Las praderas norteamericanas son ecosistemas de pastizales extensos que desempeñan un papel vital en la regulación del clima y el almacenamiento de carbono. Estos ecosistemas, que una vez cubrieron más de 1,5 millones de kilómetros cuadrados en los Estados Unidos y Canadá, están ahora entre los biomas más amenazados en el continente. Su capacidad para secuenciar el carbono en capas profundas del suelo e influir en los patrones climáticos locales y regionales los hace indispensables en la lucha contra el cambio climático.

El papel único de las prácticas norteamericanas en el reglamento climático

Las praderas influyen en el clima a través de varios mecanismos interconectados. Su vegetación densa y profunda sombras de la superficie del suelo, reduciendo las temperaturas del suelo durante los meses de verano. A diferencia de los campos agrícolas desnudos que absorben y re-radiados el calor, la pradera intacta puede bajar las temperaturas superficiales en 5-10°C en los días calurosos.

La transpiración es otro proceso significativo. Las hierbas y los forbes de la pradera bombean el agua desde el fondo del perfil del suelo y lo liberan como vapor a través de sus hojas. Esta humedad aumenta la humedad atmosférica, que puede mejorar la formación de nubes y la precipitación en la región. La investigación en las Grandes Llanuras ha demostrado que las áreas con alta cubierta de la pradera viven lluvias más frecuentes que las tierras convertidas adyacentes de verano, un fenómeno vinculado al reciclaje de vapor de agua.

Las praderas también afectan el equilibrio de energía superficial a través de su albedo alto, o reflectividad. Las hierbas secas de color claro en verano e invierno reflejan más luz solar que el suelo oscuro, arado o asfalto. Este albedo superior reduce la cantidad de energía solar absorbida en la superficie, contribuyendo aún más a la refrigeración regional. Cuando se combinan con el almacenamiento de carbono, los ecosistemas de pradera ofrecen un beneficio doble clima: secuentan el carbono y reflejan más lento.

El efecto general de la vegetación de la pradera en el clima local es no lineal y depende del contexto del paisaje. En paisajes fragmentados, los pequeños parches de pradera pueden ser menos eficaces a la regulación de la temperatura y la humedad que los grandes tractos contiguos. Sin embargo, incluso las tiras restauradas a lo largo de la carretera o en zonas de amortiguación pueden proporcionar beneficios microclimáticos significativos para los campos agrícolas adyacentes, reduciendo el estrés del calor en los cultivos.

Prairie Soils como un Sink de carbono

Tal vez la función climática más crítica de las praderas es su capacidad para almacenar carbono en suelos. Los suelos de praderas norteamericanos, en particular los Mollisols de las Grandes Plainas centrales, se encuentran entre los suelos agrícolas más ricos en carbono del mundo. Estos suelos profundos, oscuros y orgánicomente ricos se desarrollan durante siglos bajo hierbas perennes que asignan una gran fracción de su producto fotosintético a sistemas de raíces.

Las hierbas de la pradera tienen sistemas de raíces que pueden extender 2-4 metros de profundidad, con algunas especies alcanzando 6 metros. A medida que las raíces mueren y se descomponen, contribuyen materia orgánica al perfil del suelo a profundidad, donde el oxígeno es limitado y la descomposición se ralentiza. Este proceso bloquea el carbono por décadas a siglos. En contraste, cultivos anuales como el maíz y el trigo tienen sistemas de raíz poco profundas que depositan la superficie, donde se des.

Las estimaciones sugieren que los suelos de pradera nativa tienen entre 100 y 250 toneladas métricas de carbono por hectárea en el medidor superior, dependiendo de la precipitación, la temperatura y la historia de la gestión. Esto es significativamente más alto que los 50–80 toneladas por hectárea típicas de las tierras cultivadas en la misma región.La diferencia representa el carbono que se ha perdido en la atmósfera desde que las praderas fueron arados en los siglos XIX y XX[FLT][1[FLT][FLT][FLT]

Potencial de secuestro de carbono comparativo

Al considerar la secuestración de carbono como estrategia de mitigación del clima, las praderas ofrecen ventajas sobre los bosques en ciertos contextos. Los pastizales almacenan la mayor parte de su carbono subterráneo, donde es menos vulnerable al fuego, la sequía y los brotes de insectos que la biomasa de los bosques. En las partes secas de las Grandes Llanuras, los árboles requieren más agua y pueden no sobrevivir sin riego o agua suplementaria, mientras que las hierbas nativas se adaptan a la sequías periódicas y los incendios.

