Influencia del cambio de uso del suelo sobre las reservas de carbono orgánico en el Parque Natural Regional Cortadera, Boyacá (Colombia)

Abstract

Los páramos almacenan grandes reservas de carbono orgánico en el suelo (COS), influenciados por las condiciones climáticas y biogeoquímicas, propias del ecosistema; sin embargo, su progresiva conversión hacia cultivos, ganadería o minería incide directamente en las reservas de COS. Con el fin de determinar el efecto que ejerce el cambio de uso de suelo sobre la variabilidad de las reservas de COS, se realizó un monitoreo de COS entre 2013, 2018 y 2020, en el Parque Natural Regional Cortadera. Se estudiaron parcelas permanentes de muestreo (PPM), ubicadas bajo tres diferentes usos del suelo: conservado, en recuperación e intervenido. Se analizaron muestras de carbono orgánico y densidad aparente, a dos profundidades (0-15 cm y 15-30 cm). Se encontró que la PPM en escenario conservado presentó los contenidos más altos de COS, con valores de 290,37; 199,22 y 257,5 tC ha-1, para cada uno de los años en estudio; seguido por la PPM en recuperación, que evidenció valores de COS 215,3 tC ha-1, en el 2020, en contraste con la PPM intervenida, que presentó contenidos mínimos de 15,50; 34,01 y 88,06 tC ha-1. Se observó que los mayores contenidos de COS se encuentran a la profundidad de 15 a 30 cm. Dichos aspectos, resaltan la importancia de avanzar en acciones enfocadas a la protección de ecosistemas estratégicos, considerando las constantes amenazas relacionadas con la transformación del paisaje y, con ello, la posibilidad de proveer funciones y servicios asociados a la captura de carbono y la regulación climática.

Full text

http://doi.org/10.31910/rudca.v25.n2.2022.1846
Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica
Julio-Diciembre 2022-Volumen 25 No. 2:e1846
ISSN: 2019-2551 en línea
ISSN: 0123-4226 impreso Artículo Cientíco
Inuencia del cambio de uso del suelo sobre las reservas de carbono
orgánico en el Parque Natural Regional Cortadera, Boyacá (Colombia)
Inuence of land use change on soil organic carbon stocks in the Parque
Natural Regional Cortadera, Boyacá (Colombia)
Ingrid Walteros-Torres1* ; Sofía Palacios-Pacheco1; German Eduardo Cely2; Pablo Antonio Serrano2; Diego Moreno-Pérez1
1Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC, Grupo de Investigación en Desarrollo y Producción Agraria Sostenible, GIPSO.
Tunja - Boyacá, Colombia; e-mail: ingrid.walteros@uptc.edu.co; laurasoa.palacios@uptc.edu.co; diego.morenoperez@uptc.edu.co
2Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, UPTC. Tunja - Boyacá, Colombia; e-mail: german.cely@uptc.edu.co; pablo.serrano@
uptc.edu.co
*autor de correspondencia: ingrid.walteros@uptc.edu.co
Cómo citar: Walteros-Torres, I.; Palacios-Pacheco, S.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; Moreno-Pérez, D. 2022. Inuencia del cambio de uso del
suelo sobre las reservas de carbono orgánico en el Parque Natural Regional Cortadera, Boyacá (Colombia). Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient.
25(2):e1846. http://doi.org/10.31910/rudca.v25.n2.2022.1846
Artículo de acceso abierto publicado por Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Cientíca, bajo una Licencia Creative Commons CC
BY-NC 4.0
Publicación ocial de la Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales U.D.C.A, Institución de Educación Superior Acreditada de Alta
Calidad por el Ministerio de Educación Nacional.
