Vol. 2 Núm. 8 - Instituto Nacional de Investigaciones Forestales ...

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Rev. Mex. Cien. For. Vol. 2 Núm. 8INTRODUCCIÓNLa conversión de los bosques maduros en áreas abiertaspara diferentes usos económicos del suelo, como agriculturao ganadería, es un fenómeno que se ha presentado a lolargo de los últimos siglos (Herrera et al., 2001). Los bosquesestán dentro de los ecosistemas naturales con mayorproducción primaria neta. Se calcula que producen de400 a 1,000 g m -2 año -1 de carbono, cantidad dos vecessuperior a la de los pastizales y varias veces mayor que la delos océanos (Waring y Schlesinger, 1985). Una parte de estaproducción se acumula como biomasa y humus, que constituyenla producción primaria neta. La otra parte se destina a procesosde mantenimiento del ecosistema, a través de la respiración(Escandón et al., 1999).Garzuglia y Saket (2003) definen la biomasa aérea comola cantidad total de materia orgánica aérea presente en losárboles, e incluyen hojas, ramas, tronco principal y corteza.Para la estimación de biomasa, el procedimiento más comúnconsiste en el muestreo destructivo de unos cuantos árbolespara después modelar el contenido de biomasa en funciónde variables fáciles de medir, para ello se utilizan métodos deregresión (Díaz et al., 2007).La biomasa se ha convertido en un elemento importante enlos estudios sobre los cambios que ocurren a escala mundial,dado el posible efecto atenuador (sumidero de carbono) quelos bosques pueden tener al secuestrar los excedentes de losgases de efecto invernadero, de un modo temporal (biomasa)y permanente (suelo) y a las consecuencias que se derivan dela modificación de las condiciones climáticas sobre lasalud, estructura y biodiversidad de un sistema forestal(Vidal et al., 2004).Las ecuaciones de biomasa permiten estimar, con bastanteexactitud, el peso de las especies forestales a partir de unnúmero reducido de parámetros de los árboles en pie (Lópezy Keyes, 1987; Castellanos et al., 1996; Rojo et al., 2005). Sinembargo, la disponibilidad de modelos para coníferascomo Abies religiosa (Kunth) Schltdl. et Cham. es reducida. EnMéxico se han desarrollado ecuaciones para Pinus montezumaeLamb. (Garcidueñas, 1987; Manzano et al., 2007; López-Lópezet al., 2009), Pinus cembroides Zucc. (López y Keyes, 1987), Pinuspatula Schltdl. et Cham. (Castellanos et al., 1996), Alnus glabrataFernald, Clethra hartwegii Britt., Rapanea myricoides (Schltdl.)Lundell, Quercus peduncularis Née, Liquidambar macrophyllaOerst e Inga sp. (Acosta et al., 2002), Hevea brasiliensis Müll.Arg. (Rojo et al., 2005) y para Abies religiosa (Avendaño et al., 2009).Los modelos para el cálculo de la biomasa de árbolesestán influenciados por los cambios en la estructura, comoconsecuencia del manejo, presencia de plagas y enfermedades,condiciones climáticas, de suelo o incluso factores genéticos.INTRODUCTIONThe conversion of old forests into open areas for differenteconomic land use such as agriculture or livestock farming hasoccurred during the last centuries (Herrera et al., 2001).Forests are one of the natural ecosystems with highest netprimary production. It has been calculated that they produce from400 to 1,000 g m -2 year -1 C, which is an amount twice higherthan grasslands and several more than that of oceans (Waringand Schlesinger, 1985). One part of production accumulates asbiomass and humus, which constitute the net primary production.The other part is bound to maintenance process of theecosystem, through respiration (Escandón et al., 1999).Garzuglia and Saket (2003) define aerial biomass as thetotal amount of aerial organic matter in trees, including leaves,branches main stem and bark. The most regular procedurefor biomass estimation is destructive sampling of some trees fora later modeling of biomass content in terms of easilymeasurable variables, in which regression methods are used(Díaz et al., 2007).Biomass has become an important element in studiesabout changes that occur world-wide, from the possiblemitigating effect (carbon sink) of forests when they performthe sequestration of the exceeding greenhouse- effect gases,in a temporary (biomass) or permanent (soil) way and to theconsequences of the changing climate conditions upon health,structure and biodiversity of a forest system (Vidal et al., 2004).Biomass equations allow a rather accurate estimationof the weight of forest species from a small number ofstanding-tree parameters (López and Keyes, 1987; Castellanoset al., 1996; Rojo et al., 2005). However, the availability ofmodels for softwoods such as Abies religiosa (Kunth) Schltdl.et Cham. is rather small. Some equations have been developedin Mexico for Pinus montezumae Lamb. (Garcidueñas, 1987; Manzanoet al., 2007; López-López et al., 2009), Pinus cembroides Zucc.