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INTRODUCCIÓN
En Ecuador, la superficie que ocupa el ecosistema páramo es aproximadamente 1.835.834 hectáreas, los suelos de los páramos contienen un alto contenido de materia orgánica, característica que les confiere una alta capacidad de almacenar agua y nutrientes (Llambí et al., 2012).
De acuerdo a investigaciones realizadas por Llambí y otros, el alto contenido de materia orgánica que poseen los suelos de páramo permite captar el agua proveniente de las precipitaciones y su acumulación en el suelo, de tal forma que lo libera lentamente a los 14 manantiales, riachuelos, ríos y lagunas. El suelo actúa como una esponja que absorbe agua y la libera hacia el subsuelo o la superficie (Llambí et al., 2012).
Los suelos, donde se asienta el Sitio Ramsar Reserva Ecológica El Ángel (REEA), está ubicada en la provincia de Carchi, en la región sierra norte del Ecuador, en las parroquias La Libertad y El Ángel del cantón Espejo, posee una extensión de 15715 ha, abarcando altitudes que van desde los 3400 hasta los 4200 msnm; se caracterizan en su conformación por la presencia de ceniza volcánica que proviene del Volcán Chiles. Éstos son de tipo andosol que se identifican por ser suelos jóvenes, con gran cantidad de materia orgánica, alta tasa de retención de agua y permeabilidad, con una tasa de carbono representativa, de esta forma el sitio Ramsar actúa como una gran esponja que almacena, regula el agua y fija carbono (Ministerio del Ambiente, 2008).
El tipo de suelo en los páramos alto-andinos del norte se origina en vulcanismos nuevos y se clasifican como andosoles los mismos que se caracterizan por pH ácidos y es esencial para el almacenamiento de agua, así como la presencia de materia orgánica en lenta descomposición.
Este estudio, se basa en la metodología utilizada en los páramos de Jimbura (Provincia de Loja) y en las provincias de Tungurahua y Chimborazo, del proyecto enmarcado en la Estrategia Regional de Conservación y Uso Sostenible de los Humedales Altoandinos, como una de las acciones del Ministerio del Ambiente y sujeto a la Convención Internacional sobre los Humedales (Echeverría, 2008), aprobado el 2 de febrero de 1971 en la ciudad iraní Ramsar. Los resultados de estas experiencias investigativas permitieron determinar cómo el cambio del uso de suelo en el ecosistema de páramo afecta al almacenamiento de agua y fijación de carbono; tomando en cuenta que la mayoría de las tierras que conforman el Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SMAP) en el Ecuador se caracterizan porque dentro de sus áreas hay tierras de propiedad privada o colectiva. En el caso que nos ocupa en la Reserva Ecológica de El Ángel se identifican tierras de propiedad de asociaciones como propietarios colectivos y propiedades privadas de haciendas. De ahí que en la zona sur occidental y nororiental de la REEA se ha reemplazado los páramos por cultivos de ciclo corto como la papa y por extensiones de pasto destinadas a la alimentación del ganado (International Wetlands, 2013).
Según lo anterior el cambio de uso de suelo en un ecosistema páramo de humedal afecta sus características ecosistémicas así como a las comunidades y poblaciones que dependen de su buen estado de conservación para su desarrollo (Chinchero et al., 2009).
MATERIAL Y MÉTODOS
El trabajo realizado es el resultado de un proyecto de investigación descriptivo apoyado por un estudio de campo y documental (Fig. 1).
Para la realización de la investigación se planteó dos parcelas de estudio de forma cuadrada con la dimensión de 10x10m, las muestras fueron tomadas a 0,10 m de profundidad. Se trabajó con, la cartilla informativa del sitio Ramsar Reserva Ecológica El Ángel (REEA), y el Plan de Manejo Ambiental de la Reserva en un sitio medianamente conservado y otro intervenido (quemado, tractorado); cada parcela responde de forma estadística independiente, como réplica del universo, en los cuales se midió humedad volumétrica, carbono orgánico total, densidad aparente, materia orgánica y pH, constituyendo las variables dependientes en cada sitio muestreado.
El método de investigación considera el cumplimiento de los siguientes criterios: accesibilidad a los sitios de colocación de parcelas, representatividad de los sitios identificados, objetivos del estudio, recursos económicos existentes y la posibilidad de réplica.
El sitio intervenido se caracteriza por presentar cambio de uso de suelo y cobertura vegetal natural a zona de pastoreo vacuno y suelo labrado para pastizal; el sitio medianamente conservado mantiene las características nativas y ecológicas del ecosistema páramo como: presencia de vegetación alto-andina (pajonal, frailejones, almohadillas, rosetas) edafofauna (gusanos, insectos y otros).
