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Paludicultura

La paludicultura es la agricultura húmeda y la silvicultura en turberas . [1] La paludicultura combina la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de las turber...

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La paludicultura es la agricultura húmeda y la silvicultura en turberas . [1] La paludicultura combina la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de las turberas drenadas mediante la rehumidificación con el uso continuo de la tierra y la producción de biomasa en condiciones húmedas. [2] "Paludi" proviene del latín "palu s ", que significa "pantano, ciénaga" y "paludicultura" como concepto fue desarrollado en la Universidad de Greifswald . [3] La paludicultura es una alternativa sostenible a la agricultura basada en el drenaje, destinada a mantener el almacenamiento de carbono en las turberas. Esto diferencia la paludicultura de la agricultura como los arrozales, que implican el drenaje y, por lo tanto, la degradación de los humedales. [4]

Características

Impacto del drenaje y rehumidificación de turberas

Las turberas almacenan una enorme cantidad de carbono. Cubriendo solo el 3% de la superficie terrestre de la Tierra, almacenan más de 450 gigatoneladas de carbono, más de lo que almacenan los bosques (que cubren el 30% de la superficie terrestre). [5] [6] Las turberas drenadas causan numerosos impactos ambientales negativos, como la emisión de gases de efecto invernadero, la lixiviación de nutrientes, el hundimiento y la pérdida de biodiversidad . Aunque solo el 0,3% de todas las turberas están drenadas, se estima que el drenaje de las turberas es responsable del 6% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero de los seres humanos. [7] Al hacer que los suelos se aneguen al rehumedecer las turberas, la descomposición de la materia orgánica (~50% de carbono) casi cesará y, por lo tanto, el carbono ya no se escapará a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. [8] [9] La rehumidificación de las turberas puede reducir significativamente los impactos ambientales causados ​​por el drenaje al restaurar la amortiguación hidrológica [10] y reducir la sensibilidad del nivel freático a la demanda de evaporación atmosférica. [11] Debido al drenaje de los suelos para la agricultura en muchas zonas, la profundidad del suelo de turba y la calidad del agua han disminuido significativamente a lo largo de los años. Estos problemas se mitigan mediante la rehumidificación de las turberas. Como tal, también pueden hacer innecesarias las instalaciones contra el aumento del nivel del mar ( diques , bombas) [12] . Las turberas húmedas actúan como sumideros de nitrógeno, mientras que la mineralización y la fertilización de la agricultura en las turberas drenadas produce una escorrentía de nitrógeno hacia las aguas cercanas. [3]

Argumentos a favor del cultivo de cultivos en turberas restauradas

  • El cultivo sostenible de productos de turberas puede incentivar la rehumidificación de las turberas drenadas, manteniendo al mismo tiempo un uso similar de la tierra en zonas agrícolas previamente drenadas [13].
  • Se pueden cultivar materias primas en turberas sin competir con la producción de alimentos por tierras en otras zonas. [14]
  • El cultivo de cultivos extrae fosfato de la tierra, lo cual es importante en los humedales; también ayuda a extraer otros nutrientes del agua, lo que la hace adecuada para fines de tratamiento posterior del agua [15].
  • En muchos países tropicales, el cultivo de cultivos nativos semisilvestres en bosques pantanosos de turba es una forma de vida tradicional que puede ser sostenible. [4]
  • Los cañaverales restaurados pueden obstruir la escorrentía de nitrógeno y fósforo proveniente de la agricultura en las zonas más altas del sistema fluvial y así proteger las aguas inferiores. [16]
  • Las áreas de paludicultura pueden actuar como corredores de hábitat y zonas de amortiguación ecológica entre la agricultura tradicional y las turberas intactas [3]

