Español (pdf)
Articulo en XML
Referencias del artículo
Traducción automática
Enviar articulo por email
Citado por SciELO 
Citado por Google 
Similares en
SciELO 
Similares en Google 
Permalink
Introducción
Las lomas costeras son ecosistemas que se extienden a lo largo de la costa oeste de Suramérica entre Perú y Chile sobre las estribaciones de la cordillera de los Andes entre los 100 y los 1.000 m s.n.m. (Dillon & Haas, 2003; Kalicki et al., 2014; Lleellish et al., 2015; Manrique et al., 2010; Rundel et al., 1991). Estos ecosistemas se caracterizan por presentar dos estaciones: la estación húmeda, durante el invierno austral, y la estación seca, durante el verano austral, que se diferencian por la presencia de una densa capa de nubes durante la estación húmeda (Rundel et al, 1991). La humedad resultante de esta capa de nubes permite el crecimiento de una vegetación principalmente herbácea (64-73 %) y, en menor porcentaje, de arbustos, árboles, cactus, líquenes, musgos y epífitas (Engel, 1973; Manrique et al., 2014; Muñoz-Schick et al, 2001; Rundel, 1978; Trinidad et al., 2012), distribuida en una gradiente altitudinal que varía de acuerdo con la disponibilidad del agua y de las propiedades del suelo. A mayor disponibilidad de agua y nutrientes en el suelo, mayor es el desarrollo de la vegetación, condición que se presenta por debajo de las cumbres (Dillon & Rundel, 1990; Muenchow et al, 2013).
Las lomas proveen una gran variedad de servicios ecosistémicos para la mejora de la calidad ambiental de la ciudad, por lo que se consideran "los pulmones de la ciudad" (Abanto, 2022). Entre los servicios se destaca el suministro de recursos genéticos (banco de semillas), la polinización, la provisión de alimento, el aporte estético, la formación del suelo, un ambiente adecuado para actividades científicas, turísticas, educativas y espirituales, y la regulación del clima mediante la captura de carbono (Aponte, 2015; Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, 2018), la cual consiste en la transferencia del CO2 atmosférico hacia el suelo a través de las plantas. Este servicio trae consigo la mejora de la calidad del suelo, la función y los servicios del ecosistema, y el fortalecimiento de los ciclos biogeoquímicos, entre otros (Lal et al., 2015), pero el acelerado proceso de urbanización y el crecimiento poblacional han traído consigo un alto consumo de energía y emisiones de CO2, lo que repercute en las propiedades físicas, químicas y biológicas del ecosistema, específicamente, en el ciclo biogeoquímico del carbono (Ussiri & Lal, 2017; Wang et al., 2018).
A lo largo de la historia las lomas han sido de importancia para diversas civilizaciones, de ahí su gran valor histórico y cultural (Nieuwland & Mamani, 2017). No obstante, en la década de los cincuenta, el crecimiento urbano de las ciudades costeras desembocó en la búsqueda de nuevas áreas de asentamiento, lo que llevó a la invasión de muchas lomas (Aguilar et al., 2015; Maguiña, 2016; Orrego, 2011), con la consecuente reducción de su área, el aumento de la contaminación y el desarrollo de actividades de ganadería y agricultura (Vásquez, 2008). Como resultado, Lima presenta en la actualidad un mosaico de urbanizaciones y lomas inmersas en la ciudad, aunque las lomas de mayor extensión se hallan a las afueras de la ciudad (Lleellish et al., 2015).
Las lomas están bajo la jurisdicción de organismos gubernamentales nacionales y regionales cuyo papel en la protección, conservación y mantenimiento de tales ecosistemas no está diferenciado. Aunque se han conseguido importantes avances en la protección de las lomas costeras al clasificarlas como ecosistemas frágiles (Ley N° 27308 y Ley N° 28611), su vulnerabilidad frente la actividad antropogénica persiste, lo que ha llevado a la reducción de su extensión geográfica e, incluso, a su desaparición (Aponte, 2015; Orrego, 2011; Vega-Centeno, 2017). Es cierto que algunas lomas hoy se reconocen como áreas naturales protegidas, pero aún hay un sinnúmero de ellas (en Lima se han determinado al menos 20) que deben protegerse (Moat et al., 2021).