Recibido: abril 13 de 2020 Aceptado: julio 21 de 2022 Editado por: Helber Adrián Arévalo Maldonado
RESUMEN
Los páramos almacenan grandes reservas de carbono orgánico
en el suelo (COS), influenciados por las condiciones climáticas y
biogeoquímicas, propias del ecosistema; sin embargo, su progresiva
conversión hacia cultivos, ganadería o minería incide directamente
en las reservas de COS. Con el fin de determinar el efecto que ejerce
el cambio de uso de suelo sobre la variabilidad de las reservas de
COS, se realizó un monitoreo de COS entre 2013, 2018 y 2020,
en el Parque Natural Regional Cortadera. Se estudiaron parcelas
permanentes de muestreo (PPM), ubicadas bajo tres diferentes
usos del suelo: conservado, en recuperación e intervenido. Se
analizaron muestras de carbono orgánico y densidad aparente, a
dos profundidades (0-15 cm y 15-30 cm). Se encontró que la PPM
en escenario conservado presentó los contenidos más altos de COS,
con valores de 290,37; 199,22 y 257,5 tC ha-1, para cada uno de los
años en estudio; seguido por la PPM en recuperación, que evidenció
valores de COS 215,3 tC ha-1, en el 2020, en contraste con la PPM
intervenida, que presentó contenidos mínimos de 15,50; 34,01
y 88,06 tC ha-1. Se observó que los mayores contenidos de COS
se encuentran a la profundidad de 15 a 30 cm. Dichos aspectos,
resaltan la importancia de avanzar en acciones enfocadas a la
protección de ecosistemas estratégicos, considerando las constantes
amenazas relacionadas con la transformación del paisaje y, con ello,
la posibilidad de proveer funciones y servicios asociados a la captura
de carbono y la regulación climática.
Palabras clave: Cambio de uso del suelo; Carbono orgánico;
Páramo; Monitoreo ambiental; Servicios ecosistémicos.
ABSTRACT
e paramos accumulate high stocks of soil organic carbon (SOC),
influenced by the climatic and biogeochemical conditions of the
ecosystem. However, their progressive conversion to crops, livestock,
or mining has a direct impact on the SOC stocks. To determine
the effect of land use change on the variability of SOC stocks,
monitoring of SOC content was conducted between the years
2013, 2018, and 2020 in the Parque Natural Regional Cortadera.
Permanent sampling plots (PPS) located under three different land
uses were studied: conserved, recovering, and intervened. To do so,
samples of soil organic carbon and bulk density at two depths were

2Walteros-Torres, I.; Palacios-Pacheco, S.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; Moreno-Pérez, D.: carbono en ecosistemas de páramo
analyzed (0-15 cm and 15-30 cm). e conserved PPS showed the
highest SOC contents, with maximum values of 290.37; 199.22,
and 257.5 tC ha-1 for each of the years under study; follow by the
recovery PPM that presented COS values of 215.3 tC ha-1 in 2020,
in contrast to the intervened PSP that showed minimum contents
of 15.50; 34.01 and 88.06 tC ha-1. Furthermore, the highest SOC
contents were found at 15-30 cm depth. ese factors emphasize
the importance of carrying out actions focused on protecting
strategic ecosystems such as paramos, taking into account the
continuous threats related to the transformation of the landscape
and, consequently, the possibility of providing ecosystem functions
and services related to carbon capture and climate regulation.
Keywords: Ecosystem services; Environmental Monitoring; Land
use change; Organic carbon; Paramo.
INTRODUCCIÓN
Los suelos son uno de los recursos claves para la mitigación y la
adaptación al cambio climático, ya que constituyen el principal
almacén de carbono en ecosistemas terrestres (FAO, 2020) y
hacen parte de las cuatro mayores reservas de carbono, además de
la atmósfera, los océanos, las existencias de combustibles fósiles y
los ecosistemas terrestres (vegetación y suelos) (Castañeda-Martín
& Montes-Pulido, 2017); sin embargo, este recurso puede actuar
como fuente o sumidero de gases de efecto invernadero (GEI),
dependiendo de su uso y manejo (IGAC, 2018). Se estima que el
carbono orgánico del suelo (COS) constituye, aproximadamente,
dos tercios de la reserva de carbono del ecosistema terrestre (Zhang
et al. 2018).
