Los árboles de las zonas urbanas contribuyen a mejorar la calidad del aire y eliminar gases causantes del efecto invernadero. Facilitan el almacenamiento de carbono, reducen el consumo de energía y disminuyen las emisiones de dióxidos de carbono (Connolly Wilson y Corea Siu, 2007; Rasoolzadeh et al., 2024; Rodríguez Guido, 2019), además de otros servicios ecosistémicos (aprovisionamiento y cultural) relevantes para el ser humano.

Las infraestructuras en zonas urbanas que incluyen espacios verdes confieren beneficios a los seres humanos y otras especies(Serrano Stampa, 2016), contribuyendo a la regularización del clima, reducción de la contaminación del aire y el agua, la disminución de la escorrentía de aguas superficiales, la creación de nuevos espacios recreativos y la mejora de la salud humana y el bienestar, así como proporcionar un hábitat para las especies (Davies et al., 2011). Los árboles urbanos pueden ser afectados en el crecimiento, la distribución y la fenología, distorsionando la forma de estos(McHale et al., 2009).

Los principales esfuerzos de cuantificación de los sumideros de carbono se han enfocado en los bosques (Díaz Ramirez, 2020; Esquivel et al., 2016; Ketterings et al., 2001; Martel, 2012), aplicando distintos métodos (Fonseca-González, 2017; Yepes et al., 2011), dejando de lado el aporte de la vegetación existentes en las zonas urbanas. La diversidad de la vegetación urbana puede contribuir a la conservación de diversos recursos y valores naturales (Padullés Cubino et al., 2015). Aunque en los últimos años, la relación entre la urbanización, los espacios verdes urbanos y el ciclo del carbono ha atraído mucha atención (Wang et al., 2023), especialmente desde la cuantificación y su posible valor económico (Benjamín y Masera, 2001; Serrano Stampa, 2016).

Aunque las ciudades se suelen percibirse como desiertos de hormigón, pueden contener ecosistemas ricos y diversos (Benton-Short y Rennie Short, 2013), reconocidos a través del valor de sus funciones ecosistémicas (como el almacenamiento de carbono) que permitan planificar entornos urbanos más sostenibles y habitables (Bolund y Hunhammar, 1999; Tratalos et al., 2007).

El objetivo de esta investigación fue estimar el carbono almacenado en la vegetación arbórea localizada en las instalaciones de tres recintos de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León (UNAN-León), para la cuantificación del carbono almacenado y la capacidad de captura de dióxido de carbono en la vegetación arbórea, que permita contribuir con estudios e iniciativas relativas a la variabilidad y cambio climático, desde la cuantificación de las toneladas de carbono almacenados en zonas urbanas, así como el CO₂ capturado de la atmosfera.

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio

El área del estudio se localiza en la ciudad de León, a 90 kilómetros de Managua, capital de Nicaragua; específicamente en tres recintos de la sede central de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León (UNAN-León), distribuidos en tres puntos de la ciudad (Figura 1). León se localiza en el Pacífico de Nicaragua y presenta especies arbóreas propias de un bosque seco tropical; el régimen de precipitación no supera los 1 500 mm anuales y se encuentra a una altura entre 80 y 120 metros sobre el nivel del mar (Maes et al., 2025). Los recintos Silvio Mayorga y Carlos Fonseca Amador se localizan al sur y el recinto Cristhiam Emilio Cadenas al sureste de la ciudad de León.

Figura 1.
Ubicación de los recintos universitarios en la ciudad de León

Variables evaluadas

Diversidad y abundancia. En cada recinto se identificaron los árboles con diámetros mayores a 5 cm.

Altura (m) y diámetro (m). Los datos de altura total se midieron con un clinómetro y el diámetro a la altura del pecho (DAP) con una cinta diamétrica.

Área basal. La determinación del carbono almacenado parte de los datos morfométricos que permiten calcular el área basal por especies. Se reconoce el área basal como la sección transversal del tronco a la altura del pecho, expresada en metros cuadrados. Se utilizó la formula propuesta por Husch et al., (1993) que indica:

Dónde:

AB: Área basal (m²)

π / 4: constante 0.7854

D: Diámetro normal medido aproximadamente a 1.30 metros desde la superficie del suelo.

Luego se determina el volumen maderable a partir del producto del área basal multiplicado por la altura total de cada individuo y por un coeficiente de forma (relación entre el volumen real y el volumen aparente de un árbol) que permite corregir la diferencia y obtener un valor más cercano al volumen verdadero de los árboles.

