elocation-id: e3999
El cambio climático hoy en día constituye una fuerte amenaza para los seres vivos. Actividades humanas como el uso de combustibles fósiles, quemas, uso de químicos y principalmente la deforestación contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero. En respuesta a ello, en México se han implementado programas gubernamentales, nacionales y ambientales donde se establecen esquemas de trabajo en conjunto con el productor en los que se obtienen diversos beneficios sociales, económicos y ambientales, cuyo objetivo principal es aminorar el impacto ambiental, tal es el caso del programa sembrando vida. Los sistemas agroforestales son considerados un sistema relevante para hacer frente al cambio climático a través de la biomasa y contenido de carbono que presentan los diferentes estratos vegetales en estos agroecosistemas. En la investigación se estimó el almacenamiento de carbono de forma indirecta en el sistema agroforestal, con un total de 15 sitios, de 4 x 25 m, el predio, es participante en el programa sembrando vida en la comunidad ‘San José, El Amate’ (Huehuetán, Chiapas), una vez recabado estos datos; a través, de ecuaciones alométricas, se obtuvo la biomasa, el carbono y el dióxido de carbono. La parcela agroforestal estudiada cuenta con una reserva de 22.6 t ha-1 de biomasa aérea, 8.75 t ha-1 de carbono y 32.14 t ha-1 de dióxido de carbono.
biomasa aérea, cambio climático, mitigación, modelos alométricos.
Las altas concentraciones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2), han impulsado la búsqueda de estrategias que permitan su mitigación a través de mecanismos naturales de absorción y almacenamiento (González-Abrego et al., 2023). Los sistemas agroforestales juegan un papel importante en este proceso. La cantidad de carbono secuestrado está vinculada a las características del sistema agroforestal presente in situ, incluyendo las especies arbóreas y la gestión del sistema (Podong et al., 2023).
México está dentro de los 15 países con mayor emisión de gases de efecto invernadero, a nivel mundial con un aproximado de 444 millones de toneladas de emisiones neta anuales, lo que representa un 2% de las emisiones mundiales (Casanova et al., 2011). En México se han creado una serie de programas de tipo social y productivos que impulsan el desarrollo del pequeño productor, destacando el programa sembrando vida cuya finalidad es incrementar la productividad agroforestal con base en criterios de sostenibilidad tomando en cuenta la mitigación del cambio climático y la reducción de gases de efecto invernadero (Baca et al., 2021).
En el estado de Chiapas, de 2001 a 2018 se han deforestado 327 753 ha, equivalentes a 18 209 ha año-1 de tierras deforestadas, en el año 2023 se deforestaron 10 694 ha (CONAFOR, 2022). Debido a la pérdida de cobertura y la degradación de los suelos, se ha implementado el programa sembrando vida cuyo principal objetivo es disminuir la degradación ambiental.
Las parcelas establecidas bajo este esquema de producción reúnen condiciones que permiten evaluar su potencial de captura de carbono desde las primeras etapas, debido a que incorpora especies forestales (cedros y caobas) frutales (cítricos) y cultivos tradicionales (café y cacao) en diversos arreglos agroforestales (INECC, 2021). A pesar de la importancia socioambiental del programa, la mayoría de las investigaciones se han centrado en aspectos sociales y económicos (Tapia-Alba y Chiatchoua, 2025) siendo escasas las investigaciones de impacto ecológico, dejando una brecha importante para indagar sobre la dinámica del carbono en estos agroecosistemas (Cortez et al., 2022).
Por lo anterior, el presente estudio tiene como objetivo estimar el contenido de carbono almacenado en la biomasa aérea de especies forestales en parcelas bajo un esquema agroforestal del programa sembrando vida en Huehuetán, Chiapas.
La investigación se realizó en la localidad de San José, el Amate, en el municipio de Huehuetán, Chiapas. Las coordenadas UTM son 1 657 449 en el eje Y y 559 120 en el eje X, ubicadas en la zona 15, con una altitud de 50 m. La parcela de estudio cuenta con una superficie de 2.5 ha inscritas en el programa sembrando vida (Figura 1).
