Revista Forestal Baracoa Vol. 42, enero-diciembre 2023, ISSN: 2078-7235
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Artículo Original

Contenido de carbono por tipo de suelo en formaciones forestales

Carbon content by soil type in forest formations

Yolanis Rodríguez-Gil1Unidad de Ciencia y Técnica de Base Investigaciones e Innovación Tecnológica, La Habana, Cuba*✉:yoli@forestales.co.cu

Arsenio Renda-Sayoux1Unidad de Ciencia y Técnica de Base Investigaciones e Innovación Tecnológica, La Habana, Cuba

Alicia Mercadet-Portillo1Unidad de Ciencia y Técnica de Base Investigaciones e Innovación Tecnológica, La Habana, Cuba

Yunior Álvarez-Góngora2Unidad de Ciencia y Técnica de Base Guisa, Granma, Cuba

Gardenis Merlán-Mesa3Unidad de Ciencia y Técnica de Base Placetas, Villa Clara, Cuba

Liliana Caballero-Landín3Unidad de Ciencia y Técnica de Base Placetas, Villa Clara, Cuba

Andrés Hernández-Riquene3Unidad de Ciencia y Técnica de Base Placetas, Villa Clara, Cuba

Iris Enríquez-González1


1Unidad de Ciencia y Técnica de Base Investigaciones e Innovación Tecnológica, La Habana, Cuba

2Unidad de Ciencia y Técnica de Base Guisa, Granma, Cuba

3Unidad de Ciencia y Técnica de Base Placetas, Villa Clara, Cuba

 

*Autor para correspondencia: yoli@forestales.co.cu

Resumen

El suelo juega un papel crucial como sumidero de carbono en la mitigación del cambio climático. Almacena aproximadamente el doble de carbono que la atmósfera y la vegetación combinadas, lo que lo convierte en uno de los mayores reservorios naturales de este gas. En Cuba se han realizado varios estudios en diferentes tipos de suelo, regiones y vegetación, para determinar un coeficiente de carbono nacional en los suelos forestales. El trabajo consistió en determinar la fracción de carbono por tipos de suelos ocupados por diferentes formaciones naturales. Se estudiaron cuatro formaciones naturales, se utilizaron los resultados de estudios realizados en el período 1981 al 1988; 2014 al 2016 y 2017 al 2018 por el Instituto de Investigaciones Agro-Forestales. Se muestreó a la profundidad de 30 cm y el método de análisis de laboratorio empleado para la determinación del contenido de materia orgánica fue el de Walkley and Black. Como resultado se obtuvo que el Tipo de suelo Ferralitico Amarillento Lixiviado retiene la mayor concentración de carbono con 147, 2 t/ha en la formación monte nublado, seguido de los Ferraliticos Rojos Lixiviados con pinares con 128,13 t/ha en la región oriental.

Palabras clave: 
formaciones naturales, coeficientes, materia orgánica
Abstract

Soil plays a crucial role as a carbon sink in mitigating climate change. It stores approximately twice as much carbon as the atmosphere and vegetation combined, making it one of the largest natural reservoirs of this gas. To determine a national carbon coefficient in Cuban forest soils, several studies have been conducted in different types of soil, regions and vegetation. The work consists in determining the fraction of carbon by types of soils occupied by different natural formations. Four natural formations were studied, using the results of studies carried out in the period 1981 to 1988; 2014 to 2016 and 2017 to 2018 by the Agro-Forestry Research Institute. Sampling was at 30 cm depth and the laboratory analysis method used for the determination of organic matter content was that of Walkley and Black. As a result, the Ferralítico Yellowish Leached Soil Type retains higher carbon concentration with 147, 2 t/ha in the cloud mountain formation, followed by the Ferraliticos Rojos Lixiviados with 128,13 t/ha pine forests in the eastern region.

Keywords: 
natural formations, forest soils, coefficients, organic matter

Recibido: 20/1/2023; Aceptado: 14/2/2023

Conflictos de interés: Los autores declaran que no existe conflictos de interés.

CONTENIDO

Introducción

 

El suelo es un componente esencial del sistema climático del planeta y es el segundo sumidero de carbono más grande en la naturaleza, lo que lo convierte en un importante almacén de este elemento. Aproximadamente dos tercios del carbono en los ecosistemas terrestres están fijados en el suelo, con un valor estimado de 1.500 Pg C (petagramos de carbono) (Caviglia-Harris et al., 2016Caviglia-Harris, J., Sills, E., Bell, A., Harris, D., Mullan, K., & Roberts, D. (2016). Busting the Boom–Bust Pattern of Development in the Brazilian Amazon. World Development, 79, 82-96. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2015.10.040).