La protección y conservación de estos ecosistemas debe ser parte del desarrollo de una política que incorpore el punto de vista de las partes interesadas: beneficiarios (aquellos que reciben servicios), neutrales (aquellos que no reciben servicios) y perdedores (aquellos que ven una disminución en el suministro de servicios). Este enfoque facilita un análisis de necesidades a la hora de adoptar decisiones estratégicas en los organismos gubernamentales y privados (de Araujo Barbosa et al., 2015; Guerry et al., 2015). No obstante, muchas de las decisiones sobre la gestión y los recursos para dichos ecosistemas dependen de la percepción de cada persona y se ven influenciadas por contextos sociales y culturales (Pascual et al., 2017). Entre las medidas planteadas se han contemplado los mecanismos de mercado (Bryan et al., 2014) como medio para expresar el valor de un servicio en unidades y conceptos entendibles para todos, lo que permite comparar y estimar la compensación en valores monetarios a partir de la afectación (Kubiszewski et al., 2017), y resulta muy útil para el desarrollo sostenible (Pandeya et al., 2016).
En el presente estudio se buscó estimar y valorar las reservas de carbono en Lomas de Amancaes, sitio icónico donde se celebra la fiesta del florecimiento de la amancaes (Ismene amancaes), la flor insignia de Lima (Nieuwland & Mamani, 2017). Se aspira a contribuir, así, al conocimiento de las reservas de carbono en este ecosistema, en lo que sería una de las primeras estimaciones de reserva de carbono en las lomas del desierto costero suramericano. Además, ello facilitará a los responsables de las decisiones una herramienta que sustente la protección de estos ecosistemas costeros.
Metodología y materiales
Metodología
El área de estudio comprendió las Lomas de Amancaes en Lima, las cuales se extienden a lo largo de los distritos de Independencia, Rímac y San Juan de Lurigancho (Figura 1) entre los 220 y los 750 m s.n.m. (Resolución Ministerial N° 0404, 2013), y se caracterizan por sus pendientes pronunciadas, de 55 a 85 %, conformadas por un sustrato rocoso tanto en las laderas como en las quebradas (Cuya & Sánchez, 1991). Durante la temporada húmeda, se observa una vasta vegetación herbácea y arbustiva y una modesta presencia de especies arbóreas, con un total de 51 especies vasculares registradas (Trinidad et al., 2012). El muestreo se hizo entre diciembre del 2020 y enero del 2021 después del periodo frío de La Niña (agosto de 2020 - noviembre de 2020). En la figura 2 se resumen las principales condiciones meteorológicas del área de estudio en los meses previos al muestreo.
Figura 1 Área de estudio. Se muestran los tres niveles bajo (verde), medio (amarillo) y alto (rojo) acompañados del mapa del Perú (arriba derecha) y el mapa distrital (abajo derecha)
Figura 2 Diagrama ombrotérmico de julio del 2020 a mayo del 2021. Punto de muestreo: 278 514 E; 8 672 020 N (UTM WGS 84)
Se evaluó el piso altitudinal comprendido entre los 300 y los 750 m s.n.m. porque el área entre los 220 y los 300 m s.n.m. se encuentra muy urbanizada y presenta invasión de asentamientos humanos (6 de agosto, Los Eucaliptos, Las Brisas, Jardines ampliación, Horacio Zevallos 1 y 2), lo cual interferiría en el análisis de los resultados. Con fines comparativos, la loma se dividió en tres niveles que representan las diferentes densidades vegetales y comunidades de plantas (Aponte et al., 2005): bajo (300 - 450 m s.n.m.), medio (450 - 600 m s.n.m.) y alto (>600 m s.n.m.).