abecedario

Debates en torno a la sostenibilidad de la paludicultura

La aplicación del término "paludicultura" es objeto de debate, ya que depende de si las diferentes prácticas agrícolas en turberas se consideran sostenibles. En términos de emisiones de gases de efecto invernadero, la sostenibilidad de una práctica de paludicultura depende del gas de efecto invernadero medido, la especie de planta y el nivel freático de la turbera. [4] "Paludicultura" se ha utilizado para referirse al cultivo de cultivos nativos y no nativos en turberas intactas o rehumedecidas. En la Política Agrícola Común de la UE , se define como el uso productivo de la tierra de turberas húmedas y rehumedecidas que preserva el suelo de turba y, por lo tanto, minimiza las emisiones de CO 2 y el hundimiento. [17] Una revisión de 2020 de la paludicultura en turberas tropicales [4] de la Universidad Nacional de Singapur evaluó las vías de gestión húmedas y rehumedecidas en términos de emisiones de gases de efecto invernadero y secuestro de carbono y concluyó que la paludicultura comercial solo es adecuada para turberas rehumedecidas, donde es carbono negativa o neutral, a diferencia de las turberas intactas, donde aumenta las emisiones. [4] Después de décadas de rehumidificación, todavía puede contribuir al calentamiento global en mayor medida que las turberas intactas. [18] Las excepciones en las que la paludicultura en turberas intactas puede ser sostenible son algunas tradiciones de cultivo de cultivos nativos semisilvestres en bosques de pantanos de turba intactos o la recolección de productos de turberas sin cultivo activo. La revisión también sugiere que, para ser sostenible, la paludicultura solo debe utilizar vegetación nativa para restaurar las turberas mientras produce biomasa, a diferencia de cualquier planta de humedal que tenga la posibilidad de sobrevivir. Esto se debe a que el uso de especies no nativas puede crear condiciones negativas para otras plantas nativas en las turberas, y las plantas no nativas tienden a tener un rendimiento y una vida útil más bajos en turberas no drenadas o rehumedecidas que cuando se cultivan en sus hábitats nativos o en humedales drenados. [4]

Paludicultura y servicios ecosistémicos

Las evaluaciones de la sostenibilidad de la paludicultura deben tener en cuenta los servicios ecosistémicos además del secuestro de carbono y cómo la paludicultura puede integrarse con las prácticas agrícolas tradicionales. [4] Las turberas pueden proporcionar una serie de otros servicios ecosistémicos , por ejemplo, la conservación de la biodiversidad y la regulación del agua. Por lo tanto, es importante proteger estas áreas y restaurar las áreas degradadas. Conservar, restaurar y mejorar la gestión de las turberas es una forma rentable y relativamente fácil de mantener los servicios ecosistémicos. Sin embargo, estos servicios ecosistémicos no tienen un precio de mercado y no producen ganancias económicas para las comunidades locales. El drenaje y el cultivo, el pastoreo, así como la extracción de turba, por otro lado, brindan a las comunidades locales ganancias económicas a corto plazo. Por lo tanto, se ha argumentado que la conservación y la restauración, que tienen un valor significativo y común, necesitan ser subsidiadas por el estado o el mundo en general. [7]

La paludicultura no se centra en la conservación de la naturaleza sino en la producción, pero la paludicultura y la conservación pueden complementarse entre sí de varias maneras. 1) La paludicultura puede ser el punto de partida y una etapa intermedia en el proceso de restauración de una turbera drenada. 2) La paludicultura puede reducir el costo del proyecto de conservación, por ejemplo, disminuyendo los costos de eliminación de biomasa y los costos de establecimiento. 3) Las áreas con prácticas de paludicultura pueden proporcionar zonas de amortiguación alrededor de las áreas de turba conservadas. 4) Las áreas con paludicultura entre áreas de conservación pueden proporcionar corredores que faciliten la migración de especies. 5) La paludicultura puede aumentar la aceptación por parte de las partes interesadas afectadas de rehumedecer una turbera que haya sido drenada. El apoyo de las comunidades locales en proyectos de rehumidificación es a menudo crucial. [3]

