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INTRODUCCIÓN
El Tillandsial es un ecosistema singular dominado por plantas del género Tillandsia, bromelias terrestres adaptadas a ambientes áridos y semiáridos. Estas especies carecen de raíces funcionales y presentan tricomas especializados en tallos y hojas, los cuales permiten la captación de humedad atmosférica y ofrecen protección frente a la radiación solar (Benzing, 1998; Haslam et al., 2003). En la ciudad de Tacna, particularmente en el distrito de Ciudad Nueva, se encuentran las especies Tillandsia werdermannii, T. purpurea y T. landbeckii (Pauca-Tanco et al., 2020). De ellas, T. werdermannii es una especie endémica y se encuentra clasificada como "en peligro" de extinción según el Decreto Supremo Nº 043-2006-AG. La supervivencia de estos ecosistemas depende en gran medida de la humedad aportada por la niebla costera (Pinto et al., 2006), lo que los convierte en sistemas particularmente frágiles y vulnerables a los efectos del cambio climático.
La importancia ecológica del Tillandsial radica en los diversos servicios ecosistémicos que provee. Entre ellos destacan la captura de dióxido de carbono (CO₂) mediante la fotosíntesis, la producción de oxígeno, la regulación del microclima local, la mejora de la calidad del aire, el soporte a la biodiversidad y el refugio para fauna silvestre (Lazo, 2011; Koch et al., 2020). Asimismo, estas comunidades vegetales funcionan como bioindicadores del cambio climático debido a su sensibilidad a las variaciones ambientales. La capacidad de captura de CO₂ en las plantas depende de factores como la edad, el tamaño y la densidad poblacional (Zavala, 2021) y resulta fundamental en un contexto global donde las emisiones de gases de efecto invernadero siguen en aumento. En 2023, estas emisiones alcanzaron los 57.1 GtCO₂, con un incremento del 1.3% respecto al año anterior (United Nations Environment Programme, 2024), evidenciando la urgencia de conservar ecosistemas que actúan como sumideros naturales de carbono.
Para cuantificar el servicio de captura de CO₂ en el ecosistema Tillandsial, es necesario estimar la biomasa vegetal a partir de la cobertura del área ocupada por la biomasa (Ministerio del Ambiente de Perú, 2015). Posteriormente, se utiliza el analizador portátil de CO₂ EGM-5 (PP SYSTEMS, 2021), un equipo que permite medir directamente la concentración de CO₂ en las muestras de Tillandsias. No obstante, este ecosistema se encuentra amenazado por la acumulación de residuos sólidos, el tránsito vehicular y el uso inadecuado de las plantas con fines simbólicos (Schulz et al.,2011), así como por posibles impactos derivados del cambio climático (Pinto et al. 2006).
Considerando la presencia predominante de biomasa viva y su fisiología adaptada al estrés hídrico, se considera que el ecosistema Tillandsial de Ciudad Nueva cumple una función ecológica relevante como sumidero de carbono, asociada directamente a su cobertura de vegetación activa.
En ese sentido, la presente investigación tiene como objetivo estimar la captura de dióxido de carbono del ecosistema Tillandsial, ubicado en el distrito de Ciudad Nueva, en la ciudad de Tacna, Perú. Este estudio busca aportar al conocimiento ecológico de estas comunidades vegetales y generar información relevante para su conservación como sumideros de carbono.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
La presente investigación se llevó a cabo en el distrito de Ciudad Nueva con una extensión de 3 542.79 ha, con coordenadas 17º 59' 01'' S y 70º 14' 08'' O, una altitud media de 650 m s.n.m., una temperatura promedio anual de 17.50 ºC, una temperatura mínima promedio de 12.50 ºC y una temperatura máxima promedio 23.50 ºC (Gerencia de Planeamiento, Presupuesto y Racionalización, 2020).
Metodología
La técnica de la presente investigación fue la medición de cobertura vegetal y estimación de captura de CO₂, el instrumento fue el Analizador Portátil de CO2 EGM-5 (PP SYSTEMS, 2021).