La conversión de tierras cultivables a pradera perenne puede restaurar el carbono orgánico del suelo a tasas de 0,5 a 1,5 toneladas métricas por hectárea al año durante 20-30 años antes de alcanzar un nuevo equilibrio. Este rápido secuestro, combinado con los bajos requisitos de gestión de las hierbas nativas, hace que la restauración de la pradera sea una opción atractiva para los offsets de carbono y los mercados de carbono agrícolas.

Estado histórico y actual de las prácticas norteamericanas

Antes del asentamiento europeo, las praderas cubrieron alrededor de 240 millones de acres en los Estados Unidos, desde la región de la alta hierba en el este (actualmente gran parte de Iowa, Illinois, Indiana, y las Dakotas del este) hasta las regiones de la fragancia y la araña mixta en el oeste. En Canadá, las praderas de la araña mixta y el fescue de Alberta, Saskatchewan y Manitoba una vez abarcaron decenas de millones de acres.

La conversión de estas tierras a la agricultura fue rápida y casi completa. La pradera de alta calidad, la más productiva y biológicamente diversa de los tipos de pastizales, se redujo en más del 96 por ciento. Menos del 4 por ciento de la pradera de altagras original, principalmente en restos dispersas que son demasiado empinados, rocosos o húmedos a arar. La mezcla-grass y cortas praderas un poco mejor

Fragmentación actual y degradación

Hoy la pradera sobreviviente es muy fragmentada. Los restos individuales son a menudo menos de 100 acres, aislados por una matriz de cultivo y desarrollo. Esta fragmentación reduce la capacidad de la pradera para regular el clima a escala paisajística, limita el movimiento de la vida silvestre y hace que los restos sean más vulnerables a la invasión por especies exóticas. Incluso los pastizales públicos grandes, como los de las tierras nacionales o gestionados por la Oficina de Gestión de Tierras, a menudo están sujetos a alteraciones de régimen de pasto

La pérdida y degradación de la pradera continúa hoy, aunque a un ritmo más lento que en el siglo XIX. La expansión del maíz y el acreage de soja para la producción de biocombustibles, el aguijón urbano y suburbano, y el desarrollo energético (alteración de petróleo y gas, granjas eólicas) contribuyen a la conversión continua.En las últimas décadas, la tasa de pérdida de pastizales en las Grandes llanuras ha superado la de la deforestación tropical

Biodiversidad y Servicios Ecosistemas vinculados al Reglamento Climático

Las ventajas climáticas de las praderas están íntimamente ligadas a su biodiversidad. Las comunidades vegetales diversas utilizan recursos más eficientemente que los monocultivos, lo que resulta en sistemas de raíz más grandes y almacenamiento de carbono más alto del suelo. La investigación de la Reserva de Ciencia del Ecosistema Cedar Creek en Minnesota ha demostrado que las parcelas con 16 o más especies nativas de pradera almacenan sustancialmente más carbono que las parcelas con una o varias especies.

Contaminadores y Vida Silvestre

Prairie wildflowers proporciona néctar y polen esenciales para las abejas, mariposas y otros polinizadores. La disminución de las mariposas monarcas, que dependen de la leche (una pradera forb) para el desarrollo larval, está directamente ligada a la pérdida de praderas en los Estados Unidos central y México. Restauración de hábitat de la pradera a lo largo de los corredores de migración no sólo apoya la reproducción de los ecosistemas de las praderas

Las aves que se mueven por tierra como el pollo más grande de la pradera, el pollo de la pradera de Attwater en peligro, y muchas especies de gorriones y pinzones de pastizales dependen de praderas grandes y sin escargos para la reproducción. Su declive refleja la pérdida de su hábitat. El pastoreo y la gestión del fuego, cuando se aplica de una manera que imita los regímenes de perturbación histórica, pueden mantener la diversidad estructural que estos pájaros necesitan.