Análisis de la biomasa vegetal y del suelo
Los puntos de la evaluación se determinaron teniendo en cuenta su accesibilidad, extensión, presencia de estructuras rocosas, y la complementariedad de las especies vegetales por cada nivel. Durante la época húmeda se determinaron las secciones que cumplían con estas características y se ubicaron aleatoriamente de forma estratificada (mediante un punto aleatorio en un espacio de 10 m x 10 m) en transectos de 10 m lineales dentro de los cuales se distribuyeron aleatoriamente cuatro parcelas de 1 m2 en las que se caracterizó la vegetación y se tomaron las muestras de vegetación y suelo. Las especies predominantes en el nivel bajo fueron Fuertesimalva peruviana y Sicyos baderoa; en el nivel medio, Fuertesimalva peruviana, y en el nivel alto, Nasa urens y Fuertesimalva peruviana (las coordenadas y el detalle de cada parcela se pueden consultar en el material suplementario 1,https://www.raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1760/3317).
La toma de las muestras de biomasa vegetal aérea y de suelo se hizo entre diciembre del 2020 y enero del 2021 en época seca, por lo que el área presentaba únicamente vegetación muerta o necromasa. En cada parcela se hizo una cosecha destructiva de toda la biomasa aérea, que luego se pesó en una balanza manual. En cuanto al suelo, se establecieron dos rangos de profundidad: 0 - 10 cm y 10 - 20 cm, y en cada uno se recolectaron muestras de las esquinas de la parcela utilizando un cilindro metálico de 205 ml, metodología empleada en estudios previos de ecosistemas herbáceos en donde el número de parcelas permitió muestras representativas de las comunidades (Ampuero & Aponte, 2020; Aponte et al., 2021; Corvacho, 2020).
Análisis de laboratorio y cálculos del stock de carbono
La densidad aparente y la humedad de la biomasa vegetal se determinaron en el laboratorio de microbiología y ecología forense de la Policía Nacional del Perú; la cuantificación de carbono en las muestras de suelo y biomasa se hizo en el laboratorio de análisis de suelos y plantas de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Los procedimientos que se siguieron se describen a continuación.
Determinación de la densidad aparente. Se determinó la densidad aparente (ρa) mediante el método del cilindro (Blake & Hartge, 1986). La muestra de suelo se recolectó con un cilindro metálico de 31,4 ml de volumen (V). Luego se secó a 105 °C hasta llegar al peso constante (Pss) (Ec. 1).
La ρa se multiplicó por la profundidad (10 cm) para la determinación de la cantidad de suelo por parcela (S).
Determinación del porcentaje de humedad en la biomasa aérea. Se determinó el porcentaje de biomasa seca (%BS) empleando el método gravimétrico, que consiste en la obtención del peso seco hasta alcanzar un peso constante (Ec. 2).
donde Ps es el peso de la biomasa seca una vez alcanzado un peso constante y P0 es el peso inicial de la biomasa.
Determinación del porcentaje de carbono en las muestras. Para la determinación de carbono se siguió el método de Walkley & Black (1934), utilizado previamente en otros ecosistemas herbáceos de la costa de Lima (Ampuero & Aponte, 2020; Arévalo & Aponte, 2020), lo que facilita su comparación. La técnica consiste en la oxidación húmeda de la muestra con dicromato de potasio (K2Cr2O7) en un medio ácido, lo que permite la oxidación parcial del carbono y su posterior titulación con sulfato ferroso amónico ((NH4)2 Fe(SO4)2-6H2O) para obtener el porcentaje de carbono (%C) en la muestra de la cual se obtiene la fracción de carbono (FC; Ec. 3). Se analizaron tres muestras por parcela: a) biomasa aérea; b) suelo de 0-10 cm y c) suelo de 10-20 cm.
Al determinar el carbono por medio del método de Walkley y Black se obtiene carbono fácilmente oxidable (CFO), al cual debe aplicársele un factor de corrección de 1,32 (Eyherabide et al., 2014) para obtener carbono orgánico total (COT).
Cálculo del stock de carbono en el suelo y la biomasa aérea. El carbono en suelo por parcela (CSP) se obtuvo mediante el producto de la S y su FC respectivo (Ec. 4). El carbono en biomasa aérea por parcela (CBP) se obtuvo multiplicándola por su respectiva BS y su correspondiente FC (Ec. 5).
