EDAFOLOGIA, Vol. 11 (3), pp. 341-376, 2004

EL SUMIDERO DE CARBONO DE LOS SUELOS DE GALICIA

F. MACIAS; R. CALVO DE ANTA; L. RODRIGUEZ LADO; R. VERDE; X. PENAPEREZ; M. CAMPS ARBESTAIN.

Dpt. Edafología y Química Agrícola. Facultad de Biología. Universidad de Santiago deCompostela.

Abstract. In this study, the content and distribution of organic C in Galician soils and their rela-tionships with soil forming factors and soil processes has been established. Contents of organic C of Gali-cian soils range below detectable limits and 50%, and most of the values fall in the 6-9% range. The averageC storing capacity of forest soils is slightly above 200 t ha-1, with maximum values above 2000 t C ha-1. Thetotal organic C reservoir in Galician soils is estimated to be ~ 0.6 Pg C. Those conditions favouring organicC accumulation are: (i) altitude and precipitation (e.g., hill country soils), (ii) waterlogging conditions (e.g.,soils under suboxic conditions), and (iii) the chemical stabilization of organic matter through interactionswith soluble Al – mainly released during weathering of labile primary minerals. These interactions are es-pecially important during the formation of Andosols and aluminic soils (e.g., umbric horizons of Leptosols,Regosols and humic Cambisols). In Galicia, the former soils commonly develop from basic rocks, whereasthe latter do so from granitic and metamorphic rocks. Soils developed from sedimentary materials and thosederived from calcareous & ultrabasic rocks have the smallest organic C stocks of all the soil types studied.The amount of C stored in 1 cm depth of most surface horizons of Galician soils range between 5 and 8 t Cha-1 cm-1. Exceptions are degraded and/or cultivated soils, in which this amount decreases to values below4 t C ha-1. The latter results raise the need to establish mechanisms for soil conservation against erosion andto promote pedogenesis processes that favour conditions of biostaxia. Anthropogenic activities, such as ti-lling, fire events and the subsequent erosion processes, have a negative effect in C stocks. Losses up to 70%have been detected, while a common value for C losses in agricultural soils is around 50%. Management ac-tivities favouring the increase of organic C stocks (e.g., supply of necromasa) have been described. A moresustainable agriculture and forest soil management techniques are proposed, and the restoration of degra-ded and contaminated land encouraged. As we learn from examining and studying natural mechanisms oforganic matter stabilization, we can apply this knowledge to reduce C emissions of soils management ofthe fermentable wastes and increase its sequestration in soils.

Resumen. Se ha realizado un estudio del contenido y distribución del C en suelos de Galicia rela-cionándolo con los factores de formación y los procesos edáficos. El contenido de C oscila de 0 a en tornodel 50%, con la mayor parte de los datos en el entorno de 6-9%. La capacidad de almacenamiento media delos suelos no cultivados es ligeramente superior a 200 tC/ha, con máximos superiores a 2000 tC/ha. El re-servorio total de C edáfico se estima en el entorno de 0,6 Pg C. Las principales condiciones que favorecenla acumulación de C son la altitud y las precipitaciones (suelos de montaña), hidromorfía (suelos de condi-ciones subóxicas) y la estabilización química producida por la interacción de la materia orgánica con for-mas de Al liberadas durante la alteración y edafogénesis de minerales primarios lábiles durante los procesosde formación de Andosoles, a partir de rocas básicas, y de suelos alumínicos (Leptosoles, Regosoles y Cam-bisoles con horizonte úmbrico), a partir de rocas graníticas y metamórficas. Los materiales sedimentarios ylos suelos derivados son los que menos C almacenan. Cada centímetro de los horizontes superficiales con-tiene de 5 a 8 tC/ha, excepto en los suelos degradados o cultivados donde esta cantidad desciende a valores

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inferiores a 4tC/ha. Esto pone de manifiesto la necesidad de establecer mecanismos de conservación contrala erosión y de incentivación de la edafogénesis, favoreciendo el mantenimiento de las condiciones de bios-taxia. Las actuaciones antrópicas resultan muy negativas a través del cultivo, la proliferación de incendiosy el consiguiente incremento de la erosión. Pérdidas medias de hasta el 70% de C parecen haberse produ-cido, con especial incidencia en los suelos de cultivo donde se han encontrado descensos de hasta el 50%del contenido de C respecto a los suelos no cultivados. También se identifican actuaciones favorables comola fertilización y el consiguiente incremento del aporte de necromasa. Se pone de manifiesto la existenciade un gran número de formas de C (para las que se propone una metodología de estudio) con presencia sig-nificativa de formas recalcitrantes, no oxidables con K2Cr2O7. A partir de los datos se proponen diferentesalternativas de incentivación del sumidero de C de los suelos de Galicia, entre las que destacan: la elabora-ción de una agricultura, silvicultura y gestión de suelos orientada hacia la conservación e incentivación delsumidero de C, recuperando los suelos degradados o contaminados y conservando los tipos de suelos y con-diciones que favorecen el sumidero de C de forma duradera. Se propone incentivar el estudio de los meca-nismos de estabilización del C y su aplicación a la gestión de residuos fermentables o con alto contenido demateria orgánica que puedan ser incorporados a los suelos.

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INTRODUCCION: ¿PUEDE AC-TUAR EL SUELO COMO SUMIDERO DECARBONO?

El contenido de C de la Tierra es una can-tidad prácticamente constante que se distribuyeentre los diferentes compartimentos geoquími-cos: Atmósfera, Hidrosfera, Biosfera, Edafos-fera y Litosfera, existiendo flujos entre todosellos regulados por el ciclo del C con sus co-rrespondientes adaptaciones a las variacionesclimáticas. Sin embargo, el hombre ha pertur

bado el ciclo natural por medio de la agricul-tura, ganadería, minería, silvicultura, las acti-vidades industriales y los modos de vidaurbanos, todo lo cual ha sido sintetizado porLal (2001) en consecuencias de los “cambiosde uso del suelo” y de la “utilización de com-bustibles fósiles”, el primero con un mayorpeso en el total de la historia humana y, el se-gundo, que ha pasado a ser el más importante apartir de la década de los 70-80 del siglo XX.

FIGURA 1. Capacidad y formas de C en los compartimentos biogeoquímicos. (tamaño relativo).

SUMIDERO DE CARBONO

De los cinco compartimentos el suelotiene una gran importancia por su capacidad(varias veces superior a la de la atmósfera y a labiosfera; FIGURA 1), la existencia de formasde C orgánicas e inorgánicas en fase sólida osoluble con una distribución variable según eltipo de suelo (TABLA 1); el elevado tiempo deresidencia que puede permanecer el C almace-nado en algunas de sus formas (siglos a variosmilenios en las formas más recalcitrantes) y lavelocidad con la que pueden producirse algu-nos de los flujos que regulan el contenido de Cde los suelos en ciertas situaciones; especial-mente, en las incorporaciones de materiales or-gánicos residuales, la recuperación de loshorizontes humíferos en suelos degradados envías de rehabilitación o la incentivación de laincorporación de biomasa y la humificaciónmediante técnicas adecuadas. A esto, hay queañadir que los flujos entre biomasa y suelos conla atmósfera son de enorme importancia para laconcentración de gases de efecto invernadero,pues cada año se mueven entre ellos del ordende la décima parte del compartimento atmosfé-rico (Oades, 1989).

Dado que la cantidad de C de la Tierra es

prácticamente constante todo lo que sea mini-mizar la importancia del contenido de C delcompartimento atmosférico (y en general detodos los gases con efecto invernadero), redu-ciendo emisiones, fijándolo por más tiempo encualquiera de los otros cuatro compartimentosy, sobre todo, retirando C de la atmósfera, re-sultarán acciones positivas en un contexto deforzamiento climático. Sin embargo, la redac-ción inicial del Protocolo de Kioto no conside-raba al suelo como un posible sumidero y, dehecho, sólo se tuvo en cuenta la retirada por labiomasa, y aún esa de forma incompleta, puesse limitó a determinadas cantidades el máximoque podría contabilizar cada país por ese con-cepto. Sólo el acuerdo de Bonn, de junio del2001, corrigió teóricamente este error, pero sinque hasta la fecha se hayan desarrollado meca-nismos claros de contabilización del sumideroedáfico de C que puede funcionar de varias for-mas: reteniendo C y N en el suelo en formasorgánicas e inorgánicas, fijando CO2 atmosfé-rico a través de las reacciones de alteración delos minerales lábiles y de la formación de car-bonatos y, también, aunque con menor impor-tancia, oxidando CH4 atmosférico.

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TABLA 1. Estimación del contenido de C orgánico e inorgánico (en Gt C) en los suelos del mundo hastauna profundidad de 1 m (según Lal et al., 1998, modificada de Eswaran et al., 1995).

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Las dificultades para admitir al suelocomo sumidero derivan de ciertas ideas esta-blecidas, y no siempre ciertas, que consideranque los suelos tienen una capacidad de sumi-dero muy escasa, porque su contenido de C estáregulado por medio de ciclos naturales que al-canzan rápidamente condiciones de equilibriocon tiempos de residencia del C en el suelomuy cortos. Es frecuente encontrar datos dondese dan tiempos de residencia para la materia or-gánica del suelo de décadas y tiempos de equi-librio de uno o dos siglos, lo que sin duda escierto para muchos componentes de la materiaorgánica y tipos de suelos, pero no para todos,siendo las excepciones muy numerosas. Estavisión se basa exclusivamente en la considera-ción de que los mecanismos oxidativos inorgá-nicos y los metabólicos controlan la cantidadde C almacenable en los suelos (el C inorgá-nico no se suele contemplar), de forma que noes posible aumentarla significativamente consistemas de manejo al estar mayoritariamenteen condiciones de equilibrio.

Sin embargo, a esta visión se oponen mu-chos datos relevantes aportados por los estu-dios de los suelos. Entre otros, los siguientes:

- En algunos suelos hay formas de C degran recalcitrancia, definidas genéricamentecomo “black carbon”(Goldberg, 1985; Hau-maier & Zech, 1995; Glaser et al., 2000; Smithy Noack, 2000; Sombroeck et al., 2003; ..), queno responden o escapan durante períodos lar-gos (de varios a decenas de milenios) al con-trol metabólico-oxidativo y que, además,promueven la fijación de más C al incrementarla productividad agrícola y la actividad bioló-gica de los suelos (Glaser et al, 2002; Lehmanet al., 2003; ..).

- Muchos suelos presentan mecanismosde estabilización del C orgánico (más bien me-taestabilización, pues todas sus formas orgáni-cas son termodinámicamente inestables en lascondiciones de la biosfera) que incrementafuertemente los tiempos de residencia de la ma-teria orgánica. Así, en Galicia, se han encon-

trado dataciones medias de la materia orgánicade más de 1000 años en horizontes Bh de Pod-soles, de 2000 a 3000 años de tiempo medio deresidencia del C en horizontes Ah2 con propie-dades ándicas, de 4000 a 5000 en horizontesAh3 de suelos policíclicos de tipo Ranker atlán-tico (Regosoles alumi-úmbricos; FAO, 1990) ode varios milenios (1000-44.000 en la materiaorgánica de diferentes suelos policíclicos y pa-leosuelos humíferos (Martinez Cortizas, 2004).Estas cifras no son exclusivas de Galicia, dondela conservación de la materia orgánica podríarelacionarse con unas determinadas condicio-nes climáticas de alta humedad y temperaturassuaves, sino que también aparecen en zonastropicales, como Minas Gerais (Brasil) y ensuelos muy evolucionados como los Latosso-los humíferos (Ferralsoles Húmicos, FAO,1990; antiguos Humox) donde se han encon-trado tiempos medios de residencia de materialcarbonizado superior a 45000 años y muchoscon edades de 2000 a 40000 años (Silva et al.,2002). Otros muchos suelos presentan materiaorgánica con tiempos medios de residenciamucho más elevados que los que suelen ser te-nidos en cuenta cuando se habla de la capaci-dad de sumidero de los suelos.