A través de procesos como la fotosíntesis y la descomposición de materia orgánica, el carbono es capturado y almacenado en el suelo, contribuyendo a reducir las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera. La proporción de dicho carbono que llega al suelo puede estabilizarse por períodos tan prolongados que alcanzan miles de años (Johnson, 1992Johnson, D. W. (1992). Effects of forest management on soil carbon storage. Water, Air, and Soil Pollution, 64(1), 83-120. https://doi.org/10.1007/BF00477097; Schlesinger, 1990Schlesinger, W. H. (1990). Evidence from chronosequence studies for a low carbon-storage potential of soils. Nature, 348(6298), 232-234. https://doi.org/10.1038/348232a0). La cantidad de carbono acumulado en suelo y vegetación varía entre ecosistemas y tipos de bosques. En el trópico, la materia orgánica se descompone rápidamente; el carbono se distribuye equitativamente entre el suelo y la vegetación (Pardos, 2010Pardos, J. A. (2010). Los ecosistemas forestales y el secuestro de carbono ante el calentamiento global.; Burbano, 2018Burbano, H. (2018). El carbono orgánico del suelo y su papel frente al cambio climático. Revista de Ciencias Agrícolas, 35(1), 82-96. https://doi.org/10.22267/rcia.183501.85). Las concentraciones de carbono en el suelo, estimadas a partir de inventarios florísticos del bosque, oscilaron entre 2 782 y 13 241 MtC (megatoneladas de carbono), valores considerados los más altos a nivel global (Gibbs et al., 2007Gibbs, H. K., Brown, S., Niles, J. O., & Foley, J. A. (2007). Monitoring and estimating tropical forest carbon stocks: Making REDD a reality. Environmental Research Letters, 2(4), 045023. https://doi.org/10.1088/1748-9326/2/4/045023).

La estimación de la concentración de carbono en el suelo mediante inventarios florísticos destaca la importancia de realizar estudios por formaciones naturales, ya que cada formación varía en la distribución de los nutrientes del suelo y la disponibilidad de agua. Estos factores condicionan las adaptaciones vegetales y favorecen el crecimiento de comunidades típicas, influyendo en su composición florística (Iverson et al., 1993Iverson, L. R., Brown, S., Grainger, A., Prasad, A., & Liu, D. (1993). Carbon sequestration in tropical Asia: An assessment of technically suitable forest lands using geographic information systems analysis. Climate Research, 3(1/2), 23-38. https://www.jstor.org/stable/24863330).

La importancia de estudiar las concentraciones de carbono en suelos forestales también se refleja en el patrimonio forestal cubano, cuya superficie supera el 31 % del área total del archipiélago (FAO, 2020FAO. (2020). Portal de datos de indicadores de los ODS (Indicador 15.1.1—Superficie forestal en proporción a la superficie total). https://www.fao.org/sustainable-development-goals-data-portal/data/indicators/indicator-1511---forest-area-as-a-percentage-of-total-land-area/es). El patrimonio forestal cubano está representado por 16 formaciones naturales reconocidas por la (DFFFS, 2017DFFFS. (2017). Situación de los Bosques de Cuba 2016 (Boletín No. 1; p. 62). Dirección Forestal, Flora, Fauna Silvestre. MINAG.), las cuales están distribuidas a lo largo del país en áreas llanas y montañosas, siendo estas últimas la principal reserva forestal en cuanto a formaciones boscosas (Rubio Pereira, 1986Rubio Pereira, M. (1986). Distribución y características de los principales suelos del Escambray. Perspectivas para su utilización racional [Tesis de Grado]. Universidad de Pinar del Río, “Hermanos Saíz”.). El objetivo del presente trabajo es determinar la fracción de carbono por tipos de suelos ocupados por diferentes formaciones naturales.

Materiales y métodos

 

