanismos de toma de carbono

• Encontrar mercados para la venta del C

SAF contribuye no solamente a la mitigación sino que también genera beneficios múltiples

Biodiversidad y otros servicios ambientales

Sinergías y compromisos (trade-offs)

¿Qué es necesario?

Capacidad para la toma de carbono

Capacidad para reducir deforestación

Inversión realista en manejo sostenible de bosques

Niveles de Referencia: fundamentales para la evaluación y el monitoreoEstablecer los niveles de referenciaDeterminar las tasas de deforestaciónCircunstancias nacionales y regionalesMonitoreo, Evaluación, Información y Verificación (MARV). Sistemas participativos son clave para el proceso

Source: Mario Boccucci and Niklas Hagelberg. Driving to High Carbon Stocks Pathways on a REDD vehicle. 2nd World Agroforestry Congress. Symposium: High Carbon Stocks Development Pathways. 26 August 2009, Nairobi, Kenya