(López y Keyes, 1987), Pinus patula Schltdl. et Cham. (Castellanoset al., 1996), Alnus glabrata Fernald, Clethra hartwegii Britt.,Rapanea myricoides (Schltdl.) Lundell, Quercus peduncularisNée, Liquidambar macrophylla Oerst e Inga sp. (Acosta et al.,2002), Hevea brasiliensis Müll. Arg. (Rojo et al., 2005), as wellas for Abies religiosa (Avendaño et al., 2009).Models for tree biomass are influenced by changes instructure, as a consequence of management, plagues anddiseases, climate, soil and even some genetic factors.Forest decline is defined as a multifactor sickness caused bybiotic and abiotic agents that generates a decrease of vigorand survival of trees (Granados et al., 2001 and Vázquez etal., 2004). Ciesla (1989) and Granados et al. (2001) point outthat there are symptoms related to this phenomenon, among10

Flores-Nieves et al., Modelos para estimación y distribución...La declinación forestal se define como una enfermedadmultifactorial causada tanto por agentes abióticos comobióticos, lo que implica la reducción del vigor y supervivenciade los árboles (Granados et al., 2001 y Vázquez et al., 2004).Ciesla (1989) y Granados et al. (2001) y López et al. (2006) señalanque son varios los síntomas relacionados con dicho fenómeno,tales como la reducción del crecimiento, degeneración de lossistemas radicales, clorosis en el follaje, reducción delas reservas fotosintéticas, mortalidad de brotes y ramase incremento de la incidencia de ataques de insectos, que sepresentan de manera secuencial o simultánea. Alvarado et al.(1993) citan que puede alterarse la forma cónica de la copa ygenerarse defoliación severa y muerte de ramas en las partesbajas del árbol. Al momento de modelar las variables delos árboles o ecosistemas sujetos a este proceso de declinación,se espera que todos los síntomas mencionados tengan un efectodirecto en los parámetros de los modelos generados.El objetivo de este estudio fue aportar nuevos modelos parala estimación de biomasa de los componentes aéreosde A. religiosa en bosques afectados por el proceso dedeclinación, como es el caso de algunos bosques cercanos alValle de México. Se pretende que las ecuaciones sirvan comoherramienta para la realización de estudios de productividadprimaria neta, captura de carbono y de distribución debiomasa en bosques que se encuentren en dicha condición.MATERIALES Y MÉTODOSÁrea de estudioEl presente trabajo se llevó a cabo en el Cerro Tláloc, en laregión fisiográfica conocida como Sierra Nevada, que se ubicaal oriente del Estado de México (Figura 1). La elevación delcerro es de 4,120 m y el área de estudio se localiza en lavertiente occidental del mismo, en dónde la especie dominantees A. religiosa.Clima.- A lo largo del declive occidental del Cerro Tláloc sedistinguen tres subtipos climáticos: en las áreas planas máscercanas a los lomeríos el clima es C (w 0) (w) b(i´); templadosubhúmedo con una precipitación media anual de 700 mm, conrégimen de lluvia en verano, temperatura media anual entre12 y 18 °C y con una oscilación térmica de 5 a 7 °C. En la zonade lomeríos, hacia las estribaciones de la Sierra de Río Fríoel clima es C (w 1) (w) b(i´); templado subhúmedo, con unaprecipitación media anual entre 800 y 900 mm, régimen de lluviasen verano, con temperatura media anual entre 12 y 18 °C y conuna oscilación térmica de 5 a 7 °C. En las laderas montañosasel clima es de tipo C(w 2) (w) b(i´); templado subhúmedo, con unaprecipitación media anual entre 900 y 1,200 mm, régimen delluvias en verano, temperatura media anual de 10 y 14 °C, conuna oscilación térmica de 5 a 7 °C. Las fluctuaciones climáticas sedeben a la orografía (Ortíz y Cuanalo, 1977).which are a reduction in growth, degeneration of the rootsystem, foliage chlorosis, diminishment of photosyntheticreserves, shoot and branch mortality and an incrementof insect attack, all of which could act sequentially orsimultaneously. Alvarado et al. (1993) stated that the conic shapeof the crown can change and generate an intensive defoliationand death of the lower branches. At the time of modelingthe tree variables or ecosystems subjected to decline, itis expected that all