Vol. 27 Núm. 2 (2021): Verano 2021
Artículos Científicos

Respiración del suelo en un bosque templado de México y su relación con el carbono orgánico

Yadihra Cruz-Sánchez
Universidad Autónoma Chapingo
Biografía
Leticia C. López-Teloxa
Universidad Autónoma Chapingo
Biografía
Jesús D. Gómez Diaz
Universidad Autónoma Chapingo
Biografía
Alejandro I. Monterroso-Rivas
Universidad Autónoma Chapingo
Biografía

Publicado 2021-12-22

Palabras clave

  • bosque de pino,
  • bosque de oyamel,
  • CO2,
  • emisiones forestales,
  • suelos forestales
  • pine forest,
  • fir forest,
  • CO2,
  • forest emissions,
  • forest soils

Cómo citar

Cruz-Sánchez, Y., López-Teloxa, L. C., Gómez Diaz, J. D., & Monterroso-Rivas, A. I. (2021). Respiración del suelo en un bosque templado de México y su relación con el carbono orgánico. Madera Y Bosques, 27(2). https://doi.org/10.21829/myb.2021.2722153

Métrica

Resumen

Los ecosistemas forestales desempeñan un papel importante en el ciclo global del carbono disminuyendo el efecto invernadero a través de su captura y fijación. Diversos autores han estudiado la interacción entre carbono orgánico y respiración del suelo, pero es importante aumentar la información en ecosistemas templados. Los objetivos del presente trabajo fueron analizar la variación espaciotemporal de la respiración y el carbono orgánico del suelo, así como la influencia de factores ambientales sobre la respiración del suelo en un bosque templado de México. Se obtuvieron datos de carbono orgánico del suelo para cuatro rodales, determinados por tipo de vegetación y tres profundidades, mediante un analizador de carbono orgánico. La respiración del suelo se muestreó con un analizador de gases infrarrojo en cuatro rodales y cuatro temporadas (mayo de 2019 - enero de 2020). Se tomaron datos de temperatura y humedad del suelo e información de dos estaciones meteorológicas ubicadas dentro del área de estudio. El carbono orgánico del suelo varió de 163.09 Mg ha-1 a 207.45 Mg ha-1 almacenando más carbono en rodales de masas mixtas. La respiración del suelo fluctuó entre 39.27 Mg ha-1 año-1 y 67.96 Mg ha-1 año-1 con mayores cantidades emitidas en rodales de masas puras. El carbono orgánico del suelo presentó una correlación negativa con la respiración del suelo. Los cambios en la respiración del suelo sugieren una fuerte dependencia al escenario ambiental debido a una interacción del clima y tipo de vegetación, dependiendo de las características propias de la época del año y del rodal.