El efecto de la paludicultura sobre las emisiones de gases de efecto invernadero es complejo. Por un lado, un nivel freático más alto reducirá la descomposición aeróbica de la turba y, por lo tanto, las emisiones de dióxido de carbono. Pero, por otro lado, el aumento del nivel freático puede aumentar la descomposición anaeróbica de la materia orgánica o la metanogénesis y, por lo tanto, aumentar la emisión de metano (CH 4 ), un gas de efecto invernadero de corta duración pero más potente que el CO 2 . Las emisiones que emanan de las turberas rehumedecidas con paludicultura también se verán afectadas por el uso de la tierra en términos de tipo de uso (agricultura, silvicultura, pastoreo, etc.), pero también en términos de especies utilizadas e intensidad. El uso tradicional de las turberas a menudo tiene un impacto menor en el medio ambiente que el uso industrial, pero no necesita ser sostenible a largo plazo y si se utiliza a mayor escala. [4]

Gestión

La forma más obvia de mantener los servicios ecosistémicos que proporcionan las turberas es la conservación de las turberas intactas. Esto es aún más cierto dado el éxito limitado de los proyectos de restauración, especialmente en las turberas tropicales. Las turberas conservadas aún tienen valor para los seres humanos y, por lo tanto, proporcionan una serie de servicios ecosistémicos, por ejemplo, almacenamiento de carbono, almacenamiento y descarga de agua. La conservación de las turberas también evita inversiones costosas. Se sugiere que la conservación es una práctica de gestión muy rentable para las turberas. Los servicios ecosistémicos más obvios que proporciona la gestión de la conservación (es decir, el almacenamiento de carbono y el almacenamiento de agua) no tienen un precio fácil en el mercado. Por lo tanto, puede ser necesario subsidiar la conservación de las turberas. [7]

El primer paso de la restauración es rehumedecer las turberas y, de ese modo, restablecer el nivel freático. La intención es recrear la función hidrológica y los procesos de las turberas, pero esto lleva más tiempo del que se podría esperar. Los estudios han demostrado que las turberas previamente drenadas y rehumedecidas tenían funciones hidrológicas (por ejemplo, capacidad de almacenamiento y descarga de agua) intermedias a las de una turbera drenada y a las de una turbera intacta seis años después de la restauración. [4]

Se recomienda dejar las turberas sin drenar para su conservación y no utilizarlas para la paludicultura. Por otro lado, las turberas drenadas se pueden rehumedecer y utilizar para la paludicultura, a menudo utilizando el conocimiento tradicional junto con la nueva ciencia. Sin embargo, las comunidades locales, especialmente en los trópicos, mantienen su sustento drenando y utilizando las turberas de diversas maneras, por ejemplo, la agricultura, el pastoreo y la extracción de turba. [7] La ​​paludicultura puede ser una forma de restaurar las turberas degradadas y drenadas, así como de mantener un resultado para la comunidad local. [4] Por ejemplo, los estudios del cultivo de Sphagnum en turberas rehumedecidas en Alemania muestran una disminución significativa de la emisión de gases de efecto invernadero en comparación con un control con zanjas irrigadas. [19] Sin embargo, la viabilidad económica del cultivo de Sphagnum en turberas aún no está clara. [20] Sin embargo, la base de la paludicultura es muy diferente en el sur, entre otras cosas debido a una mayor población y presión económica sobre las turberas. [4]