- Muchos suelos contienen grandes canti-dades de carbonatos inorgánicos y fijan CO2 dela respiración radicular en forma sólida for-mando FeCO3, CaCO3, MgCO3 o Na2CO3.

- La alteración de los minerales lábilesexistentes en los suelos, como la calcita, pla-gioclasas o ferromagnesianos, consume CO2del aire, formándose, en la mayor parte de loscasos, iones HCO3

- que van a la disolución delsuelo y a los sistemas hídricos, convirtiéndoseeste mecanismo en un importante sumidero quereduce, evita o minimiza la llegada de C a la at-mósfera y prácticamente nunca es considerado.

- En grandes extensiones de la Tierra elsuelo tiene un nivel de C muy inferior al que lecorrespondería por razones climáticas porquelas actuaciones humanas han disminuido fuer-temente el porcentaje de C existente (Lal,

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2001). Por otra parte, la velocidad de recupe-ración de todo o parte del C perdido es relati-vamente rápida, especialmente cuando se partede niveles muy bajos de C orgánico (Monte-rroso et al., 2004).

- Las técnicas agrícolas, silvícolas, mine-ras, urbanísticas, etc., pueden modificarse,adaptándose a métodos más respetuosos con elmantenimiento de niveles adecuados de C enlos suelos (Hansmeyer et al., 1998; Smith et al.,1998; Lal, 2002; Kimble et al., 2002; …).

- Pueden mejorarse los sistemas de con-servación de suelos y desarrollarse otros siste-mas basados en los mecanismos deestabilización del C de algunos tipos de suelos,como los Andosoles, Suelos alumínicos (Lep-tosoles, Regosoles y Cambisoles húmicos concomplejo de cambio aluminizado), Terras pretay mulata, Chernozems, Tierras Negras, Verti-soles negros, Nitosoles, etc., o de horizontescomo los espódicos, sómbricos, úmbricos, mó-llicos, horizontes con propiedades ándicas, etc.,cuyos mecanismos de estabilización deben sermejor conocidos y aplicados a la gestión de re-siduos que sean devueltos a los sistemas bio-geoquímicos a través de procesos derecuperación de suelos degradados o contami-nados.

- Pueden desarrollarse procesos tecnoló-gicos, similares en sus efectos a los de incen-dios (pirólisis) o de otros procesos bioquímicosque formen moléculas orgánicas de elevada es-tabilidad incrementando la cantidad y/o eltiempo de residencia del C en el compartimentoedáfico (Almendros, et al., 1990; González etal., 2004; Andreux, 1996; ..).

Las perspectivas de investigación que seabren son muy importantes, pero uno de los pri-meros pasos es conocer mejor el contenido, for-mas y mecanismos de estabilización de C enlos suelos naturales y los efectos negativos opositivos que ejercen sobre la cantidad, y sobretodo la calidad de la materia orgánica (Almen-dros, 2002), las diferentes actuaciones antrópi-cas. Dentro de esta línea el objetivo de este

trabajo es la caracterización de estos aspectosen los suelos de Galicia y la propuesta de unalínea de actuación que genere mayor informa-ción sobre el papel de los suelos frente al for-zamiento climático.

FACTORES DE FORMACION Y SE-CUESTRO DE CARBONO EN SUELOSDE GALICIA

Dentro del proyecto “Procesos de fijaciónde carbono en sistemas superficiales del Nor-oeste de España: Elaboración de estrategias dereducción de CO2 atmosférico a través delsuelo y la biomasa” (Macías et al., 1996-99) ya partir de la información obtenida durante lascampañas de caracterización y cartografía desuelos en Galicia, complementados con mues-treos específicos para aquéllas zonas o factoresde formación en las que se consideraba queexistía una información insuficiente, se ha ela-borado una base de datos georreferenciada demás de 1000 suelos representativos de la di-versidad existente en Galicia con los conteni-dos de C total (LECO) y los factores deformación, procesos edáficos y propiedades re-lacionadas.

El contenido de C de los diferentes hori-zontes oscila entre 0 y 48%, siendo los valoresmás frecuentes en los horizontes superficialesde suelos no cultivados entre 6 y 9%. La trans-formación de suelos con vegetación forestal,arbolada o no, en praderas y cultivos suponeunas pérdidas medias de 20-30% y 30-50% res-pectivamente. Los valores más elevados se en-cuentran en zonas montañosas (> 800-1000 m),como las Sierras de Xistral, Buio, Ancares,Caurel, Queixa, Invernadeiro o el conjunto deSierras Centrales, todos ellos con precipitacio-nes importantes. También se encuentran por-centajes elevados en suelos de áreasrelativamente elevadas (300-600 m) que reci-ben muy altas precipitaciones, como las co-marcas de Costa da Morte; Bergantiños yMonte Castelo; el macizo anfibolítico de San-tiago o las Sierras litorales de Capelada o Bar-

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banza. Por el contrario, los valores más bajosse encuentran en zonas caracterizadas por serdepresiones sedimentarias interiores que se lo-calizan al pie de zonas montañosas que hancapturado y reducido las precipitaciones. Es elcaso de las depresiones de Terra Cha, Lugo,Monforte, Bóveda, Quiroga, Allariz, Limia oVerín. También se presentan valores más bajosde lo normal en la comarca esquistosa de As

Mariñas, donde la baja altitud reduce la preci-pitación recibida. Factores altitudinales (mayorfrío de invierno) y de precipitación parecenregir la distribución del C, pero también apare-cen claras influencias litológicas, con las rocasbásicas que se asocian a las mayores concen-traciones y los materiales sedimentarios o me-tamórficos de bajo grado a las menores.

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FIGURA 2. Distribución espacial del contenido de C (expresado como %C) de los horizontes superficialesde suelos de Galicia. (Zonas con suelos de mayor % de C: 1.- Sierras del Xistral y Buio, 2.- Sierras de An-cares y Caurel; 3 Costa da Morte y Soneira. 4.- Comarca de Bergantiños y Monte Castelo. 5.- Macizo anfi-bolítico de Santiago; 6 Sierra de Capelada 7. Sierra del Barbanza 8.- Sierras Centrales 9 Sierras de Queixae Invernadeiro; 10.- Sierra del Galiñeiro, Grova y Argallo; Zonas con suelos de bajo % de C: 11 Depresiónde Lugo y Terra Cha; 12 Depresiones de Monforte, Bóveda y Quiroga; 13 Depresiones de Allariz y Limiaalta 14. Depresión de Verín; 15; Comarca de As Mariñas)

Si se consideran sólo los suelos bien dre-nados, eliminando Gleysoles e Histosoles, de-crece la importancia de las sierras del Xistral,Buio y Ancares, donde estos suelos son fre-cuentes, y destacan más los valores máximosde las zonas relativamente altas (400-600 m)que rodean a las comarcas de Bergantiños y

Mariñas donde hay una elevada pluviometría(P > 1400 mm). También en los mínimos queaparecen asociados a las depresiones de Lugo,Monforte, Quiroga, Allariz, Limia Alta y Verín,donde además de una baja pluviometría (P<1000 mm), los suelos se desarrollan priorita-riamente a partir de materiales sedimentarios

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FIGURA 3. Distribución espacial del % C en horizontes superficiales de suelos bien drenados de Galicia.

FIGURA 4a. Sumidero de C en suelos de Galicia bien drenados (en valores absolutos, tC/ha). Gleysoles eHistosoles son muy poco representativos a escala 1: 500.000. Los valores más altos (media de 450 tC/ha)coinciden con las rocas básicas y los más bajos ( media de 35 tC/ha) con suelos de cultivo y Leptosoles. FI-GURA 4b. Esquema litológico de Galicia simplificado.

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El total de sumidero edáfico de C de lossuelos de Galicia se ha determinado teniendoen cuenta el contenido de C y la superficie ocu-pada por cada tipo y uso de suelo según la car-tografía 1:500.000 realizada por Macías yCalvo de Anta (1996). En valores absolutosvaría de 20-50 tC/ha en suelos de cultivo a va-lores superiores a 2000 t/ha en algunos Histo-soles, con un total de sumidero de C que oscilaentre 2.8-6.2.108 tC y una capacidad media entorno a 200 tC/ha. Los valores máximos, supe-riores a 450 tC/ha, tienen una distribución cla-ramente asociada a la de las rocas básicas(gabros y anfibolitas) con vegetación forestal,mientras que los mínimos, inferiores a 35tC/ha, están fundamentalmente asociados biena suelos de cultivo en áreas de esquistos (Co-ruña) y granitos (Orense y Pontevedra) o biena Leptosoles. Estas cifras de acumulación de Cen suelos son muy elevadas, incluso si se com-paran con las de otros países de latitudes supe-riores como Canadá, donde oscilan entre 130tC/ha en Inceptisoles a 1350 tC/ha en Histoso-les (Tarnocai, 1997). El conjunto de suelos nocultivados (80% de la superficie) representaríaen torno al 95% del sumidero actual de Csiendo el cultivo y la erosión los principalesresponsables de la disminución de la capacidadde sumidero.

Influencia del Clima.Jenny (1941) consideraba que el factor de

formación que ejerce una mayor influencia enel contenido de materia orgánica de los sueloses el clima, a través de su efecto sobre los dosprincipales términos de la dinámica del C: lasentradas de necromasa, relacionadas con la pro-ducción de biomasa con su carácter zonal, y lassalidas de C producidas a través del metabo-lismo microbiano fuertemente influenciadas,por las limitaciones climáticas de temperatura(frío o exceso de calor) y disponibilidad deagua (déficit o exceso).

En los 3 millones de ha. de Galicia se pre-sentan unas características climáticas singula-

res e importantes para la dinámica de la mate-ria orgánica. La precipitación es elevada, aun-que con una gran variabilidad, desde zonas demenos de 700 mm a otras donde se superan los2000 mm. La distribución de la precipitaciónproduce un período de sequía estival, más omenos prolongado en función de la capacidadde retención de agua de los suelos y de la dis-tribución de las lluvias de verano, que son másintensas en las zonas de mayor altitud y latitud.En todo caso, parte del déficit puede ser com-pensado por una elevada humedad relativa ypor precipitaciones ocultas (rocío, captación debrumas,..) de modo que, salvo en el interior deOrense y en suelos de muy bajo espesor y ca-pacidad de retención de agua, puede conside-rarse que el régimen hídrico dominante es elúdico aunque existen zonas de transiciónúdico-xérico y pequeños enclaves de régimenacuico. Además del efecto sobre la producciónde biomasa, las elevadas precipitaciones y elconsiguiente drenaje generan una característicaesencial para la dinámica de la materia orgá-nica en los suelos de Galicia: un fuerte lavadode las bases de cambio, especialmente del Ca,Na y Mg, con el consiguiente descenso del pHy aparición de formas de Al de elevada reacti-vidad, que se presentan como iones libres, for-mando parte de diferentes complejos iónicos ycomo compuestos sólidos de bajo grado deorden, microcristalinos y cristalinos (Macías yCalvo de Anta, 1992), todos los cuales interac-túan con la materia orgánica aumentando suestabilidad.