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Citas

  1. Acosta, M., Darenova, E., Krupková, L., & Pavelka, M. (2018). Seasonal and inter-annual variability of soil CO2 efflux in a Norway spruce forest over an eight-year study. Agricultural and Forest Meteorology, 256-257(March), 93-103. doi: 10.1016/j.agrformet.2018.03.005 DOI: https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2018.03.005
  2. Acosta Mireles, M., Carrillo Anzures, F., Delgado, D., & Velasco Bautista, E. (2014). Establecimiento de parcelas permanentes para evaluar impactos del cambio climático en el Parque Nacional Izta-Popo. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 5(26), 06-29. DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v5i26.287
  3. Adachi, M., Ito, A., Yonemura, S., & Takeuchi, W. (2017). Estimation of global soil respiration by accounting for land-use changes derived from remote sensing data. Journal of Environmental Management, 200(September), 97-104. doi: 10.1016/j.jenvman.2017.05.076 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.05.076
  4. Anderson-Teixeira, K. J., Wang, M. M. H., McGarvey, J. C., Herrmann, V., Tepley, A. J., Bond-Lamberty, B., & LeBauer, D. S. (2018). ForC: a global database of forest carbon stocks and fluxes. Ecology, Ecological Society of America, 99(6), 1507. doi: 10.1002/ecy.2229 DOI: https://doi.org/10.1002/ecy.2229
  5. Barba, J., Lloret, F., Poyatos, R., Molowny-Horas, R., & Curiel Yuste, J. (2018). Multi-temporal influence of vegetation on soil respiration in a drought-affected forest. IForest-Biogeosciences and Forestry, 11(2), 189-198. doi: 10.3832/ifor2448-011 DOI: https://doi.org/10.3832/ifor2448-011
  6. Barnard, R. L., Blazewicz, S. J., & Firestone, M. K. (2020). Rewetting of soil: revisiting the origin of soil CO2 emissions. Soil Biology and Biochemistry, 147, 107819. doi: 10.1016/j.soilbio.2020.107819 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107819
  7. Brændholt, A., Steenberg Larsen, K., Ibrom, A., & Pilegaard, K. (2017). Overestimation of closed-chamber soil CO2 effluxes at low atmospheric turbulence. Biogeosciences, 14(6), 1603-1616. doi: 10.5194/bg-14-1603-2017 DOI: https://doi.org/10.5194/bg-14-1603-2017
  8. Campos C., A. (2014). Trends in soil respiration on the eastern slope of the Cofre de Perote Volcano (Mexico): Environmental contributions. CATENA, 114, 59-66. doi: 10.1016/j.catena.2013.10.010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2013.10.010
  9. Chávez-Salcedo, L. F., Queijeiro-Bolaños, M. E., López-Gómez, V., Cano-Santana, Z., Mejía-Recamier, B. E., & Mojica-Guzmán, A. (2018). Contrasting arthropod communities associated with dwarf mistletoes Arceuthobium globosum and A. vaginatum and their host Pinus hartwegii. Journal of Forestry Research, 29(5), 1351-1364. doi: 10.1007/s11676-017-0544-y DOI: https://doi.org/10.1007/s11676-017-0544-y
  10. Chen, Z., Xu, Y., Fan, J., Yu, H., & Ding, W. (2017). Soil autotrophic and heterotrophic respiration in response to different N fertilization and environmental conditions from a cropland in Northeast China. Soil Biology and Biochemistry, 110, 103-115. doi: 10.1016/j.soilbio.2017.03.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.03.011
  11. Costa, E. N. D. da, Landim de Souza, M. F., Lima Marrocos, P. C., Lobão, D., & Lopes da Silva, D. M. (2018). Soil organic matter and CO2 fluxes in small tropical watersheds under forest and cacao agroforestry. PLOS ONE, 13(7), 1-22. doi: 10.1371/journal.pone.0200550 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200550
  12. Covaleda, S., Prat, C., Garcia-Oliva, F., Etchevers, J. D., Gallardo, J. F., & Paz, F. (2009). Flujos de CO2 edáfico en un transecto de bosques de pino-encino afectados por actividad antropica en la microcuenca de Atecuaro (Michoacan, Mejico). En J. F. Gallardo Lancho (coord.) & J. Campos Alves, M. E. Conti (Eds.)., Emisiones de gases con efecto invernadero en ecosistemas iberoamericanos (310 pp.). Salamanca, España: Red Iberoamericana de Física y Quimica Ambiental-Sociedad Iberoamiercana de física y química ambiental. Salamanque: SIFYQA.