El suelo almacena tres veces más carbono que la biomasa aérea y
es un sumidero de carbono relativamente estable, en especial, en
el perfil más profundo (Masciandaro et al. 2018); no obstante,
estos almacenes son susceptibles a las interferencias humanas,
principalmente, a actividades que cambia el uso o la cobertura
de la tierra (IPCC, 2020). Se cree que, en todo el mundo, las
conversiones de bosques primarios a tierras agrícolas están agotando
el COS, mientras que la forestación se considera un medio para
restaurar estos almacenes (Stockmann et al. 2013), donde el tipo
de vegetación influye fuertemente en las propiedades del suelo
(Sylvester et al. 2017).
En los ecosistemas naturales, las tasas de formación y la
descomposición de carbono orgánico del suelo (COS), se mantienen
en equilibrio constante (Cerri et al. 2007), contrario a lo que ocurre
en agroecosistemas, donde las prácticas de uso y manejo pueden
alterar los ingresos de materia orgánica (MO), influyendo en la
capacidad de captura de carbono (Caviglia et al. 2016).
De acuerdo con la IPCC (2020), entre el 2007 y 2016, las
actividades relativas a la agricultura, silvicultura y otros usos de la
tierra, representaron alrededor del 13 % de las emisiones de CO2,
el 44 % de las de metano (CH4) y el 81 % de las de óxido nitroso
(N2O), procedentes de las actividades humanas, a nivel mundial, lo
que representa el 23 % del total de emisiones antropógenas netas
de GEI. La preocupación por el aumento acelerado de GEI, por
causa de actividades antrópicas, es cada vez más evidente, ya que se
constituye como la principal causa del calentamiento global (Salvo
& Bayer, 2014).
Como se indicó, los suelos son el mayor almacén terrestre de
carbono, a nivel global y, por tanto, tienen una influencia directa
en la concentración de CO₂ en la atmósfera (IDEAM et al. 2017).
Los modelos globales estiman emisiones netas de CO2 de 5,2 ± 2,6
GtCO2 año-1, procedentes del uso y el cambio de uso del suelo,
durante el periodo comprendido entre 2007-2016. Esas emisiones
netas se deben, principalmente, a la deforestación y a emisiones
y remociones procedentes de otras actividades del uso del suelo
(IPCC, 2020).
Según la Tercera Comunicación Nacional de Cambio Climático
del IDEAM et al. (2017), en Colombia, los territorios presentan
vulnerabilidades preexistentes que se pueden ver exacerbadas, por
causa del cambio climático. Lo anterior condiciona la sostenibilidad
de ecosistemas estratégicos, como los páramos, afectando los
servicios ecosistémicos que brindan para el bienestar humano,
como la regulación y provisión de agua, el almacenamiento de
carbono y la biodiversidad (Cárdenas & Tobón, 2017).
Los suelos de páramo tienen la capacidad de acumular grandes
cantidades de carbono (Castañeda-Martín & Montes-Pulido,
2017), debido a las bajas tasas de mineralización y una gran
acumulación de materia orgánica, que se da gracias a las bajas
temperaturas, especialmente, durante la noche y a las condiciones
edáficas, como los altos contenidos de humedad (Curiel Yuste et
al. 2017); sin embargo, la capacidad del páramo para mantener
los altos niveles de carbono en el suelo se ve amenazada, por el
cambio de uso de la tierra de pastizales y matorrales a usos agrícolas
y a los efectos del cambio climático (ompson et al. 2021).
Estas actividades están exponiendo el suelo a condiciones de
degradación, fundamentalmente, por la compactación, la erosión y
el cambio de los almacenes de carbono (Lis-Gutiérrez et al. 2019);
de esta manera, dichas características pueden convertirlo, tanto en
sumidero como en fuente neta CO2 a la atmósfera.