Para cada nivel se verificó que la muestra fuera representativa utilizando una curva de rendimiento (Carpenter et al., 1999). Se consideró que la muestra era representativa toda vez que la cantidad de carbono alcanzara una meseta cuya variación fuera menor a 2 tC/ha.
Stock de carbono total del ecosistema y valoración
El carbono total de cada parcela (CTP) se obtuvo sumando el CSP y el CBP. Se promediaron todos los valores de CTP por nivel y, con base en el área de cada nivel, se calculó el stock de carbono. La suma de este stock por nivel representó el total del carbono almacenado en la loma.
El valor económico de la reserva de carbono se determinó con el método de precios en el mercado, utilizando para ello los valores provistos por Mogas & Micaló (2005): 10 a 188 USD/tC.
Análisis estadísticos
Para cada nivel (bajo, medio y alto) y compartimento (biomasa aérea, suelo 0-10 cm y suelo 10-20 cm), se calculó el promedio y la desviación estándar. Se aplicó la prueba de normalidad de Shapiro Wilk y la de Levene para verificar la homocedasticidad de varianzas. En los casos que no seguían una distribución normal, o no cumplían con el criterio de homocedasticidad (p>0,05), se utilizó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis, con el fin de comparar el carbono almacenado por compartimentos y niveles. Asimismo, se calculó el carbono almacenado en el suelo (0-20 cm, obtenido de la suma de las dos profundidades evaluadas) y se comparó según el nivel con el almacenado en la biomasa aérea. Todos estos análisis se hicieron en el programa Past 4,05 (Hammer et al., 2001).
Resultados
Comparación de carbono por compartimentos y niveles
En la figura 3 se muestra el almacenamiento de carbono en los compartimentos y niveles evaluados y se detallan los resultados por compartimento y en el total del área de estudio. Las curvas de rendimiento evidenciaron que la estimación fue representativa (material suplementario 2,https://www.raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1760/3317).
En la tabla 1 se observa la cantidad de carbono en el compartimento de suelo en los niveles evaluados. Al comparar el almacenamiento de carbono entre niveles no se encontraron diferencias significativas (p>0,05) (Figura 3). No obstante, al comparar el almacenamiento de carbono según la profundidad, se encontró que el almacenamiento de carbono en los primeros 10 cm de suelo era significativamente mayor al encontrado en el rango de 10 - 20 cm (p>0,05).
Tabla 1 Carbono almacenado en el suelo por nivel y profundidad. Para las variables de densidad aparente y porcentaje de carbono (%C) se muestra el promedio ± desviación estándar (mínimo - máximo).
Figura 3 Almacenamiento de carbono (tC/ha) por nivel (bajo, medio y alto) a) de 0-10 cm de profundidad; b) de 10-20 cm de profundidad; c) en la biomasa aérea, y d) sumando todos los compartimentos evaluados. Los círculos representan los valores atípicos.
En la tabla 2 se muestra la cantidad de carbono en el compartimento de biomasa aérea en cada uno de los niveles evaluados. Los valores de almacenamiento de carbono se encontraron entre 1,37 (nivel bajo) y 1,56 tC/ha (nivel alto), pero al compararlos no se encontraron diferencias significativas (p>0,05) (Figura 3c).
Tabla 2 Carbono almacenado en la biomasa aérea por nivel en Lomas de Amancaes. Para la variable de porcentaje de carbono (% C) se muestra el promedio ± desviación estándar (mínimo - máximo).
Los valores de carbono total en el suelo (0 - 20 cm) oscilaron entre 34,61 (nivel bajo) y 40,65 tC/ha (nivel alto), pero no se encontraron diferencias significativas ellos (p>0,05), en tanto que al comparar el carbono almacenado en ambos compartimentos (suelo y biomasa aérea), se encontró que el compartimento de suelo almacenaba una cantidad significativamente mayor que la del compartimento de biomasa aérea (p<0,05).