La temperatura media oscila entre 8 y14ºC, régimen de temperatura mésico, que per-tenece mayoritariamente a las condicionesagroecológicas definidas por la FAO como“subtropico frío de invierno lluvioso” (Marti-nez Cortizas (1987) con las zonas “templadas”restringidas a las cotas de altitud superior a1000 m. Los datos de precipitación y tempera-tura, junto con la ausencia de un glaciarismocuaternario extensivo y la mineralogía domi-nante en los productos secundarios lleva a de-

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finir a los suelos de Galicia como los de una in-terfaz entre el medio subtropical y el templado(Macías y Calvo de Anta, 1992), con una ele-vada capacidad potencial de producción de bio-masa (valores de producción maderera máselevados de Europa) y una clara tendencia a laacidificación y a la aluminización de los suelosque favorece la acumulación de m.o., inclusoen suelos bien drenados. Esta característica yahabía sido reconocida por Huguet del Vilar(1938) que definía los suelos de Galicia comohumíferos y, en algunos casos, turbosos, rele-gando el carácter podsólico, atribuído frecuen-temente por autores anteriores y posteriores apequeños enclaves escasamente significativos.

A primera vista, la distribución espacialdel contenido de C de los horizontes superfi-ciales de suelos de Galicia (fig. 2) y de los datostotales (fig. 3) no refleja exactamente la in-fluencia de las condiciones climáticas. Efecti-vamente, se observa que los mayorescontenidos aparecen asociados a las zonas demayor precipitación y altitud superior a 1000m, comos las Sierra del Xistral y otras citadasen el apartado anterior (fig.2). Son zonas conprecipitación superior a 1500 mm, con muy es-caso período de sequía y bajas temperaturasmedias (< 10ºC), donde aparecen suelos turbo-sos e hidromorfos asociados a Regosoles yLeptosoles umbricos y, ocasionalmente, Pod-soles. A pesar del alto contenido de materia or-gánica que pueden alcanzar los Histosoles(52.4 %C en turberas ombrotróficas con unatasa media de acumulación de 31.1∓11.0 gCm-2 a-1; Pontevedra et al., 2002) no son lasunidades cartográficas que, a escala 1:500.000,contienen mayor contenido de C, debido fun-damentalmente a la pequeña extensión carto-gráfica de las turberas (unas 10.000 ha; ∾ 0,3%de la superficie de Galicia; Martinez Cortizaset al., 2001), a su baja densidad y al predomi-nio de los suelos fuertemente erosionados(Leptosoles) en estas áreas montañosas. Parecepues que la asociación precipitación alta y con-diciones de frío explica los valores máximos

del contenido de C de los horizontes superfi-ciales cuando se expresa como porcentaje de C.Sin embargo, también hay valores anormal-mente altos en suelos bien drenados (8-13%C)coincidentes con altos valores de C total (mediade 450 tC/ha) que se encuentran en zonas másbajas, como la que va desde A Costa da Mortehacia el interior y el norte, bordeando las co-marcas de Bergantiños y As Mariñas hasta laSierra de la Capelada a altitudes generalmenteinferiores a 500 m, coincidiendo con zonas deelevada producción de biomasa y elevadas pre-cipitaciones (fig. 4a) en la que existe una fuertediversidad litológica, pero dando claramentelos máximos absolutos asociados a las unida-des cartográficas derivadas de rocas básicas(fig. 4b).

Los valores más bajos de los horizontessuperficiales (0-2% C) se encuentran en la de-presión de Lugo, una zona interior, relativa-mente fría, en la que la precipitación desciendeconsiderablemente (fig. 4 a), pero que presentatambién la característica de ser una de las zonassedimentarias más extensas. También se apre-cia como los valores bajos, 2-4% C, aparecenasociados a otras zonas de baja pluviometría(Terra Cha, Monforte, Quiroga, Limia AltaVerín,.. o las Mariñas), pero este efecto puedeestar enmascarado por el mayor porcentaje desuperficie cultivada o estar relacionado con elpredominio de los suelos derivados de mate-riales sedimentarios, todo lo cual lleva a con-cluir que aunque el % de C de los horizontessuperficiales está bien relacionado en sus valo-res máximos y mínimos con los factores cli-máticos, este efecto no está tan claro cuando seconsideran los contenidos totales del sumiderode C de las diferentes unidades cartográficas,en las que otros factores, como el litológico, elgrado de erosión o la influencia antrópica en-mascaran, en mayor o menor medida, la zona-lidad climática. Sin embargo, esta zonalidad sevuelve aparente si se observan los contenidosde C de suelos con un mismo tipo de uso, (p.e.:suelos reforestados con pino, fig. 5), en cuyo

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caso hay una clara influencia de los factores cli-máticos relacionados con la productividad dela especie como la precipitación, el número dedías de sequía o la radiación solar. Para otrostipos de usos, y especialmente para los culti-vos, no se aprecia una buena correlación con

los factores climáticos y la relación con la lito-logía, aunque existe, es más difusa, lo que ponede manifiesto que en estos suelos es la acciónhumana la que introduce una fuerte heteroge-neidad.

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FIGURA 5. Distribución del contenido global de C en T/ha en suelos bajo cobertura de pinar.

A pesar de que son muchos los factoresimplicados que pueden enmascarar el efectoclimático un análisis de la distribución estadís-tica de los datos de suelos no hidromorfos (eli-

minando Gleysoles e Histosoles) confirma elclaro efecto de incremento del contenido de Cen los suelos bien drenados con la precipitación(TABLA 2).

TABLA 2. Relación precipitación contenido de C en suelos bien drenados de Galicia

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En conclusión, la influencia climática semanifiesta sobre todo en suelos no cultivados yen el %C de los horizontes superficiales cuyosmáximos, mínimos y valores medios están re-lacionados con las variaciones de la precipita-ción, y, probablemente, con otros parámetrosclimáticos relacionados con el balance de aguay la productividad. Sin embargo, no sucede lomismo cuando se trata de relacionar los pará-metros climáticos con la cantidad de C totalacumulado que parece responder más otros fac-tores como la litología y el espesor del suelo.De todas formas, se requiere un estudio másminucioso de la influencia del clima, que po-dría llegar a determinar los valores óptimospara cada zona climática que servirían comovalores de referencia a alcanzar.

La influencia del material de partida. El sustrato litológico que forma la parte

mineral del suelo puede influir sobre el conte-nido de materia orgánica del suelo través de laliberación de nutrientes y la influencia sobre lascondiciones físico-químicas que facilitan o li-mitan la producción de biomasa, la generaciónde estructura, la capacidad de retención deagua, la reacción del suelo o los iones cambia-bles, entre otros, todo lo cual influye sobre lafertilidad y, finalmente, sobre la cantidad de ne-cromasa que se incorpora al suelo y la actividadbiológica del mismo. Además, la alteración delmaterial de partida libera los iones y condicionala formación de los compuestos coloidales se-cundarios que van a interactuar con la materiaorgánica del suelo para inducir, en mayor omenor medida, su floculación e inmovilización,agregación y, en consecuencia su estabilizacióny persistencia. Son, por tanto, la fertilidad y laalteración mineral los factores claves respecti-vamente de la producción de biomasa-necro-masa (aporte de m.o.) y de su posteriormetaestabilización y persistencia. La capacidadde suministro de P, K, Ca, Mg, S y oligoele-mentos de cada material de partida es la basede la fertilidad. La producción de iones flocu-

lantes, fundamentalmente de Ca, Fe y Al con-duce a la formación de complejos organometá-licos con la materia orgánica lábil que sonprogresivamente inmovilizados a medida quedecrece la relación C/Metal (Petersen, 1978;Macías et al.,1988). Sus interacciones superfi-ciales con los coloides minerales (dependiendodel contenido, tipo y cristalinidad de las arci-llas), conduce a la agregación, pudiendo que-dar en el interior de los agregados materiaorgánica más protegida del ataque microbiano(Oades,1989). Por otra parte, mientras que loscomplejos organocálcicos y organoférricos sonbien tolerados y metabolizados por los micro-organismos (Duchaufour, 1977), los complejosorganoalumínicos son más resistentes a su ac-ción, atribuyéndose este efecto a la toxicidaddel aluminio (Carballas et al., 1972). Obvia-mente, cada material de partida, según su com-posición y el tipo y grado de alteración en quese encuentre, va a influir de una forma diferentesobre los procesos relacionados con el aporte,la mineralización y la metaestabilización de lamateria orgánica del suelo.

Considerados en % de C los datos esta-dísticos confirman la importancia de las Tur-beras, Suelos hidromorfos y suelos derivadosde rocas básicas como los que mayores canti-dades de C acumulan (TABLA 3), siendo elorden decreciente en el sentido Turberas y de-rivados de Gleysoles > Suelos sobre rocas bá-sicas > Suelos rocas graníticas > Suelos sobrerocas metamórficas de bajo grado (pizarras yesquistos) > Suelos derivados de rocas cuarcí-ticas > suelos sobre sedimentos > suelos hiper-magnesicos formados a partir de rocasultrabásicas > Suelos sobre rocas calcáreas.

351

MACIAS et al.

Dejando aparte a los suelos hidromorfosla secuencia de contenido de C en suelos biendrenados está claramente relacionada con lafertilidad (productividad) y la alterabilidad ocontenido de minerales lábiles y producción deformas reactivas. Son las rocas básicas (gabros,anfibolitas y granulitas) las que dan lugar a ma-yores contenidos de C, seguidas de las rocasgraníticas y metamórficas. Es decir, una se-cuencia relacionada con el descenso de los mi-nerales alterables y de la productividad.Destaca el bajo contenido de C de los suelosderivados de calizas, rocas ultrabásicas y sedi-mentos. En el primer caso, al igual que en el delas cuarcitas, los valores pueden estar afecta-dos en sentido positivo por la influencia de ma-teriales pizarreños entre los que se encuentrany que por coluvionamiento pueden añadir ma-teriales de estos suelos sobre los sustratos cal-cáreos o cuarcíticos. Aún así, estos materialesno permiten la acumulación de grandes canti-dades de C en los suelos de Galicia, bien porsu tendencia a la completa disolución en el casode los materiales carbonatados o bien por supobreza de nutrientes y su elevada resistencia ala alteración que conduce a una extrema po-breza en formas de Al reactivo. La influenciade la alteración en el contenido de C se aprecia

también en los sedimentos, materiales en losque la mayor parte de sus componentes yaestán en condiciones de equilibrio y, por tanto,no liberan proporciones significativas de ionesy formas de Al reactivas.

La influencia de la topografía.El relieve y la topografía también tienen

una importante influencia sobre la materia or-gánica del suelo. Además, de la influenciasobre el microclima local, ejercido como con-secuencia de las variaciones de altitud, orien-tación, insolación, etc., la topografía influyesobre la distribución espacial de los materialesy del agua. Posiciones topográficas que facili-tan la erosión, como las cimas o los rebordes ocodos de las laderas (Ruhe, 1968) son más fá-cilmente erosionadas y, por tanto, el bajo espe-sor de los suelos disminuye su capacidad desumidero de C. Lo contrario se produce en po-siciones acumulativas, como las de la base delas laderas o las zonas de transición a media la-dera, donde se forman suelos cumúlicos, de es-pesor anómalo, que almacenan grandescantidades de C dentro de su contexto climá-tico (Mücher et al., 1978; Puga et al., 1978). Alcondicionar el espesor del suelo, el balanceentre resistaxia y biostaxia determina su capa-cidad de sumidero, por lo que, también desde el

352

TABLA 3. Contenido de C en suelos de Galicia y suelos bien drenados de Galicia en función del materialoriginal.