Para determinar un coeficiente de carbono por tipo de suelo en formaciones forestales a nivel nacional y sustituir los valores informados por el IPCC en las formaciones naturales, se utilizaron los resultados de estudios de suelo realizados entre 1980 y 1999, y entre 2017 y 2018 en el INAF. (Calzadilla et al., 1988Calzadilla, E., Forcades, E., & Álvarez, L. (1988). Estudio de las condiciones edafológicas de la EFI La Palma. Proposiciones sobre el uso y manejo de los suelos (p. 60). Instituto de Investigaciones Forestales.; Renda, s. fRenda. (s.f.). Estudio sobre las condiciones edafológicas, fisiográficas y agrosilviculturales de la Sierra Maestra, Santiago de Cuba..; Renda et al., 1980bRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1980b). Estudio sobre las condiciones edafológicas, fisiográficas y agrosilviculturales de la Sierra Maestra, Santiago de Cuba. (p. 143). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal. https://agris.fao.org/search/en/providers/123819/records/6473626408fd68d54604b3a3, 1980aRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1980a). Estudio edafologico, fisiografico y agrisilvicultural de la Sierra Maestra, Municipio Buey Arriba, Provincia Granma. (p. 96). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal. https://agris.fao.org/search/en/providers/123819/records/6473626408fd68d54604b3a3, 1981cRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1981c). Estudio Edafológico-Forestal y Fisiográfico de la Sierra Maestra, Municipio Bartolomé Masó. (p. 123). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal., 1981aRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1981a). Estudio Edafológico, Fisiográfico Agrosilvicultural de la Sierra Maestra, Municipio Campechuela y Manzanillo. (p. 59). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal., 1981bRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1981b). Estudio edafológico, fisiográfico y agrosilviculturales de la Sierra Maestra, Municipio Guisa. (p. 90). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal., 1999Renda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1999). Particularidades edafológicas forestales de la región central de la Sierra Maestra. (p. 30). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal., 2011Renda, A., Rodríguez, Y., & Mercadet, A. (2011). Contenido de Carbono en algunos Suelos Forestales de Cuba. Parte I: Ferralítico Rojo Amarillento. Revista Forestal Baracoa (CU), 30(2), 61-66.; Rodríguez et al., 2020Rodríguez, Y., Renda, A., & Mercadet, A. (2020). Contenido de carbono en los suelos forestales del país (p. 28) [Informe Técnico. Inédito.]. INAF.; Ruiz J. & Hernández, 1988Ruiz J., C., & Hernández, A. (1988). Particularidades de la formación y uso agrícola de los suelos del macizo montañoso Sagua-Baracoa [Tesis en opción al título de Doctor en Ciencias Agrícolas]. Instituto de Suelos.). Las muestras de suelo se tomaron en 17 sitios de siete municipios y seis provincias (Figura 1) con la siguiente distribución:

  • De la región oriental (15) en cuatro provincias: Granma, municipios Guisa y Bartolomé Masó; Santiago de Cuba (áreas del propio municipio); Guantánamo en el municipio Baracoa; Holguín, municipio Sagua de Tánamo.

  • De la región central (1) en la provincia: Villa Clara, en el municipio Manicaragua.

  • De la región occidental (1) en la provincia: Pinar del Río municipio, La Palma.

Figura 1.  Ubicación y región de las provincias estudiadas.

De las 16 formaciones naturales reconocidas por la Dirección Forestal, Flora y Fauna Silvestres DFFFS (2017)DFFFS. (2017). Situación de los Bosques de Cuba 2016 (Boletín No. 1; p. 62). Dirección Forestal, Flora, Fauna Silvestre. MINAG., se estudiaron cinco. En estos estudios no se identificaron las especies representativas de dichas formaciones vegetales; para tener una idea de las especies presentes, se hace referencia a las descritas por Acevedo-Rodríguez & Strong, 2012Acevedo-Rodríguez, P., & Strong, M. T. (2012). Catalogue of Seed Plants of the West Indies. Smithsonian Institution Scholarly Press. https://doi.org/10.5479/si.0081024X.98.1; Bisse, 1988Bisse, J. (1988). Árboles de Cuba. Editorial Científico-Técnica.; Renda et al., 1980bRenda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1980b). Estudio sobre las condiciones edafológicas, fisiográficas y agrosilviculturales de la Sierra Maestra, Santiago de Cuba. (p. 143). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal. https://agris.fao.org/search/en/providers/123819/records/6473626408fd68d54604b3a3 (Anexo 1).

Las características climáticas están determinadas por la altitud, catalogándose como tropical húmedo en la vertiente norte y tropical subhúmedo en la vertiente sur (Anexo 2). Los valores de temperatura y precipitación media anual de los sitios estudiados o sus cercanías también se presentan.

Para el estudio en los diferentes períodos (Tabla 1), se tuvo en cuenta la clasificación de suelo del Instituto de Investigaciones de Suelos IIS (1979)IIS. (1979). Génesis y Clasificación de los Suelos de Cuba. Instituto Investigaciones de Suelos. Academia de Ciencia de Cuba.. Estos suelos se compararon utilizando los índices de diagnóstico con la nueva clasificación a nivel de tipo (Hernández et al., 2015Hernández, A., Pérez, J. M., Bosch, D., & Castro, N. (2015). Clasificación de los Suelos de Cuba. INCA.).