La parcela fue establecida en el año 2019 dentro del programa sembrando vida y se evaluó en el cuarto año. El diseño de plantación consiste en un sistema agroforestal mixto, donde se combinan actividades agrícolas y forestales con la asociación de siete especies. Las especies agrícolas incluyen a Musa paradisiaca L. y Theobroma cacao L. con diámetros promedio a la altura de pecho (DAP) de 12.36 cm y 4.79 cm (2 m de altura), respectivamente. Las principales especies forestales (frutales y maderables) son: Annona muricata L., Bixa orellana L., Cedrela odorata L., Tabebuia rosea L. y Cocos nucifera L.; estas presentan un DAP promedio de 3.5 cm, 5.57 cm, 5.56 cm, 6.76 cm y 0.95 cm, respectivamente con una altura media de 1.7 m.
La investigación se realizó bajo diseño aleatorio simple tomando principalmente 15 sitios, cada uno con una superficie de 100 m2 (4 x 25 m). Para el levantamiento de datos se realizó una estratificación de especies vegetales; primero se registraron las especies de porte bajo, seguido del inventario de especies forestales. En cada parcela se identificaron y cuantificaron las especies presentes, midiendo las variables diámetro a la altura del pecho (DAP) y altura total (h).
Para la estimación de la biomasa aérea, se empleó el método indirecto mediante ecuaciones alométricas específicas para cada especie o grupo funcional (Cuadro 1).
| Modelo | Especie | Ecuación | Autor |
|---|---|---|---|
| 1 | Annona muricata L. | LogBA= -1.716+2.413*Log(DAP) | Nogueira et al. (2008) |
| 2 | Bixa orellana L. | LogBA= -1.716+2.413*Log(DAP) | Nogueira et al. (2008) |
| 3 | Cedrela odorata L. | B= 0.00341*DAP3.38248 | Benavides-Solorio et al. (2021) |
| 4 | Cocos nucifera L. | B= 4.5+7.7*H | Frangí y Lugo (1985) |
| 5 | Musa paradisiaca L. | B= 0.0303*DAP2.1345 | Danarto y Hapsari (2016) |
| 6 | Tabebuia rosea L. | B= 0.1959*D2.1206 | Sáenz-Reyes et al. (2021) |
| 7 | Theobroma cacao L. | LnB= -4.2+1.19*Ln(DAP)+2.34*Ln(H) | Morán-Villa et al. (2024) |
A partir de dichas ecuaciones, se calcularon los valores de biomasa individual, los cuales fueron posteriormente integrados para obtener la biomasa total por sitio. Cada uno de los modelos fue aplicado a una especie específica según su idoneidad y validación previa en estudios referentes a su fisiología y crecimiento.
La concentración de carbono de las especies vegetales registradas en el área de estudio se obtuvo de los factores promedio reportados en la literatura (Cuadro 2).
| Especie | Concentración de carbono | Autor |
|---|---|---|
| Annona muricata L. | 0.5 | Elías y Potvin (2003) |
| Bixa orellana L. | 0.5 | Elías y Potvin (2003) |
| Cedrela odorata L. | 0.45 | Mendizábal-Hernández et al. (2011) |
| Cocos nucifera L. | 0.5 | IPCC (2003) |
| Musa paradisiaca L. | 0.37 | Arias et al. (2014) |
| Tabebuia rosea L. | 0.5 | Hamburg (2000) |
| Theobroma cacao L. | 0.47 | Hernández-Núñez (2021) |
Para obtener el contenido de carbono se cuantificó la biomasa aérea total de cada individuo; a través, de modelos alométricos. Posteriormente, el valor de biomasa fue multiplicado por el factor de concentración de carbono correspondientes para convertir los resultados en toneladas por hectárea (t ha-1).
Para la estimación del dióxido de carbono equivalente (CO2e), se empleó un factor estequiométrico que permite convertir la masa de carbono (C) en su equivalente en CO2. Por lo tanto, el contenido de CO2e se calculó mediante la siguiente expresión: CO2e = contenido neto de C × 3.67.
Para evaluar las diferencias en las concentraciones de dióxido de carbono (CO2) entre los sitios de estudio, los datos se agruparon considerando la localización como factor. Primero, se verificó el supuesto de normalidad mediante la prueba de Shapiro-Wilk (Shapiro y Wilk, 1965). Al rechazarse la normalidad (p < 0.05), se aplicó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis (Kruskal y Wallis, 1952) para comparar los grupos. Posteriormente se aplicó la prueba de Dunn para determinar diferencias significativas (p < 0.05). Todos los análisis se ejecutaron en R Studio (versión 4.3.0; R Core Team, 2023).