La metodología fue avalada por Wetlands Internacional en convenio con el Ministerio del Ambiente de Ecuador y aplicada en el peritaje ambiental en la Reserva Ecológica Ilinizas por afectaciones causadas por Aglomerados Cotopaxi ACOSA; considera su aplicabilidad y referencia para otros páramos del Ecuador, con el fin de obtener resultados comparables que permitan evaluar el estado de conservación de los suelos de humedal dentro del páramo; así por ejemplo la utilizada en la REEA ha sido aplicada para determinar cómo las actividades antropogénicas que cambian el uso de suelo en los páramos impactan en sus características de almacenamiento de agua y fijación de carbono. Además la metodología en mención.
Procedimiento para medir el almacenamiento de agua en los suelos de humedal.
La metodología se sustenta en la Norma Técnica Ecuatoriana (NTE-INEN-ISO, 2014, pág. 10) sobre guía de procedimientos para la investigación de sitios naturales, casi naturales y cultivados.
Medición de humedad volumétrica
La medición de la humedad volumétrica parte de un volumen conocido: mediante la utilización de un cilindro metálico de (5 x 5) cm de diámetro y de alto respectivamente, para luego valorar su variación (Castro et al., 2011).
Fórmulas para utilizar en el cálculo de humedad volumétrica
Para el cálculo de humedad volumétrica se aplicó las siguientes fórmulas (tabla 1):
Una vez que se obtienen los valores de humedad volumétrica para cada muestra, el valor resultante es la humedad volumétrica promedio de cada parcela. Este valor será utilizado para obtener un valor estimado de almacenamiento de agua para las parcelas intervenidas en donde se aplica la siguiente fórmula: A=ϴ * p
A = almacenamiento de agua (en m3/m2 o m3/ha)
ϴ= humedad volumétrica
p = profundidad de la que se recolectó las muestras (m)
Procedimiento para medir la fijación de carbono en suelos de humedal
Las muestras recolectadas deben ser pesadas in situ, colocadas en fundas con cierre de seguridad para no perder material durante su traslado. Codificadas y preservadas a 4°C hasta que llegue al laboratorio para su correspondiente procesamiento (Castro et al., 2011).
Las muestras de suelo recolectadas con los cilindros se enviaron al laboratorio acreditado donde se obtuvo el porcentaje de carbono orgánico total (COT), materia orgánica y potencial de hidrógeno (pH). Mediante el cálculo de densidad aparente de la muestra, se estimó el valor de carbono para el área de muestreo, en función de la recolección hecha a una profundidad de 10 cm. Se aplicó la fórmula para determinar el cálculo de contenido carbono orgánico total en el suelo (Castro et al., 2011) (tabla 2).
Las muestras de suelo de los sitios identificados como intervenido y medianamente conservado fueron procesadas para la determinación de: pH, materia orgánica (MO) y carbono orgánico total (COT).
RESULTADOS
Los resultados y sistematización de información aportan como lineamientos metodológicos para la medición de almacenamiento de agua y fijación de carbono en el suelo de los humedales, conforme a lo planteado en el estudio desarrollado para la Reserva Ecológica Ilinizas (Castro et al., 2011).
Para el análisis de datos se utilizó una de las medidas cuantitativas de relación entre variables denominado Coeficiente de correlación de Pearson (rxy), el cual se define como el cociente entre la covarianza y el producto de las desviaciones típicas de ambas variables; si la relación lineal se expresa positiva significa que la correlación es directa, mientras que la expresión lineal negativa da cuenta de una relación inversa (Amezquita, 2013).
Del proceso de retención de materia orgánica la mitad del almacenamiento corresponde a carbono, si bien la masa vegetal del páramo también es un sumidero de carbono, es menor a los ecosistemas boscosos más bajos. Los resultados obtenidos son los siguientes (Figuras: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) (tablas: 3, 4, 5).
DISCUSION
El trabajo realizado es el resultado de un proyecto de investigación descriptivo apoyado por un estudio de campo y documental. En el caso de la investigación documental es fundamental para ampliar y profundizar los conocimientos sobre el cambio de las características propias del páramo.
En este caso, las condiciones ecosistémicas de los humedales, alto andinos, son analizadas con el fin de aportar información relevante para su posible manejo sostenible. Se trabajó con, la cartilla informativa del sitio Ramsar, 2015- Reserva Ecológica El Ángel (REEA), y el Plan de Manejo Ambiental de la Reserva (Ministerio del Ambiente, 2008).