Tabla 1.  Correlación aproximada de la clasificación de los suelos en diferentes áreas de estudios.
Agrupamiento Tipo de suelos estudiados
Clasificación de suelo (IIS, 1979IIS. (1979). Génesis y Clasificación de los Suelos de Cuba. Instituto Investigaciones de Suelos. Academia de Ciencia de Cuba.) Clasificación de suelo (Hernández et al., 2015Hernández, A., Pérez, J. M., Bosch, D., & Castro, N. (2015). Clasificación de los Suelos de Cuba. INCA.)
Ferralíticos (FRR) Ferraliticos Rojos Amarillentos (FRA) Ferraliticos Rojos Lixiviados húmico, hidratado y gléyico FRRL (hhg)
Ferralíticos Rojos Lixiviados húmico desaturado FRRL(hds)
Ferraliticos Amarillentos (FA) Ferraliticos húmicos desaturado FRAL (hds)
Ferríticos (FRO) Ferriticos Purpuras (FP) Ferrítico Rojo Oscuro erogénico FRO (e)
Pardo Sialítico (P) Pardo con Carbonatos (PcC) Pardo mullido y húmico carbonatado P(mhC)
Pardo erogénico, carbonatado P(eC)
Pardo sin Carbonatos (PsC) Pardo erogénico, sin carbonatos P(esC)
Pardos Grisáceo (PG) Pardos Grisáceos erogénico PG (e)
Fersialítico Pardo Rojizo (FrsPR) Fersialitico Pardo Rojizo (FPR) Fersialitico Pardo Rojizo Mullido FrsPR
Fersialiticos Rojo Amarillento Ferromagnesial (FRAF) Fersialitico rojo mullido y húmico FrsPR
Fersialitico rojo erogénico FrsPR

Nota: las siglas utilizadas en primera y tercera columnas son los utilizados en la clasificación del 2015, mientras que la segunda columna es propia del autor.

La topografía presente en cada área de estudio es fundamentalmente montañosa, solo es semi-llana en la parte central de la provincia Villa Clara. La composición mecánica está representada con un predominio de la fracción arcilla sobre el limo y la arena.

El contenido de carbono se determinó a partir del nivel de materia orgánica (%) existente hasta la profundidad 30 cm, posteriormente se calculó mediante:

C = M . O % * 0.58  

Donde:

C: contenido de carbono en la materia orgánica

M. O: por ciento de materia orgánica determinado en laboratorio.

0.58: factor constante, significa que la materia orgánica contiene 58% de carbono en masa

Al valor obtenido se le aplica la conversión de unidades a toneladas.

Para determinar cuánto carbono existe en una t/ha, el cociente (contenido de carbono en la materia orgánica) se multiplica por el valor de la densidad aparente (peso volumétrico), según la composición mecánica del suelo a la profundidad establecida en una hectárea de terreno. Un método similar fue utilizado por (Ibrahim et al., 2013Ibrahim, M. A., Chacón, M., Cuartas, C., Naranjo, J., Ponce, G., Vega, P., Casasola Coto, F., & Rojas, J. (2013). Almacenamiento de carbono en el suelo y la biomasa arbórea en sistemas de usos de la tierra en paisajes ganaderos de Colombia, Costa Rica y Nicaragua. https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/7934).

El método de análisis de laboratorio utilizado para la determinación del contenido de materia orgánica fue el de Walkley & Black (1934)Walkley, A., & Black, I. A. (1934). An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37(1), 29-38. https://doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003. La densidad aparente se determinó directamente en los perfiles del suelo, utilizando anillos o cilindros volumétricos, mientras que la composición mecánica se evaluó mediante el método de pipeta semiautomática. Esta misma metodología se aplicó en los estudios de suelos realizados entre 1980 y 1999, y nuevamente entre 2017 y 2018. Para corroborar los resultados obtenidos con el método anterior, se aplicó además el método de Gardi et al. (2013)Gardi, C., Montanarella, L., Cruz Gaistardo, C., Barceló, S., Vargas, R., Mendonça Santos Brefin, M. L., Comerma, J., Angelini, M., Jones, A., Ravina da Silva, M., Encina Rojas, A., Vara Rodríguez, M. I., Schad, P., Muñiz Ugarte, O., & Krasilnikov, P. (2013). Atlas de suelos de America Latina y el Caribe. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. https://doi.org/10.2788/37334, que es utilizado para calcular el contenido de carbono orgánico en el suelo.

C O S = C * D A * T * 100  

Donde:

C: es el contenido de carbono orgánico para un tipo de suelo específico (en % de peso seco), que se determina por análisis de laboratorio;

DA: es la densidad aparente del suelo (g/cm3), un factor crucial que describe el peso de una muestra de suelo inalterado - los suelos pueden tener densidades que oscilan entre el 0,1 en las turbas ligeras y el 1,8 en los suelos minerales muy densos y compactos. La materia orgánica es más ligera que la materia mineral, por lo que, si aumenta el contenido de materia orgánica en un suelo, la densidad disminuirá de forma correspondiente;

T: es el espesor de la capa del suelo expresado en términos de metros de profundidad.

Resultados y discusión

 

Para un mejor entendimiento de estos resultados, es necesario destacar que todos estos estudios están influenciados por la cantidad de sitios muestreados en cada formación. Una vez analizados los resultados (Tabla 2) de los sitios muestreados en diferentes momentos, podemos afirmar que el Tipo de suelo FRAL retiene la mayor concentración de carbono, con 147,2 t/ha en la formación de monte nublado, seguido por los suelos FRRL en pinares con 128,13 t/ha, el suelo PcC en la pluvisilva con 100,11 t/ha, y el PG en pinares con 99,8 t/ha en la zona oriental.

