Postulación - Conservation Capital in the Americas

ESTUDIO DE LAS RELACIONES ENTRE EMISIONES
BIOGÉNICAS Y LA FORMACIÓN DE LLUVIA EN LA AMAZONIA PARA
CONSERVACIÓN DE BOSQUES MONTANOS
EDILSON JIMMY REQUENA ROJAS1
RESUMEN
La pérdida de la calidad ambiental es un problema permanente que ha ocasionando
importantes pérdidas económicas en diversos sectores, debido a los extremos cambios en los
factores ambientales y principalmente en los patrones de formación de lluvia. Por ello se
pretende estudiar la relación de las tasas de emisión biogénica emitidos por la vegetación de
bosques montanos con especial énfasis en la participación de estos gases en la formación de
lluvia. Con el fin de establecer los patrones de formación de lluvia en el futuro y así tomar
medidas de solución adaptativa en base a un enfoque integral sobre la simbiosis de emisiones
biogénicas y formación de lluvias. Y proponer el pago por servicio ambiental por este
concepto para la conservación de bosques tropicales montanos. Fijándose un plan científico
que contempla el medir directamente estos gases, evaluar los factores ambientales implicados
en estas emisiones durante un periodo de un año. Entre lo que se espera es incrementar el
conocimiento en el tema de emisiones biogénicas, la simbiosis de estos gases y la formación
de lluvia, la mejora en el entendimiento de la interacción biosfera-atmósfera.
Palabras claves: Cambio climático, bosques montanos, formación de lluvias, emisiones
biogénicas
1. INTRODUCCIÓN
Los bosques tropicales ocupan el 54% de la superficie de Perú. Estos bosques contribuyen
de manera importante a la emisión global de compuestos orgánicos volátiles biogénicos
(COVBs). Los COVBs son de relevancia ya que participan en el ciclo global del carbono, en
el equilibrio local y global de la temperatura, en los ciclos bioquímicos del planeta (Guenther
et al., 1995) y en la formación de núcleos de condensación de nubes (Robert et at., 2001). A
pesar de la importancia de las emisiones de COVBs y de la gran cobertura vegetal de los
bosques tropicales, son muy pocos los estudios realizados en bosques tropicales por la
diversidad de especies de plantas presentes en ellos, aunado a que la mayoría de estudios en
este campo se han desarrollado en bosques templados en latitudes medias. En el Perú se
cuenta con un solo estudio realizado en la selva baja en Iquitos, desarrollado en julio de 1996
(Helmig et al., 1998). En este estudio se midieron las concentraciones de 26 COVBs
diferentes, siendo la concentración media de isopreno las más altas 1.69 ppb, seguidas por las
concentraciones de ά-pineno 0.048 ppb, β-pineno 0.008 ppb, ρ-ximene 0.012 ppb y campheno
0.006 ppb. Estas concentraciones fueron medidas desde la superficie hasta 1600 m de altura
mediante cartuchos equipados con filtros, posteriormente identificados mediante
cromatografía de gases por espectrometría de masas (GC-MS por sus siglas en ingles) y
detección por ionización de flama (FID, por sus siglas en inglés).
Hasta fechas recientes comenzaron a estudiarse las emisiones biogénicas en bosques
tropicales con el interés de estudiar su influencia en la química atmosférica a nivel global, y
1
Edilson Jimmy Requena Rojas es un estudiante en Universidad continental de Ciencias e Ingeniería, y se
puede llegar a [email protected].
1
su participación en el cambio climático global. Pero son muy escasos los estudios que le dan
el interés de servicio ambiental. A continuación presentamos brevemente los resultados de
algunos de estos estudios realizados en Centro y Sudamérica.