Al obtener los valores del área basal por especies y por la masa forestal de cada recinto, se procede a calcular el volumen maderable por especies, considerando el factor de conversión geométrico propuesto por Ugalde (1981). Se utilizó el factor de conversión geométrico de 0.75 para aquellas especies que no tenían registros.

Donde:

Vol: Volumen

AB: Área basal

Ht: Altura total por individuos

Fc: Factor de conversión geométrico según la forma del árbol.

A partir del volumen se calcula la biomasa forestal, que es la base para cuantificar el carbono almacenado en los tres recintos. Se utilizó la formula propuesta por Brown (1997), quien señala que la biomasa forestal es igual a:

Dónde:

Bf: Biomasa forestal en Mega gramos (Mg)

Vol: Volumen total (m³)

GE: Densidad de la madera (g cm³)

FEBa: Factor de expansión de la biomasa aérea (ramas, hojas), con un valor estándar de 1.20, según los establecido por la Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2003).

La densidad de madera (g cm³) se determinó para cada especie, tomando de referencia los valores reportados por Reyes et al. (1992), Doraisami et al. (2022) y Castillo-Figueroa et al. (2023).

Cálculo del carbono almacenado

A partir de la biomasa forestal se calculó el carbono almacenado en Mega gramos de carbono (Mg C) por árbol, y luego se determinó el almacenamiento completo para todos los individuos y especies en los tres recintos.

El cálculo del carbono almacenado se realizó mediante la fórmula propuesta por el IPCC (2003):

Dónde:

C: Carbono almacenado (Mg C)

Bf: Biomasa forestal (Mg)

Fc: Factor de conversión de carbono (0.5) (constante)

Para estimar el dióxido de carbono equivalente (CO₂ eq) absorbido, se empleó la relación estequiométrica entre el carbono y el CO₂, utilizando el factor de conversión 3.67, derivado del cociente entre los pesos moleculares del CO₂ (44 g mol^-1) y del carbono elemental (12 g mol^-1). Este factor permite transformar el carbono almacenado a su equivalente en dióxido de carbono atmosférico removido, para cuantificar el potencial de mitigación climática asociado a la vegetación arbórea de los recintos mediante la retención y almacenamiento de carbono atmosférico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Diversidad y abundancia

Se registraron 3 291 árboles; el 59 % en el recinto Carlos Fonseca Amador, 25 % en el recinto Silvio Mayorga y 16 % en el recinto Cristhiam Emilio Cadenas. En total se identificaron 72 especies (exóticas y nativas). Se registraron 51 en el recinto Cristhiam Emilio Cadenas, 51 especies en el recinto Silvio Mayorga y 53 en el recinto Carlos Fonseca Amador; varias de las especies se encuentran presentes en más de un recinto. La especie de guapinol (Hymenaea courbaril L.) ubicada en el recinto Carlos Fonseca Amador presentó la mayor abundancia, contabilizando 336 individuos, seguida de la especie de madroño (Callycophylum candidisimun (Vahl) DC) con 147 individuos en el recinto Cristhiam Emilio Cadenas y 130 individuos de mango (Mangifera indica L.) en el recinto Silvio Mayorga.

Se evidencia un importante aporte de cobertura arbórea urbana para la ciudad de León, distribuida en los tres recintos. La mayor abundancia en el recinto Carlos Fonseca Amador posiblemente se debe a un manejo histórico diferenciado, influenciado por la antigüedad de la infraestructura y sus objetivos de planificación paisajística. En este sentido Nowak y Dwyer (2007) sugieren que la cobertura arbórea es mayor en espacios urbanos consolidados, en comparación con zonas en expansión o con menor planificación.

En cuanto a la riqueza total de especies, los resultados son comparables a los reportados por García García et al. (2023) en la Facultad de Ciencias Agrícolas y Forestales de la Universidad Autónoma de Chihuahua (Chihuahua, México), donde se identificaron 48 especies en un área de muestreo similar. La diversidad existente en los recintos universitarios de la UNAN-León evidencia un esfuerzo deliberado por parte de la institución en promover la diversidad arbórea, incluyendo especies exóticas de rápido crecimiento como mango y neem.