Tabla 2.  Tipo de suelo y formaciones naturales.
Formación Natural Tipo de suelo Región Carbono t/ha
Pn FRRL Oriente 128.13
PsC Oriente 67.47
PG Oriente 99.8
Centro 64.8
FRO Occidente 25.99
Nb FRAL Oriente 147.2
Pvs-M FRRL Oriente 73.17
Psv FRRL Oriente 80.31
PcC Oriente 100.11
Sdc (Areas Naturales) FrsPR Oriente 31.94
Centro 31.58
Occidente 88.34
PcC Oriente 79.76
Centro 15.37
PsC Oriente 52.27
Occidente 50.25

Esta acumulación de carbono en el suelo ha sido favorecida principalmente por la alta concentración de materia orgánica y otros factores característicos de la ley de distribución vertical de los suelos, como la distribución de las precipitaciones, el comportamiento de las temperaturas y la variación altitudinal en la que se encuentran estas formaciones. Los suelos del Tipo FRAL y FRRL ubicados en la Sierra Maestra están situados a una altura que oscila entre 620 y 1.685 m snm, lo cual ha sido corroborado por Bisse (1988)Bisse, J. (1988). Árboles de Cuba. Editorial Científico-Técnica., quien plantea que las pluvisilvas de montaña y los montes nublados se encuentran a más de 600 y 1.000 m snm, respectivamente. En el caso del suelo PcC, según Ruiz J. & Hernández (1988)Ruiz J., C., & Hernández, A. (1988). Particularidades de la formación y uso agrícola de los suelos del macizo montañoso Sagua-Baracoa [Tesis en opción al título de Doctor en Ciencias Agrícolas]. Instituto de Suelos., este se encuentra en parches del macizo Nipe-Sagua-Baracoa a una altura de 320 m snm. Por su parte, la existencia de los pinares está principalmente relacionada con factores edáficos, tal como señaló Bisse (1988)Bisse, J. (1988). Árboles de Cuba. Editorial Científico-Técnica..

Cabe destacar que el monte nublado se caracteriza por la incidencia de neblinas y lluvias horizontales, según Samek (1967)Samek, V. (1967). Elementos de silvicultura de los pinares. Editorial Universitario. factores que contribuyen a una mayor formación y acumulación de materia orgánica. Esta idea fue corroborada por Reyes (2011)Reyes, O. J. (2011). Clasificación de la vegetación de la Región Oriental de Cuba. Revista del Jardín Botánico Nacional, 32/33, 59-71. https://www.jstor.org/stable/23725915, quien señala que las especies presentes en esta formación desarrollan una estera radical bien definida, acompañada de una matriz de humus.

Lo expuesto anteriormente indica que, en condiciones ambientales propicias y con mayor biodiversidad, se favorece la formación de materia orgánica y, a su vez, aumenta la presencia de carbono en el suelo. En un tipo de suelo determinado, el FRAL cubierto con latifolias presenta una mayor concentración de carbono en comparación con el FRRL cubierto con pinares. Además, los suelos PcC (latifolias) y PG (pinares) presentan valores muy similares. Para obtener un criterio más certero, sería conveniente realizar un mayor número de muestreos, ya que en el FRRL se estudiaron cuatro sitios y en los restantes, solo uno o dos. También es importante considerar que el proceso de descomposición de la hojarasca varía entre las latifolias y los pinares, lo que también influye en la retención de carbono en el suelo.

El carbono almacenado se atribuye al contenido de materia orgánica en los suelos FRAL (7,05 %), FRRL (6,28 %), PcC (4,79 %) y PG (4,78 %). Según Gardi et al. (2013)Gardi, C., Montanarella, L., Cruz Gaistardo, C., Barceló, S., Vargas, R., Mendonça Santos Brefin, M. L., Comerma, J., Angelini, M., Jones, A., Ravina da Silva, M., Encina Rojas, A., Vara Rodríguez, M. I., Schad, P., Muñiz Ugarte, O., & Krasilnikov, P. (2013). Atlas de suelos de America Latina y el Caribe. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea. https://doi.org/10.2788/37334, al aumentar el contenido de materia orgánica en el suelo, la densidad aparente disminuye proporcionalmente. Además, la diversidad de especies en una formación natural contribuye a la acumulación de hojarasca, lo que favorece la retención de carbono en el suelo. Este proceso está influido tanto por las condiciones ambientales locales como por los factores físicos, químicos y biológicos que facilitan la rápida descomposición del material orgánico depositado.