Las especies presentes en los 15 sitios establecidos en la parcela de sembrando vida fueron Annona muricata L. (guanábana), Bixa orellana L. (achiote), Cedrela odorata L. (cedro), Cocos nucifera L. (coco), Musa x paradisiaca L. (plátano), Tabebuia rosea (Bertol.) D.C. (roble) y Theobroma cacao L. (cacao). Dentro del predio, la plantación se encuentra diseñada en hileras alternando cultivos de actividad agrícola y de actividad forestal.
La biomasa (B) estimada presentó su valor máximo en el sitio 13 (33.2 t ha-1) y su valor mínimo para el sitio 1 (12.5 t ha-1), mientras que el valor promedio fue de 22.6 t ha-1 (Figura 2).
Algunos estudios demuestran una mayor biomasa en sistemas agroforestales de cacao como el caso de Pocomucha et al. (2016) que registraron una biomasa de 65.62 t ha-1. Por su parte, Andrade et al. (2013) calcularon una biomasa promedio de 28.8 y 33.6 t ha-1 siendo también superiores a lo encontrado en esta investigación.
El carbono almacenado por actividad agrícola (cacao-plátano) fue de 8.4 t C ha-1; de manera específica a nivel de especies, Musa paradisiaca (plátano) obtuvo mayor carbono almacenado en los sitios presentes en comparación que Theobroma cacao (cacao), siendo bajas estas acumulaciones con respecto a las que aporta el M. paradisiaca. Esto se atribuye a que los sitios tienen mayor densidad de plantas de M. paradisiaca, mientras que T. cacao tiene menor presencia en los sitios, por lo que la captación de C fue mínima (Figura 3).
Según el estudio de Ganeshamurthy (2023) estimó que las reservas de carbono de la planta de plátano aportan entre 2.573 y 6.407 t ha-1, mientras que la planta de cacao según Bermello et al. (2024) tiene una biomasa aérea promedio que va desde 0.056 t C ha-1 hasta no más de 4.064 t C ha-1 por árbol. De acuerdo con Avellán et al. (2020) evaluaron almacenes de 2.95 t C ha-1 con la misma especie de T. cacao, atribuyendo que es la cantidad de individuos la que lo determina.
El carbono almacenado incluye los árboles perennes que proporcionan sombra Annona muricata (guanábana), Bixa orellana (achiote), Cedrela odorata (cedro), Cocos nucifera (coco) y Tabebuia rosea (roble). En algunos de los sitios no se encontraron ningunas de las especies perennes y solo en algunos se registró uno o pocos individuos, de una o más especies.
De manera más específica en los sitios 1 y 2 no se encontraron árboles maderables o leñosas, en el sitio 3 se cuantificó 0.841 t C ha-1 siendo C. nucifera la única especie forestal inventariada. En el sitio 4 tienen presencia B. orellana (1.148 t C ha-1) y T. rosea (1.508 t C ha-1). En el sitio 5 solo se distribuye la especie de A. muricata con 0.436 t C ha-1. El sitio 6 (0.101 t C ha-1), sitio 7 (1.239 t C ha-1) y sitio 8 (2.859 t C ha-1) solo tienen una especie forestal que es C. odorata. El sitio 9 reporta a T. rosea con 0.796 t C ha-1, el sitio 10 se distribuye nuevamente A. muricata con 0.528 t C ha-1. En los sitios del 11 al 14 no se encontraron especies maderables sino hasta el sitio 15, siendo C. odorata (0.08 t C ha-1) la especie presente. Con el mismo orden, estos resultados se muestran en la Figura 4.
Algunos estudios como el de Mendizábal-Hernández et al. (2012) reportan capturas de hasta 3.11 t C ha-1 para la especie C. odorata, lo cual es ligeramente superior al valor calculado para esta especie en la presente investigación.
Como resultado general para todas las especies inventariadas, sin importar actividad, el carbono promedio corresponde a 8.75 t C ha-1; por lo tanto, el total de carbono estimado en 2.5 ha corresponderá a 21.87 t C ha-1 (tomando en cuenta que esta es la superficie requerida dentro del programa sembrando vida). El valor medio obtenido se encuentra dentro de los parámetros de lo que puede almacenar una parcela modelo de sembrando vida en un sistema agroforestal, dado a que generalmente los sistemas agroforestales almacenan aproximadamente 9, 21, 50 y 63 t C ha-1 en biomasa aérea (Espinoza et al., 2012).