SUMIDERO DE CARBONO

punto de vista del forzamiento climático, re-sulta obligada la lucha contra la erosión y lasactuaciones que mantegan el predominio de lascondiciones de biostaxia sobre la mayor partede la superficie.

Mayor efecto tiene la influencia sobre ladinámica del agua a través de las condicionesredox y del arrastre y acumulación de materiaorgánica hacia las depresiones, donde resultamucho más fácil la formación de suelos hidro-morfos, turbas y, en algunos casos, finalmentecarbones. Cuando el drenaje es bueno en lossuelos predominan las condiciones oxidativas,siendo el O2 el principal oxidante de la materiaorgánica y favoreciendo al mismo tiempo unmetabolismo aerobio que, conjuntamente conla oxidación, reduce la cantidad de materia or-gánica. A medida que los poros se rellenan deagua inmovilizada la renovación de O2 se difi-

culta y el Eh desciende, pero mientras se man-tenga al menos un 1% de O2 en la atmósfera delsuelo continuan predominando los mecanismosoxidativos por medio del O2 restante, los nitra-tos, y los compuestos de Mn(IV y III) y Fe(III),si bien la velocidad de descomposición de lamateria orgánica se reduce progresivamente fa-voreciendo su acumulación. Cuando todo el O2ha desparecido, la velocidad de mineralizacióny la actividad metabólica alcanzan su mínimo,lo que suele coincidir con valores del Eh entorno a 200-300 mvol. y la completa reduccióndel FeIII. Son estas condiciones, designadascomo subóxicas, las que favorecen la acumu-lación de la materia orgánica al ralentizarsetanto los procesos oxidativos inorgánicos comola actividad metabólica en el intervalo 300 a -100 mvol. (FIGURA 6).

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FIGURA 6. Velocidad de descomposición relativa de la materia orgánica en función de los diferentes am-bientes edáficos de condiciones redox

MACIAS et al.

Por debajo de estos valores, se produceuna aceleración, primero de la reducción desulfatos a sulfuros y, más tarde, de la utiliza-ción del CO2 como oxidante para formar CH4,con lo que la velocidad de descomposición dela materia orgánica se incrementa de nuevo pormedio de mecanismos enzimáticos anaerobios.Los tres tipos de ambientes óxico, subóxico yanóxico, condicionan el devenir de la materiaorgánica, estando la máxima acumulación aso-ciada a las condiciones subóxicas (suelos hi-dromorfos y turberas que no alcancencondiciones metanogénicas) y la mínima a lascondiciones hiperoxidantes y oxidantes de lossuelos bien drenados (Eh> 400 mvol.), dondea la acción destructiva del O2 se suma la de laaceleración enzimática oxidativa. En los suelosfuertemente anaerobios la materia orgánica semetaboliza con relativa rapidez, pero su pro-ducto final de descomposición es el CH4, gasde efecto invernadero muy superior al del CO2,por lo que las condiciones metanogénicas sonlas menos deseables desde el punto de vista delforzamiento climático, mientras que las subó-xicas son las más favorables.

Esto explica el hecho de que los sueloscon mayor contenido de C de Galicia son, enprimer lugar, las turberas (valores de hasta52%C), especialmente las formadas en zonasmontañosas con bajas temperaturas y condi-ciones de hidromorfía subóxicas, seguidas delos suelos hidromorfos, Gleysoles, con valoresentre 3,8 y 18,4, siendo inferiores en %C lossuelos bien drenados (< 13-14%C). Esto no sig-nifica que el reservorio de C en valores abso-lutos siga la misma secuencia, pues factorescomo el espesor, la densidad o el tipo de suelocondicionan fuertemente la capacidad de se-cuestro.

La influencia de los organismos y elhombre.

La necromasa es el material de partida dela materia orgánica del suelo. Su cantidad, na-turaleza y disposición condicionan en gran me-dida el contenido de C de los suelos, siendo

factores favorables los aportes grandes de ne-cromasa, rica en compuestos de C de lenta de-gradación (aromáticos, ceras, largas cadenas dehidrocarburos con pocos grupos funcionales hi-drofílicos,..) y una incorporación en el interiordel suelo, es decir, derivada de raíces más quede hojas. Factores como la existencia o no decosecha, el tipo de vegetación (C3, C4, CAM),la variedad o especie vegetal y su manejo, in-cluyendo la fertilización o el fuego, condicio-nan en gran medida la cantidad de materiaorgánica del suelo, lo que pone de manifiestola relevancia de las actuaciones antrópicas decambio de uso del suelo. Suele considerarse lacapacidad de producción de biomasa como uníndice relacionado con la materia orgánica y, anivel mundial, esta productividad está relacio-nada fundamentalmente con las condicionesclimáticas (ver Robert y Saugier, 2004). Sinembargo, la distribución del C en los diferentesmedios no sigue la misma secuencia ya que enlos sistemas tropicales, más productivos, lamayor parte del C se encuentra en la biomasa,mientras que en los bosques boreales lo haceen el suelo. En todo caso, todo lo que favoreceel incremento de la producción de biomasa,como la fertilidad del suelo, la eficiencia foto-sintética de las plantas, la fertilización, etc., es,en principio, favorable a la disminución delcontenido de C atmosférico, por su fijación enla biomasa o en el suelo, si bien el posteriormanejo de la biomasa y de la necromasa puedeinvertir esta situación cuando no es adecuado.

La producción de biomasa en Galicia eslógicamente mayor en los sistemas forestales,que alcanzan en el caso del eucalipto produc-ciones medias de madera de 20 m3/ha/año a los13-15 años y que, en suelos y condiciones es-peciales pueden producir más de 40 m3/ha/año.Aplicando los factores de cálculo normalmenteutilizados en los cálculos del IPCC (densidadde 0,5; % C del 50% y factor de extensión alarbol completo de 1,40) esto significa una fija-ción media de C en planta de 7 tC/ha/año quepuede llegar a 14 tC/ha/año. Otras especies fo-

354

SUMIDERO DE CARBONO

restales no son tan productivas presentándose en la TABLA 4 algunos datos comparativos.

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TABLA 4. Capacidad de secuestro de C en la biomasa forestal de Galicia (referido al año 2000 según el mé-todo del Protocolo de Kyoto. (Macías et al., 2002).

Sin embargo, cuando se relaciona el con-tenido de C de los suelos con la naturaleza de lacobertura no se observa una relación con la pro-ductividad, sino que son los suelos de brezales,pinares y praderas los que más C contienen.Este hecho puede relacionarse con el destino dela necromasa, el tiempo de permanencia del usoy las labores utilizadas. En el caso de eucalip-

tos y pinares la madera extraída supone unaparte significativa de la biomasa fotosinteti-zada, pero, en los primeros, el tiempo de per-manencia es muy corto (turnos de 13-15 años),seguido de nuevo laboreo para la siguienteplantación, mientras que en los segundos sesuele prolongar a más de 25 años.

FIGURA 7. Variación del contenido de C en función de la cobertura vegetal.

MACIAS et al.

En todo caso, sería interesante conocerlos datos con mayor precisión, especialmenteel efecto de disminución de C que se origina enla plantación, el tiempo de recuperación trasella y el posible efecto de incorporar los resi-duos de corta, unido al posible hecho de que eleucalipto concentre el C del sistema forestal enla biomasa y no en el suelo, de forma similar alo que sucede en los ecosistemas tropicales. Enlos brezales, no hay actividad extractiva y, ade-más, cada cierto tiempo se producen quemasque pueden incorporar C recalcitrante, con elconsiguiente incremento a lo largo del tiempo.La situación de las praderas y robledales, conmayores contenidos de C en suelo que los eu-caliptales y bosques mixtos, parece que tam-bién debe relacionarse con unas mayoresentradas de necromasa y, quizás, con el mayortiempo de descomposición de su hojarasca obien con mecanismos de estabilización especí-ficos, como un mayor contenido de ligninas ola existencia de condiciones subóxicas en mu-chas praderas. En todo caso, falta mucha infor-mación para tener claros todos los aspectos dela influencia de la vegetación sobre el balancede C en los suelos, así como en las modifica-ciones positivas o negativas que pueden indu-cir diferentes tipos de manejo tales comofertilización, utilización de los residuos decorta, marcos de plantación, laboreo mínimo,etc., habiéndose realizado un gran número de

propuestas de actuación principalmente por Laly colaboradores (1998, 2000, 2001, …), Kim-ble et al., (2002), …

Además de su influencia sobre el tipo devegetación y manejo realizado por el hombre,hay otras actuaciones antrópicas que puedenmodificar los niveles naturales de C. Las másimportantes en sentido negativo son: el cultivo,la erosión y el drenaje de los suelos hidromor-fos. En el caso del cultivo, los sistemas de ma-nejo con fertilización y laboreo, con exposiciónal aire del suelo más o menos profundo, sonfactores que incrementan la oxidación y meta-bolismo de la materia orgánica produciendopérdidas significativas. (TABLA 5). En un es-tudio de suelos de la provincia de La Coruña,realizado por Calvo de Anta et al. (1992) secomprobó que los cultivos tenían pérdidas deC en relación a los suelos forestales que oscilanentre 26 y 49%, siendo máximas en los suelossobre esquistos y anfibolitas y menores en losde gabros. Las pérdidas en las praderas fueroninferiores (20-31%) pero también muy signifi-cativas. El análisis de los suelos realizado eneste estudio puso de manifiesto que el conjuntode los suelos cultivados o con praderas (entorno al 20% de la superficie) sólo contiene el5% del C de los suelos, lo que significa que elporcentaje perdido por los suelos de cultivo enel total de Galicia es del orden del 70%.

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TABLA 5.- Valores más frecuentes en suelos bien drenados de La Coruña sobre diferentes litologías y por-centajes de pérdida de C en la transformación en cultivos y praderas

SUMIDERO DE CARBONO

En el caso de la erosión basta considerarsimplemente el contenido de C por ha y cm desuelo (TABLA 9) para deducir que la luchacontra la erosión y el fomento de las condicio-nes de biostaxia deben ser objetivos prioritariosde todas las políticas de lucha contra el forza-miento climático. Es verdad que no todo el Cerosionado es mineralizado y que el conoci-miento de ese dato es muy relevante, pero estáclaro que las condiciones durante la moviliza-ción y sedimentación del material erosionadoson mucho más favorables para su oxidación ymetabolismo que las existentes en el suelo. Undato significativo es que mientras que los sue-los de Galicia tienen valores medios de C delorden del 6-8%, las rocas sedimentarias y lasmetamórficas de bajo, grado derivadas de lossedimentos paleozoicos, suelen tener valoresinferiores al 1%, poniéndose de manifiesto quebien durante el transporte y sedimentación,bien durante la diagénesis, se produce una im-portante liberación de C a la atmósfera proce-dente del material erosionado que debe ser almenos del 50%.

El drenaje de los suelos hidromorfos tam-bién representa una pérdida significativa de Cal cambiar las condiciones dominantes en lossuelos de subóxicas a óxicas con el consi-

guiente incremento de la oxidación y el meta-bolismo. La protección de estos suelos (Histo-soles y Gleysoles), e incluso su fomento endeterminados lugares, es obligada por su capa-cidad de sumidero de C y por la importancia delos hábitats, biodiversidad y paisaje que gene-ran.