  13. Cruz-Flores, G., & Etchevers-Barra, J. D. (2011). Contenidos de carbono orgánico de suelos someros en pinares y abetales de áreas protegidas de México. Agrociencia, 45(8), 849-862.
  14. Cueva, A., Robles Zazueta, C. A., Garatuza Payan, J., & Yépez, E. A. (2016). Soil respiration in Mexico: Advances and future directions. Terra Latinoamericana, 34(3), 253-269. Recuperado de https://www.terralatinoamericana.org.mx/index.php/terra/article/view/148/127
  15. Drake, J. E., Macdonald, C. A., Tjoelker, M. G., Reich, P. B., Singh, B. K., Anderson, I. C., & Ellsworth, D. S. (2018). Three years of soil respiration in a mature eucalypt woodland exposed to atmospheric CO2 enrichment. Biogeochemistry, 139(1), 85-101. doi: 10.1007/s10533-018-0457-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s10533-018-0457-7
  16. Etchevers, J. D., Monreal, C. M., Hidalgo, C., Acosta, M., Padilla, J., & López, R. M. (2005). Manual para determinación de carbono en la parte aérea y subterránea de sistemas de producción en laderas. Montecillo, Mexico: Colegio de Postgraduados.
  17. Galicia, L., Gamboa Cáceres, A. M., Cram, S., Chávez Vergara, B., Peña Ramírez, V., Saynes, V., & Siebe, C. (2016). Almacén y dinámica del carbono orgánico del suelo en bosques templados de México. Terra Latinoamericana, 34(1), 1-29. Recuperado de https://www.terralatinoamericana.org.mx/index.php/terra/article/view/73
  18. Giasson, M.-A., Ellison, A. M., Bowden, R. D., Crill, P. M., Davidson, E. A., Drake, J. E., Frey, S. D., Hadley, J. L., Lavine, J. M., Melillo, J. M., Munger, J. W., Nadelhoffer, K. J., Nicoll, L., Ollinger, S. V., Savage, K. E. Steudler, P. A., Tang, J., Varner, R. K., Wofsy, S. C., Foster, D. R., & Finzi, A. C. (2013). Soil respiration in a northeastern US temperate forest: a 22-year synthesis. Ecosphere, 4(11), 140. doi: 10.1890/ES13.00183.1 DOI: https://doi.org/10.1890/ES13.00183.1
  19. Gómez, S., Torres, V., García, Y. K., & Navarro Alberto, J. A. (2012). Procedimientos estadísticos más utilizados en el análisis de medidas repetidas en el tiempo en el sector agropecuario. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 46(1), 1-7. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/266000027
  20. González-Molina, L., Etchevers-Barra, J. D., & Hidalgo-Moreno, C. (2008). Carbono en suelos de ladera: factores que deben considerarse para determinar su cambio en el tiempo. Agrociencia, 42(7), 741-751.
  21. Hanson, P. J., Edwards, N. T., Garten, C. T., & Andrews, J. A. (2000). Separating root and soil microbial contributions to soil respiration: A review of methods and observations. Biogeochemistry, 48(1), 115-146. doi: 10.1023/A:1006244819642 DOI: https://doi.org/10.1023/A:1006244819642
  22. Hicks Pries, C. E., Castanha, C., Porras, R., Phillips, C., & Torn, M. S. (2018). Response to Comment on "The whole-soil carbon flux in response to warming". Science 359(6378), eaao0457. doi: 10.1126/science.aao0457 DOI: https://doi.org/10.1126/science.aao0457
  23. Hoover, C. M. (2011). Management Impacts on Forest Floor and Soil Organic Carbon in Northern Temperate Forests of the US. Carbon Balance and Management, 6(1), 17. doi: 10.1186/1750-0680-6-17 DOI: https://doi.org/10.1186/1750-0680-6-17
  24. Hursh, A., Ballantyne, A., Cooper, L., Maneta, M., Kimball, J., & Watts, J. (2017). The sensitivity of soil respiration to soil temperature, moisture, and carbon supply at the global scale. Global Change Biology, 23(5), 2090-2103. doi: 10.1111/gcb.13489 DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.13489
  25. Jeong, S.-H., Eom, J.-Y., Park, J.-Y., Chun, J.-H., & Lee, J.-S. (2018). Effect of precipitation on soil respiration in a temperate broad-leaved forest. Journal of Ecology and Environment, 42(1), 10. doi: 10.1186/s41610-018-0071-6 DOI: https://doi.org/10.1186/s41610-018-0071-6
