hacia una visión integral costos y oportunidades Forestación en pastizales: hacia una visión integral de sus costos y oportunidades ecológicas Esteban Jobbagy Grupo de Estudios Ambientales – IMASL Universidad Nacional de San Luis & CONICET- Argentina InterAmerican Institute for Global Change

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

Pastizales del Rio de la Plata Serranos Campos Pampas El proceso Pastizal → Forestacion Pinos y Eucalitpus (rapido crecimiento) aumento 3X 1990-2000 en mercosur 0.7 Millones Ha en ROU El ambito Pastizales remanentes de Ar-Br-Uy - tierras no cultivadas (pendiente, rocosidad, inundacion, etc) - abundante precipitacion (alta produccion primaria neta -PPN-) Pastizales del Rio de la Plata Serranos Campos Pampas

IVN, indicador satelital de productividad primaria M Vasallo – 2005. Tesis FAUBA IVN, indicador satelital de productividad primaria 181 pares en Ar & Uy IVN promedio mensual del período 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Julio_00 Enero_01 Julio_01 Enero_02 Julio_02 Enero_03 Julio_03 Enero_04 Mes IVN Forestacion Pastizal El proceso Pastizal → Forestacion Pinos y Eucalitpus (rapido crecimiento) aumento 3X 1990-2000 en mercosur 0.7 Millones Ha en ROU El ambito Pastizales remanentes de Ar-Br-Uy - tierras no cultivadas (pendiente, rocosidad, inundacion, etc) - abundante precipitacion (alta produccion primaria neta -PPN-) La oportunidad ecologica Pastizal Forestacion PPN total menor (a veces) mayor PPN aerea/PPN total menor mayor PPN aprovechada/PPN total menor mayor Material cosechado animal vegetal Otros impulsores productos forestales necesarios pero escasos subsidios nacionales bajos costos tierra/trabajo carbono

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

Impacto de la forestacion de pastizales sobre quimica de suelos 8 Linea 1:1 7 pH forestacion 6 5 4 4 5 6 7 8 pH pastizal recopilacion de mediciones en suelo (0-30 cm) 112 stands pareados en todo el mundo pH cae en promedio 0.5 unidades menor pH y Ca int, mayor Al int, Na int eucaliptus > pinos Jackson, Jobbagy et al. – 2005.Manuscrito enviado

{ { C H2O transpiracion intercepcion evaporacion suelo drenaje (prod primaria) H2O (transpiracion) { transpiracion intercepcion evaporacion suelo drenaje escorrentia precipitacion = vapor + liquido { agua a la atmosfera agua a rios y acuiferos forestacion

{ cordoba lavalleja precipitacion = vapor + liquido Impacto de la forestacion de pastizales sobre agua a rios 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 mm/dia forest. past. cordoba lavalleja datos preliminares para microcuencas pareadas ARG= 4 pares, 5 fechas URU=8 pares, 3 fechas valores de flujo base extrapolacion anual sugiere 150 vs 80 mm/año 20 40 60 80 100 % agua a rios forestacion % agua a rios pastizal Linea 1:1 Farley, Jobbagy, Jackson – 2005. Global Change Biology 26 pares en todo el mundo cursos de pastizales con % <10 se secan tras forestar… eucaliptus > pinos

{ transpiracion + intercepcion + evaporacion Concordia Salto Grande Rio Uruguay 15 Km fina media gruesa Texturas de suelo Brasil Uruguay Argentina Nosetto, Jobbagy, Paruelo – 2005. Global Change Biology transpiracion + intercepcion + evaporacion { precipitacion = vapor + liquido 0-1 2-3 4-5 6-8 9 1 2 3 4 pastizal a ab b c d ³ ET (mm/d) Edad de la forestacion (años) forestacion estimacion satelital de ET en 117 sitios similares efectos en todos los suelos ET forestacion > ET pastizal (+80%)

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

C Ca Calcio (cationes) Acidez (protones) (prod primaria) exportacion por cosecha Ca (redistribucion de nutrientes)