Pardos (2010)Pardos, J. A. (2010). Los ecosistemas forestales y el secuestro de carbono ante el calentamiento global. y Burbano Orjuela (2018)Burbano, H. (2018). El carbono orgánico del suelo y su papel frente al cambio climático. Revista de Ciencias Agrícolas, 35(1), 82-96. https://doi.org/10.22267/rcia.183501.85 plantean argumentos similares: la proporción de carbono acumulado en el suelo y la vegetación varía entre ecosistemas y tipos de bosques. Además, comentan que en los trópicos, la materia orgánica se descompone de manera acelerada, y que el contenido de materia orgánica no incluye el carbono de la hojarasca y el mantillo, ya que estos deben descomponerse antes de considerarse carbono en el suelo.

Por otra parte, Martel & Cairampoma (2012)Martel, C., & Cairampoma, L. (2012). Cuantificación del carbono almacenado en formaciones vegetales amazónicas en" CICRA", Madre de Dios (Perú). Ecología Aplicada, 11(2), 59-65. destacan la importancia de estudiar las formaciones vegetales, ya que cada formación varía en la distribución de nutrientes en el suelo y en la disponibilidad de agua. Los factores ambientales que condicionan las adaptaciones vegetales favorecen el crecimiento de comunidades típicas y, por tanto, influyen en la composición florística.

En el caso de la formación de pinares (Figura 3), se muestran los pinares de tres regiones del país con diferentes tipos de suelo. Los valores en la zona oriental oscilan entre 67,47 t/ha y 128 t/ha en los suelos FRRL, PsC y PG. En el centro, los resultados son cercanos al mínimo de la región oriental, con 64,8 t/ha y menor retención en los suelos FRO, con 25,99 t/ha. Para alcanzar estas concentraciones de carbono en el suelo, es necesaria una mayor acumulación de materia orgánica a partir de la capa de hojarasca, así como condiciones de alta temperatura y mayor frecuencia de precipitaciones, lo que acelera el proceso de descomposición de la materia orgánica (Figura 2).

Figura 2.  Carbono retenido en la formación Pinar por tipo de suelo.

La hojarasca de esta formación tiene un alto contenido de ligninas, lo que ralentiza su descomposición. Además, las características químicas de los suelos también influyen, ya que estas especies crecen en suelos ácidos. Según Samek (1967)Samek, V. (1967). Elementos de silvicultura de los pinares. Editorial Universitario., los suelos FRRL presentaron un pH en H2O de 4,82 y en KCl de 3,80, mientras que en los suelos PsC y PG, el pH en H2O fue de 5,6 y 5,0, respectivamente, y en KCl de 4,2 y 4,3. Esta diferencia está dada por el contenido de bases cambiables, que es mayor en los suelos pardos, según Olivera (2012)Olivera, D. (2012). Los Suelos de Cuba. Un Universo invisible bajo nuestros pies. https://www.madrimasd.org/blogs/universo/2012/01/19/141129.

En el caso del suelo FRO, solo se obtuvieron valores de 25,99 t/ha en el sitio muestreado. Rodríguez et al. (2013)Rodríguez, Y., Renda, A., & Mercadet, A. (2013). Contenido de carbono en algunos suelos forestales de cuba: Ferríticos. Revista Forestal Baracoa (CU), 32(1), 51-55., comentó que este tipo de suelo ha sufrido procesos erosivos intensos. Por parte de Hernández (2008)Hernández, A. (2008). El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo (1a ed.). Universidad Autónoma de Nayarit., explicó que en la meseta de Cajálbana (Pinar del Río), el proceso de ferritización ocurre a partir de la roca ultrabásica (serpentinita), bajo condiciones muy intensas de intemperismo, lo que provocó la destrucción de minerales primarios y el lavado de bases, con una fuerte acumulación de óxidos e hidróxidos de hierro. Además, la fertilidad de estos suelos está estrechamente relacionada con su capacidad de intercambio catiónico.

Si comparamos la formación de pluvisilva de montaña con la pluvisilva, en suelos FRRL en la región oriental (Figura 3), se alcanzan valores de 73,17 y 80,31 t/ha respectivamente. Esto sugiere que, al ser formaciones sucesivas en su distribución vertical, algunas especies coinciden entre ambas formaciones, o los sitios muestreados están próximos a los límites de estas formaciones.

Figura 3.  Contenido de carbono formaciones naturales (latifolias).

Por otro lado, al analizar las pluvisilvas en una sola región (Figura 3), diferenciando solo el tipo de suelo y la ubicación (uno al norte en Sagua-Baracoa y el otro al sur en la Sierra Maestra), así como la presencia de algunas especies características de cada zona ecológica, se observa una notable retención de carbono en el suelo en ambos sitios: 100,11 t/ha en suelos PcC y 80,31 t/ha en suelos FRRL, con una mayor concentración en el suelo pardo.

