biomasa_jorullensis.pdf

UNIVERSIDAD AUTNOMA CHAPINGO

DIVISIN DE CIENCIAS FORESTALES

Uso de ecuaciones alomtricas para estimar biomasa y carbono en la

parte area de Pinus hartwegii Lindl., en el Parque Nacional

Izta-Popo

TESIS PROFESIONAL

Que como requisito parcial para obtener el ttulo de:

Ingeniero en Restauracin Forestal

Presenta

Carmen del Roco Jimnez Cruz

Chapingo, Texcoco. Mxico. Marzo de 2010.

Esta tesis titulada Uso de ecuaciones alomtricas para estimar biomasa y

carbono en la parte area de Pinus hartwegii Lindl., en el Parque Nacional

Izta-Popo fue realizada por Carmen del Roco Jimnez Cruz, bajo la direccin

del Dr. Miguel Acosta Mireles y el Dr. Fernando Carrillo Anzures. Ha sido revisada

y aprobada por el siguiente Comit Revisor, para obtener el ttulo de Ingeniero en

Restauracin Forestal.

PRESIDENTE Dr. Miguel Acosta Mireles

SECRETARIO Dr. Fernando Carrillo

Anzures

VOCAL M. en C. Emma Estrada

Martnez

SUPLENTE Dr. Dante Arturo Rodrguez

Trejo

SUPLENTE Dr. J. A. Gil Vera Castillo

Chapingo, Estado de Mxico. Marzo de 2010.

AGRADECIMIENTOS

A Dios: Por la vida, por sus dones y por su amor.

A Mara: Por su ejemplo, intercesin y abrigo.

A la Universidad Autnoma Chapingo: Por ser mi Alma Mater.

Al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrcolas y Pecuarias (INIFAP), al

Colegio de Postgraduados (COLPOS) y a la Divisin de Ciencias Forestales (DICIFO): por

las facilidades otorgadas para la realizacin de este trabajo.

A mi familia: Por apoyarme y ayudarme a cumplir esta meta que no es slo ma, es

nuestra.

A los grupos Coro y Grupo Juvenil Catedral SCLC y Misin Catlica Universitaria

Chapingo; a las Consagradas HES Marcela, Lupita y Lul; al Pbo. Gonzalo Morales y los

Hermanos MSP David y Dante: por ensearme los valores que integran mi persona, por

su acompaamiento y amistad.

A la familia Milln Motolina y Nez Gmez: Por su generosidad, amabilidad y calidez

en este tiempo.

A mis amigos Edi, Jos G., Meche, Javi, Jaime, Israel, Daniel, David, Marco, Iriana, Priscila,

Luis Antonio, Ido, Francisco, Karina, Bey, Julio, Pedro, ngel, Nieves, Rosebel, Tavo y

Hermilo: Por su amistad y apoyo, as tambin por saber escuchar y estar conmigo

cuando ms los necesit.

A mis colegas Diana, Zulma, Caro, Claus, Marco Antonio, Limn y Hugo: Por su

compaerismo y solidaridad.

DEDICATORIA

A mi hermana y amiga Claudia y a aquellos

que con su responsabilidad, trabajo y entrega

se esmeran por dar lo mejor de s da a da.