Castelli Guerrero América 50 años Guerrero 100 años América 50 años pHagua 3 4 5 6 7 8 9 3 4 5 6 7 8 9 3 4 5 6 7 8 9 Oh FORESTACION -20 profiundidad (cm) -40 -60 -80 -100 Montes no explotados - efectos mas fuertes si hubiese cosecha… Ganancias de acidez en suelo = 0.5 to 1.2 kmolc.Ha−1. año−1. Equivalente a lluvia acida intensa Aumento de Manganeso disponible (toxicidad?) PASTIZAL Jobbagy & Jackson – 2003. Biogeochemistry

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

problema agua → problema suelo Pampa Deprimida - Argentina forestacion usa 100% precip + ~200 mm de napas evidencias gradientes y fluctuaciones hidraulicas trazadores radioactivos (tritio) mediciones de transpiracion salinizacion de aguas freaticas hasta 30X descarga recarga Jobbagy & Jackson – 2004. Global Change Biology Engel, Jobbagy, Jackson – 2005. Water Resource Research

nivel freatico Salinizacion de suelos 3.7 Kg de Cl por m2 en 50 años deterioro de la fertilidad muerte de arboles tras inundacion record 1 2 3 4 5 6 0.5 1.5 2.5 forestacion (n=3) pastizal (n=3) Conductividad elec. (dS/m) nivel freatico Jobbagy & Jackson – 2004. Global Change Biology

Nosetto & Jobbagy, en preparacion

problema suelo → problema agua 8.0 ab b 7.5 pH c 7.0 6.5 a 20 a a 15 Ca (mg/L) 10 b 5 d 1.0 Al (mg/L) 0.8 5 pares en ARG, 7 pares en ROU 3 fechas de muestreo 0.6 c 0.4 b 0.2 a past. forest. past. forest. Farley, Pineiro, Jobbagy, Palmer & Jackson – en preparacion cordoba lavalleja

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

Es posible mantener algunas de las funciones ecologicas y productivas eucalip. 2000 6000 10000 14000 18000 Kg MS/ Ha / año alamos past. 22000 Pampa Deprimida Populus deltoides (23 años) menor acidificacion menor salinizacion aumento C3, disminucion C4 forestacion + ”verdeo invernal”? Clavijo et al. – 2005. Rangeland Ecology Management Nordenstahl – 2005. Tesis FAUBA Es posible mantener algunas de las funciones ecologicas y productivas del pastizal cuando se introduce forestacion? Hipotesis ”deciduas” pasto hojas fustes 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Verano Otoño Invierno Primavera Kg MS/ Ha / trimestre alamos past.

Forestación ¿Porqué en los pastizales? (oportunidades I) Balance hídrico (costos I) Redistribución de nutrientes (costos II) Modelos alternativos de forestación (oportunidades II)

Algunas certezas y sugerencias H2O: Mayor uso de agua, menor rendimiento hidrico 1 - Focos reducidos muy cubiertos o focos amplios mas dispersos? bajas densidades – deciduas? 2 - Efectos hidrologicos opuestos de agricultura y forestacion. Podemos aprender a combinarlas? Ca & pH: Mayor consumo y ciclado de Ca, caidas localizadas de pH 3. Atencion a nutrientes poco considerados en agriculutra, manejo del ciclo biogeoquimico 4. Reciclado de corteza, de cenizas… 5. Pinos vs. Eucaliptus … Salinizacion: llanura, napa accesible, balance <+200 mm -> sales en suelo y napa 6. Tolerancia a la salinidad como arma de doble filo 7. Rotacion, periodos de recarga y lavado / especies deciduas

Resultados 2001-2006 UBA , UNSL , UDELAR , DUKE Univ Gervasio Piñeiro, Marcelo Nosetto, Jose Paruelo, Rob Jackson, Kathleen Farley, Sheila Palmer, Pilar Clavijo, Marisa Nordenstahl, Pedro Gundel, Vic Engel, Carlos DiBella, Martin Garbulsky, Mercedes Vasallo, Veronica Sarli, Alice Altesor, Patricia Cornaglia Inter American Institute for Global Change (SGP 004, CRN 2031) Fundacion Antorchas CONICET