La influencia del tiempo.Gran parte de los efectos del tiempo se

producen como consecuencia de los procesosirreversibles que se producen en el suelo, comola destrucción de los minerales lábiles, el la-vado de los elementos solubles y la neoforma-ción de los minerales secundarios con unenriquecimiento progresivo del contenido deFe y Al en los suelos bien drenados (Ches-worth, 1973; Macías y Chesworth, 1992). Estoproduce la sucesión de horizontes en busca delas condiciones de equilibrio, que práctica-mente se alcanzan cuando se forma el horizonteB ferrálico y que llega a su final cuando en al-gunos de ellos se producen las “propiedadesgéricas” derivadas de una bajísima capacidadde cambio, de un predominio de la carga su-perficial positiva al pH del suelo en las super-ficies coloidales y de una clara formación deconcreciones y corazas ferralíticas que reducenel volumen poroso (FIGURA 8).

357

FIGURA 8. Evolución esquemática de los suelos, la producción de biomasa y los horizontes superficiales

MACIAS et al.

La vegetación cambia a lo largo de esteproceso evolutivo. Hay una escasa productivi-dad al principio, cuando el suelo está limitadospor el espesor y la retención de los nutrientes enlos minerales primarios; luego se alcanza el óp-timo de crecimiento en suelos de evolución in-termedia que permiten el enraizamientoprofundo y hay suficientes coloides para la re-tención del agua y los nutrientes liberados porla alteración; finalmente, cuando ya no quedanminerales primarios, desciende como conse-cuencia de la pobreza de K, Mg, Ca, S… y dela creciente inmovilización del P por los oxi-hidróxidos de Fe y Al y alcanza los valores másbajos cuando aparecen las propiedades géricas.Como una consecuencia de las variaciones delaporte de necromasa la cantidad total de C re-tenido en el suelo varía, siendo máxima en lossuelos de evolución intermedia, cuando toda-vía hay alteración y la fertilidad disponible esimportante.

En Galicia, los procesos de resistaxia ybiostaxia se han sucedido a lo largo del tiempo,de modo que sólo en superficies muy establesy sobre rocas muy lábiles se ha alcanzado unestadio incipiente de ferralitización (Macías yCalvo de Anta, 1992; 1996), pero no se ha lle-gado a las propiedades géricas, sino que en lamayor parte de estos casos hay un rejuveneci-miento superficial por aportes coluviales dematerial poco alterado formándose suelos poli-cíclicos (Mücher et al., 1972; Puga et al.,1973). En la mayor parte de Galicia el materialoriginal está muy próximo a la superficie y lossuelos son incipientes, con una importante li-mitación por su bajo espesor efectivo. La alte-ración es un proceso que se desarollarápidamente por las adecuadas condiciones detemperatura y pluviometría y la aceleración queinduce el rápido drenaje (Macías et al., 1982),lo que suministra formas reactivas de Fe y,sobre todo de Al, para la floculación y estabili-zación de la materia orgánica en “suelos alu-mínicos” sobre materiales ácidos como losgranitos, esquistos y pizarras y en “suelos

aluándicos”, a partir de rocas básicas. En estascondiciones climáticas y de evolución edáficala producción potencial de necromasa es im-portante y, también lo es la estabilización de lamateria orgánica, lo que explica la gran capa-cidad de sumidero de C de los suelos de Gali-cia no cultivados.

Otros aspectos importantes para explicarel alto contenido de C derivan de la evoluciónde los procesos de resistaxia-biostaxia comoconsecuencia de incendios o variaciones cli-máticas. Los procesos de acumulación de sedi-mentos de suelos en determinadas posicionestopográficas dan origen a suelos cumúlicos opáchicos, en los que horizontes úmbricos, anor-malmente espesos (a veces más de 1-2 metros),presentan evidencias de policiclismo (Guitiany Carballas, 1968; Mücher, et al., 1972; Pugaet al., 1973; ..) y una acumulación de C, anó-mala en suelos bien drenados, que puede acer-carse a valores en torno a 1000 tC/ha. Larepetición de los incendios explica la frecuen-cia con que aparecen carbones y otras formasde C recalcitrante (black carbon) (Almendros,1990; González et al., 2004; …) con un impor-tante efecto sobre el contenido y estabilidad delC secuestrado que explica los altos tiemposmedios de residencia encontrados.

PROCESOS EDÁFICOS, TIPOS DESUELOS Y SECUESTRO DE CARBONOEN SUELOS DE GALICIA.

Los procesos edáficos que han formadolos suelos de Galicia se caracterizan por el pre-dominio de la alteración rápida de los minera-les primarios en condiciones de temperaturasmedias (8-14ºC), precipitaciones elevadas (700a > 2000 mm) y rápido drenaje que conducen aun fuerte y rápido descenso del contenido delos cationes móviles y a la acidificación delcomplejo de cambio, en su mayor parte satu-rado por cationes alumínicos y, en menor me-dida, por protones. La reacción del suelo osciladesde ambientes hiperácidos en suelos de minacon pH 2-3, a valores proximos a la neutrali-

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SUMIDERO DE CARBONO

dad sobre materiales muy ricos en bases y consuelos incipientes, siendo dominantes las con-diciones de pH entre 4,5 y 5,5 en los suelos na-turales. Las condiciones redox más frecuentesson las de Eh aeróbicos, aunque algo bajos porsu alto contenido de materia orgánica (Eh: 300-400 mvol.). La disolución del suelo es extraor-dinariamente diluida, lo que favorece la pérdidade K por las micas, con formación de minera-les vermiculíticos, más o menos aluminizados,y la neoformación de filosilicatos secundarios1.1 (caolinita, que son los minerales termodi-námicamente estables acompañados de otrasformas de menor cristalinidad como haloisitasesferoidales y globosas), gibbsita (metaestable)y goethita, con predominio de los coloides in-orgánicos de carga baja y variable. En rocasricas en minerales alterables la velocidad de al-teración es mucho mayor que la de cristaliza-ción y eso favorece la formación deintermediatos metaestables de bajo grado deorden y de complejos organoalumínicos me-taestables. El resultado es un incremento de lascargas variables, pero también, una importantey rápida floculación de los coloides orgánicosformando microagregados y estructuras miga-josas muy estables y persistentes.

Los procesos edáficos existentes en lossuelos de Galicia, sintetizados por Macías yCalvo de Anta (1992) de acuerdo a las defini-ciones de Pedro (1979 a y b), son: Aluminiza-ción (formación de complejosorganoalumínicos, vermiculitas aluminizadas ysaturación del CIC por Al) en los horizontes su-perficiales de la mayor parte de las rocas ma-yoritarias (granitos, esquistos y pizarras; suelosalumínicos), Andosolización (formación decomplejos organoalumínicos, rápida alteraciónde los minerales primarios y aparición de pro-piedades ándicas en horizontes superficiales(Ah2) a partir de rocas básicas y Podsolización(formación y movilización de complejos orga-nometálicos con acumulación en profundidad)sobre rocas hipercuarcíticas. En los horizontesprofundos, la neoformación es más importante

que en los horizontes superficiales, pudiéndosediferenciar estadios de Fermonosialitizaciónincipiente y muy avanzada (ferralitización in-cipiente) con algunas situaciones de Ferbisia-litización, principalmente relacionadas conhorizontes gleisicos en zonas de alto aporte decationes básicos. A estos procesos habría queañadir la Turberización y la Gleyficación conformación de ambientes subóxicos de baja ve-locidad de mineralización de la materia orgá-nica (fig.6). Estos procesos conducen adiferentes tipos de suelos, formando secuenciasevolutivas: Leptosol- Regosol- Cambisol hú-mico (rara vez Cambisol ferrálico) sobre rocasgraníticas, esquistosas y pizarreñas, todos ellos“suelos alumínicos”; Leptosol- Andosol- Cam-bisol húmico – Cambisol crómico—Cambisolferrálico- Ferralsol, sobre rocas básicas muyalterables; Leptosol – Phaeozem- Cambisol hú-mico sobre rocas ultrabásicas y materiales cal-cáreos y Leptosol – Regosoll- Podsol sobrerocas hipercuarzosas. Sobre materiales sedi-mentarios pueden encontrarse tanto fases deevolución incipiente: Fluvisoles, Regosoles,Cambisoles o Arenosoles como otras más evo-lucionadas, Acrisoles y Plinthosoles. En condi-ciones hidromórficas aparecen tanto suelos concarácter gleico, como Gleysoles e Histosoles.Los diferentes procesos y factores de forma-ción condicionan la cantidad y calidad de lamateria orgánica (TABLA 6).

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MACIAS et al.

El contenido de C orgánico presenta unaclara relación con el tipo de suelo y procesoedáfico dominante. Los principales sumiderosson los suelos turbosos (valor medio 35,09 conuna variación del 15 al 48%), seguidos de losGleysoles (11,91 de valor medio para un inter-valo del 3,8 al 18,4%). Son suelos hidromor-fos, subóxicos de condiciones redox y, muchasveces en zonas de alta montaña (>1000 m), concondiciones distróficas y fuertes limitacionesde la actividad biológica, todo lo cual favorecela acumulación de formas de C lábiles, pero engrandes cantidades.

Los suelos bien drenados también pre-sentan importantes diferencias en el % de C delos horizontes superficiales. Los mayores con-tenidos (9,65 de media y un intervalo de 4,1 a

13,8 %C) están asociados a los suelos naturaleso con vegetación forestal, con procesos de an-dosolización que se desarrollan sobre rocasricas en nutrientes, condiciones medias de tª yelevadas precipitaciones y drenaje, donde en el,medio ácido de los horizontes superficiales sonmás estables los complejos orgánico-alumíni-cos que los filosilicatos secundarios, lo que per-mite la formación de Andosoles aluándicos ysuelos ándicos erosionados (Leptosoles ándi-cos con valor medio de 10,4 e intervalo de 8,4-12,4%C). En estos suelos no se observandiferencias significativas entre las fases inci-pientes de la evolución (Leptosoles a Andoso-les) pero sí cuando las propiedades ándicasdesaparecen y hay una evolución hacia Cambi-soles húmicos (media de 5,7 e intervalo de 2,8

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TABLA 6. Contenido de C en suelos con diferentes tipos de procesos edafogeoquímicos de Galicia.

SUMIDERO DE CARBONO

a 9,8) o Ferralsoles, lo que demuestra que sugran capacidad de secuestro (la mayor en sue-los bien drenados) está asociada a la existenciade las propiedades ándicas y se mitiga progre-sivamente a medida que estas desaparecen(Verde et al., 2004). Esto permite afirmar que lamáxima capacidad de retención de C en suelosbien drenados se produce cuando simultánea-mente a la acumulación de necromasa se estánoriginando componentes con propiedades án-dicas, con los que la materia orgánica se esta-biliza por medio de sus uniones a loscompuestos de Al reactivos (iónicos o coloida-les).

Tras los suelos ándicos, la mayor capaci-dad de retención de C se asocia con los suelosalumínicos con procesos de aluminosialitiacióndominante, que son los suelos mayoritarios deGalicia desarrollados sobre rocas graníticas, pi-zarras y esquistos. En este caso se observa quehay un incremento de la capacidad de sumiderocon el grado de eolución edáfica (Leptosoles:4,9 de media y de 0,3 a 12,4%C; Regosoles yCambisoles con A Cúmbrico, 6,5 de media eintervalo de 1,1 a 13,3%C, siendo probable-mente más bajos en los Cambisoles). De nuevoson las formas reactivas de aluminio produci-das durante la alteración mineral las que expli-can esta situación.

