Carbono orgánico en suelos de la Caldera de Teziutlán: enfoques para 

su determinación.

Gladys Linares Fleites, Edgardo Torres Trejo, Miguel Ángel Valera Pérez

Departamento de Investigaciones en Ciencias Agrícolas (DICA).Instituto de Ciencias (ICUAP),

Benemérita universidad Autónoma de Puebla. (BUAP)

Aspectos a tratar

(I) INTRODUCCION

(II) DESARROLLO• Modelación Estadística• Cambio Climático en la zona de la Caldera de Teziutlán, Puebla.

(III) CONCLUSIONES.

Cambio Climático: un poco de historia

• La teoría del cambio climático por efecto del CO2 fue sugerida por Callendar en el año 1938.

• Fines de los años 70 el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Sociedad Mundial de Meteorología (SMM) alertan sobre drásticas variaciones climáticas. En 1979 tuvo lugar la primera Conferencia sobre el Clima.

• En la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC), establecida en 1992 y puesta en vigor en 1994, se establecieron los principios para la prevención sobre los impactos del cambio climático.

• El Protocolo de Kyoto (1997) establecido por CMNUCC, planteó metas concretas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), siguiendo  dos estrategias fundamentales, la de mitigación (a largo plazo) y la de adaptación (a plazo inmediato). 

• En  2013 el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ( IPCC) afirma,  con un 95 por ciento de confianza , que los humanos han causado la mayor parte , y probablemente todo el rápido calentamiento global durante los últimos 60 años.

• Existe una considerable incertidumbre en cuanto a cómoexactamente el calentamiento global afectará al sistema climático,cuánto tiempo va a durar y qué tan grande será el efecto.

• En ausencia de políticas de mitigación del cambio climático, elintervalo de confianza del 90% del calentamiento desde 1990hasta 2100 es de 1,7 ° a 4,9 ° C.

• Existe reconocimiento internacional del papel de la modelaciónestadística en la investigación del cambio climático. (Sallie AnnKeller, Presidente de la American Statistical Association en 2006directora de Science and Technology Policy Institute, Washington DC20006, USA. Nature, 2010)

…… el campo del cambio climático, que es fundamentalmente dela cuantificación de la incertidumbre, no se ha metido de lleno enestadística.

Dos procesos para reducir los GEI(1) Reducción de emisiones 

antropogénicas de CO2DISMINUYENDO LAS EMISIONES INDUSTRIALES Y DOMESTICAS DE CO2 A TRAVÉS DE LA INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍAS MENOS CONTAMINANTES O CAMBIOS HACIA FUENTES DE ENERGÍA LIMPIAS (EÓLICAS, SOLAR, ETC.)

(2) Creación y/o mejoramiento de los sumideros de carbono en la biosfera

TRANSFERENCIA NETA DE CO2 ATMOSFÉRICO A LA VEGETACIÓN Y AL SUELO PARA SU ALMACENAMIENTO. 

¿QUE ES EL SECUESTRO DE CARBONO EN SUELO?

• EL SECUESTRO DE CARBONO EN EL SUELO ES EL PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DEL CARBONO DEL AIRE (DIÓXIDO DE CARBONO O CO2) EN CARBONO ALMACENADO EN SUELO. 

• EL DIÓXIDO DE CARBONO ES ABSORBIDO POR LAS PLANTAS A TRAVÉS DEL PROCESO DE FOTOSÍNTESIS E INCORPORADO AL TEJIDO VEGETAL. 

• CUANDO LAS PLANTAS MUEREN,  EL CARBONO DE LAS HOJAS, TALLOS Y RAÍCES SE DESCOMPONE EN EL SUELO Y SE CONVIERTE EN MATERIA ORGÁNICA.

Base de datos del suelo

Base de datos del clima

Zona agro‐ecológica

Técnicas Estadísticas

Z a‐e12

n

SueloS1P1D1S2P2D2

SnPnDn

ClimaT1P1T2P2

TnPn

Modelo de Simulación Materia Orgánica del Suelo 

(SOM)

Muestreo Muestreo

Escenario

Generación de Escenarios

Imágenes de sensado remoto

Índices deradio de banda:

NDVI 

Composición defalso color

Clases de la cubierta del

suelo

Funciones dela biomasa:NDVI‐LAI

Estimación dela Biomasa

Almacenamientode Carbono

Base de datos del suelo

Base de datosdel clima

ModeloSOC

Almacenamientode Carbono

Factores de conversión

Sumidero en el suelo

Sumidero en el subsuelo

Estimación del Secuestro de Carbono

Área de estudio: Caldera de Teziutlán

AntecedentesUna reciente publicación del Gobierno de Estado de Puebla titulada “La Biodiversidad en Puebla. Estudio de Estado” incluye un  estudio de caso de la región de Teziutlán, que ofrece exhaustivamente los antecedentes de la zona de estudio. (Valera y Saldaña, 2011).

Características.• Está situada en la porción nor‐

oriental del estado de Puebla.