Carbono total por nivel en la loma y su valoración
En la tabla 3 se presentan los valores de carbono total por nivel. El nivel bajo tuvo una mayor reserva de carbono, con 3.586,49 tC, seguido del nivel medio, con 3.402,23 tC y, por último, el nivel alto, con 1.605,25 tC (Figura 3d). El stock de carbono total para el ecosistema de las Lomas de Amancaes, el cual ascendió a 8.593,97 tC, representaría entre USD 85.939,7 y 1.615.666,4.
Discusión
La costa peruana es una región árida que constituye un importante corredor biológico conformado por las lomas costeras, los tillandsiales y los humedales (Aponte, 2015; Pérez et al., 2022). Hay abundante bibliografía sobre la composición vegetal, las características y la distribución de las lomas (Dillon & Haas, 2003; Dillon & Rundel, 1990; Manrique et al., 2014; Muenchow et al., 2013; Rolando et al., 2017), pero se cuenta con pocos datos sobre sus reservas de carbono. Algunos avances se han obtenido para los tillandsiales (ecosistema desértico no estacional compuesto por plantas del género Tillandsia), donde se ha estimado un almacenamiento entre 2,75 y 25,15 tC/ha; se resalta su importancia también como reserva de agua (Arévalo & Aponte, 2020; Chino, 2019; Toledo, 2020). En otros estudios se ha abordado el almacenamiento de carbono en comunidades vegetales de los humedales costeros de esta región desértica y se han encontrado valores entre 28,50 y 305,37 tC/ha (Ampuero & Aponte, 2020; Palomino & Cabrera, 2007; Pérez et al., 2015).
Es importante mencionar que la estimación de carbono corresponde a las especies vegetales predominantes (F. peruviana, N. urens y S, baderoa) en los niveles evaluados, estimación que puede variar según las especies predominantes de cada loma costera (Tovar et al., 2018; Trinidad et al., 2012). En el estudio se recogen los primeros datos sobre la reserva de carbono de las lomas costeras. Se encontraron valores mayores a los de los tillandsiales, pero menores a los de los humedales. Si se compara el valor del almacenamiento de carbono obtenido con otros valores conocidos de ecosistemas desérticos en el mundo (Tabla 4), estos se asemejan a los niveles de captación de carbono en ecosistemas desérticos de África (25 tC), la zona de transición del Sahel (20,65 tC), el desierto de Néguev (0 - 30,30 tC), algunos desiertos de China (23,20 tC), el desierto de Mojave (10,30 tC), la cuenca de La Paz y Los Planes (0,15 - 45,55) y la Estación Experimental Las Cardas (36,5 tC/ha) (Ayala-Niño et al., 2020; Evans et al., 2014; Feng et al., 2002; Henry et al., 2009; Hoffmann et al., 2012; Woomer et al., 2004), pero menores a los encontrados en la sabana de acacias, Túnez y los desiertos templados de Asia central (Alam et al., 2013; Brahim et al., 2010; Li et al., 2015). La captación de carbono de los ecosistemas desérticos depende de la disponibilidad de agua, ya que este recurso limita la productividad vegetal afectando las reservas de carbono en el suelo (Laban et al, 2018; Lal, 2019).
Entre otras variables a considerar se encuentran el tipo de vegetación (Li et al., 2015), los tipos de suelo (Díaz-Hernández et al., 2003) y las características propias del área de estudio (Feng et al., 2002). El estudio de todas ellas en el cálculo de las reservas de carbono es importante para comprender mejor las variaciones espacio-temporales que puedan tener las reservas de carbono de estos ecosistemas desérticos en relación con sus componentes bióticos y abióticos.