Geron et al., (2002) realizaron mediciones de flujos de COVBs, mediante la técnica de
acumulación turbulenta relajada (REA, por sus siglas en ingles) en un bosque tropical de
Costa Rica. Determinaron flujos de isopreno de 2.2 mg C m-2 h-1, acetona 1.4 mg C m-2 h-1 y
metano 0.53 mg C m-2 h-1 a una temperatura de 27.6 ºC y radiación fotosintéticamente
activa (PAR, por sus siglas en ingles) de 1100 μmol m-2 s-1. Kesselmeier et al., (2002)
midieron concentraciones de COVBs en bosques tropicales de Rondonia Brasil mediante la
colección de muestras en cartuchos y su posterior análisis por GC-MS y GC-FID. Durante el
mes de mayo encontraron concentraciones medias menores a 6 ppb para isopreno y menores
a 2 ppb para monoterpenos, mientras que en setiembre y noviembre encontraron medias
menores a 16 y 2 ppb para isopreno y monoterpenos, respectivamente. En estudios realizados
en Balbina Brasil se reportaron concentraciones de isopreno entre 4 a 10 ppbv y de
monoterpenos de 0.5 a 1 ppbv (Kesselmeier et al., 2000).
Rinne et al., (2002), midieron concentraciones de COVBs en el bosque Nacional de
Tabajos Brasil mediante colección en cartuchos y análisis GC-MS, las colectas se realizaron
en el mes de junio, donde encontraron 4 ppbv de isopreno y los monoterpenos β-pineno
campheno, sabineno, y myrceno. Siendo el mas abundante de los monterpenos β-pineno 120
pptv. En el periodo de muestreo se registro temperatura de 25 a 30 ºC y PAR de 400 a 1400
μmol m-2 s-1. Solo hasta la fecha tenemos un solo trabajo de identificación y cuantificación de
COVBs realizado en bosques montanos, a nivel de América, el cual fue realizado en el
Parque Nacional Yanachaga-Chemillen, ubicado en Oxapampa Perú. Donde se encontraron
las especies químicas de: isopreno, β-pineno, α-pineno, myrceno, sabineno, campheno,
limoneno y 3-careno. Donde el isopreno registró una concentración media de 108 pptv para
las muestras colectadas durante las 15:00 h, mientras que el monoterpeno más abundante fue
el limoneno con 133 pptv a 18:00 h. encontrando una alta relación de los monoterpenos con
la formación de lluvias (Requena 2008); confirmando la participación de los monoterpenos
en la formación de lluvias descritas por Robert et. al., (2001).
2. METODOLOGÍA
El experimento se realizara a lo largo del gradiente altitudinal del bosque montano, en el
Parque Nacional Yanachaga Chemillen, por ser uno de los bosques sin perturbaciones: Para
la colección de muestras se utilizaran tres torres meteorológicos ubicadas a 2400 msnm en el
lado del barlovento, a 2700 msnm en la cresta de la montaña y a 2400 msnm al lado del
sotavento.
a. Colección y análisis de COVBs, Las muestras serán tomadas en cartuchos de acero
inoxidable equipados con filtros de carbotrap y tenax, por medio de bombas SKC. Los
cartuchos se colocaron a 18, 25 y 40 m de altura simultáneamente usando para ello tres torres
dentro de diferentes lugares del bosque. Las muestras se colectaron durante 10 días por cada
mes en el periodo de un año en diferentes horarios durante el día (Requena 2008). El análisis
de las muestras se realizara por cromatografía de gases por espectrometría de masas (GC-MS,
por sus siglas en inglés) siguiendo la metodología descrita por Greenberg et al., (1999),
Brancaleoni et al., (1999) y Ciccioli et al., (1993). b. Medición de núcleos de condensación,
La medición se realizara mediante un instrumento estático equipado con láser de fotodiodo y
cámara fotográfica digital para determinar directamente el núcleo de concentración de las
2
nubes y las concentraciones totales de aerosol se medirán mediante un contador de partícula
tsi-3010 (Robert et al., 2001).
c. Medición de variables meteorológicas, Para determinar la influencia de las variables
meteorológicas en las emisiones biogénicas se medirá la radiación fotosintéticamente activa,
la temperatura ambiente, humedad relativa, velocidad del viento y precipitación. Estas
mediciones se harán con diferentes sensores ubicados en la parte más alta de cada una de las
torres de muestreo (Catchpole, comunicación personal 2007).