La población de estudio del Tillandsial en el distrito de Ciudad Nueva abarcó un área total de 3 542.79 hectáreas. Para determinar el tamaño de muestra, se aplicó una fórmula basada en un error de muestreo del 15% y un coeficiente de variación (CV) del 35%. La elección de estos parámetros se fundamenta en los criterios metodológicos propuestos por Carrera et al. (2002), quienes indican que un CV del 35% es aceptable en estudios ecológicos de cobertura vegetal en zonas áridas o semiáridas, debido a la alta heterogeneidad natural del paisaje. Asimismo, un error de muestreo del 15% representa un compromiso razonable entre la precisión estadística deseada y la factibilidad operativa del trabajo de campo, especialmente cuando se evalúan superficies extensas con acceso limitado, como en el caso del ecosistema Tillandsial de Ciudad Nueva. La aplicación de estos valores se muestra en la Ecuación 1.
Dónde: n = número de unidades de muestreo o parcelas; tα/2,gl = 2 (al 95% de probabilidad); CV% = coeficiente de variabilidad 35%; E% = error de muestreo igual a 15%; N = tamaño de la población (número total de parcelas).
Se realizó una estimación inicial del tamaño de muestra, la cual fue posteriormente refinada utilizando el valor de tα/2,gl obtenido de la tabla de la distribución t de Student, correspondiente a los grados de libertad de la primera estimación. Este procedimiento fue iterado sucesivamente hasta que el tamaño de muestra calculado se mantuvo constante entre iteraciones, garantizando así la convergencia del valor final. El tamaño de la muestra se efectuó de la siguiente manera:
Reemplazando:
Primer cálculo:
Segundo cálculo:
Tercer cálculo:
Cuarto cálculo:
Selección de cuadrantes al azar
Se usó la metodología de elección de cuadrantes al azar usando el Software ArcGIS 10.8 (ArcMAP, 2020) Primero, se delimitó el área del Tillandsial en el distrito de Ciudad Nueva y se convirtió en un shapefile en formato polígono. Posteriormente, en ArcToolbox, se seleccionó la opción Data Management Tools, Sampling, y Create Fishnet. En el campo Output Feature Class, se añadió una nueva capa denominada “malla”. En el campo Template Extent, se seleccionó la capa del Tillandsial de Ciudad Nueva. Para generar los cuadrantes de 100 m², se configuraron los valores de Cell Size Width y Cell Size Height en 10. En la opción Target layer(s), se seleccionó la capa “malla”, y en Source layer se eligió el polígono de Ciudad Nueva. Luego, se seleccionaron los cuadrantes dentro del área de evaluación, y mediante la opción Switch selection de la capa “malla”, se eliminaron los cuadrantes fuera del área de interés.
Para la creación de puntos de muestreo aleatorios, se utilizó nuevamente ArcToolbox y se seleccionó la opción Create Random Points, donde se especificó el número de 23 cuadrantes a generar. El resultado final se encuentra en la Figura 1, luego se exportó al programa Google Earth para su visualización y análisis.
Medición de la cobertura de las especies del género Tillandsia
El tamaño de la unidad muestral de los cuadrantes fue de 100 m2, la cobertura se determinó midiendo el largo y ancho de cada agrupación de las especies del género Tillandsia, diferenciando el porcentaje de biomasa y necromasa, cuyo resultado se extrapoló en toda la superficie de estudio (Ministerio del Ambiente de Perú, 2015).
Medición de la estimación de la captura de CO 2
El muestreo para la estimación de la captura de CO₂ se realizó con seis repeticiones por cada cuadrante de 100 m2 de evaluación. En la Figura 2 se presenta el modelo del cuadrante a medir, se calculó un valor promedio representativo de dichas mediciones, a continuación, se estimó la cobertura efectiva de biomasa de Tillandsia convertido en metros cuadrados. La captura total de CO₂ en cada cuadrante se determinó multiplicando la tasa promedio de captura (g CO2 m-2 h-1) por la superficie cubierta por la biomasa (m²), obteniendo un promedio general para la concentración de CO₂ por cuadrante (g CO2 m-2 h-1), la cobertura de biomasa (m²) y la captura total de CO₂ (g CO₂ h-1). El valor promedio final de captura de CO₂ se empleó para estimar la captura total de CO₂ en toneladas por hora, día, mes y año, considerando la cobertura final de biomasa del Tillandsial.