Ubicaciones

Turberas tropicales

Las turberas tropicales se encuentran ampliamente distribuidas en el sudeste asiático, el este asiático continental, el Caribe y América Central, América del Sur, Rumania y el sur de África. A menudo ubicadas en tierras bajas, las turberas tropicales se identifican únicamente por las rápidas tasas de formación de suelo de turba, [21] bajo regímenes de alta precipitación y alta temperatura. [22] Por el contrario, un clima de alta temperatura acelera las tasas de descomposición, lo que hace que las turberas tropicales degradadas contribuyan de manera más sustancial a las emisiones globales de gases de efecto invernadero. [23] [24] Aunque las turberas tropicales cubren solo 587.000 km 2 , almacenan 119,2 gigatoneladas de C a una densidad por unidad de área de 203.066 toneladas de C km −2 . [25] Durante décadas, estos grandes depósitos de carbono han sucumbido al drenaje para satisfacer las necesidades socioeconómicas de la humanidad. Entre 1990 y 2015, el cultivo (para gestión, incluida la agricultura industrial y de pequeños productores) había aumentado del 11 al 50% de las turberas boscosas en Malasia peninsular, Sumatra y Borneo. [4] En Malasia e Indonesia, en los últimos veinte años, los bosques pantanosos de turba han retrocedido de cubrir el 77% de las turberas al 36%, poniendo en peligro a muchos mamíferos y aves de la región. En 2010, la agricultura industrial cubre alrededor de 3-3,1 millones de hectáreas, y la palma aceitera representa 2,15 millones de hectáreas de esta área. [26] La conversión de turberas tropicales naturales en otros usos de la tierra conduce a incendios de turba y los efectos asociados en la salud, el hundimiento del suelo aumenta los riesgos de inundaciones, emisiones sustanciales de gases de efecto invernadero y pérdida de biodiversidad. [27] [28] [29] [30] Hoy en día se están haciendo esfuerzos para restaurar las turberas tropicales degradadas a través de la paludicultura. La paludicultura se estudia como una solución sostenible para reducir y revertir la degradación de los bosques pantanosos de turba, e incluye prácticas agrícolas locales tradicionales que son anteriores al uso del término. La paludicultura comercial no se ha probado en la medida en que se ha hecho en las turberas del norte. [4] A continuación se presentan ejemplos de prácticas de paludicultura en turberas tropicales.

Cuenca del Congo

El pueblo bantú de Cuvette Central utiliza las turberas para pescar, cazar y recolectar, así como para la agricultura en pequeña escala cerca de los bosques de tierra firme . [31]

Indonesia

En Indonesia hay tres áreas que podrían ser el ejemplo de prácticas de paludicultura, como el sistema beje en las tribus Kutai y Banjar en Kalimantan Oriental, las plantaciones de nueces en Segedong Kalimantan Occidental y el cultivo de sagú en el distrito de la isla Meranti y la provincia de Riau. [32] El sagú se cultiva de forma semisilvestre cerca de los ríos en Riau. El jelutong se cultiva en monocultivos y plantaciones mixtas en Kalimantan Central y en el sur de Sumatra y Jambi, y se ha comercializado desde mediados del siglo XIX. Este comercio se ha visto obstaculizado por los aranceles y sanciones de 2006, [33] y el cultivo de jelutong en monocultivos se considera menos eficiente que cultivos como la palma aceitera de pequeños agricultores. [4]

Además de la producción comercial, las comunidades de turberas de Indonesia han desarrollado prácticas de extracción de recursos de menor impacto. Por ejemplo, las comunidades Dayak solo cultivan turberas de menos de tres metros de profundidad para la agricultura a pequeña escala de sagú y jelutong en zonas costeras donde el mar aporta nutrientes. [4] En Sumatra, la madera extraída en bosques pantanosos de turba se transporta con trineos de madera, rieles y pequeños canales mediante un método tradicional llamado ongka , que es menos destructivo que el transporte maderero comercial. [34] Se han encontrado hundimientos de turba y emisiones de CO2 en pequeñas propiedades agroforestales en turberas rehumedecidas en Jambi y Kalimantan Central, incluso en aquellas con especies nativas. [4]

Malasia

En Malasia, las plantaciones de sagú son en su mayoría semisilvestres y están situadas cerca de ríos, como en Sarawak, aunque Malasia también importa sagú de Sumatra para hacer fideos. [4] Las turberas también son utilizadas por el pueblo Jakun en el sudeste de Pahang para cazar, recolectar y pescar. [35]

Perú

Las comunidades mestizas de Loreto, Perú, utilizan las turberas para la caza y la recolección, y para el cultivo sostenible de palmas nativas, que luego replantan para restaurar el recurso. Son conscientes de los límites del recurso y de la necesidad de evitar la tala ineficiente durante la cosecha. [36]