En este sentido, es fundamental mejorar el conocimiento sobre
el papel del páramo como sumidero de carbono, además de
entender la influencia que ejerce el cambio de uso del suelo, sobre
dichos almacenes. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio
fue realizar un monitoreo del contenido de carbono orgánico en
suelos del Parque Natural Regional Cortadera, a partir de una
línea base establecida en el 2013 (Forero Ulloa et al. 2015) y
una fase de monitoreo en 2018 y 2020. Para ello, se estudiaron
Parcelas Permanentes de Muestreo (PPM), bajo tres usos de suelo:
conservado, en recuperación e intervenido, permitiendo identificar
las principales dinámicas de uso del suelo que condicionan el COS
almacenado y, así, avanzar hacia una agenda de investigación, que
integre medidas de gestión para la sostenibilidad de los ecosistemas
de páramo y, con ello, la preservación de los diversos servicios
ecosistémicos que brindan, para el bienestar humano.

3
Figura 1. Mapa de ubicación de las parcelas permanentes de muestreo PPM dentro del complejo Tota-Bijagual-Mamapacha, Parque
Natural Regional Cortadera, Boyacá-Colombia.
Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient. 25(2):e1846. Julio-Diciembre, 2022
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio. El estudio, se llevó a cabo en el páramo La
Cortadera, en el complejo Tota-Bijagual-Mamapacha, ubicado
entre los 3.100 y 3.970 m s.n.m. (Morales Rivas et al. 2007), en el
departamento de Boyacá, Colombia (Figura 1).
Se usó un diseño experimental estratificado al azar y, con base en
estudios de levantamiento de suelos y coberturas para la zona, se
identificaron tres escenarios de muestreo, de acuerdo con el uso del
suelo: conservado, el cual, presenta vegetación de páramo (Vp); en
recuperación, que presenta una vegetación herbácea muy rala sobre
afloramientos rocosos (Pe) e intervenido, con cultivos transitorios
1
Figura 1. Mapa de ubicación de las parcelas permanentes de muestreo PPM dentro del
complejo Tota-Bijagual-Mamapacha, Parque Natural Regional Cortadera, Boyacá-
Colombia.
(Forero Ulloa et al. 2015). En cada uno de estos, se establecieron
parcelas permanentes de muestreo (PPM), de un metro de ancho
por un metro de largo, debido a que proveen datos reales y
fácilmente verificables (MacDicken, 1997).
Muestreo de suelos. Se realizaron tres muestreos de suelo: el primero,
en el 2013 (Forero Ulloa et al. 2015), con el objetivo de establecer la
línea base del COS; el segundo, en el 2018 y, el tercero, en el 2020,
para conocer la dinámica del carbono, teniendo en cuenta variables
temporales y de cambio de uso del suelo (monitoreo). En cada PPM,
se hicieron cajuelas de 50 cm de ancho por 50 cm de largo y 50 cm de
profundo, con el fin de tomar muestras para carbono orgánico (CO)
y densidad aparente (ρb) (Figura 2). La periodicidad del monitoreo,
se definió según las condiciones de uso del suelo al momento de
realizar el primer muestreo; de esta manera y teniendo en cuenta
que la parcela ubicada en el uso “en recuperación” se encontraba
en procesos de restauración asistida, se optó por realizar el siguiente
muestreo cinco años después, con el objetivo de observar la dinámica
del COS, frente a un proceso de restauración, considerando que
en un proceso de restauración están involucrados diversos aspectos
ecológicos, económicos y sociales, que convergen en un momento y
un espacio definido (MADS, 2015). Luego del segundo muestreo y
considerando la evolución del área de muestreo frente al proceso de
restauración, se definió un lapso de dos años, para realizar el tercer
muestreo y, de esa manera, llevar a cabo el proceso de monitoreo.