3. RESULTADOS Y DISCUSIONES
Los resultados obtenidos hasta la fecha por diversos investigadores en la región amazónica
sugieren que las emisiones biogénicas se encuentran presentes en los bosques tropicales de
América como isopreno, α-pineno, β-pineno, Campheno, limoneno, myrceno, encontrados en
Iquitos Perú (Helming et al.,1998); Balbina Brasil (Kesselmeier et al., 2000); Rondonia
Brasil (Kesselmeier et al., 2001, 2002); Balbina Brasil (Kesselmeier et al., 2002); Heredia
Costa Rica (Geron et al., 2002); Tabajos, Balbina, Rondonia (Greenberg et al., 2004);
Tabajos Brasil (Tronsford et al., 2004), Oxapampa Perú (Requena 2008).
La concentración de isopreno encontrados en los bosques tropicales de Sud América (Ver
figura 1), sugieren que existe una gran variación de concentraciones entre los distintos
lugares donde se recogió las muestras, posiblemente debido a la diferencia de factores
ambientales entre los lugares de muestreo, pero esta claro que estas emisiones si se
encuentran a lo largo de los bosques tropicales y estos gases están contribuyendo al equilibrio
del clima a nivel regional y global como también al ciclo de carbono por lo que podemos
mencionar que el isopreno proveniente de bosques tropicales desempeña un papel de servicio
ambiental, aunque la mayoría de autores sobre el tema tengan una orientación diferente.
70
J
60
50
ppb
40
30
20
E
D
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10
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20
98
06
0
Figura 1: isopreno cuantificados en la région tropical (A: Requena 2008; B:Helming et al., 1998;
C:Kesselmeier et al., 2000; D:Kuhn et al., 2001; E:Kesselmeier et al., 2001, 2002; F:,G:,H: Greenberg et
al.,2004; I:Rinne et al., 2002; J:Tronsford et al., 2004).
3
La concentración de monoterpenos encontrados en diversos lugares de la amazonia sugiere
que existen diferencias mínimas entre los lugares de estudio a pesar que las investigaciones se
realizaron en diferentes épocas, y empleando diversas técnicas, como ejemplo se presenta las
concentraciones del monoterpeno -pineno (Ver Figura 2). Robert et al., (2001), llego a la
conclusión que los monoterpenos actúan como núcleo de condensación de las nubes para la
formación de lluvias en un 80%, y el resto lo atribuye a aerosoles orgánicos, Requena (2008),
encontró que existe una marcada relación de la emisión de limoneno con la formación de
lluvia, siendo hasta la fecha los pocos estudios sobre este tema, por lo que es indispensable
documentar esta simbiosis entre monoterpenos y formación de gotas de lluvia, para proponer
un pago de servicio ambiental por este concepto para la conservación de bosques tropicales e
implementar su reforestación. Ya que la destrucción de los bosques alterara esta relación
monoterpenos-formación de lluvia, aunado al cambio climático se puede predecir grandes
cambios en los patrones de formación de lluvia en el continente.
3500
F
3000
2500
ppt
2000
1500
1000
500
A
B
C
D
peru1
peru2
Tabajos
Balbina
E
0
Rondonia Rondonia1
a pineno
Figura 2: α-pineno cuantificado en la región tropical A: Requena 2008; B: Helming et al., 1998; C:, D:,
E: Greenberg et al., 2004; F: Kesselmeier et al., 2000.
4. CONCLUSIONES
A pesar de los pocos estudios sobre emisiones biogénicas en bosques tropicales, mas a un
sobre la documentación de la participación de los monoterpenos como núcleo de
condensación de las nubes, esta claro la simbiosis entre los monoterpenos emitidos por las
plantas y la actuación de estos gases en la formación de las gotas de lluvia, pero aun así se
requiere llevar a cabo un estudio de tema mas completo con el fin de documentar y
cuantificar estas relaciones y plantear un programa para pago de servicios ambientales por
este concepto. Ya que se presenta como una alternativa prometedora para conservar no solo
los bosques tropicales si no también los bosques nativos de otras latitudes y promover su
reforestación con este fin.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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