Turberas del norte

La mayor parte de las turberas del mundo se encuentran en el hemisferio norte, abarcando tanto las regiones boreales como las templadas. Las estimaciones globales indican que las turberas del norte cubren 3.794.000 km2, almacenando alrededor de 450 Gt de C a una densidad de aproximadamente 118.318 t C km−2. Las turberas se forman en áreas mal drenadas en condiciones de alta precipitación y baja temperatura. El 66% de las turberas del norte se encuentran en Eurasia y el 34% en América del Norte. Alrededor del 60% de estas turberas (2718×103 km2) están perennemente congeladas, con aproximadamente 2152×103 km2 en Eurasia y 565×103 km2 en América del Norte. En la Unión Europea (25 países de Europa), las turberas cubren aproximadamente 291×103 km2, de los cuales casi el 55% se encuentran en Finlandia y Suecia. Las turberas son más comunes en Bielorrusia y Ucrania, donde ocupan aproximadamente 497×103 km2. Tanto las turberas boreales como las templadas están formadas principalmente por briofitas y gramíneas, y muestran tasas de acumulación y descomposición más lentas en comparación con los trópicos. Las turberas del norte se han drenado para la agricultura, la silvicultura y la extracción de turba para combustible y horticultura. Los usos históricos de las turberas intactas del norte incluyen la pesca, la caza, el pastoreo y la recolección de bayas. La paludicultura no está ampliamente establecida comercialmente en las turberas del norte y la mayoría de los proyectos de investigación identificados a continuación están en curso. Muchos aún no han publicado resultados revisados ​​por pares. La mayoría se centran en el cultivo de esfagno y juncos. En lugar de excavar el esfagno descompuesto como turba, las fibras de juncos no descompuestos se cosechan en ciclos, como una fuente renovable de biomasa. Las fibras de esfagno se pueden utilizar como sustrato de cultivo, embalaje para proteger las plantas durante el transporte o para reintroducir musgo al restaurar otras turberas.

Bielorrusia

La Universidad de Greifswald y la Universidad Estatal de Bielorrusia están investigando los juncales del Parque Nacional Naroch como filtros para reducir el nitrógeno y el fósforo que se escurren de las turberas degradadas hacia el Báltico. La investigación, que está prevista desde enero de 2019 hasta septiembre de 2021, tiene como objetivo investigar el potencial de la cosecha de juncales en la zona para incentivar la gestión de los juncales. [16]

Canadá

Las prácticas de paludicultura incluyen el cultivo de Sphagnum y de totora . Uno de los proyectos de investigación más grandes fue llevado a cabo entre 2006 y 2012 por investigadores de la Universidad Laval en Quebec, en los que se probó el cultivo de Sphagnum en el este de Canadá. Su sitio de pantano, en la península Acadia, se utilizó anteriormente para cortar bloques de turba para combustible y, por lo tanto, consistía en zanjas de Sphagnum y áreas elevadas de otra vegetación. Descubrieron que el cultivo de Sphagnum se podía practicar a gran escala en las zanjas, aunque recomiendan una gestión activa del riego para obtener cosechas más consistentes. [37]

Finlandia

El Instituto Finlandés de Investigación Forestal y Vapo Oy, la mayor empresa minera de turba de Finlandia, gestionan alrededor de 10 hectáreas para experimentos de cultivo de Sphagnum con fines de restauración y producción de sustratos. [38]

Alemania

El Centro de Turberas de Greifswald enumera seis proyectos de investigación para el cultivo de Sphagnum como materia prima para sustratos y restauración de páramos en Alemania: Hankhausen, Drenth, Parovinzialmoor, Ramsloh, Sedelsberg y Südfeld. Los proyectos Drenth y Parovinzialmoor, que se desarrollaron entre 2015 y 2019, incluyeron pruebas de diversos métodos de riego y drenaje. Descubrieron que el musgo de turba se puede cultivar en turba negra. [39] En Sedelsberg, los investigadores descubrieron que cultivar Sphagnum en turba negra era "costoso y requería mucho tiempo". Los investigadores del proyecto Südfeld en 2002 observaron un pequeño aumento en el musgo de turba y un aumento de las cañas, las espadañas y los sauces. [38] Los investigadores también están investigando el cultivo de cañas y espadañas. [40]