Para CO se tomaron muestras separadas, a las profundidades de
0-15 y 15-30 cm. Las muestras obtenidas en cada uno de los tres
puntos se mezclaron, para obtener una muestra compuesta para
cada una de las dos profundidades; posteriormente, fueron llevadas a
laboratorio, para su determinación por el método de Walkley-Black
(oxidación húmeda). Respecto a la ρb, se utilizaron cilindros de
volumen conocido, tomando una muestra por cada PPM para cada
profundidad.

4Walteros-Torres, I.; Palacios-Pacheco, S.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; Moreno-Pérez, D.: carbono en ecosistemas de páramo
Carbono orgánico del suelo. Para la determinación del COS,
se utilizó la ecuación propuesta por Calderón et al. (2013), para
monitoreo de contenidos y flujos de carbono, en gradientes
altitudinales altoandinos, la cual, se describe en la ecuación 1.
COS=[CO]*ρb*h ecuación 1
Donde, COS es el contenido de carbono orgánico del suelo (tC
ha-1), CO es la concentración de carbono orgánico de suelo (%), ρb
es la densidad aparente (g cm-3) y h es la profundidad, a la cual, se
tomó la muestra (cm).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Contenidos de carbono orgánico del suelo. La PPM en suelo
conservado presentó los valores más altos de COS, con 290,37
tC ha-1, para el 2013, seguido por la PPM recuperación, para el
2020 (117,4 tC ha-1) y para el 2013, con 106,35 tC ha-1, para la
profundidad de 0-15 cm (Figura 3a). Al respecto ompson et al.
(2021) mencionan que el páramo andino se destaca por su alto
almacenamiento de carbono en el suelo y su contribución a los
servicios ecosistémicos. Los resultados la investigación contrastan
con los de Zúñiga-Escobar et al. (2013), quienes reportan un cálculo
de COS en ecosistemas no intervenidos de alta montaña, de 520,9
t ha-1, en páramo y 323,6 t ha-1, en bosque alto andino del parque
nacional natural Chingaza, en el departamento de Cundinamarca
y, a su vez, de 373,0 t ha-1, en páramo y 254,6 t ha-1, en bosque alto
andino del Parque Nacional Natural Los Nevados, ubicado en el
departamento del Tolima. Estos resultados, se deben a la afirmación
de Castañeda-Martín & Montes-Pulido (2017), quienes agregan que
los COS dependen de la vegetación natural, donde la protección de
la superficie del suelo es determinada por el tipo de cobertura vegetal,
por ejemplo, cuando se cuenta con densas coberturas generadas por
plantas briofitas y especies arbustivas, las cuales aíslan el suelo de
la precipitación e incidencia directa de la radiación solar se puede
presentar una mayor cantidad de carbono orgánico, debido a que hay
una menor descomposición de la materia orgánica (Zimmermann et
al. 2010).
Los contenidos de COS en la PPM, bajo uso intervenido, para el
2013 y 2018, presentaron valores muy bajos, con 15,50 y 34,01 tC
ha-1, respectivamente, si se comparan con los datos de Zúñiga-Escobar
et al. (2013), quienes reportaron en zonas intervenidas de páramo,
valores de 135,1 tC ha-1. Resultados similares fueron encontrados por
Daza Torres et al. (2014), quienes realizaron estudios del contenido
de carbono sobre suelos, con cuatro usos diferentes, en el páramo de
Sumapaz y determinaron que los suelos con agricultura intensiva y
lotes en descanso revelaban los valores más bajos de carbono orgánico.
Esto, se debe a que, probablemente, la eliminación de la vegetación
natural y la alteración del suelo y su transformación hacia actividades,
como la agricultura y ganadería, aceleran los procesos de oxidación
de la materia orgánica, imposibilitando o disminuyendo la fijación de
carbono en el suelo (Don et al. 2011). La capacidad del páramo para
mantener altos niveles de carbono en el suelo se ve amenazada, por el
cambio de uso de la tierra de pastizales y matorrales a usos agrícolas
(ompson et al. 2021).
2
Figura 2. Diseño de toma de muestras para carbono orgánico (CO) y densidad aparente
(ρb), de acuerdo con Rügnitz et al. (2009).