the aforementioned symptoms have adirect effect on the parameter of the generated models.The aim of this study was to provide new models for biomassestimation of the aerial components of A. religiosa in forests indecline, as some nearby Valle de Mexico are. It is expectedthat these equations might be useful to accomplish net primaryproductivity, carbon sequestration and of biomass distributionstudies in forests that are in this condition.MATERIALS AND METHODSStudy areaThe study here described was carried out in Cerro Tláloc(Tlaloc Hill), in Sierra Nevada that lies at the East of Estado deMéxico (Figure 1). The highest altitude is 4,120 m and the studyarea is located in the western hillside, where A. religiosa is thedominant species.Climate.- Along the western fall of Cerro Tlaloc, three climatesubtypes can be found: in the closest plains to the hills, the type ofweather is C (w 0) (w) b(i´), which is a subhumid temperateclimate with 700 mm of annual mean precipitation,summer rainfall, annual average temperature between12 and 18 °C and a thermic oscilation from 5 to 7 °C. In the hillzone, nearby Río Frio Mountain Range, the weather is C (w 1)(w) b(i´) which is a subhumid temperate climate with 800-900 mmof annual mean precipitation, summer rainfall, annual averagetemperature between 12 and 18 °C and a thermic oscilation from5 to 7 °C. In the hillsides, the weather is of the C(w 2) (w) b(i´) type,which is a subhumid temperate climate with 900 and 1200 mmof annual mean precipitation, summer rainfall, annual averagetemperature between 10 and 18 °C and a thermic oscilationfrom 5 to 7 °C Climatic fluctuations are due to orography (Ortízand Cuanalo, 1977).Soils.- According to Mooser (1975), the edaphic material ofValle de México was the result of the volcanic activityof the Tertiary and Quaternary periods. The formations of themiddle Tertiary (Oligocene and Miocene) are located fromTláloc up to near San Pablo Ixayoc town. Soils are incipient,of coarse texture near the cineritic cone of Tláloc, and in theresting areas, they are black, deep, of medium texture and richin organic matter and with medium texture (migajones o francos).11

Rev. Mex. Cien. For. <strong>Vol</strong>. 2 Núm. 8INTRODUCCIÓNLa conversión <strong>de</strong> los bosques maduros en áreas abiertaspara diferentes usos económicos <strong>de</strong>l suelo, como agriculturao gana<strong>de</strong>ría, es un fenómeno que se ha presentado a lolargo <strong>de</strong> los últimos siglos (Herrera et al., 2001). Los bosquesestán <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> los ecosistemas naturales con mayorproducción primaria neta. Se calcula que producen <strong>de</strong>400 a 1,000 g m -2 año -1 <strong>de</strong> carbono, cantidad dos vecessuperior a la <strong>de</strong> los pastizales y varias veces mayor que la <strong>de</strong>los océanos (Waring y Schlesinger, 1985). Una parte <strong>de</strong> estaproducción se acumula como biomasa y humus, que constituyenla producción primaria neta. La otra parte se <strong>de</strong>stina a procesos<strong>de</strong> mantenimiento <strong>de</strong>l ecosistema, a través <strong>de</strong> la respiración(Escandón et al., 1999).Garzuglia y Saket (2003) <strong>de</strong>finen la biomasa aérea comola cantidad total <strong>de</strong> materia orgánica aérea presente en losárboles, e incluyen hojas, ramas, tronco principal y corteza.Para la estimación <strong>de</strong> biomasa, el procedimiento más comúnconsiste en el muestreo <strong>de</strong>structivo <strong>de</strong> unos cuantos árbolespara <strong>de</strong>spués mo<strong>de</strong>lar el contenido <strong>de</strong> biomasa en función<strong>de</strong> variables fáciles <strong>de</strong> medir, para ello se utilizan métodos <strong>de</strong>regresión (Díaz et al., 2007).La biomasa se ha convertido en un elemento importante enlos estudios sobre los cambios que ocurren a escala mundial,dado el posible efecto atenuador (sumi<strong>de</strong>ro <strong>de</strong> carbono) quelos bosques pue<strong>de</strong>n tener al secuestrar los exce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> losgases <strong>de</strong> efecto inverna<strong>de</strong>ro, <strong>de</strong> un modo temporal (biomasa)y permanente (suelo) y a las consecuencias que se <strong>de</strong>rivan <strong>de</strong>la modificación <strong>de</strong> las condiciones climáticas sobre lasalud, estructura y biodiversidad <strong>de</strong> un