Los valores más bajos del % C siguen lasecuencia: Podsoles> Phaeozems> Suelos conBt sobre sedimentos> Suelos regosólicos sobresedimentos, poniendo de manifiesto que la mo-vilización de la M.O, propia de la podsoliza-ción, reduce los niveles de C, al menos en loshorizontes superficiales, y que cuando no hayminerales alterables en el sistema edáfico laacumulación de m.o. es escasa, lo que permiteconcluir que la materia orgánica se acumula enlos suelos de Galicia por medio de seis grandestipos de procesos o condiciones con capacidadde acumulación de C decreciente: Las condi-ciones subóxicas propias de los medios turbo-sos o hidromorfos >> las condiciones deAndosolización aluándica > las fases húmicas

de los Regosoles y Cambisoles con A úmbricolrico en Al reactivo >> la Podsolización >> losprocesos de lavado de carbonatos y mineralesmagnésicos > los suelos desarrollados sobremateriales sedimentarios prácticamente enequilibrio. O, lo que sería una síntesis, los fac-tores y procesos que forman grandes sumide-ros de C son: las condiciones subóxicas y lasformas reactivas, especialmente las de Al, quepueden estabilizar a los componentes orgáni-cos incluso en condiciones de buen drenaje si elmedio es ácido.

Si en vez de determinar el %C se cuanti-fica la capacidad total de sumidero los resulta-dos se encuentran en la TABLA 7, en la que seha determinado la cantidad de carbono alma-cenado en los suelos gallegos empleando loscontenidos medios de C según el tipo de suelo,el espesor y densidad media de los horizontesuperficiales y la extersión superficial de las di-ferentes unidades cartográficas definidas en elmapa 1:500000 de suelos de Galicia.

Agrupando las clases del contenido de Cse obtienen 6 clases de Capacidad de sumiderode C de las unidades cartográficas en las quemultiplicando su valor medio de C por la su-perficie de la unidad cartográfica se obtiene elC total almacenado en la misma (TABLA 8)

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MACIAS et al.362

TABLA 7. Intervalo de la capacidad total de sumidero de las unidades cartográficas del mapa de suelos deGalicia 1: 500.000 (Macías y Calvo de Anta, 1996) (en toneladas de C/ha; densidades medias para cada uni-dad y reagrupamiento en unidades mayores)

SUMIDERO DE CARBONO

Se aprecia que las clases 3 y 5, corres-pondientes en su mayor parte a los suelos alu-mínicos no cultivados con diferentes espesores,representan la mayor parte del sumidero de Cedáfico de Galicia, mientras que turberas, sue-los hidromorfos y andosoles son poco repre-sentativos por su baja extensión y los sueloscultivados y muchos Leptosoles por su bajocontenido de C. En todo caso, el sumidero de Cde los suelos de Galicia contiene del orden de0,6 PgC (se estiman de 1500-2000 Pg para eltotal de C orgánico de los suelos del mundo),con una retención media algo superior a 200 tCha-1, que es, probablemente, la cifra más ele-vada dentro del contexto de la Europa Sur. Aello habría que añadir que algunos suelos no re-

presentables a esta escala, como los Histosolesde las Sierras del Buio y Xistral, pueden retenercifras considerables, habiéndose encontradosuelos con cerca de 4000 tC/ha almacenada.Además, esta cifra está fuertemente limitadapor las acciones antrópicas del cultivo y fo-mento de la erosión, por lo que puede ser sus-tancialmente incrementada tomando lasmedidas oportunas para hacer una agricultura,silvicultura y gestión del uso del suelo orien-tada hacia la retención del C. Una síntesis de lavariabilidad de contenidos de C de los suelosde Galicia se presenta en la TABLA 9 obser-vándose que varían entre cifras tan bajas como20 t C ha-1 a valores superiores a 3000 t C ha-1.

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TABLA 8.- Clases de contenido medio de carbono en suelos de Galicia por unidades cartográficas

TABLA 9. Estimación sintética del sumidero de C de los suelos de Galicia (Macías et al., 2001).

MACIAS et al.

Los dos primeros procesos en cuanto a laacumulación (turberización e hidromorfía)están ligados a situaciones climáticas frías y/oa topografías deprimidas que permiten un al-macenamiento del agua durante largos perío-dos de tiempo. Esto implica que cambios en lascondiciones de drenaje pueden llevar consigomodificaciones sustanciales en la capacidad dealmacenamiento. En general, la superficie en laque aparecen estos suelos ha sido fuertementereducida tanto por actuaciones realizadas confines agrícolas como por las derivadas de loscambios de uso debidos a la urbanización (ca-rreteras, líneas de ferrocarril, vivienda, infraes-tructuras industriales,…). Así, la desecación dehumedales producida durante la expansiónagrícola del siglo XX, ha originado un fuertedescenso del sumidero de estos medios, mien-tras que las tareas de recuperación de humeda-les, iniciadas a finales del siglo pasado, debenfavorecer su incremento. Por lo mismo, actua-ciones tendentes a la reducción de la velocidadde drenaje y a la elevación del nivel freáticoirían en el mismo sentido, lo que obliga a pen-sar en las consecuencias de muchas actuacio-nes de gestión del territorio que realizamos yque producen una disminución de la superficieocupada por los suelos hidromorfos y las tur-beras, que siempre debería ser compensada porun incremento mayor de la superficie recupe-rada o mejorada de estas formaciones. En con-secuencia, podría concluirse que, además demejorar el conocimiento cartográfico de la dis-tribución de estos suelos y las normas de con-servación que los protegen, debe minimizarsey, en lo posible, invertir la tendencia a la dese-cación de los suelos hidromorfos, favoreciendola existencia de áreas encharcadas (humedales)y de zonas con drenaje ralentizado o impedido.En este caso son particularmente importanteslas actuaciones que conducen a una elevacióndel nivel freático y a la reducción de factoresnegativos para su conservación, como las cu-netas profundas de los viales y las pistas fores-tales excavadas en el terreno. Por el contrario,

son positivas todas las actuaciones que gene-ren un freno a la eliminación rápida del aguade estas formaciones y medidas como las pro-puestas por Parkyn et al., (1997) donde se de-muestra que es posible la conservación yrecuperación de estos tipos de hábitats. Asi-mismo, debe impedirse el cambio de uso deestos tipos de suelos hacia praderas sembradas,ya que la fuerte fertilización y encalado que serequiere acelera la mineralización de la materiaorgánica almacenada.

Tras los procesos de turberización y glei-ficación, la andosolización es el proceso másefectivo en la fijación de materia orgánica enel suelo. Los Andosoles se forman en Galiciasobre rocas consolidadas y materiales coluvia-les de composición básica, es decir ricos en mi-nerales alterables, cuando éstos se presentan ensuperficies de exposición reciente (Holoceno).Se trata de suelos en los que es bien conocidasu capacidad para retener aniones, entre elloslos orgánicos, y, también, de compuestos orgá-nicos sólidos mediante la formación de enlacescon los compuestos no cristalinos o en formade complejos organometálicos con Fe o Al. Laacumulación de C parece estar relacionada conla estabilización de los compuestos húmicos através de enlaces superficiales con componen-tes amorfos de elevada reactividad, formandocomplejos organoalumínicos y complejos deadsorción humus-aluminosilicatos de bajogrado de orden con diferentes grados de labili-dad (Macías y Calvo de Anta, 1992). Aunquetodavía es poco conocido el proceso de acu-mulación de C en los suelos ándicos de Gali-cia, es particularmente eficiente en sueloslocalizados en las posiciones acumulativas delas laderas en áreas de elevada precipitación yhumedad ambiental con vegetación perma-nente, arbórea o de matorral; mientras que sonfactores que disminuyen la capacidad de estereservorio la sequía, la desaparición de la cu-bierta vegetal y todas las actividades ligadas ala puesta en cultivo, como el encalado, fertili-zación, laboreo, etc., así como el tiempo de

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SUMIDERO DE CARBONO

edafogénesis. Se ha comprobado (Verde et al.,2004) que la puesta en cultivo de estas forma-ciones provoca, en muy pocos años, una fuertedesestabilización y pérdida de las propiedadesándicas y, con ellas, una reducción del conte-nido de materia orgánica y de las formas de Alfácilmente extraíbles ligadas a complejos lábi-les organo-alumínicos. De nuevo, la influenciahumana puede conservar, incrementar o dismi-nuir la eficacia de este sumidero edáfico me-diante diferentes actuaciones, siendoespecialmente negativas las de transformacióndel uso forestal al uso agrario con una alta in-tensidad de laboreo, fertilización y encalado y,por supuesto, la completa eliminación de la co-bertura vegetal producida en las actuaciones deurbanización. La correcta cartografía de estossuelos, y su conservación bajo vegetación per-manente, parece obligada por su extraordinariacontribución como sumidero de C y, también,por lo que representan de “edafodiversidad”dentro del contexto de Galicia. Además, el es-tudio de los mecanismos de estabilización de lamateria orgánica de éstos y otros tipos de sue-los puede servir para orientar la gestión de re-siduos a través de sistemas en los que se realiceuna previa estabilización, antes de su incorpo-ración a los suelos, utilizando mecanismos si-milares a los que se han producidonaturalmente en suelos tan diferentes como losAndosoles, Vertisoles húmicos, Mollisoles, La-tosoles húmicos, Regosoles y Cambisoles conA úmbrico o en los horizontes espódicos, plag-gen, etc. Estos mecanismos están siendo ac-tualmente estudiados.

Una situación similar es la de los suelosalumínicos (Leptosoles, Regosoles y Cambiso-les húmicos) fuertemente saturados en Al en sucomplejo de cambio. Aunque con menor inten-sidad que en los suelos ándicos, la presencia deformas de Al reactivas (Al disuelto, Al cam-biable, complejos organoalumínicos, hidróxi-dos de Al microcristalinos, islotes de Aloctaédrico en la intercapa de vermiculitas y en-laces de borde Al-OH de filosilicatos 1:1) son

capaces de formar enlaces con la materia orgá-nica, ralentizando su mineralización por oxida-ción y metabolismo biótico. Esto explica quela materia orgánica de los suelos de Galicia pre-sente dataciones medias muy superiores a lasde los suelos de otras zonas templadas eutrófi-cas o calcáreas. Se obtienen así valores mediosentre 1000 y 5000 años para la materia orgá-nica de diferentes horizontes de suelos ándicosy de suelos ácidos ricos en Al reactivo, po-niendo de manifiesto, una vez más, que la ideade que toda la materia orgánica de los suelostiene un ciclo de vida corto no es adecuada, almenos para los suelos ácidos de esta zona y,muy probablemente, para la de todas aquellasen las que se produzca la presencia simultáneade materia orgánica con componentes minera-les secundarios producidos en procesos de al-teración mineral de cinética elevada; es decir,las zonas templadas o cálidas con elevada dis-ponibilidad hídrica y rápido drenaje. Al igualque en los casos anteriores, las actuaciones hu-manas pueden conservar, aumentar o decrecerla importancia de este sumidero, siendo la ero-sión y la transformación en cultivos de alta in-tensidad de laboreo, con elevados inputs deencalantes y fertilizantes, los principales facto-res degradantes de esta capacidad de secuestrode Carbono, como se deduce fácilmente de lacomparación de los datos de los Regosoles,Cambisoles y Andosoles de uso forestal que os-cilan entre 4-8 t C ha-1 cm-1 del suelo mientrasque en los suelos de cultivo similares estos va-lores se reducen considerablemente (2-3 t C ha-1 cm-1). En este caso, ya que son los suelosdominantes en Galicia, las actuaciones debenser fundamentalmente las conservativas y lasfavorecedoras del incremento de espesor delsuelo y contenido de C.