Se usó el analizador portátil de CO2 EGM-5 mediante el siguiente procedimiento:
El instrumento fue previamente cargado hasta alcanzar el 100% de batería, se encendió mediante el interruptor principal y se verificaron tanto el estado de la batería como el nivel de soda cáustica, el cual debía estar al 98% para asegurar un funcionamiento óptimo. Cada vez que la columna de soda cáustica se encontraba por debajo del 20%, se reemplazaba.
Posteriormente, se insertó una unidad USB en el puerto correspondiente para el almacenamiento de los datos y se conectaron los tubos de entrada (GAS IN) y salida (GAS OUT) en sus respectivas posiciones. El instrumento se dejó en reposo durante un periodo de 10 a 15 minutos para completar el proceso de calentamiento y estabilización de los sensores. Al finalizar este proceso, comenzaron a visualizarse en pantalla los valores iniciales de concentración de CO₂.
Desde el menú principal del instrumento Main, se accedió a la opción Processes para configurar los parámetros de operación, en función del tipo de cámara utilizada. En este caso, se utilizó la cámara blanca (CPY), registrando los valores correspondientes al volumen y área de la cámara y estableciendo un tiempo de medición de 120 segundos por punto, conforme a lo indicado en el manual técnico del instrumento, se realizó 6 repeticiones de medición por cuadrante.
Cada punto de muestreo fue identificado con un número correlativo. Al iniciar la medición, el instrumento mostró en pantalla los valores de CO₂ en tiempo real junto con una gráfica de evolución. Una vez finalizado el tiempo de medición, se seleccionó la opción “New CPY” para guardar los datos y proceder con el siguiente punto.
Todos los registros fueron almacenados automáticamente en la unidad USB para su posterior análisis.
Cálculo para la obtención de dióxido de carbono
Para obtener el flujo de CO2 en masa/unidad de superficie/unidad de tiempo se realizó la siguiente conversión usando la fórmula 2 (PP SYSTEMS, 2021):
Dónde: 
ecuación de ajuste lineal y con compensación de H2O; = corrección para la presión barométrica con P medida en mbar por el EGM-5; = corrección para la temperatura del aire con Tair introducida por el usuario en ºC; 
= volumen molar y la constante del gas ideal; 
= volumen de la cámara y la superficie del suelo.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Tabla 1 se puede evidenciar la cobertura total y la cobertura de biomasa para la medición de captura de CO2 para el Tillandsial ubicado en el distrito de Ciudad Nueva, ubicado en la ciudad de Tacna, Perú.
En la Tabla 2, se evidencia que la cobertura de biomasa para el distrito de Ciudad Nueva fue de 705.37 hectáreas.
En la Tabla 3, se puede evidenciar que la estimación de la captura de CO2 tiene un promedio por cuadrante de 2.69 g CO2 h-1.
Figura 3 Distribución espacial de la captura de CO₂ (g h-1) por cuadrante en el ecosistema Tillandsial del distrito de Ciudad Nueva, Tacna-Perú.
La Figura 3 muestra la distribución espacial de la captura horaria de CO₂ en 23 cuadrantes evaluados del ecosistema Tillandsial de Ciudad Nueva. Se evidencia una variabilidad notable entre los cuadrantes, con valores que oscilan entre 0.36 y 4.48 g CO₂ h-1. Las zonas con mayor captura se representan en tonos azul oscuro, mientras que las de menor captura aparecen en colores claros.
Esta heterogeneidad se asocia principalmente a diferencias en la cobertura de biomasa viva entre cuadrantes, ya que aquellos con mayor densidad de las especies del género Tillandsia presentan una captura más elevada. A pesar de que estas especies poseen metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), caracterizado por una tasa fotosintética reducida en comparación con otras vías metabólicas (C3 y C4), su capacidad para fijar carbono en ambientes áridos sigue siendo significativa.
Estos resultados evidencian que, aunque las Tillandsias presentan una menor eficiencia horaria de captura de dióxido de carbono, su amplia cobertura espacial y su adaptación a condiciones extremas les permite actuar como sumideros naturales de carbono, con un rol ecológico importante en zonas desérticas.