Debido a que las lomas dependen principalmente de la humedad proveniente de la neblina, son altamente sensibles a eventos extremos como "El Niño" (El Niño Southern Oscillation, ENSO) (Manrique et al., 2010; Muñoz-Schick et al., 2001). Estos cambios repercuten en la duración de la temporada de lluvias, la germinación de especies vegetales, la migración de especies y el flujo génico (Dillon et al., 2011; Eichler & Londoño, 2013; Manrique et al., 2010; Tovar et al., 2018). Entre las muchas consecuencias posibles del cambio climático está el aumento en la frecuencia e intensidad del fenómeno ENSO (Cai et al., 2015), lo que repercutiría en los patrones climáticos influyendo directamente en la formación y el desarrollo del ecosistema de lomas y afectando el ciclo de carbono y sus reservas. Por lo general, en los periodos ENSO hay una prolongación de la época de lomas (Dillon & Rundel, 1990; Tovar et al., 2018), por lo que se esperaría un aumento de las reservas en estos años y una disminución durante los periodos fríos (fase de La Niña). Se necesitan más estudios para conocer la relación de las reservas de carbono durante eventos como el ENSO en los periodos climáticos complementarios, así como estudios sedimento-lógicos para determinar si existen correlaciones.
Desde finales de los años 90, el Pacifico Sur-Este se encuentra bajo una interfaz de enfriamiento de la costa y calentamiento continental (Falvey & Garreaud, 2009). El enfriamiento responde a la intensificación de la fase negativa de la Oscilación Decenal del Pacífico (Pacific Decadal Oscillation, PDO), la cual ha traído consigo la disminución de la temperatura superficial del océano y del aire, así como la intensificación del anticiclón del Pacífico, disminuyendo la frecuencia de las lluvias y la nubosidad, aumentando la aridez y reduciendo la altitud de la capa de inversión térmica (100 m/década) (del Río et al., 2018; Schulz et al., 2011, 2012). Estos efectos han ocasionado la reducción de la cobertura vegetal y la pérdida de algunas especies perennes (Koch et al., 2020; Schulz et al., 2011). La intensificación de la fase negativa del PDO se atribuye al calentamiento global, y se estima que sus efectos se intensificarán a lo largo del siglo XXI. Si la tendencia de enfriamiento continuase, se esperaría una reducción de la vegetación de las lomas (del Río, 2019; Koch et al., 2020; Schulz et al., 2011), lo que afectaría la alta diversidad de especies y los servicios ecosistémicos, particularmente la captura y almacenamiento de carbono, y resultaría en la reducción del stock de carbono de las lomas.
Las Lomas de Amancaes tienen un stock de carbono de 8.593,97 tC, lo que representa económicamente entre USD 85.939,7 y 1.615.666,4, una suma nada despreciable para un área de 223,43 ha (mapa de base del 2013). Estos resultados manifiestan el importante papel de estos ecosistemas desérticos como sumidero de carbono en el marco del cambio climático. El valor económico del stock de carbono es netamente referencial, ya que en la actualidad estos ecosistemas y sus especies no tienen un valor oficial en el mercado de carbono, como si lo tienen diversos proyectos forestales (Clemente-Arenas, 2022). No obstante, nuestros resultados ayudan a entender y estimar las repercusiones, el impacto e, incluso, la posible compensación frente a la actividad antropogénica.
El crecimiento desordenado de las ciudades y el cambio climático amenazan la conservación de los ecosistemas de lomas. La información sobre el stock de carbono en el suelo que aquí se registra permitirá desarrollar mejores estrategias y justificaciones para la protección, conservación y manejo de este ecosistema. Los resultados del presente estudio constituyen unas de las primeras estimaciones del almacenamiento de carbono en el ecosistema de lomas y contribuye a comprender su papel como regulador del clima. Así, Lomas de Amancaes se presenta como un importante sumidero de carbono para la ciudad de Lima.
Conclusiones
Se estimó la reserva de carbono del ecosistema Lomas de Amancaes en 39,29 tC/ha y el total en 8.593,97 tC, cuyo valor económico se encuentra entre los USD 85.939,7 y 1.615.666,4. La cantidad de carbono fue similar en todos los niveles evaluados. Este ecosistema es un sumidero de carbono importante para Lima, y contribuye en la mitigación de los impactos del cambio climático. Los resultados sobre el almacenamiento de carbono en el presente estudio amplían la información que puede ayudar a la promoción de la conservación y protección de este ecosistema y otros similares. Se recomienda fomentar la investigación del ecosistema de lomas, con el fin de generar más datos sobre el servicio de captura y almacenamiento de carbono.