Los valores mencionados están condicionados por los factores climáticos de ambos sitios. Las precipitaciones en la zona de Sagua-Baracoa (Anexo 2) oscilan entre 1 838 y 2 200 mm, con temperaturas de 22 a 26 °C. Mientras tanto, en la Sierra Maestra, las precipitaciones varían entre 1 383 y 1 800 mm, con temperaturas de 23 a 25 °C. Estas condiciones favorecen al suelo pardo en los parches de Sagua-Baracoa, ya que en la región noreste inciden los vientos alisios, más húmedos, lo que contribuye a una mayor ocurrencia de precipitaciones. En cambio, en la Sierra Maestra los vientos que circulan son más secos y, por tanto, las lluvias tienden a disminuir.

Jandl (2006)Jandl, R. (2006). Secuestro de carbono en bosques – El papel del suelo. Revista Forestal Iberoamericana. http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=1127 planteó que las relaciones entre la descomposición de la materia orgánica y otros factores son complejas, ya que dependen no solo de la temperatura, sino también del contenido de agua en el suelo. Esto significa que, además de las condiciones ambientales, la retención de humedad en el suelo, la presencia de biodiversidad y la microfauna incrementan el contenido de carbono en el suelo.

Reyes (2011)Reyes, O. J. (2011). Clasificación de la vegetación de la Región Oriental de Cuba. Revista del Jardín Botánico Nacional, 32/33, 59-71. https://www.jstor.org/stable/23725915 comentó que, en la región de Sagua-Baracoa, con pluvisilvas, la geología determina grandes diferencias entre los tipos de vegetación a través del suelo y sus condiciones. Además, planteó que las disimilitudes en la vegetación con relación a la topografía se deben al incremento o disminución de la lluvia, la exposición y la altitud; mientras que en la Sierra Maestra, la altitud determina los pisos de vegetación, influyendo en la temperatura, nieblas, nubes bajas, cantidad de insolación y humedad relativa.

En resumen, el tipo de suelo que mayor cantidad de carbono retiene es el Ferralítico, cubierto por cuatro formaciones naturales, seguido de los suelos Pardos con tres formaciones. El menor almacenamiento se da en los FRO, con una sola formación natural. Esta concentración de carbono en el suelo está sujeta a la cantidad de sitios muestreados en cada formación y región (Tabla 3).

Tabla 3.  Contenido de carbono almacenado por agrupamiento.
Agrupamientos Formación Natural Contenido de Carbono t/ha por formación Contenido de Carbono t/ha (total)
FRR Pn 128,13 107,2
Pvs-M 73,17
Pvs 80,31
Nb 147,2
P Pn 73,35 86,73
Pvs 100,11
FRO Pn 25,99 25,99

La captura de carbono en el suelo comprende la interacción del elemento con factores que pueden modificar las características del suelo a lo largo del tiempo, tales como las condiciones ambientales y los componentes que conforman su estructura. Por lo tanto, la estimación del potencial de captura de carbono en suelos considera dos aspectos primordiales: la existencia original de carbono y los cambios en sus reservas (J. E. Hernández et al., 2021Hernández, J. E., Tirado, D., & Beltrán, R. I. (2021, marzo). Captura de carbono en los suelos. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO. https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/icbi/n2/e4.html).

Además, el autor señala que el contenido de carbono en el suelo depende de los factores relacionados con su formación. Los factores climáticos y del suelo permiten explicar el almacenamiento del carbono a largo plazo, mientras que el uso del suelo y los cambios en la vegetación influyen en periodos más cortos.

Conclusiones

 

Los estudios realizados permiten definir el carbono retenido en cuatro tipos de suelo en cuatro formaciones forestales.

Los suelos con mayor retención de carbono son los FRAL y FRRL en la formación de monte nublado y pinar, seguido de los PcC y PG de la región oriental.