Calidad del agua y control del diluvio

Los suelos de la pradera, con su alta materia orgánica y canales de raíces continuas, tienen altas tasas de infiltración. El agua de lluvia se remoja en el suelo en lugar de salir corriendo, reduciendo las picos de inundación y recargando agua subterránea. Esta función es particularmente valiosa en las cuencas de agua agrícola, donde las praderas pueden ser restauradas en zonas maduras para interceptar el escorrentamiento de nutrientes.

Amenazas a la función de almacenamiento y clima de carbono Prairie

A pesar de su resiliencia, las praderas norteamericanas enfrentan múltiples amenazas crecientes que comprometen su capacidad de regular el clima y almacenar el carbono. Lo más inmediato es la conversión continua a los cultivos. Cuando una pradera se acelera, la materia orgánica del suelo que se acumula a lo largo de siglos comienza a oxidar y descomponer. En la primera década después de la conversión, el 30–50 por ciento de la tierra original puede ser liberado a la atmósfera.

Especies invasivas

Plantas invasivas como el bromo liso, las arañas de Kentucky y la espiga de hoja pueden desplazar especies de hierba nativa. Estas invasiones a menudo reducen la profundidad de raíz y las entradas de carbono del suelo porque los invasores tienen raíces más profundas o diferentes arquitecturas de raíz.Por ejemplo, la invasión generalizada de hierbas eurasias frías en las praderas de Gran Placa ha estado vinculada a una disminución del carbono orgánico del suelo y cambios en la gestión del fuego prescrito.

Climate Change Feedbacks

El cambio climático en sí representa una amenaza directa para el almacenamiento de carbono de pradera. Las temperaturas más cálidas aumentan la tasa de descomposición microbiana de la materia orgánica del suelo, lo que puede convertir los suelos de pradera de un sumidero en una fuente de carbono. Las sequías más frecuentes y severas reducen la productividad de las plantas, limitando las entradas de carbono del crecimiento de las raíces.

El aumento de las concentraciones atmosféricas de CO2 suele aumentar el crecimiento de las plantas (el efecto de fertilización CO2), pero en las tierras de pasto, este efecto suele limitarse por la disponibilidad de nitrógeno. Sin nitrógeno adicional, el beneficio de fertilización disminuye con el tiempo. Además, el CO2 elevado puede cambiar la composición de las plantas, favoreciendo a C3 sobre las especies C4, que pueden alterar la profundidad de las raíces y los patrones de carbono de las formas que aún no se entienden completamente.

Represión de incendios y invasión de madera

El fuego evita la invasión de árboles de carbono. El almacenamiento de agua potable es más rápido. El almacenamiento de agua potable es más rápido. El almacenamiento de agua potable es más rápido. El almacenamiento de agua es más rápido.

Actividades de conservación y restauración: ampliación

Reconociendo el valor de las praderas para el clima y la biodiversidad, han surgido una serie de programas de conservación y restauración. En los Estados Unidos, el Programa de Reserva de Conservación (CRP) paga a los agricultores para sacar tierras agrícolas sensibles de la producción y plantarlas con cobertura perenne, a menudo hierbas nativas. El programa ha inscrito hasta 36 millones de acres en su punto culminante, proporcionando importantes beneficios de secuestro de carbono y hábitat de vida silvestre.

Proyectos de restauración del paisaje y la escala

Los esfuerzos más grandes incluyen la iniciativa de la Conferencia de Grasslands y la Ventura Conjunta de Gran Placa del Norte, que coordinan la restauración en múltiples estados y provincias canadienses. El objetivo de estas asociaciones es proteger y conectar grandes bloques de hábitat de praderas, 500.000 acres o más, para mantener procesos ecológicos como el fuego y el pastoreo de bisonos. En las colinas Flint de Kansas, los programas de quema cooperativas conocidos como "combust asociaciones de quemaduras" permiten a grupos de biodiversidad de beneficios

Las nuevas tecnologías también ayudan a la restauración. Las perforaciones de semillas diseñadas para especies nativas, control de la hierba de precisión utilizando pulverizadores guiados por GPS, y métodos innovadores de plantación como "trill y burn" (donde un campo se planta con semillas nativas y luego se quema la primavera siguiente para reducir la competencia de la hierba) están mejorando la tasa de éxito de restauración de la pradera.