FORMAS DE CARBONO EN SUE-LOS

Al igual que en otros elementos es nece-sario disponer de otros datos además del decontenido total, pues en la mayor parte de los

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MACIAS et al.

casos las respuestas a los problemas dependen,en mayor medida, de la especie o forma en quese encuentra el elemento. Las formas de C exis-tentes en los suelos responden a una de las in-dicadas en la fig. 1: formas orgánicas (humus),formas inorgánicas sólidas (carbonatos), for-mas inorgánicas solubles (CO2 disuelto e ionesderivados según el pH, CID) y formas orgáni-cas solubles (COD) a las que deberían añadirselas formas gaseosas (CO2, CO y CH4) presen-tes en la atmósfera del suelo. En los suelos deGalicia los carbonatos son rápidamente disuel-tos, las concentraciones de las formas solublesy gaseosas son poco significativas y son las for-mas húmicas las dominantes.

La SSSA (1987; ver Tabatabai, 1987)iguala la materia orgánica del suelo al humus yla define como “la fracción orgánica del suelocon exclusión de los restos de plantas y anima-les”. Fisher (1995) señala que hay miles de for-mas de C en la materia orgánica de los suelos,pudiendo identificarse tres grandes tipos decomponentes:

1.- sustancias simples, tales como losaminoácidos, azúcares y otras moléculas pe-queñas.

2- compuestos identificables de alto pesomolecular, tales como polisacáridos, proteínasy lípidos.

3.- sustancias húmicas, de alto peso mo-lecular y estructura compleja formada por re-acciones secundarias de síntesis. Stevenson(1994) también iguala el humus a la materia or-gánica del suelo, a la que considera como unamezcla compleja de compuestos derivados deplantas y microorganismos, pero sin incluir alas sustancias simples ni tampoco a la materiaorgánica viva. Admite que la m.o del suelo es,en realidad, un continuum, pero que se puedefraccionar por multitud de procedimientos co-nocidos desde antiguo.

Sin embargo, las técnicas usuales en lacuantificación del C de los suelos, no permitenestablecer estas diferencias y lo que se intentadeterminar, de forma prioritaria, es la cantidad

total de C existente en el suelo, procurando mi-nimizar la entrada de raíces vivas y restos ani-males grandes, pero no hay posibilidad deevitar la cuantificación del C de los microorga-nismos e incluso de algunos animales y raicillasfinas. Los métodos de identificación del C or-gánico de los suelos más ampliamente utiliza-dos, se basan en su oxidabilidad y/o en laconsiguiente pérdida de peso. Rogers & Rogers(1848; ver Tabatabai, 1987) mostraron que lam.o. se podía oxidar con dicromato en mediosulfúrico y esa es la base del método más ex-tendido de determinación del C en suelos que,con diferentes variantes, se continua utilizandodirectamente o bien realizando la oxidación enfrío y sin presencia de ácido, lo que reduce el %de C determinado. Este método de oxidaciónno está libre de problemas e inconsistencias. Enprimer lugar, no determina M. O. (que se cal-cula multiplicando el % C por el factor 1,724cuando se ha comprobado que la relaciónpuede variar de 1,724 a 2,5 en humus de suelos(Broadbent, 1965) y, de forma muy diferente,incluso <1,0, en otras sustancias orgánicas na-turales, sino que lo que se determina en reali-dad es la concentración de sustanciasreductoras presentes. Esto significa que semide, el C oxidable y, con él, la capacidad deoxidación del FeII, MnII y III, y de las formasreducidas de N, S y Cl presentes, que, si bien enmuestras secas al aire deben haber sido mayo-ritariamente oxidadas no siempre es así. En se-gundo lugar, cuando hay mucho Fe esnecesario añadir más fosfórico como comple-jante del que muchas veces indican los méto-dos. En tercer lugar, y lo más importante, se hacomprobado que en muchos suelos hay formasde C no oxidables, incluso con la técnica deldicromato en medio ácido y caliente. La apari-ción del “black carbon” y de las formas recal-citrantes de C ponen en entredicho que losdatos del método de oxidación con dicromatosean los adecuados para calcular el sumiderototal de C de los suelos y obligan a determi-narlo por un método de mayores garantías

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SUMIDERO DE CARBONO

como serían los de combustión a más de1000ºC y en corriente rica en O2, determinandoel C total a partir del CO2 desprendido. La di-ferencia entre el C total así obtenido y el C ob-tenido por oxidación ácida en caliente (Cox)podría utilizarse como una estimación del C nooxidable o más recalcitrante (Cno), llevando asía una diferenciación de formas importantedesde el punto de vista del forzamiento climá-tico.

Si la oxidación de la materia orgánica esuna técnica que aprovecha su inestabilidad ter-modinámica pueden hacerse otras determina-ciones de formas de C basadas en otraspropiedades. Así, puede determinarse el C so-luble en agua a diferentes temperaturas (verHerbert & Bertsch, 1995; Ghani et al., 2003;..);el C presente en la biomasa microbiana (Vanceet al., 1987); el C metabolizable a diferentescondiciones de humedad (respirometrías), quepuede obtenerse con los nutrientes actualmenteexistentes (C metabolizable actualmente) oañadiendo nutrientes lábiles que incentiven elmetabolismo de otras formas menos asimila-bles (C cometabolizable); el C hidrolizable endiferentes condiciones de pH (p.e.:Bremner etal., 1987; Parssons, 1989); C mineralizado entiempos de incubación determinados, con o sinadición de nutrientes; en este sentido Waksman(1932) señala que ya en 1891 la tasa de des-prendimiento de CO2 fue utilizada como unamedida del C oxidable de los suelos con tiem-pos de incubación que variaban de 200 a 800días, pero que se deberían dejar hasta que la ve-locidad de desprendimiento de CO2 sea lenta yla curva de desprendimiento declina aproxi-mándose a una asíntota; C extraíble con dife-rentes agentes complejantes, como el Cpirofosfato (Bascomb, 1968), que normalmentese considera equivalente al C humificado, y di-ferentes grados de oxidabilidad (C oxidables;)que pueden obtenerse mediante agentes oxi-dantes con diferente capacidad oxidativa (ej:tetróxido de Rutenio, Ilsley et al., 1986; OCu,Griffith et al., 1989; KMnO4, Maximov, 1977;

diferentes concentraciones de KMnO4, Tirol-Padre; Ladha, 2004; ..), diferentes condicionesde ataque con K2Cr2O7, oxidación con perbo-ratos, persulfatos, hipoclorito, ozono, radicalesOH-, etc., de modo que se obtenga un gradientede oxidabilidad desde los más fácilmente oxi-dables hasta los no oxidables (Loginow et al.,1987; Blair et al., 1995; …).

Otras líneas de determinación de formasde C pueden darnos indicación no sólo de la la-bilidad del C frente a la oxidación y al metabo-lismo o la hidrólisis, sino de la mayor o menorfacilidad de acceso físico de los oxidantes y mi-croorganismos a los compuestos orgánicos, loque algunos autores han definido como “pro-tección física”. Entre estas alternativas puedenseñalarse las determinaciones de C lábil o C ac-tivo (Ellert et al., 1995), que consideran puedeser igualada a la producción de CO2 en incu-baciones de laboratorio controladas; C recalci-trante, al que muchos autores han consideradoequivalente a materiales identificados como“charcoal”, “black carbon”, etc., que podríanser determinados por irradiación ultravioleta oextracción preferencial (Kuhlbusch et al.,1998), si bien es muy difícil diferenciar la can-tidad de C que es bioquímicamente recalci-trante de la que es difícil de descomponerporque está protegida físicamente y en asocia-ción con el limo y la arcilla; C fracción ligera(separada con líquidos de densidades 1.5 a 2.0);C particulado, incorporado a agregados de di-ferentes tamaños y considerando que la locali-zada dentro de los microagregados de 53-250micras no está protegida del ataque metabólico(Six et al., 2002). En esta línea, estos autoresconsideran que la materia orgánica del suelopuede estar:

1).- físicamente estabilizada o protegida através de la microagregación,

2).- asociada íntimamente con partículasde limo o arcilla,

3).- estabilizada bioquímicamente a tra-vés de la formación de compuestos de materiaorgánica del suelo recalcitrantes, sugiriendo

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MACIAS et al.

que las características físico-químicas propiasde cada tipo de suelo (más bien estructura oagregación) definen la máxima capacidad pro-tectora, lo que limitaría el incremento en se-cuestro de Carbono cuando se aportan residuosorgánicos por necromasa o por acciones antró-picas.

A partir de este concepto, Six et al (2002)elaboran el de “saturación de C”, considerandoque los niveles naturales de C de los suelos re-flejan el balance de las ganancias y pérdidas deC teniendo en cuenta factores como la produc-tividad y/o los regímenes de humedad y tem-peratura, pero no necesariamente representandoel límite superior de la capacidad de almacena-miento de C del suelo. Esto significa que mu-chos suelos, si no todos, podrían almacenarmás C en forma metaestable del que tienen encondiciones naturales. Esto se ha comprobadoen algunas situaciones. Así diferentes datos em-píricos han demostrado que si bien el laboreosuele reducir los niveles de C algunos sistemasagrícolas de cultivo intensivo y algunos eco-sistemas pastorales pueden superar los nivelesde C existentes con vegetación nativa. Es elcaso de la fertilización con P de suelos de Aus-tralia que incrementan el contenido de C en un150% o más respecto a los suelos nativos en lasmismas condiciones climáticas (Russell, 1960,Barrow, 1969; Ridley et al., 1990), o el de losniveles de praderas similares a las naturales quehan sido superados por los de cultivos sin la-boreo (Ismail et al., 1994). En consecuencia,los niveles naturales de C pueden no ser repre-sentativos de la capacidad de sumidero de lossuelos en condiciones de equilibrio, sino queésta puede estar limitada fundamentalmentepor los procesos de aporte de necromasa.

Sin embargo, también hay muchas evi-dencias de la existencia de un nivel de satura-ción de C de los suelos basado en los procesosfísico-químicos que estabilizan o protegen loscompuestos orgánicos de los suelos. Algunosautores han comprobado que aportando 2 ó 3veces más C no sube el contenido de suelos con

altos niveles de C (Campbell et al., 1991). Va-rias propiedades físicas (p.e.: contenido delimo+arcilla y microagregación) están implica-das en la protección de la materia orgánicafrente a los organismos descomponedores, peroesta protección parece estar limitada por la su-perficie específica reactiva. Faltan datos parauna conclusión definitiva y es probable que éstasea diferente en función de los muchos factoresy procesos que influyen, pero la idea de que elcontenido de C edáfico tiende a un equilibriocon el medio, y que una vez alcanzado apenasse modifica, parece que sólo es válida cuandose analiza exclusivamente el horizonte superfi-cial y, aún en ese caso, no es totalmente co-rrecta. Efectivamente, para unas condicionesdadas la actividad biológica tiende a alcanzarun equilibrio de modo que se compensen losprocesos de ganancia y pérdida de materia or-gánica. Sin embargo, en los suelos hay muchasformas de C, con grados muy diferentes de es-tabilidad, de modo que algunas fracciones sonespecialmente recalcitrantes y escapan durantelargos períodos a la actuación de los procesosbióticos y a la tendencia de oxidación impues-tas por la termodinámica o por la actividad me-tabólica. Estos temas requieren, sin duda,muchos más estudios y los autores principalesde los conceptos (Six et al., 2002) señalan quedeben hacerse muchos más ensayos, con dife-rentes repeticiones, de modo que los resultadossean aplicables y repetibles con bajos errores asuelos de diferentes texturas y mineralogía y setrate de medidas baratas y simples.