Estudios similares como el realizado por Ortiz et al. (2008) en un sistema laurel-cacao almacenaron entre 43 y 62 t C ha-1 que son valores muy superiores a los obtenidos en la presente investigación, lo cual puede deberse al tipo de especies y asociaciones que se presentan en ese sistema. Por su parte, Espinoza et al. (2012) encontraron almacenes de 12 a 228 t C ha-1 en un sistema agroforestal, lo cual sigue siendo mayor a los 8.75 t C ha-1 encontrados en la presente investigación, pero comparado con el estudio de Ortiz et al. (2008) obtuvo resultados mayores de captura de carbono. Aunque ambas investigaciones tienen resultados con mayor captura de C, estos se apegan y concuerdan al estándar de captura de carbono de un sistema agroforestal que según Andrade et al. (2013) es de 28.8 y 33.6 t C ha-1.
Los datos de dióxido de carbono analizados no presentaron normalidad, registrando un valor de p < 0.001. Derivado a que los datos no son normales al utilizar la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis se obtuvo un valor de p < 0.001, este valor indica que hay diferencias significativas entre los sitios. Por lo tanto, al aplicar la prueba de Dunn, se muestra que los pares de sitios: 1-13, 1-14, 14-2, 1-5 y 2-5, presentan diferencias en sus valores de dióxido de carbono (CO2) entre estos sitios (Cuadro 3). El resto de las comparaciones no presentan diferencia significativa entre los sitios.
| Comparación | Z | P. adj. | t C ha-1 |
|---|---|---|---|
| 1-13 | -3.523509 | 0.0447166 | 4.8-12.6 |
| 1-14 | -3.927671 | 0.0090061 | 4.8-9.8 |
| 14-2 | 3.68284 | 0.0242182 | 9.8-5.9 |
| 1-5 | -3.800792 | 0.0151446 | 4.8-7.1 |
| 2-5 | -3.554287 | 0.0397956 | 5.9-7.1 |
En el diseño de un modelo de valoración económica para sistemas agroforestal en cacao, Fernández y Mora (2016) cuantificaron la remoción de CO2 hasta su cuarto año evaluando 24.42 t ha-1 de CO2, en otro muestreo a su noveno año encontraron hasta 65.32 t ha-1 de CO2. Al respecto, Ávila et al. (2001) en su investigación almacenamiento, fijación de carbono y valoración de servicios ambientales en sistemas agroforestales en Costa Rica determinaron como mayor captura al sistema agroforestal un valor medio de 8.9 t C ha-1, ese mismo resultado al ser analizado con el factor del dióxido de carbono resulta un promedio de 32.66 t ha-1 de CO2.
Por su parte, Zavala et al. (2018) al estimar la biomasa y carbono almacenado en un sistema agroforestal de cafetal obtuvieron 33.59 t C ha-1 equivalente a 123.27 t ha-1 de CO2 en una investigación que atribuye a la edad del cultivo como un factor que influye en el secuestro y almacenamiento de carbono, siendo la edad de 8 a 16 años en la cual el sistema agroforestal almacena mayor cantidad de CO2.
La estimación de biomasa en la parcela de sembrando vida de la localidad San José El Amate fue de 22.6 t ha-1, el total de carbono corresponde a 8.75 t ha-1. Respecto a las emisiones de CO2 se presentan diferencias entre algunos sitios evaluados. Los datos obtenidos son disímiles a los reportados en otros sistemas agroforestales en los que influyen la cantidad de individuos y sus asociaciones.
Sin embargo, se debe destacar que los SAF forman parte de una estrategia fundamental para mitigar el cambio climático, que a diferencia de un monocultivo este servicio ambiental es de mayor calidad en un agroecosistema. Las parcelas de Sembrando Vida son una opción para aumentar el almacenamiento de carbono y disminuir el cambio climático, por lo tanto, es importante que los sistemas agroforestales sean considerados como una estrategia para amortiguar el CO2.
Los autores agradecen al Sr. Jaime Rodríguez, propietario del predio en que se realizó la presente investigación.
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