El pastoreo como una herramienta

El pastoreo por ganado, cuando se consigue imitar los patrones de pastoreo históricos de bisonte, puede mantener la estructura de praderas y almacenamiento de carbono. Los sistemas de pastoreo rotacional que permiten períodos largos de descanso entre los eventos de pastoreo promueven un crecimiento profundo de raíces y evitan el uso excesivo de especies de forraje preferidos. Los mercados de carbono reconocen cada vez más el pastoreo como una práctica válida para generar créditos de carbono, aunque la medición y la verificación siguen siendo difíciles.

Policy and Future Directions

Para maximizar los beneficios climáticos de las praderas norteamericanas, los responsables de la política deben abordar los incentivos económicos que impulsan la conversión. Los programas actuales de la cuenta de granja de los Estados Unidos a menudo favorecen los cultivos de remo mediante subvenciones y estructuras de seguros de cultivos. El cambio de los subsidios para apoyar la agricultura perenne, como los cultivos de cereales perennes (por ejemplo, Kernza), los aliviados y los pagos de carbono, podría inclinar el equilibrio económico en favor de la conservación de la pradera.

Los mercados de carbono, tanto los mercados voluntarios de cumplimiento, ofrecen una nueva corriente de ingresos potencial para los propietarios que mantienen o restauran la pradera. La Reserva de Acción Climática y Verra tienen protocolos para proyectos de carbono de pastizales. Un estudio reciente sugirió que si se aplicaba un precio de $30–50 por tonelada métrica de CO2, muchos cultivos marginales actualmente en cultivos filas serían más rentables como la pradera restaurada, especialmente cuando se combinaban con los beneficiosos por los beneficios de la calidad de los beneficios [LT]

International Context

La conservación de las praderas norteamericanas debe verse en un contexto global. Las tierras de todo el mundo están bajo presión similar, y muchos países están explorando programas de conservación.El Decenio de las Naciones Unidas sobre la Restauración de los Ecosistemas (2021–2030) ha estimulado el interés en la restauración de pastizales, y el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) ha destacado el potencial de la secuestración de carbono en las tierras administradas.

Canadá se ha comprometido a proteger el 30% de su tierra y agua para 2030, un objetivo que incluye la expansión de áreas protegidas en la pradera mixta. En los Estados Unidos, la iniciativa Hermosa tiene como objetivo apoyar los esfuerzos voluntarios de conservación. Ambos países también tienen acuerdos bilaterales, como la labor de la Comisión Conjunta Internacional en la región de los Grandes Lagos, que benefician indirectamente a los ecosistemas de la pradera mediante la gestión del agua y la protección del hábitat.

Conclusión

Las praderas norteamericanas no son sólo paisajes escénicos o remanentes de una era pasada; son componentes activos y vitales del sistema climático de la Tierra. Su capacidad para almacenar grandes cantidades de carbono en suelos profundos y resistentes, combinados con sus efectos enfriamiento en la atmósfera, ofrece una solución climática natural que es eficaz y rentable. Sin embargo, estos beneficios están en riesgo. La conversión continua de praderas para la agricultura, la invasión por especies exóticas

La ciencia es clara: cada acre de pradera restaurada es un paso hacia la estabilización del clima, la preservación de la biodiversidad y el mantenimiento de las economías rurales. Con la combinación adecuada de incentivos, investigación y gestión colaborativa, las praderas norteamericanas pueden cumplir una vez más su papel como los grandes bancos de carbono y reguladores de temperatura del continente.

  1. Sanderman et al. (2017), "Deuda de carbono del suelo de 12.000 años de uso de la tierra humana", Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
  2. Lark et al. (2015), "Exploración de tierras en los Estados Unidos: una amenaza creciente para el almacenamiento de pastizales y carbono", PLoS ONE.
  3. Fargione et al. (2018), "Las soluciones climáticas naturales para los Estados Unidos", "Avances científicos