  26. Kittredge, H. A., Cannone, T., Funk, J., & Chapman, S. K. (2018). Soil respiration and extracellular enzyme production respond differently across seasons to elevated temperatures. Plant and Soil, 425(1), 351-361. doi: 10.1007/s11104-018-3591-z DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-018-3591-z
  27. Liu, T., Peng, D., Tan, Z., Guo, J., & Zhang, Y. (2021). Effects of stand density on soil respiration and labile organic carbon in different aged Larix principis-rupprechtii plantations. Ecological Processes, 10, 44. doi: 10.1186/s13717-021-00301-9 DOI: https://doi.org/10.1186/s13717-021-00301-9
  28. Liu, Z., Shi, Z., Wei, H., & Zhang, J. (2022). Acid rain reduces soil CO2 emission and promotes soil organic carbon accumulation in association with decreasing the biomass and biological activity of ecosystems: A meta-analysis. Catena, 208, 105714. doi: 10.1016/j.catena.2021.105714 DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105714
  29. Livacic-Rojas, P., Vallejo, G., & Fernández, P. (2006). Procedimientos estadísticos alternativos para evaluar la robustez mediante diseños de medidas repetidas. Revista Latinoamericana de Psicología, 38(3), 579-598.
  30. Lomas-Barrié, C. T., Terrazas-Domínguez, S., & Tchikoué-Maga, H. (2007). Propuesta de ordenamiento ecológico territorial para el Parque Nacional Zoquiapan y Anexas. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y Del Ambiente, 11(1), 57-71.
  31. López-Teloxa, L., & Monterroso-Rivas, A. (2020). Estrategias de mitigación de CO2 a partir de la respiración del suelo. Revista de Ciencias de La Vida, 32(2), 30–41. DOI: https://doi.org/10.17163/lgr.n32.2020.03
  32. López-Teloxa, L., Monterroso-Rivas, A. I., & Gómez-Díaz, J. D. (2020). Diseño de calibración para cuantificar emisiones de CO2 (respiración del suelo) durante intervalos diurnos. Agrociencia, 54(6), 731–745. doi: 10.47163/agrociencia.v54i6.2188 DOI: https://doi.org/10.47163/agrociencia.v54i6.2188
  33. Matías Ramos, M., Gómez Díaz, J. D., Monterroso Rivas, A. I., Uribe Gómez, M., Villar Hernández, B. de J., Ruiz García, P., & Asencio, C. (2020). Factores que influyen en la erosión hídrica del suelo en un bosque templado. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 11(59), 51-71. DOI: https://doi.org/10.29298/rmcf.v11i59.673
  34. Melillo, J. M., Frey, S. D., DeAngelis, K. M., Werner, W. J., Bernard, M. J., Bowles, F. P., Gold, P., Knorr, M. A., & Grandy, A. S. (2017). Long-term pattern and magnitude of soil carbon feedback to the climate system in a warming world. Science 358, 6359. doi: 10.1126/science.aan2874 DOI: https://doi.org/10.1126/science.aan2874
  35. Mendiola Patiño. G., & de Buen Richkarday, B. H. (2018) (Coords.). México, Sexta Comunicación Nacional y Segundo Informe Bienal de Actualización ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. Ciudad de México, México: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) e Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (Inecc). Recuperado de http://cambioclimatico.gob.mx:8080/xmlui/handle/publicaciones/117
  36. Moyes, A. B., & Bowling, D. R. (2016). Plant community composition and phenological stage drive soil carbon cycling along a tree-meadow ecotone. Plant and Soil, 401(1), 231-242. doi: 10.1007/s11104-015-2750-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-015-2750-8
  37. Paredes-Gonzalez, A., Monterroso-Rivas, A. I., Rodríguez-Esparza, L. J., & Zamudio-Sánchez, F. J. (2018). Projection and probability of land use change in Zoquiapan, Mexico: considerations for forest management. Revista Chapingo, Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 24(1), 59-71. doi: 10.5154/r.rchscfa.2017.07.041 DOI: https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2017.07.041