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Anexo 1.  Formaciones boscosas por tipo de suelo. 
Formación Boscosa Ubicación Especies Tipo de suelo
Monte nublado (Nb) Santiago de Cuba (parte más elevada /Sierra Maestra) Magnolia cubensis Urb. (marañón de sierra alta), Pseudolmedia spuria (Sw.) Griseb. (macagua), Cyrilla racemiflora L. (Barril), Ocotea ekmanii O. C. Schmidt. (júcaro amarillo), Persea anómala Britt. et. Wils. (S/NC), Laplacea angustifolia (Britt. et. Wils) O.C. Schmidt (S/NC), entre otras. Ferralíticos Amarillentos FRAL
Pinar (Pn) La Palma/meseta Cajalbana Pinus caribaea Morelet var. caribaea. Barret y Golfari Ferrítico purpura FRO
Manicaragua/Jibacoa/Sal si Puedes Pardo grisáceo PG
Bartolomé Masó/El Cojo Pinus maestrensis BISSE Pardos con Carbonatos PcC
Guisa/Los Números Pardos con Carbonatos PcC
Santiago de Cuba/Manacal Pardos Grisáceos PG
Sierra Maestra/parte media (2) Ferralítico Rojo Amarillento FRRL
Santiago de Cuba/Gran Sofía Pardos sin Carbonatos PsC
Santiago de Cuba/La Lola Pinus cubensis Sarg. ex Griseb. Ferralítico Rojo Amarillento FRRL
Pluvisilva (Pvs) Bartolomé Masó/ El Cojo Hibiscus elatus Sw. (majagua), Terminalia sp, Manilkara albenscens (Griseb.) Cronquist (ácana blanca), Alchornea latifolia Sw. (aguacatillo), Micropholis polita (Griseb.) Pierre (sapotillo), Euterpe globosa Gaertn (palma justa), Oxandra laurifolia (Sw.) A. Rich. (purio), Buchenavia capitata (Vahl) Eichler (júcaro amarillo), entre otras. Ferralítico Rojo Amarillento FRRL
Sierra Maestra/La Magdalena
Sierra Maestra
Sagua-Baracoa Carapa guianensis Aubl. (najesí), Chrysophyllum argenteum Jacq. (Manacabo), Laplacea wrightii (Griseb.) (almendro), Guatteria cubensis Bisse (purio prieto), entre otras Pardo con Carbonato PcC
Pluvisilva de Montaña (Pvs-m) Guisa/El Gigante- Sierra Maestra (parte central) (2) Tabebuida hypoleuca (C Wright.) Urb. (roble macho), Dipholis jubilla Ekm. ex.Urb. (jubilla, juba prieta), Oxandra laurifolia (Sw.) A. Rich. (purio), Alchornea latifolia Sw. (aguacatillo), Pithecellobium maestrense Urb. (sabicú de la maestra), Didymopanax morototonii (Aubl.) Dec. et planch. (yagruma macho), Hibiscus elatus Sw. (majagua), Manilkara albenscens (Griseb.) Cronquist (ácana blanca), Buchenavia capitata (Vahl) Eichler (júcaro amarillo), entre otros. Ferralítico Rojo Amarillento FRRL
Sagua-Baracoa Calophyllum utile Bisse (ocuje colorado), Guatteria cubensis Bisse (purio prieto), Magnolia cristalensis Bisse (Laurel), Tabebuia dubia (C. Wright) Britton ex Siebert (roble negro), Terminalia orientensis Monachino (chicharron negro), entre otras

Fuente: Acebedo y Strog, 2012Acevedo-Rodríguez, P., & Strong, M. T. (2012). Catalogue of Seed Plants of the West Indies. Smithsonian Institution Scholarly Press. https://doi.org/10.5479/si.0081024X.98.1; Bisse, 1988Bisse, J. (1988). Árboles de Cuba. Editorial Científico-Técnica., Renda et al., 1980-1981Renda, A., Calzadilla, E., Bauza, J., & Arias, J. (1980a). Estudio edafologico, fisiografico y agrisilvicultural de la Sierra Maestra, Municipio Buey Arriba, Provincia Granma. (p. 96). Ministerio de la Agricultura. Centro de Investigacion Forestal. https://agris.fao.org/search/en/providers/123819/records/6473626408fd68d54604b3a3.

Anexo 2.  Variables climáticas de las áreas estudiadas. 
Provincia/Municipios T media anual (oC) Pp media anual (mm)
Pinar del Río/La Palma 26,2 1447,3
Villa Clara/Placetas 24,1 1350,1
Villa Clara/Manicaragua 20,3 1909,0
Granma/Bartolomé Masó 23,0 1533,0
Granma/Buey Arriba 23,0 1800,0
Granma/Cabo Cruz 27,0 1016,5
Granma/Manzanillo 26,5 1075,0
Holguín/Mayarí 22,4 1838,3
Santiago de Cuba/Sierra Maestra 25,0 1383,0
Santiago de Cuba/Gran Piedra 20,0 1626,2
Guantánamo/Baracoa 26,0 2200,0

Fuente: ONEI (Oficina Nacional de Estadística e Información), 2019ONEI (Oficina Nacional de Estadística e Información). (2019). Anuario Estadístico de Cuba.; Echavarría, 2016Echavarría, O. (2016). Informe Técnico Parcial. Resultado de la aplicación de la Forestería Análoga en cuatro sitios del proyecto “Contribución a la restauración en cuatro sitios mediante el sistema de manejo con técnica de Forestería Análoga” (p. 53) [Informe Técnico Parcial].; Sánchez & Álvarez, 1999Sánchez, F., & Álvarez, A. (1999). Informe diagnóstico ambiental integral de la cuenca hidrográfica del río Guá (p. 33). CITMA. Delegación Granma. Unidad Medio Ambiente..