CONTENIDO

INDICE DE CUADROS ___________________________________________________ iv

INDICE DE FIGURAS _____________________________________________________ v

RESUMEN _____________________________________________________________ vi

SUMMARY ____________________________________________________________ vii

1. INTRODUCCIN _____________________________________________________ 1

2. OBJETIVOS _________________________________________________________ 3

2.1 General _________________________________________________________ 3

2.2 Particulares ______________________________________________________ 3

3. HIPTESIS _________________________________________________________ 3

4. REVISIN DE LITERATURA ____________________________________________ 4

4.1 Contexto del calentamiento global ____________________________________ 4

4.1.1 Efecto invernadero _____________________________________________ 4

4.1.2 Calentamiento global ___________________________________________ 5

4.1.3 Contribucin del dixido de carbono al calentamiento global ____________ 6

4.2 Mitigacin al cambio climtico ________________________________________ 8

4.2.1 Servicios ambientales _________________________________________ 10

4.2.2 Produccin de biomasa y de captura de carbono ____________________ 11

4.3 Cuantificacin de biomasa y carbono en el bosque ______________________ 13

4.3.1 Mtodos de estimacin de biomasa y contenido de carbono en rboles __ 14

4.3.2 Ecuaciones alomtricas ________________________________________ 14

4.3.3 Biomasa area y carbono en otras especies _______________________ 15

4.4 Caractersticas de Pinus hartwegii ___________________________________ 17

4.4.1 Distribucin _________________________________________________ 17

4.4.2 Descripcin botnica __________________________________________ 17

4.4.3 Requerimientos ______________________________________________ 18

4.4.4 Importancia _________________________________________________ 18

4.5 Descripcin del rea de estudio _____________________________________ 19

4.5.1 Localizacin _________________________________________________ 19

Pgina

ii

iii

4.5.2 Clima ______________________________________________________ 20

4.5.3 Suelos _____________________________________________________ 21

4.5.4 Hidrologa ___________________________________________________ 21

4.5.5 Geologa ____________________________________________________ 22

4.5.6 Vegetacin __________________________________________________ 22

4.5.7 Fauna ______________________________________________________ 24

5. Metodologa ________________________________________________________ 26

5.1 Obtencin de muestras ____________________________________________ 26

5.2 Secado de las muestras ___________________________________________ 29

5.3 Obtencin de biomasa por componentes del rbol _______________________ 30

5.4 Determinacin de ecuacin alomtrica para estimar biomasa ______________ 31

5.5 Obtencin de submuestras para determinar el carbono ___________________ 31

5.6 Estimacin de carbono por componente del rbol _______________________ 33

5.7 Determinacin de ecuacin alomtrica para estimar carbono ______________ 34

6. RESULTADOS Y DISCUSIN __________________________________________ 35

6.1 Contenido de biomasa ____________________________________________ 35

6.1.1 Caractersticas generales del arbolado muestreado __________________ 35

6.1.2 Contenido de humedad ________________________________________ 36

6.1.3 Distribucin de la biomasa en el rbol _____________________________ 38

6.2 Ecuaciones de biomasa ___________________________________________ 39

6.3 Contenido de carbono _____________________________________________ 45

6.4 Ecuaciones de carbono ____________________________________________ 46

7. CONCLUSIONES ____________________________________________________ 50

8. LITERATURA CITADA ________________________________________________ 51

9. ANEXOS ____________________________________ Error! Marcador no definido.

Anexo I _______________________________________ Error! Marcador no definido.

Anexo II ______________________________________ Error! Marcador no definido.

INDICE DE CUADROS

Pgina

Cuadro 1. Caractersticas de los rboles muestreados 34 Cuadro 2. Distribucin de biomasa en los diferentes componentes de Pinus

hartwegii Lindl., por categora diamtrica 37 Cuadro 3. Comparativo de distribucin de biomasa en los diferentes

componentes del rbol 37 Cuadro 4. Parmetros estimados al ajustar el modelo Y=b*Xk, para biomasa 38 Cuadro 5. Anlisis de regresin para el modelo ln (Y) = ln (b) + k ln (X) para

biomasa 40 Cuadro 6. Clculo de biomasa para diferentes especies de acuerdo con

diversos autores 43 Cuadro 7. Comparacin de distribucin de carbono en los diferentes

componentes del rbol para otros autores y para el presente estudio 44

Cuadro 8. Parmetros estimados al ajustar el modelo Y=b*Xk, para contenido de carbono 45

Cuadro 9. Anlisis de regresin para el modelo ln (Y) = ln (b) + k ln (X) para carbono 46