  38. Paz Pellat, F., Argumedo Espinoza, J., Cruz Gaistardo, C. O., Etchevers, J. D., & de Jong, B. (2016). Distribución espacial y temporal del carbono orgánico del suelo en los ecosistemas terrestres de México. Terra Latinoamericana, 34(3), 289-310.
  39. Pérez-Ramírez, S., Ramírez, M. I., Jaramillo-López, P. F., & Bautista, F. (2013). Contenido de carbono orgánico en el suelo bajo diferentes condiciones forestales: Reserva de la Biosfera Mariposa Monarca, México. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 19(1), 185-173. doi: 10.5154/r.rchscfa.2012.06.042 DOI: https://doi.org/10.5154/r.rchscfa.2012.06.042
  40. Propa, M. J., Hossain, M. I., & Ahmed, A. (2021). Carbon Stock and Respiration of Rhizosphere Soils of Sal (Shorea Robusta Roxb. Ex. Gaertn. F.) In Relation To Some Environmental Variables of Different Sal Forest Stands of Bangladesh. Bangladesh Journal of Botany, 50(3), 685–693. doi: 10.3329/bjb.v50i3.55849 DOI: https://doi.org/10.3329/bjb.v50i3.55849
  41. Ramírez Palacio, A. A., & Moreno Hurtado, F. H. (2008). Respiración microbial y de raíces en suelos de bosques tropicales primarios y secundarios (Porce, Colombia). Revista Facultad Nacional de Agronomia Sede Medellin, 61(1), 4381-4393. Recuperado de https://revistas.unal.edu.co/index.php/refame/article/view/24738/25299
  42. Rayment, M. B., & Jarvis, P. G. (2000). Temporal and spatial variation of soil CO2 efflux in a Canadian boreal forest. Soil Biology and Biochemistry, 32(1), 35-45. doi: 10.1016/S0038-0717(99)00110-8 DOI: https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00110-8
  43. Ruehr, N. K., & Buchmann, N. (2010). Soil respiration fluxes in a temperate mixed forest: seasonality and temperature sensitivities differ among microbial and root-rhizosphere respiration. Tree Physiology, 30(2), 165-176. doi: 10.1093/treephys/tpp106 DOI: https://doi.org/10.1093/treephys/tpp106
  44. Schlesinger, W. H. (1995). Soil respiration and changes in soil carbon stocks. En F. T. Mackenzie (Ed.), Biotic Feedbacks in the Global Climate System: Will the Warming Feed the Warming? (pp. 159-168). New York: Oxford University Press.
  45. Solís Hernández, A., Nájera Luna, J. A., Méndez González, J., Vargas Larreta, B., & Álvarez Gallegos, M. (2014). Carbono orgánico del suelo en rodales silvícolas del ejido La Victoria, Pueblo Nuevo, Durango. Investigación y Ciencia, 22(63), 5-11. DOI: https://doi.org/10.33064/iycuaa2014633605
  46. Stearn, W. T. (1956). Further information about Kunth’s “Nova Genera et Species Plantarum” and “Mimoses.” Taxon, 5(7), 153-156. doi: 10.2307/1216647 DOI: https://doi.org/10.2307/1216647
  47. Unger, S., Máguas, C., Pereira, J. S., David, T. S., & Werner, C. (2010). The influence of precipitation pulses on soil respiration – Assessing the “Birch effect” by stable carbon isotopes. Soil Biology and Biochemistry, 42(10), 1800-1810. doi: 10.1016/j.soilbio.2010.06.019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2010.06.019
  48. Wang, C., Yang, J., & Zhang, Q. (2006). Soil respiration in six temperate forests in China. Global Change Biology, 12(11), 2103-2114. doi: 10.1111/j.1365-2486.2006.01234.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01234.x
  49. Xu, M., & Shang, H. (2016). Contribution of soil respiration to the global carbon equation. Journal of Plant Physiology. 203, 16-28. doi: 10.1016/j.jplph.2016.08.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jplph.2016.08.007
  50. Yáñez Sandoval, A. (2004). La captura de carbono en bosques: ¿una herramienta para la gestión ambiental ? Gaceta Ecológica, 70, 5–18.
  51. Yánez Sandoval, A., & Vargas Mena, A. (2004). La captura de carbono en bosques: ¿una herramienta para la gestión ambiental? Gaceta Ecológica, 70, 5–18.
  52. Yang, J., & Wang, C. (2006). Partitioning soil respiration of temperate forest ecosystems in northeastern China. Acta Ecologica Sinica, 26(6), 1640-1646. doi: 10.1016/S1872-2032(06)60027-9 DOI: https://doi.org/10.1016/S1872-2032(06)60027-9