Los suelos en estudio poseen una elevada concentración de materia orgánica que se presenta en profundidades de hasta tres metros; al ser comparado este ecosistema con la selva tropical la cantidad de carbono almacenada por hectárea de páramo es mayor. Si los páramos no cambian su uso de suelo se mantiene el carbono almacenado, mientras que si se descubre y daña el suelo, existe el peligro de que la mayoría del carbono se descomponga y se libere a la atmósfera como dióxido de carbono, que es el gas principal causante del calentamiento global (Llambí et al., 2012).
La correlación entre materia orgánica y carbono orgánico total para la parcela intervenida es una relación fuerte positiva 0.8464, lo cual indica que mientras mayor sea la presencia de materia orgánica de igual forma mayor será la presencia de carbono orgánico total. En la parcela intervenida se obtiene este resultado por el cambio de uso de suelo nativo a una actividad agropecuaria, que presenta carbono temporal resultado de la labranza del suelo por actividades agrícolas, la presencia de estiércol del ganado vacuno y la utilización de fertilizantes. Este carbono con acción del oxígeno atmosférico tiende oxidarse y produce dióxido de carbono que es uno de los gases de efecto invernadero.
La correlación entre humedad volumétrica y pH para la parcela medianamente conservada, el valor alcanzado de la relación es -0,6968, fuerte negativa, esto indica que mientras mayor sea el grado de acidez del suelo mayor será la capacidad de almacenamiento de agua, que permite entender como la afectación de la acidez del suelo incide drásticamente en la función de almacenamiento y regulación del agua en los suelos de los páramos alto-andinos.
Por otro lado, la correlación entre carbono orgánico total y materia orgánica para la parcela medianamente conservada es 0,9995 relación fuerte positiva, lo que indica que a mayor presencia de materia orgánica mayor será la capacidad de almacenamiento de carbono, y la disminución de la cantidad de la materia orgánica en el suelo modifica las cualidades del suelo para la fijación de carbono.
CONCLUSIONES
El cambio del uso del suelo dentro de la reserva Ecológica El Ángel, produce modificaciones significativas en las características de almacenamiento de agua y fijación de carbono en el suelo de los humedales.
El porcentaje de almacenamiento de agua, en las dos parcelas de estudio, (sitio intervenido y sitio medianamente conservado), dio como resultado los siguientes valores: en la parcela intervenida es de un 49% (4,9 m3); parcela medianamente conservada tiene un incremento hasta el 54% (5,4 m3); siendo este último el que presenta mayor capacidad de almacenamiento de agua con un valor de 5% más que el sitio intervenido.
Los valores obtenidos sobre fijación de carbono orgánico total para las dos parcelas estudiadas muestran los siguientes resultados: para el sitio intervenido la fijación de 10,04% de carbono orgánico total; y, para la parcela medianamente conservada alcanza 11,11% de COT.
El contenido de carbono en el suelo, de la parcela medianamente conservada presentó 55,55 t/COT, valorado para una hectárea; considerando este valor para la superficie total del Sitio Ramsar Reserva Ecológica El Ángel (REEA), se estimaría en la fijación de 944.499,99 t /COT; lo cual garantizaría que este COT almacenado no se emita a la atmósfera en forma de CO2, y sea un aporte a los procesos de mitigación al cambio climático.
La correlación del sitio intervenido muestra una relación significativa directa entre materia orgánica y carbono orgánico total (0,8464). Resultado que da cuenta del efecto de la actividad agropecuaria sobre los suelos de páramo.
La correlación en el sitio medianamente conservado fijó tres relaciones significativas: dos son inversas (-0,6968; -0,6672) y una directa (0,9995), que muestran que mantener la cobertura vegetal y estructura característica del suelo alto-andino favorece el almacenamiento de agua y fijación de carbono.
RECOMENDACIONES
Aplicar la normativa ambiental existente por parte de todos los actores involucrados, debido al riesgo en que se encuentran los servicios ambientales como la dotación de agua para consumo humano e irrigación.
Monitoreo y seguimiento periódico de las actividades antrópicas al interior y alrededor del área protegida; para prevenir que se produzcan incendios resultado de las actividades agropecuarias y el aumento de la frontera productiva que amenaza a la flora, fauna y sus características frágiles e importantes del suelo alto-andino.
Realizar estudios complementarios sobre almacenamiento de agua y fijación de carbono en el suelo, en las diversas formaciones vegetales del Sitio Ramsar Reserva Ecológica El Ángel.
Promover y fortalecer diversas actividades como: concientización, capacitación y educación en las instituciones públicas y privadas, relacionadas con la reserva ecológica para favorecer las condiciones socioeconómicas de vida de las poblaciones asentadas en estos territorios.