Cuadro 110. Clculo de carbono para diferentes especies de acuerdo con

diversos autores 48

iv

v

INDICE DE FIGURAS

Pgina

Figura 1. Emisiones mundiales de GEI antropgenos 7 Figura 2. Incremento de CO2 en la atmsfera 7 Figura 3. Ubicacin geogrfica del Parque Nacional

Iztacchuatl-Popocatpetl 20 Figura 4. Obtencin de muestras 28 Figura 5. Secado de muestras 30 Figura 6. Submuestras para la determinacin de carbono 32 Figura 7. Molienda de submuestras para la determinacin de carbono 33 Figura 8. Tendencia de porcentaje de humedad contenida en los diferentes

componentes de Pinus hartwegii Lindl. 37 Figura 9. Grfica de dispersin de los valores de biomasa calculados para

Pinus hartwegii Lindl. y su lnea de regresin generada 40 Figura 10. Distribucin de los datos y linealizacin de la ecuacin ajustada

para biomasa de Pinus hartwegii Lindl. 41 Figura 11. Grfica de residuales de la ecuacin

ln (B) = -2.7564 + 2.4725 ln (DN) 42 Figura 12. Grfica de probabilidad normal para los residuales de la ecuacin

ln (B) = -2.7564 + 2.4725 ln (DN) 43 Figura 13. Grfica de dispersin de los valores de contenido de carbono

calculados para Pinus hartwegii Lindl. y su lnea de regresin Generada 46

Figura 14. Distribucin de los datos y linealizacin de la ecuacin ajustada para carbono de Pinus hartwegii Lindl. 47

RESUMEN

En los ltimos aos el Pago por Servicios Ambientales como medida de mitigacin

al cambio climtico global ha cobrado gran auge; en este contexto se busca

realizar medidas ms precisas en la cuantificacin de la captura de carbono en los

diferentes ecosistemas. En contribucin, se gener este estudio realizando un

muestreo destructivo de 29 rboles de Pinus hartwegii Lindl. en el Parque

Nacional Izta-Popo con el fin de conocer su contenido de biomasa area por

medio de secado bajo condiciones de invernadero y estufa, as como su contenido

de carbono por el mtodo de combustin seca.

El porcentaje de biomasa area respecto al peso hmedo que contuvieron los

rboles fue de 57.95%, el 48.55% de la biomasa fue carbono. La biomasa se

distribuy en su mayora en el fuste de los rboles y correspondi al 65.31%, en

las ramas al 23.79% y en el follaje al 10.89 %. As mismo el contenido de carbono

respecto a la biomasa se distribuy: 64.91% fuste, 24.19% ramas y 10.90% follaje.

La variable dimetro normal (DN) fue suficiente para estimar la biomasa y el

carbono presente en los rboles a travs del clculo de los parmetros del modelo

Y=bXk por medio de una regresin. Para la biomasa se obtuvo la ecuacin

B=0.0635*DN2.4725 y para el contenido de carbono C=0.0309*DN2.4722. El

coeficiente de determinacin (R2) fue de 0.98 para ambas ecuaciones. El anlisis

de residuales y la grfica normal de los mismos ayudaron a determinar la

confiabilidad de los modelos.

vi

vii

SUMMARY

In recent years the payment for environmental services has gained great boom as

a measure of global climate change mitigation; in this context be is looking for

more precise measurements in quantifying carbon sequestration in different

ecosystems. In contribution, was generated this study by destructive sampling of

29 trees of Pinus hartwegii Lindl. in Izta-Popo National Park in order to know its

content of aboveground biomass by drying under greenhouse conditions and

stove, and their carbon content by dry combustion method.

The percentage of aboveground biomass about wet weight that contained the trees

was 57.95%, 48.55% of the biomass was carbon. The biomass was distributed

mostly in the trunk of the tree and corresponded to 65.31%, in the branches to

23.79% and 10.89% foliage. The carbon content in the biomass was distributed:

bole 64.91%, branches 24.19% and 10.90% foliage.