Figura 2. Diseño de toma de muestras para carbono orgánico (CO) y densidad aparente (ρb), de acuerdo con Rügnitz et al. (2009).

5
Para el 2013, que corresponde a la línea base, los contenidos más
altos de COS para cada una de las parcelas, se registraron en la
profundidad de 0-15 cm (Figura 3), que concuerda con lo descrito
por Carvajal et al. (2009), quienes indican que, a medida que
aumenta la profundidad del suelo, se disminuye la acumulación
de COS; no obstante, en el monitoreo llevado a cabo en el 2018
y 2020, a pesar de presentarse la misma tendencia, que indica que
los contenidos más altos se encuentran en suelos conservados, con
valores de 199,22 y 257,6 tC ha-1, hay una variación influenciada
por la profundidad, a la cual, fueron tomadas las muestras,
es decir, de 15-30 cm (Figura 3b). Estos datos, se relacionan
con la información reportada por Olson & Al-Kaisi (2015),
Figura 3. Contenido de carbono orgánico en el suelo COS en t ha-1 en las parcelas permanentes de muestreo conservado, en recuperación
e intervenido. a) Contenido de COS en la profundidad de 0-15 cm; b) Contenido de COS en la profundidad de 15-30 cm.
3
Figura 3. Contenido de carbono orgánico en el suelo COS en t ha-1 en las parcelas
permanentes de muestreo conservado, en recuperación e intervenido. a) Contenido de
COS en la profundidad de 0-15 cm; b) Contenido de COS en la profundidad de 15-30 cm.

6Walteros-Torres, I.; Palacios-Pacheco, S.; Cely, G.E.; Serrano, P.A.; Moreno-Pérez, D.: carbono en ecosistemas de páramo
donde observaron un aumento en los valores de COS a mayor
profundidad de muestreo. De igual forma, en una investigación
realizada en Ecuador, sobre la eficiencia de la implementación de
un programa de pago por servicios ambientales (PSA), sobre las
reservas de carbono, los autores resaltan el alto potencial del suelo
de páramo, como sumidero, entre 206,1 y 548,6 tC ha-1, siendo
representativas profundidades de muestreo hasta un máximo 60 cm
(Bremer et al. 2016).
En general, los valores de COS obtenidos en el Parque Natural
Regional Cortadera concuerdan con los reportados por Gutiérrez et
al. (2020), en donde los valores oscilaron entre 22 y 338 t ha-1, con
promedio de 164 t ha-1, en páramos de Colombia y, específicamente
para Boyacá, los valores máximos de COS fueron de 289.07 t ha-1,
mínimos de 64.79 t ha-1 y un promedio de 161.4 t ha-1 (Gutiérrez et
al. 2020). Asimismo, son altos, comparados con los reportados por
Fernández-Pérez et al. (2019), en el páramo de Rabanal, en Boyacá,
con valores entre 46,7 y 106 tC ha-1, para las profundidades de 0-15
y de 15-30 cm, respectivamente y con los obtenidos por Visconti &
De Paz (2017), en España, en donde encontraron valores promedio
de 50,48 a 66,56 tC ha-1.
Variación temporal de COS. Respecto a la variación temporal de
los contenidos de COS, entre el 2013-2018-2020, como se observa
en la tabla 1, se presenta un marcado descenso de los valores de
COS en la PPM conservada. En este punto, se destaca el papel
de la densidad aparente (ρb), como factor multiplicador, pues tal
como se presenta en la tabla 1, la ρb, para el uso conservado en el
2013, alcanza valores de 1,39 g cm-3, difiriendo de lo hallado, bajo
el mismo escenario, en 2018, con una ρb de 0,41 g cm-3 y 0,33 cm-
3, para el 2020, en la misma profundidad. La densidad aparente en
otros suelos de páramos conservados, se reporta con valores entre
0,62 a 0,8 g cm-3 (Estupiñan et al. 2009; Zúñiga-Escobar et al. 2013;
Daza Torres et al. 2014). Daza Torres et al. (2014) mencionan que
la baja densidad aparente de estos suelos se da por sus características
orgánicas, alta porosidad y la gran cantidad de especies vegetales y
sus sistemas radiculares en los primeros centímetros del suelo, lo
que les confiere gran capacidad de almacenamiento de agua.