Área basal (m²)

En conjunto las especies del recinto Carlos Fonseca Amador registran la mayor área basal con 200.60±5.68 m², seguido del recinto Silvio Mayorga (80.52±2.34 m²) y por último el recinto Cristhiam Emilio Cadenas (36.97±1.77 m²). En el recinto Carlos Fonseca Amador la especie guapinol presentó mayor área basal con 88.03±0.03 m², seguida de neem (Azadirachta indica A. Juss), con 24.64±0.11 m². En el recinto Silvio Mayorga, la especie eucalipto (Eucalyptus camaldulensis Dehnh) presenta mayor área basal (19.43±0.19 m²), seguida de mango con 14.94±0.10 m². En el recinto Cristhiam Emilio Cadenas, los árboles de mango presentan mayor área basal con 7.96±0.25 m² seguida de neem (4.94±0.10 m²).

El guapinol presenta alta abundancia y representa un caso de dominancia estructural significativa en el recinto Carlos Fonseca Amador. De acuerdo con Escobedo et al. (2011) las especies nativas de gran porte como guapinol, contribuyen sustancialmente al almacenamiento de carbono y otros servicios ecosistémicos urbanos. Su presencia podría ser estratégica por su longevidad y resistencia, además de su valor ecológico y cultural.

El recinto Silvio Mayorga, con dominancia de eucalipto y mango presenta un patrón distinto, posiblemente asociado a decisiones de arborización más recientes o basadas en especies de rápido crecimiento y uso múltiple. La menor área basal de las especies en el recinto Cristhiam Emilio Cadenas podría estar relacionada con la edad de los árboles o prácticas de manejo agroforestal más intensivas; pese a contar con una riqueza de especies similar a los otros recintos.

Carbono

Las especies del recinto Carlos Fonseca Amador registran mayor área basal, volumen y biomasa forestal, seguido de los recintos Silvio Mayorga y Cristhiam Emilio Cadenas (Cuadro 1), coincidiendo con la mayor densidad y madurez de los árboles. De acuerdo con Siu y Ordeñana (2001) los ecosistemas de mayor edad poseen una capacidad de almacenamiento mayor. Se calculó un reservorio de 837.50 Mg C en los tres recintos, siendo el recinto Carlos Fonseca Amador el de mayor cantidad. El promedio global fue de 23.90 Mg C ha^-1, siendo superiores a los 10.90 Mg C ha^-1 almacenado en el arbolado de los parques La Rotonda y La Madre, en Manabí, Ecuador (Castillo-Ruperti et al., 2022).

En investigaciones enfocadas en el almacenamiento de carbono en la vegetación de las ciudades de Leipzig (Alemania) reportaron 11.8 Mg C ha⁻¹ (Strohbach y Haase, 2012) y Barcelona (España) 11.2 Mg C ha⁻¹ (Chaparro y Terrasdas, 2009), valores inferiores a los 23.90 Mg C ha^-1 registrados en esta investigación. En Oakland (EE.UU.) estimaron un valor menor de almacenamiento de 11.0 Mg C ha⁻¹ (Nowak, 1993). En cambio, en Leicester (Reino Unido), registraron 31.6 Mg C ha⁻¹ (Davies et al., 2011), superior a los obtenidos en este estudio. La vegetación de los recintos universitarios de la UNAN-León favorecen una mayor capacidad de captura y almacenamiento de carbono, destacando su relevancia en la captura del dióxido de carbono, así como sumidero de carbono para la ciudad.

Los tres recintos capturaron 3 113.63 Mg CO₂ eq (mega gramos de dióxido de carbono equivalente), siendo el recinto Carlos Fonseca Amador el de mayor captura, lo que está relacionado con una mayor área, densidad de árboles y madurez de los árboles, aportando a la reducción de gases de efecto invernadero. En promedio en los tres recintos se capturó 90.36 Mg CO₂ eq ha^-1, y es el recinto Carlos Fonseca Amador, el que más CO₂ equivalente captura por hectárea (114.3); estos valores son inferiores a los reportados por Aguirre Padilla (2017) en un bosque seco, en el que registraron valores de 118.44 Mg CO₂ eq ha^-1. Sin embargo, el recinto Silvio Mayorga es el que registra mayor dióxido de carbono equivalente por hectárea en áreas verdes (Mg CO₂ eq ha^-1).

