Hasta el siglo XIX, las actividades humanas tenían poca influencia en el ciclo del carbono en la Tierra a través de los incendios, el uso de combustibles y la deforestación. Desde el inicio de la revolución industrial, estas actividades han tenido repercusiones importantes sobre el ciclo mundial del carbono.
Las perturbaciones causadas por el hombre al ciclo del carbono han causado efectos directos claros como la adición de carbono nuevo al ciclo mundial del carbono mediante la quema de combustibles fósiles y la modificación de la estructura y distribución de la vegetación por medio del cambio en la utilización de la Tierra. La deforestación, es decir, la eliminación de la vegetación forestal y su sustitución por otra cubierta superficial, producida por el cambio en el uso de la tierra es la que produce mayores efectos en el ciclo del carbono, mediante la pérdida de capacidad fotosintética en la vegetación forestal y la liberación simultánea de grandes cantidades de carbono acumuladas en los ecosistemas forestales durante largos períodos de tiempo. Otros efectos antropogénicos producen también cambios en los demás ciclos mundiales biogeoquímicos importantes. Por ejemplo, alteran la composición atmosférica por medio de la
adición de contaminantes, así como de CO2. producen cambios en la
biodiversidad de paisajes, especies y otros [Apps, M.J. 2003]
En la actualidad, aproximadamente las tres cuartas partes de las perturbaciones causadas por el hombre al ciclo mundial de carbono se deben a la quema de combustibles fósiles, cuyas emisiones superan las 6 Gt C/año (gigatones de carbono por año) y siguen aumentando. Para establecer una perspectiva, dicha emisión equivale a la incineración total de la mitad de los árboles del Canadá, sin residuos, carbón vegetal u hollín cada año. No obstante, desde mediados del siglo XIX, la adición acumulativa de CO2 antropogénico a la atmósfera por el
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2003]. De los 7.6 ± 0.8 Gt C/ año de CO2 añadidos a la atmósfera a
consecuencia de actividades humanas en el período comprendido entre 1980 y 1995, sólo el 3.2 ± 1.0 Gt C/ año permanece en la misma, mientras que el resto lo han absorbido casi por igual los ecosistemas oceánicos y terrestres [Hougthon, 2000]. De este modo, la biosfera de la tierra elimina de manera activa parte del nuevo carbono que las actividades humanas han añadido. Los ecosistemas terrestres en particular, asimilaron (absorbieron y retuvieron) 2.3 ± 0.9 Gt C/ año, incluso después representan la pérdida de 2.0 a 2.2 Gt C/ año de la deforestación [Hougthon, 2003]. Lo anterior se muestra a continuación en la Figura 3.4. En ella se observan las dos principales fuentes de carbono en la biósfera superficial, que son la quema de combustibles fósiles y la producción de cemento (6.3 +/- 0.4 Gt C/año), y el cambio en el uso de la tierra (2.2 +/- 0.8 Gt C/año), así como los dos sumideros principales, que son la absorción de la tierra (2.9 +/- 1.1 Gt C/año) y los océanos (2.4 Gt C/año). Hay además 3.2 +/- Gt C/año que son transportadas en el aire. Como medidas de mitigación de emisiones de carbono se sugiere la reducción de las mismas o un aumento en la cantidad de sumideros. La absorción de la tierra se infiere como una cantidad residual de otros flujos y con base en el aumento observado en la atmósfera. Entender los mecanismos responsables de la absorción biosférica neta actual es fundamental en la búsqueda de estrategias de mitigación, como son las actividades que ralentizan o invierten el aumento de CO2 atmosférico. Las
preguntas son si continuarán contrarrestando esos mecanismos las emisiones antropógenas o si disminuirán su eficacia, o incluso desaparecerá por completo, en la medida en que el ciclo del carbono y el sistema climático se dirijan hacia un nuevo funcionamiento [Falkowski et al., 2000], como indican de forma alarmante varios modelos nuevos de simulación oceánicos y terrestres [Betts et al., 1997; Sarmiento et al., 1998; Cox et al., 2000].
Figura 3.4 Perturbaciones antropógenas (Gt C / año) al ciclo mundial del carbono durante la década de los noventa.10
Fuente: Prentice I.C. et al, 2001
Hasta hace poco, el sumidero neto de carbono de la Tierra necesario para equilibrar el balance alterado del carbono mundial (Figura 3.3) se explicaba principalmente por un aumento de las tasas de absorción de los bosques asociado con un CO2 atmosférico elevado, por un aumento de las aportaciones
de nutrientes a consecuencia de la contaminación y por una respuesta positiva a los aumentos mundiales de la temperatura. No obstante, se sabe ahora que los cambios en las prácticas del uso de la tierra son los responsables de algunos de los sumideros actuales de la Tierra [Apps, M.J. 2003].
Los mecanismos fisiológicos dirigidos por variaciones en el clima pueden explicar algunos de los cambios a corto plazo (de estacionales a interanuales)
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2000, Steffen y Tyson 2001]. La distribución del carbono absorbido por los ecosistemas forestales y la respiración por parte de esas reservas aumentadas de carbono, podría incrementarse también en respuesta a los mismos estímulos ambientales. Además, cada uno de los mecanismos de estimulación tiene factores limitativos que a la larga pueden dar lugar a una disminución de su importancia con el tiempo [Canadell et al., 2000]. Aun más, existe la preocupación de que los cambios en el régimen de alteración de los ecosistemas forestales (tasa, intensidad y forma) aumentarán considerablemente con el cambio climático. Se ha demostrado que los efectos de los cambios en el régimen de alteración de dichos ecosistemas durante los últimos decenios en los bosques de Canadá, son los responsables de que tales bosques hayan pasado de ser un sumidero importante a constituir una pequeña fuente de C atmosférico [Kurz y Apps. 1999].