The variable normal diameter (DN) was sufficient to estimate biomass and carbon

in the trees by calculating the parameters of the model Y=bXk through a

regression. Biomass was obtained for the equation B=0.0635*DN2.4725 and carbon

content C=0.0309*DN2.4722. The coefficient of determination (R2) was 0.98 for both

equations. Residual analysis and graphics normally have helped determine the

reliability of the models.

Universidad Autnoma Chapingo Divisin de Ciencias Forestales

1

1. INTRODUCCIN Los cambios en la temperatura del planeta han sido cada vez ms evidentes en

los ltimos aos; debido a ello la necesidad global de mitigacin de los efectos del

cambio climtico ha cobrado tambin un mayor auge entre los pases que buscan

una solucin a dicho problema.

Uno de los mtodos mayormente recurridos es la venta de los servicios

ambientales que provee el bosque; sin embargo existen muchas razones por las

cuales no se generan seales a favor de la conservacin de los recursos naturales

y con ello una produccin sostenida de servicios ambientales; entre ellas estn el

que no existe un mercado bien definido y que se conoce muy poco acerca de su

cuanta o su relacin con las caractersticas y procesos desarrollados en las reas

naturales (Torres y Guevara, 2002).

El carbono forestal es relativamente mal cuantificado en trminos de propiedad

legal y la precisin del inventario de carbono (Bull et al. 2007); por ello la urgencia

en encontrar mtodos cada vez ms precisos y prcticos para su cuantificacin y

por tanto, quienes gocen de este beneficio sepan bien a bien las cantidades con

las que cuentan.

El potencial de captura de carbono est ligado al potencial de formacin de

biomasa. De ah que las regiones donde resultan factibles altos rendimientos de

biomasa sean las zonas de mayor potencial de captura de carbono (Torres y

Guevara, 2002).

La biomasa adems est relacionada con la produccin de volumen comercial

para la industria y entendimiento de la dinmica de la energa del ecosistema; sin

embargo hay que tomar en cuenta la influencia de diversos factores como clima,

especie, edad, calidad del sitio, fertilizacin, etc.

Otra utilidad que tiene este tipo de estudios radica en que comparndolos entre s

podemos determinar que especie es la ms factible para lograr mayores

cantidades de carbono capturado ya que los sumideros que ahora tienen potencial

Tesis Profesional Jimnez Cruz Carmen del Roco

2

para tal fin, podran llegar en un tiempo a un tope de saturacin (Domnguez-

Cabrera et al., 2009).

En este trabajo se pretende obtener una ecuacin para la cuantificacin de

biomasa y otra para contenido de carbono de Pinus hartwegii para el rea Natural

Protegida Parque Nacional Izztacihuatl-Popocatepetl a travs de el mtodo de

regresin utilizando el dimetro normal (DN); as mismo obtener el porcentaje

promedio de biomasa area con respecto al peso hmedo y el porcentaje

promedio de carbono con respecto a la biomasa de P. hartwegii y su distribucin

en las distintas partes del rbol que se tomaron como muestra.


3

2. OBJETIVOS

2.1 General Determinar los parmetros de dos ecuaciones alomtricas que permitan calcular la

biomasa y el contenido de carbono de Pinus hartwegii con base en el dimetro

normal.

2.2 Particulares Conocer el porcentaje de distribucin de la biomasa en el fuste, las ramas y el

follaje de Pinus hartwegii.

Calcular la proporcin de biomasa en el rbol y de sta el porcentaje que implica

el carbono.

Generar una tabla de biomasa y otra de carbono para Pinus hartwegii en el

Parque Nacional Izta-Popo, utilizando como nica entrada el dimetro normal.

3. HIPTESIS Las ecuaciones alomtricas con base en el dimetro normal reflejan la cantidad de

biomasa y carbono contenido en Pinus hartwegii Lindl. para el parque Izta-Popo.