sistema forestal(Vidal et al., 2004).Las ecuaciones <strong>de</strong> biomasa permiten estimar, con bastanteexactitud, el peso <strong>de</strong> las especies forestales a partir <strong>de</strong> unnúmero reducido <strong>de</strong> parámetros <strong>de</strong> los árboles en pie (Lópezy Keyes, 1987; Castellanos et al., 1996; Rojo et al., 2005). Sinembargo, la disponibilidad <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los para coníferascomo Abies religiosa (Kunth) Schltdl. et Cham. es reducida. EnMéxico se han <strong>de</strong>sarrollado ecuaciones para Pinus montezumaeLamb. (Garcidueñas, 1987; Manzano et al., 2007; López-Lópezet al., 2009), Pinus cembroi<strong>de</strong>s Zucc. (López y Keyes, 1987), Pinuspatula Schltdl. et Cham. (Castellanos et al., 1996), Alnus glabrataFernald, Clethra hartwegii Britt., Rapanea myricoi<strong>de</strong>s (Schltdl.)Lun<strong>de</strong>ll, Quercus peduncularis Née, Liquidambar macrophyllaOerst e Inga sp. (Acosta et al., 2002), Hevea brasiliensis Müll.Arg. (Rojo et al., 2005) y para Abies religiosa (Avendaño et al., 2009).Los mo<strong>de</strong>los para el cálculo <strong>de</strong> la biomasa <strong>de</strong> árbolesestán influenciados por los cambios en la estructura, comoconsecuencia <strong>de</strong>l manejo, presencia <strong>de</strong> plagas y enfermeda<strong>de</strong>s,condiciones climáticas, <strong>de</strong> suelo o incluso factores genéticos.INTRODUCTIONThe conversion of old forests into open areas for differenteconomic land use such as agriculture or livestock farming hasoccurred during the last centuries (Herrera et al., 2001).Forests are one of the natural ecosystems with highest netprimary production. It has been calculated that they produce from400 to 1,000 g m -2 year -1 C, which is an amount twice higherthan grasslands and several more than that of oceans (Waringand Schlesinger, 1985). One part of production accumulates asbiomass and humus, which constitute the net primary production.The other part is bound to maintenance process of theecosystem, through respiration (Escandón et al., 1999).Garzuglia and Saket (2003) <strong>de</strong>fine aerial biomass as thetotal amount of aerial organic matter in trees, including leaves,branches main stem and bark. The most regular procedurefor biomass estimation is <strong>de</strong>structive sampling of some trees fora later mo<strong>de</strong>ling of biomass content in terms of easilymeasurable variables, in which regression methods are used(Díaz et al., 2007).Biomass has become an important element in studiesabout changes that occur world-wi<strong>de</strong>, from the possiblemitigating effect (carbon sink) of forests when they performthe sequestration of the exceeding greenhouse- effect gases,in a temporary (biomass) or permanent (soil) way and to theconsequences of the changing climate conditions upon health,structure and biodiversity of a forest system (Vidal et al., 2004).Biomass equations allow a rather accurate estimationof the weight of forest species from a small number ofstanding-tree parameters (López and Keyes, 1987; Castellanoset al., 1996; Rojo et al., 2005). However, the availability ofmo<strong>de</strong>ls for softwoods such as Abies religiosa (Kunth) Schltdl.et Cham. is rather small. Some equations have been <strong>de</strong>velopedin Mexico for Pinus montezumae Lamb. (Garcidueñas, 1987; Manzanoet al., 2007; López-López et al., 2009), Pinus cembroi<strong>de</strong>s Zucc.(López y Keyes, 1987), Pinus patula Schltdl. et Cham. (Castellanoset al., 1996), Alnus glabrata Fernald, Clethra hartwegii Britt.,Rapanea myricoi<strong>de</strong>s (Schltdl.) Lun<strong>de</strong>ll, Quercus peduncularisNée, Liquidambar macrophylla Oerst e Inga sp. (Acosta et al.,2002), Hevea brasiliensis Müll. Arg. (Rojo et al., 2005), as wellas for Abies religiosa (Avendaño et al., 2009).Mo<strong>de</strong>ls for tree biomass are influenced by changes instructure, as a consequence of management, plagues anddiseases, climate, soil and even some genetic factors.Forest <strong>de</strong>cline is <strong>de</strong>fined as a multifactor sickness caused bybiotic and abiotic agents that generates a <strong>de</strong>crease of vigorand survival of trees (Granados et al., 2001 and Vázquez etal., 2004). Ciesla (1989) and Granados et al. (2001) point outthat there are symptoms related to this phenomenon, among10

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