Para comprobar la existencia e importan-cia de las diferentes formas de C en los suelosde Galicia se ha procedido a elaborar un pro-cedimiento simplificado que permita diferen-ciar los siguientes tipos: C soluble (Herbert &Bertsch, 1995), C en la biomasa micro-biana(Vance et al., 1967), C extraíble con pi-rofosfato (Bascomb, 1968), C oxidable condicromato en medio ácido (Walkley & Black) yC no oxidable (determinado por diferenciaentre el C total por combustión a 1000ºC y el C

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SUMIDERO DE CARBONO

oxidable. Las formas de C oxidable pueden ser,a su vez fraccionadas por otros procedimientoscomo la utilización de oxidantes (KMnO4)menos eficientes y diferentes concentracionesde forma similar a lo propuesto por Tirol-Padrey Ladha (2004).

Este procedimiento fue aplicado a algu-nos suelos de Galicia seleccionados con los si-guientes resultados: Las formas de C máslábiles, el C soluble y el C biomasa, represen-tan un pequeño porcentaje del total de C de lossuelos, estimándose que normalmente no su-pera el 3%. Resultados similares han encon-trado otros autores para suelos de condicionestempladas. El C extraíble con pirofosfato re-presenta lo que podría denominarse el “C hu-mificado” o “C activo”, formado por diferentescompuestos de C unidos a elementos metálicose incluso a componentes minerales del suelo.El C oxidable, pero no extraíble con pirofos-fato, debe atribuirse a las fracciones que ya han

escapado a la actividad biológica, e incluso alos procesos oxidativos normalmente existen-tes en los suelos, cuya intensidad en los suelos(Eh: 300-500 mvol, en suelos bien drenados)es muy inferior a la existente en las condicionesdel método utilizado para obtener esta fracción(Eh > 1000 mvol.). Finalmente, la diferenciaentre el total de C obtenido por combustión y elC oxidable representa, en suelos libres de car-bonatos, las formas de C tan recalcitrantes queni siquiera son oxidadas en condiciones extre-madamente forzadas.

Aplicado este método de fraccionamientoa diferentes tipos de suelos de Galicia se ha en-contrado que hay importantes variaciones en ladistribución de las formas de C según el tipo desuelo e incluso entre tipos de suelos similares(fig. 9), pero en todos los suelos aparecen for-mas recalcitrantes (C oxidable y C no oxida-ble) que deben ser consideradas como formasde elevada estabilidad que prácticamente no

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FIGURA 9. Fraccionamiento de C en suelos de Galicia (Cs: Csoluble en H2O; Cb: biomasa microbiana; Cp;Cextrainle con K2Cr2O7 en caliente y ácido; Cno: Ctotal. Coxidable (Cno oxidable)).

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participan en los procesos bióticos del suelo yque, por tanto, pueden mantenerse estables du-rante largos periodos de tiempo.

Un estudio más preciso de la composi-ción de estas fracciones es necesario, pero muyprobablemente se encuentren en ellas, carbo-nes producidos durante los incendios forestalesy macromoléculas muy hidrofóbicas estabili-zadas por procesos de polimerización o por suunión con elementos minerales.

Estos datos parecen indicar que hay unenriquecimiento progresivo del suelo en frac-ciones recalcitrantes, mientras que son las for-mas más lábiles y quizás las que constituyen elhumus activo (asimilables al C extraido con pi-rofosfato) las que pueden tender a un equilibriocon las condiciones de edafogénesis y uso delsuelo. Esta hipótesis parece confirmarse al ana-lizar el contenido de C existente en la parte su-perficial de los suelos por encima de unaprofundidad datada, lo que permite determinarun índice aproximado de la velocidad de acu-mulación de C. Así, en suelos ándicos y alumí-nicos de Galicia se han encontrado valores deacumulación en torno a 0.5 tC/ha/año para losúltimos 1000 años, mientras que la acumula-ción en suelos turberiformes e hidromorfos enel ultimo período ha sido de unos 0.8 tC/ha/año.

Como consecuencia de estos datos puedededucirse que no sólo hay que tener en cuentala cantidad de C secuestrado sino también laforma en que lo hace, ya que de ello depende supersistencia en el sumidero edáfico. El estudiode los mecanismos de estabilización de la ma-teria orgánica, tanto la vegetal como la alóctonaprocedente de residuos, permitiría mejorar esteaspecto que depende, por una parte de la propianaturaleza de los compuestos orgánicos que lle-gan al suelo y, por otra, de la eficiencia de losdistintos mecanismos de estabilización. En elprimer caso, se sabe que la materia orgánica ce-lulósica (la aportada principalmente en la ma-yoría de los cultivos) es mucho más lábil (ciclode vida más corto en el suelo) que la materiaorgánica lignificada existente en muchos siste-

mas forestales o de vegetación de matorral.Aún así, también hay algunos cultivos, cuyouso habría que analizar, que pueden incremen-tar la cantidad de aportes con materia orgánicaoriginalmente más recalcitrante. En el segundocaso, se están estudiando con mayor intensidadlos diferentes mecanismos de estabilización dela materia orgánica que, en términos muy am-plios, podríamos dividir en mecanismos físicoso estructurales y mecanismos químicos, en losque los procesos de adsorción a las superficiesminerales y la complejación con diferentes ele-mentos metálicos son los más importantes. Sinolvidar que existen condiciones que favorecenla estabilización por ralentización de la activi-dad metabólica de los microorganismos (am-bientes subóxicos, toxicidad, ..) o la induccióny acumulación en el suelo de formas de car-bono recalcitrantes (black carbon) como lasproducidas por procesos pirolíticos, incendiosde baja temperatura, etc.

ALTERNATIVAS PARA INCENTI-VAR EL SECUESTRO DE CARBONO ENSUELOS Y BIOMASA

Suelos y biomasa interactúan con el com-partimento atmosférico con gran intensidad, es-timándose que anualmente se mueve entreestos sistemas la décima parte del contenido enforma gaseosa. Por ello, son los sistemas natu-rales que más rápidamente pueden inducir mo-dificaciones de la concentración de gases deefecto invernadero. De los resultados de estetrabajo se deduce que hay determinadas medi-das que parecen evidentes en la lucha contra elforzamiento climático, tales como:

1.- Evitar la erosión. Cada centímetro desuelo que se pierde representa una elevada emi-sión de C a la atmósfera. La importancia de laspérdidas por erosión se deduce de la conside-ración de las toneladas de C almacenadas porha y centímetro de suelo, que presenta valoresmuy próximos entre sí (entre 5 y 7 t C ha-1 cm-

1) para todos los tipos de suelos, excepto los

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SUMIDERO DE CARBONO

cultivados (2-3 t C ha-1 cm-1) y los suelos muyincipientes (4-6 t C ha-1 cm-1). Esto vuelve aponer de manifiesto la importancia de conser-var, o mejor aún, de favorecer el desarrollo delos suelos. Así, con un valor medio de 6 t C ha-1 cm-1, un incremento de un centímetro en elespesor de los suelos de Galicia significaría unaumento del C almacenado del orden de 18.106

t C. El efecto contrario se produciría con la pér-dida por erosión, siendo todavía más acusadacuando el suelo debe reiniciar su evolucióndesde el material de partida, pues, como se havisto, los suelos iniciales (Leptosoles y otrossuelos de fase somera) tienen un menor conte-nido de C para el mismo espesor.

2.- Favorecer y acelerar la formación desuelo, especialmente en las áreas degradadaspreviamente por erosión en las que los Lepto-soles y los Regosoles de fase somera son do-minantes. En este proceso de aceleración de laedafogénesis debe tenerse en cuenta el impor-tante papel de las plantas pioneras y frugales,fácilmente micorrizables y con rizosferas muyextensas y agresivas. Colonizadores como lospinos, abedules, eucalipto, genistas, etc., sonlas plantas que más rápidamente forman sueloe incorporan materia orgánica.

3.- Reducir el número e intensidad de losincendios.

4.- Reforestar o naturalizar los suelos decultivo marginales. Hacia una silvicultura delC.

5.- Invertir los procesos de pérdida de Cque suponen las técnicas de manejo actual delsuelo. Las técnicas agrícolas utilizadas hastaahora representan el mayor porcentaje de laspérdidas de C de los suelos de Galicia. Así sededuce de la comparación de los datos delstock de C en Andosoles (300-800 t C ha-1) conlos de los suelos ándicos cultivados (150-300 tC ha-1) o de los Regosoles y Cambisoles de uso

forestal (200-400 t C ha-1) con de los suelos cul-tivados en los mismos materiales (20-50 t C ha-

1).

6.- Incrementar la fertilidad y capacidadproductiva de necromasa, especialmente de lasformas de acumulación interna y de materia or-gánica de mayor resistencia intrínseca. Haciauna agricultura del C

7.- Recuperar los suelos degradados ocontaminados. En esta línea de incrementar elcontenido de C de los suelos no puede olvi-darse el importantísimo papel que tiene la re-cuperación de los suelos contaminados odegradados que han perdido sus horizontes su-perficiales. Es el caso de los suelos de minas,canteras, vertederos, áreas industriales y de in-fraestructuras abandonadas, etc. En estos suelos, si las actuaciones de corrección de los limi-tantes y de selección de las plantas son ade-cuadas, se produce un rapidísimo e intensoproceso de acumulación de C, al menos durantelas fases iniciales de la restauración. Es el casode los suelos recuperados en las escombrerasde la mina de lignitos de As Pontes en los queensayos de producción de biomasa con euca-liptal (E. globulus) plantado en marcos muydensos 1,0 x 0,5 m., cortados cada 2-3 años,produjeron una fijación de C de 16 t C ha-1año-1 para el primer corte, estimándose que enun período de al menos 20 años podría fijarse Cen estas condiciones a un ritmo medio de unas10 t C ha-1 año-1. En las mismas escombrerasde la mina, con vegetación de pradera o arbó-rea (Alnus,..) se han encontrado incrementosentre 3 y 25 t C ha-1 para un período de 10 años(entre 1991 y 2001), siendo la incorporación rá-pida en los primeros años (3,5 tC/ha/año entre1991 y 1996) y más lenta, pero significativa, enlos cinco años posteriores (0,22 t C ha-1 año-1

entre 1996 y 2001) (Monterroso et al., 2004).Estos datos cobran valor si se tiene en cuentaque la superficie restaurada supera ya las 1000ha, y serán de cerca de 1400 ha una vez finali-

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zadas las obras de restauración y explotación,por lo que considerando una fijación media deal menos 20 t C ha-1 año-1 (entre biomasa ysuelo) durante 20 años representaría una ab-sorción de más de 2.000.000 t CO2). Obvia-mente, la recuperación de todos los espaciosmineros o degradados de Galicia como las can-teras de pizarra y granito, las minas de sulfurosmetálicos (Touro, Rubián,..), los laterales de lasinfraestructuras viarias, las áreas urbanas e in-dustriales, etc., representan un considerable po-tencial de secuestro. En consecuencia, unapolítica de conservación y recuperación de sue-los es, no sólo una política de mantenimientode la capacidad actual de secuestro, sino un in-cremento de la capacidad de sumidero que seestima como mínimo en un 3% del total actualpor centímetro de suelo generado.

8.- Evitar la desecación de los suelos hi-dromorfos y turberas. Conservar e incentivaren la medida posible el desarrollo sostenible deHistosoles, Gleysoles, Andosoles y Suelos decarácter cumúlico.

9.- Incrementar el conocimiento de losmecanismos de estabilización y las formas deC, especialmente las de mayor estabilidad(Black carbon y otras formas de C difícilmenteoxidables o metabolizadas). Aplicar estos me-canismos a la gestión de residuos.

10.- Incrementar el conocimiento de ladistribución cartográfica de los suelos, asícomo de la diversidad de factores y procesos,naturales y antrópicos, que influyen en el ba-lance de C.

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