• Suelos derivados de material piroclástico que cubre unasuperficie de 846 Km2.

• Andisoles

• Vegetación: Bosque de Pino, de Pino‐Encino, Mesófilo de Montaña.

Paisajes de Bosque Mesófilo de Montaña

Modelación por métodos directos

• Objetivo

Estudiar el secuestro de carbono por suelos forestales en la Caldera de Teziutlán, Puebla.

• Tabla de datos de la Caldera de Teziutlán.

Variables: Propiedades del suelo: Materia Orgánica (MO),  % de Carbono Orgánico (Corg), % de Nitrógeno Total (Ntotal),  Relación C/N (C/N) 

Individuos: 22  localizaciones no regulares

Análisis estadístico descriptivo

FORMACIÓN    VEGETAL

Total Media Des. Est.

Agricultura de temporal                         

12 39.26 24.60

Bosque de pino y encino

4 160.2 166.0

Bosque Mesófilo  de Montaña

6 143.7 173.3

Pastizal inducido 4 57.3 42.0

Pastizal inducido, bosque de pino          

16 39.30 28.86

FORMACIÓN VEGETAL

COS

(ton

/ha)

Pasti

zal in

ducid

o, Bo

sque

de pi

no

Pasti

zal in

ducid

o

Bosq

ue M

esófi

lo de

Mon

taña

Bosq

ue de

pino

y en

cino

agric

ultur

a de t

empo

ral

500

400

300

200

100

0

Boxplot of COS (ton/ha) by FORMACIÓN VEGETAL

Variable Total Media Des. Est.

% M.O. 42 6.795 4.505

%  C  Org. 42 3.940 2.617

COS (ton/ha.)

42 67.4 92.3

Kriging Predictions

Enfoque Geoestadístico

Incorporando el clima a la Modelación

• Se realizó una prospección de esos suelos volcánicos y se estimaron los regímenes de humedad y temperatura de los suelos de la zona, lográndose la clasificación de los regímenes de humedad y temperatura 

Regímenes de Humedad y Térmicos

Estación Régimen Humedad Régimen Térmico

Tetelilla Perúdico Isotérmico

Huahuaxtla Perúdico Isotérmico

Presa La Soledad Perúdico Térmico

Teziutlán Údico Isomésico

Tlatlauquitepec Údico Isomésico

Zacapoaxtla Údico Isotérmico

Zapotitlán de Méndez Údico Térmico

Jalacingo Údico Isomésico

Ecuaciones de Regresióndel contenido de COS  vs. Temperatura y Precipitación según 

regímenes de humedad y temperatura

Régimen de Humedad

Régimen de Temperatura

Ecuación Regresión

Perúdico Isomésico ln(COS) = 0.363 + 0.141 Temp + 0.007 Prec

Perúdico Isotérmico ln(COS) = 1.074 + 0.141 Temp + 0.007 Prec

Perúdico Térmico ln(COS) = -1.221 + 0.141 Temp + 0.007 Prec

Údico Isomésico ln(COS) = 0.694 + 0.141 Temp + 0.007Prec

Údico Isotérmico ln(COS) = 1.405 + 0.141 Temp + 0.007 Prec

Údico Térmico ln(COS) = -0.889 + 0.141 Temp + 0.007 Prec

Enfoque bayesiano

• La inferencia bayesiana permite obtener gráficos de la densidad estimada de COS e información predictiva

El procedimiento consiste en  definir los siguientes aspectos:• Información de la priori• Definición de los parámetros MCMC

• Ajuste  del modelo

Régimen: PERÚDICO - ISOTÉRMICO Sujeto 23. Estación: Tetelilla

COS (ton/ha) 171.05

Modelación por métodos indirectos

Imagen satelitalMétodos de Regresión

COS vs Índices de vegetaciónEstudio comparativo entre los métodos de regresión OLS, RPP y  RCP en el estudio de predicción de COS en función de índices de vegetación obtenidos a través de teledetección en la zona Teziutlán, Puebla, México. La comparación se realizó bajo el criterio de mejor capacidad predictiva. La RPP mostró la estadística PRESSmás baja y el R2predicción más alto entre los tres modelos considerados.La regresión lineal simple de COS con el índice de vegetación NDVI.

Conclusiones• Evitar el calentamiento global no debe verse como un fin

meramente técnico de reducir emisiones, sino como un medio necesario para evitar que las condiciones de vida de millones de personas se vuelvan más difíciles en el futuro. Estas condiciones de vida pueden de hecho mejorarse respecto a las condiciones actuales y para ello es necesario que las acciones climáticas formen parte de un plan de desarrollo integral, a largo plazo, que conduzca hacia una sociedad sustentable.

• Los diferentes enfoques estadísticos expuestos, que incluyen tanto a la geoestadística como la estadística bayesiana no paramétrica, brindan nuevas posibilidades a los investigadores de las Ciencias Ambientales, y pueden ser herramientas muy útiles en la determinación del COS.