Modelo de restauración ambiental centrado en la fijación de carbono en microcuencas de la zona central de Chile

Abstract

La erosión es el principal problema que afecta a los suelos en Chile, lo cual, conlleva a que éste pierda paulatinamente su capacidad para generar bienes y servicios con consecuencias económicas y sociales para los gobiernos locales. Por ello, la Corporación nacional forestal (CONAF) solicitó cooperación técnica al gobierno de Japonés a través de la "Agencia de cooperación internacional de Japón" (JICA) en 1993. Producto de dicha cooperación fue el desarrollo del proyecto "Restauración de cuencas hidrográficas en la zona semiárida de Chile", implementado en la comuna de San Pedro de Melipilla en la región metropolitana en la zona central de Chile.

En el marco de este proyecto se llevó a cabo esta investigación, cuyo perfil está enfocado en los servicios ambientales proponiendo un modelo de restauración centrado en la fijación de carbono atmosférico considerando que el número y diversidad de las obras de restauración es directamente proporcional al carbono fijado en las microcuencas considerando que estas contribuyen significativamente al crecimiento de la biomasa vegetal.

El sitio de trabajo fue el sector de Alto Loica en la comuna de San Pedro de Melipilla. La propuesta metodología se basó en la "Ingeniería de requerimientos" considerando 4 pasos: extracción, análisis, especificación y evaluación. Inicialmente se determinó la situación inicial de las microcuencas antes de la instalación del proyecto con el fin de efectuar un análisis comparativo de 20 años; en segundo lugar se determinó el problema a solucionar así como la formulación del modelo de requerimientos; en tercer lugar se definieron los dispositivos así como los estándares y finalmente se evaluó el modelo en función de cuatro resultados básicos: análisis de la situación actual, análisis integral de suelos, formulación del modelo integro diferencial de las obras de restauración (específicamente zanjas de infiltración) y formulación del modelo de fijación de carbono basado en redes neuronales artificiales.

Los resultados indicaron que existe un aumento de la biomasa vegetal en zonas donde se implementaron las obras de restauración cambiando el paisaje del entorno. La comparación mapas entre los años 1990 (antes del proyecto) y 2010 muestran un aumento cualitativo de la biomasa, además los valores del NDVI muestran un aumento sostenido en las microcuencas 1, 2 y 3 (por ejemplo, muestra un aumento de 0,06 en el año 1990 a 0,22 en el año 2010 en la microcuenca 2), lo que implica un aumento tanto en la extensión como en la vigorosidad de la vegetación en las microcuencas.

El análisis de suelos demostró que son suelos de carácter forestal de naturaleza granítica que son comunes en la zona central de Chile, donde predominan los suelos delgados y de textura franco arenosa y arenas francas, con una densidad aparente que fluctúa en los 1,40 gr/cc y una densidad real que oscila alrededor de 2,80 gr/cc.

Se formuló además un modelo integro—diferencial que explica el funcionamiento de las zanjas de infiltración, contrario a los modelos lineales existentes.

Finalmente la formulación del modelo de fijación de carbono determinó que el agua es el factor más importante para el desarrollo de la biomasa arbórea; siendo determinante la presencia de la obra de restauración, en este caso, el modelo indicó que la obra presente (zanja de infiltración) es determinante para la fijación de carbono atmosférico debido a un aumento de la biomasa arbórea cuando la obra está presente; los eucaliptus con zanjas

alcanzan un altura promedio de 14 metros, mientras que eucaliptus localizados en sectores sin obras alcanzan en promedio 8 metros.

La formulación de esta metodología puede ser extrapolada y aplicada a diferentes escenarios futuros en la zona semiárida de Chile para restaurar suelos erosionados.

Erosion is the main problem affecting soil in Chile. Due to that, the National Forest Corporation (CONAF) asked the Japanese Government for technical cooperation through the Japanese International Cooperation Agency (JICA) in 1993.

This investigation was carried out within the framework of this project, and its profile is focused on environmental services, proposing a restoration model aiming at the fixation of atmospheric carbon, considering that the number and diversity of the restoration work is proportional to the carbon fixed in the micro basins, taking into account that these contribute significantly to the growth of vegetable biomass.

The working place is located in the area of Alto Loica, in the area of San Pedro de Melipilla. The methodological proposal was based on 'requirement engineering', considering four basic aspects: extraction, analysis, specification and evaluation. The initial situation of the micro basins was first determined before the installation of the project; in the second place, the problem to solve was determined, and also the formulation of the requirement model. In third place, devices, standards and application measures were defined; finally, the model was evaluated based on four basic results: analysis of the final situation of the micro basins, integral soil analysis, formulation of the integral differential model for the restoration works, and formulation of the carbon fixation model based on artificial neuronal networks.

Results showed there is an increase of the vegetable biomass in areas where restoration works were implemented, changing significantly the surrounding landscape.

Soil analysis showed that it belonged to forest soils of granitic nature, common in the central area of Chile, with a predominance of thin soils with a sandy loam texture and loam sands, with an apparent density fluctuating between 1.40 gr/cc and a real density oscillating around 2.80 gr/cc.

Besides, and integral differential model was formulated, explaining the functioning of specific works, contrary to the existing lineal models.

Finally, the formulation of the carbon fixation model determined water as the most important factor for the development of the arboreal biomass, being determinant the presence of the restoration work.