Surya Prabha et al. (2020) indican que los árboles urbanos capturan carbono y contribuyen a la reducción de la contaminación provocada por los automóviles, alcanzando un ahorro neto de emisiones de carbono hasta de 18 kg CO₂ año^-1 árbol^-1; además, intervienen en la modificación del clima, principalmente por la sombra, la evapotranspiración y la reducción de la velocidad del viento (Akbari, 2002). Son importante por su valor estructural y contribución en la concientización a las personas, además que, la captura y almacenamiento del carbono son cotizados en la bolsa de valores (Jaúregui Rodríguez et al., 2022). Así mismo, a largo plazo, contribuyen directamente en la mitigación del cambio climático (Benjamín y Masera, 2001).

Los resultados indican diferencias en la captura de carbono entre los recintos, destacando el recinto Carlos Fonseca Amador con la mayor cantidad de dióxido de carbono equivalente total (Mg CO₂ eq), debido a su diversidad estructural y mayor cobertura forestal; factores reconocidos por mejorar la captura de carbono (Escobedo et al., 2010). Además, la edad y madurez de los árboles también influyen significativamente en la cantidad de carbono almacenado (Keith et al., 2009). Las especies con mayor biomasa tienden a capturar más carbono, una relación directa comprobada en bosques tropicales y subtropicales (Chave et al., 2005). Otro aspecto es que la infraestructura verde correctamente manejada, puede duplicar la eficiencia de captura comparada con espacios sin gestión ecológica (Davies et al., 2011).

Las áreas verdes dentro de las instalaciones de los recintos universitarios de la UNAN-León están posiblemente dentro de los mayores sumideros de carbono de la ciudad de León, contribuyendo de forma significativa a compensar las emisiones de dióxido de carbono emitidas por vehículos. La cantidad de CO₂ capturados en los tres recintos son aproximadamente el equivalente a las emisiones de 661 vehículos en funcionamiento, con un promedio de 4.6 toneladas métricas anuales (United States Environmental Protection Agency (EPA), 2023). Los tres recintos universitarios, a pesar de ser áreas pequeñas, tienen impactos importantes a escala local, principalmente en los servicios ecosistémicos de regulación y en lo cultural.

Más allá de su función ambiental, la vegetación de los tres recintos universitarios tiene un alto valor en función de los servicios ecosistémicos que brindan. Estudios han demostrado que los espacios verdes urbanos, como el recinto Carlos Fonseca Amador, generan beneficios a la salud mental y física, además de funciones ecológicas claves (Tzoulas et al., 2007). La valorización económica del carbono almacenado en árboles urbanos también es una herramienta útil para fomentar políticas de conservación (Mcpherson et al., 1997). Asimismo, la planificación urbana debe considerar la integración de vegetación en sus infraestructuras ya que mejora la resiliencia frente al cambio climático (Gill et al., 2007); y desde una perspectiva global, la captura de carbono por vegetación urbana representa una estrategia complementaria clave para alcanzar metas climáticas (Pataki et al., 2006). Por tanto, promover la investigación y monitoreo de estos servicios en áreas educativas y otras áreas urbanas, es crucial para su conservación y gestión efectiva.

Los resultados contribuyen con la gestión ambiental y el desarrollo de estrategias de conservación en los recintos de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León, así como futuras acciones enfocadas en la planificación de ciudades verdes. Pucha-Cofrep et al. (2023) indican que la planificación en la selección de especies y el manejo de los árboles es relevante para optimizar el servicio ecosistémico de la captura de carbono, principalmente, especies autóctonas de rápido crecimiento y con alta densidad de madera.

CONCLUSIONES

Los recintos universitarios de la UNAN-León constituyen importantes sumideros de carbono dentro del entorno urbano de la ciudad de León, destacando el recinto Carlos Fonseca Amador por su alta biomasa y diversidad estructural. La presencia de especies de rápido crecimiento y alta densidad maderable, así como la adecuada planificación del arbolado, son variables indispensables para mejorar la capacidad de captura de carbono de áreas verdes urbanas. La integración de infraestructura verde en el entorno urbano universitario, se considera una prioridad dentro de las políticas institucionales para la sostenibilidad.

Agradecimientos

Esta investigación fue posible gracias a los fondos del Programa de Pequeñas Ayuda para la Investigación de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, León (UNAN-León). Nuestro agradecimiento a los estudiantes de la carrera de Biología de la UNAN-León por su aporte durante la fase de campo del proyecto, así como a las autoridades universitaria por el apoyo brindando durante el desarrollo del proyecto.

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