4
Tabla 1. Descripción de la variación de valores de carbono orgánico CO (%), densidad
aparente ρb(g cm-3)ycarbono orgánico en el suelo COS (tC ha-1), en las dos profundidades
de estudio (0-15 y 15-30 cm) y para 2013, 2018 y 2020.
PPM conservada
CO (%) ρb (g cm-3) COS (t C ha-1)
Años/
profundidad
2013 2018 2020 2013 2018 2020 2013 2018 2020
0-15 cm
13,96
10,41
16,15
1,39
0,41
0,33
290,37
64,32
79,94
15-30 cm
11,63
10,62
13,21
0,53
0,63
0,65
185,51
199,22
257,6
PPM en recuperación
0-15 cm
6,58
4,55
6,69
1,08
0,95
1,17
106,35
65,00
117,4
15-30 cm
3,32
3,37
6,24
0,55
0,90
1,15
55,10
91,34
215,3
PPM intervenida
0-15 cm
0,93
2,34
5,7
1,11
0,97
1,03
15,50
34,01
88,06
15-30 cm
0,46
2,18
4,68
1,35
0,97
1,00
18,60
63,46
140,4
Tabla 1. Descripción de la variación de valores de carbono orgánico CO (%), densidad aparente ρb (g cm-3) y carbono orgánico en el
suelo COS (tC ha-1), en las dos profundidades de estudio (0-15 y 15-30 cm) y para 2013, 2018 y 2020.
Por su parte, Quichimbo et al. (2012) afirman que la materia
orgánica presente en el suelo influye directamente sobre propiedades
físicas, como la estructura, lo que se traduciría en valores más
bajos de densidad aparente en suelos en conservación y, con ello,
mayor capacidad de mantener las funciones ecológicas del páramo
y brindar servicios ecosistémicos, como la regulación hídrica y la
captura de carbono.
Al comparar las concentraciones de carbono orgánico del suelo
(%CO) en el PPM conservado (Tabla 1), se observaron diferencias
significativas entre los años y en ambas profundidades; esto permite
concluir, que es importante incluir estudios enfocados a corregir la
ecuación para la determinación de COS, siendo un factor crucial
para adelantar este tipo de análisis, ya que permitirá establecer,
de manera más adecuada, valores reales y verificables, para cada
tipo de uso del suelo. Cabe resaltar que, en algunas ocasiones, no
siendo este el caso, se ha evidenciado que la ρb es determinante a
la hora de realizar la comparación entre un uso intervenido y otro
conservado, lo cual, puede llegar a distorsionar los cálculos de las
reservas de COS. Por su parte Ellert & Bettany (1995) mencionan
que las evaluaciones de los cambios inducidos por el manejo en las
cantidades de carbono y de otros elementos almacenados en los
suelos, son influenciadas por el método utilizado para calcular la
concentración del elemento. Las estimaciones convencionales de
masas de elementos en horizontes genéticos o profundidades de
muestreo fijas (calculado como el producto de la concentración, la
densidad aparente y el espesor) resultan en comparaciones desiguales
e injustificadas, porque el muestreo de suelo y la identificación de la
formación de horizontes en el campo pueden ser indicadores poco
fiables de la redistribución del mismo.