En Mecklemburgo-Pomerania Occidental, el proyecto Paludi-Pellets de la Universidad de Greifswald tiene como objetivo crear una fuente eficiente de biocombustible a partir de juncos, cañas y alpiste en forma de pellets secos. [41]

Irlanda

La empresa de energía renovable Bord na Móna comenzó en 2012 a realizar ensayos con turba para restaurar el Sphagnum en turberas elevadas con vistas a una posible horticultura. [38]

Lituania

El primer ensayo de cultivo de turba en Lituania se realizó en 2011, en el páramo de Aukštumala, en el parque regional del delta del Nemunas . Investigadores del Instituto de Botánica de Vilnius trasplantaron secciones de Sphagnum de una turbera elevada degradada vecina a la superficie de turba expuesta. Descubrieron que el 94% de las áreas sobrevivieron y se expandieron a la turba expuesta. [38]

El proyecto en curso "DESIRE" investiga la restauración de turberas y la paludicultura en la cuenca del río Niemen para reducir la escorrentía de nutrientes hacia el Báltico. [16]

Países Bajos

En el proyecto de investigación en curso "Omhoog met het Veen - AddMire in the Netherlands", Landscape Noord-Holland pretende investigar la restauración de los juncales y los brezales húmedos en páramos anteriormente convertidos para la agricultura, así como concienciar sobre la degradación de las turberas . El proyecto pretende promover la paludicultura como una fuente alternativa de ingresos a partir de la agricultura. Los investigadores han rehumedecido 8 hectáreas, incluida una zona de amortiguación de almacenamiento de agua para los experimentos con turba. Están midiendo los efectos de la erosión del suelo y el nitrógeno atmosférico en el crecimiento de la turba y las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes y la química del suelo. [40]

Rusia

Rusia tiene la mayor superficie de turberas de todos los países circumpolares del norte, siendo la turbera más grande del mundo el macizo pantanoso de Siberia Occidental y la más grande de Europa la turbera Polistovo-Lovatsky en el norte de Rusia. [42] [43] Una estimación derivada de la base de datos digital de suelos de Rusia a una escala geográfica de 1:5 millones, [44] indica que el área de suelos con una profundidad de turba de más de 30 cm es de casi 2210×10 3 km 2 . Aproximadamente el 28% se encuentra en la zona de suelos congelados estacionalmente, casi el 30% en la zona de permafrost esporádico y discontinuo, y el 42% en la zona de permafrost continuo. La turba con una profundidad de más de 50 cm tiende a ser dominante en las zonas de Taiga Norte y Media, pero es poco común en la zona de Tundra.

La restauración en curso no parece incluir la paludicultura. Wetland International, junto con el Instituto de Ciencias Forestales de la Academia Rusa de Ciencias y la Fundación Michael Succow, implementaron un importante proyecto de restauración de turberas en respuesta a los extensos incendios de turba del verano de 2010 en la región de Moscú. El proyecto se inició en el marco de la cooperación entre la Federación Rusa y la República Federal de Alemania para encabezar la rehumidificación ecológica de las turberas y representa uno de los proyectos de restauración de ecosistemas de turberas más grandes del mundo. Hasta la fecha, se han restaurado más de 35.000 ha de turberas drenadas utilizando métodos ecológicos y otras 10.000 ha están actualmente en marcha. [45]

Ejemplos de cultivos potenciales para el cultivo en turberas húmedas y rehumedecidas

La base de datos de plantas potenciales para la paludicultura (DPPP) incluye más de 1000 plantas de humedales, [46] pero solo una pequeña fracción es adecuada para la paludicultura. En la siguiente tabla se ofrecen ejemplos de paludiculturas potenciales y probadas.

Referencias

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