En la Tabla 4, se puede observar la estimación de la captura para el Tillandsial del distrito de Ciudad Nueva, ciudad de Tacna, Perú.
En la Tabla 4, se evidencia que el ecosistema Tillandsial del distrito de Ciudad Nueva, posee una capacidad de captura de 831.09 t CO2 año-1, las cuales el ecosistema posee una capacidad de capturar dióxido de carbono, comportándose como sumideros naturales de carbono (Zavala, 2021). Este valor resulta considerablemente mayor que la estimación registrada en el Tilandsial Piedra Campana, ubicado en la ciudad de Lima en Perú, con un valor de 106.03 t CO2 (Arevalo, 2018), y también supera la captura del Tillandsial en Lomas Arrojadero, en los distritos de Inclán y Locumba de la provincia de Tacna, que alcanzó 92.30 t CO2, sin embargo, es notablemente inferior a los 224 788.28 t CO2 estimados en el Tillandsial del Cerro Intiorko, provincia de Tacna (Chino, 2019), lo que se explica por la diferencia de extensión del área evaluada, ya que en dicho estudio no se consideró el factor de cobertura de las especies del género Tillandsia.
Respecto al promedio de captura de CO2 por cuadrante en Ciudad Nueva, se obtuvo un valor de 0.12 g CO2 m-2 h-1 inferior a la investigación en turberas de montaña en los Andes ecuatorianos, donde los sitios pastoreados capturaban 0.69 g CO2 m-2 h y los no perturbados hasta 1.25 g CO2 m-2 h-1 (Sánchez et al., 2017). Asimismo, la especie Distichia presentó una captura de 4.5 g CO2 m-2 día-1 y para la especie Oreobolus fue de 2.5 g CO2 m-2 h-1 en las turberas de la Cordillera Blanca del Perú (Planas-Clarke et al., 2020).
Las especies del género Tillandsia presentes en el ecosistema evaluado poseen un metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), lo cual influye directamente en su eficiencia fotosintética y, por ende, en su capacidad de captura de CO₂ (Geydan y Melgarejo, 2005). A diferencia de los metabolismos C3 y C4, el metabolismo CAM se caracteriza por una apertura estomática nocturna que permite captar CO₂ durante la noche y almacenarlo en forma de ácido málico, para luego utilizarlo en la fotosíntesis durante el día, mientras los estomas permanecen cerrados. Este mecanismo es altamente eficiente en la conservación del agua, lo cual representa una ventaja adaptativa en ambientes áridos como el de Ciudad Nueva (Rundel y Dillon,1998). Sin embargo, esta eficiencia hídrica se logra a costa de una tasa reducida de fijación de carbono, ya que la cantidad de CO₂ que puede ser captada y almacenada durante la noche es limitada (González y Chueca, 2010).
Este rasgo fisiológico explica por qué, a pesar de tener una cobertura vegetal considerable, los Tillandsiales presentan tasas de captura horaria de CO₂ menores en comparación con otros ecosistemas como turberas andinas o pastizales húmedos. No obstante, su función como sumidero de carbono no debe subestimarse: la captura puede ser más lenta, pero es constante, estable y ocurre en condiciones en que pocas otras especies podrían sobrevivir o contribuir significativamente al secuestro de carbono. Esta combinación de resistencia ambiental y captura sostenida convierte a los Tillandsiales en componentes clave en los ecosistemas áridos del sur peruano, con un papel importante en estrategias de mitigación del cambio climático.
CONCLUSIONES
La cobertura total para el ecosistema Tillandsial del distrito de Ciudad Nueva fue de 53.65% y la cobertura de la biomasa fue de 19.91% lo que influye directamente en la capacidad de captura de dióxido de carbono. El Tillandsial del distrito de Ciudad Nueva, tuvo una captura de 831.09 t CO2 año-1, aunque la tasa de captura de dióxido de carbono fue baja, su importancia ambiental sigue siendo significativa debido a los numerosos servicios ecosistémicos que presenta, lo que lo convierte en un área estratégica para la conservación de la biodiversidad. Por ello, la preservación del Tillandsial de Ciudad Nueva, es fundamental para garantizar la sostenibilidad ambiental de la provincia de Tacna y para contribuir a los esfuerzos globales de mitigación del cambio climático.