De manera general, cada una de las PPM, en la fase monitoreo,
presentó una tendencia similar frente a la línea base, manteniéndose
valores elevados de COS en ecosistemas en estado de conservación
y decreciendo en áreas de páramos, que tienen algún grado de
intervención, en este caso, agricultura; sin embargo, si se analiza
la parcela bajo un uso intervenido en conjunto (0-15 cm y 15-
30 cm), para los tres periodos de estudio, se encuentra que,

7
independientemente de la densidad aparente, la cual, se presentó
como constante, este uso fue el único que tuvo un aumento respecto
a la línea base (Tabla 1). Patiño et al. (2021) afirman que el pastoreo
compacta el suelo y aumenta la densidad aparente, reduciendo la
infiltración y la capacidad de retención de agua. La agricultura
aumenta la macroporosidad y promueve la pérdida de nutrientes y
materia orgánica del suelo. Por último, la forestación con especies
exóticas, por ejemplo, con pinos o eucaliptos, disminuye la materia
orgánica del suelo y la capacidad de retención de agua, al cambiar
la estructura del suelo.
El almacenamiento de COS se ve afectado directa o indirectamente
por los humanos, los cambios en el uso de la tierra, la erosión del
suelo, el cambio climático, las comunidades de microbios y sus
actividades y las propiedades fisicoquímicas del suelo (Zhu et al.
2021). En este sentido, la dinámica del cambio de uso y manejo
del suelo aparece como un factor determinante en escenarios de
calentamiento global, puesto que el suelo “puede ser una espada
de doble filo” como sumidero, a través del almacenamiento de
grandes cantidades de carbono orgánico (COS) (De Souza Barros,
2013) y como fuente neta de GEI, debido al desarrollo de prácticas
insostenibles de manejo y la mineralización acelerada del COS
(De Souza Barros, 2013). Como indica ompson et al. (2021), el
páramo andino se destaca por su alto almacenamiento de carbono
en el suelo y su contribución a los servicios ecosistémicos; sin
embargo, la capacidad del páramo para mantener altos niveles de
carbono en el suelo, se ve amenazada por el cambio de uso de la
tierra de pastizales y matorrales a usos agrícolas.
Respecto a la influencia de la profundidad de muestreo, se encontró
que, en la mayoría de PPM evaluadas, sin importar la condición de
uso del suelo, los contenidos de COS tienden a aumentar, a partir de
los 15 cm. Estos resultados, se validan con información presentada
por Olson & Al-Kaisi (2015), y Cunalata et al. (2013), quienes
indican que a dicha profundidad los procesos de humificación en
el suelo tienden a ser más estables; sin embargo, contrastan con
lo reportado por Padbhushan et al. (2022), quien afirman que los
cambios en las reservas y las propiedades de carbono del suelo, son
más pronunciados en los suelos superficiales (0-15 cm) que en los
suelos subterráneos (15-30 cm y 30-45 cm).
Con relación a la frecuencia del monitoreo, Calderón et al. (2013)
proponen cuantificar los reservorios de carbono de un ecosistema
cada dos años, pudiendo variar, dependiendo de los intereses
científicos y de los recursos económicos disponibles. Además,
González-Molina et al. (2008) mencionan que, al momento de
determinar el cambio temporal del carbono en suelos, se deben
considerar las laderas y con miras a disminuir errores, se recomienda
estandarizar procesos en laboratorio; además, es recomendable
tener un banco de datos del suelo del primer muestreo, con el fin de
realizar los mismos procesos metodológicos con el nuevo muestreo.
Agradecimientos. Extendemos nuestros agradecimientos a los
coinvestigadores de la Universidad de La Salle, especialmente, a los
docentes vinculados a la escuela de Ingeniería Ambiental y Sanitaria.
De igual forma, a los demás integrantes del grupo de investigación
GIPSO de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia,
quienes contribuyeron en esta investigación. Conflicto de intereses:
El manuscrito fue preparado y revisado con la participación de los
autores, quienes declaran no tener algún conflicto de interés que
coloquen en riesgo la validez de los resultados aquí presentados.
Financiación: Proporcionada por Minciencias, la Gobernación de
Boyacá dentro de la convocatoria de Boyacá Bio y Corpoboyacá.
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