4

4. REVISIN DE LITERATURA

4.1 Contexto del calentamiento global

4.1.1 Efecto invernadero De acuerdo con la Administracin Nacional Ocenica y Atmosfrica de los Estados

Unidos1 (NOAA por sus siglas en ingls), la composicin qumica de la atmsfera

incluye mayoritariamente a dos gases, nitrgeno (N) 78.084% y oxgeno (O2)

20.947%; el aproximadamente 1% restante est formado por varios gases, entre

ellos Argn (Ar) en un 0.934% y el dixido de carbono (CO2) en un 0.033%. Por

sus caractersticas qumicas, trmicas, de movimiento y densidad se tienen cinco

capas gaseosas en la tierra; de entre ellas las dos primeras en orden de altura

son: la tropsfera (desde la superficie de la tierra hasta los 6.2 km) en donde la

densidad de los gases disminuye con la altura; entre sta y la segunda capa se

encuentra la denominada tropopausa. La siguiente capa se extiende desde la

tropopausa hasta los 31 km de la superficie terrestre y se denomina estratsfera.

El efecto invernadero es un mecanismo natural por el cual la atmsfera de la tierra

se calienta. Los gases que forman a la atmsfera no pueden absorber la luz solar,

de alta energa (ondas de longitud corta, cargadas hacia la luz visible y

ultravioleta), por ello dejan pasar la mayor parte hacia la superficie de la Tierra.

Del 100% de luz solar que llega al planeta, el 30% es reflejado hacia el espacio

(albedo), la atmsfera retiene solo un 20% de la energa solar y el 50% restante

llega hasta la superficie terrestre, calentndola. Al calentarse la superficie de la

Tierra transforma la luz solar en radiacin de baja energa (ondas de longitud

grande, cargadas hacia el infrarrojo) que refleja nuevamente hacia la atmsfera.

Esa energa de onda amplia o infrarroja, s puede ser absorbida de manera muy

eficiente por algunos de los gases atmosfricos, de manera particular el CO2 (pero

tambin el vapor de agua, el metano y otros), siendo sta la principal fuente de

calor para la atmsfera, de all que la temperatura ms alta de la tropsfera sea

1 http://www.srh.noaa.gov/srh/jetstream/atmos/atmos_intro.htm. (Fecha de consulta 22/02/10)


5

justamente el punto de contacto con la superficie del planeta (Caballero et al.,

2007).

4.1.2 Calentamiento global El Calentamiento Global o aumento en la temperatura mundial presente en los

ltimos aos, se relaciona con la tendencia del incremento en las concentraciones

de los Gases de Efecto Invernadero (GEI)1 entre los cuales uno de los principales

es el CO2 (PICC, 2007; PNUMA, 2007), lo que causa tendencia hacia una inten-

sificacin del efecto invernadero.

Para el Panel Intergubernamental de Cambio Climtico (PICC), el trmino cambio

climtico denota un Cambio en el estado del clima identificable (por ejemplo, mediante anlisis estadsticos) a raz de un cambio en el valor medio y/o en la

variabilidad de sus propiedades, y que persiste durante un perodo prolongado,

generalmente cifrado en decenios o en perodos ms largos. Denota todo cambio

del clima a lo largo del tiempo, debido tanto a la variabilidad natural y como

consecuencia de la actividad humana.

Debido a las actividades humanas se generan emisiones de cuatro de los

principales GEI de larga permanencia: dixido de carbono (CO2), metano (CH4),

xido nitroso (N2O) y halocarbonos (grupo de gases que contienen flor, cloro o

bromo). Las concentraciones de estos gases en la atmsfera mundial han

aumentado considerablemente desde 1750, y en la actualidad exceden por mucho

a los valores preindustriales. En 2005, las concentraciones de CO2 y CH4 en la

atmsfera excedieron considerablemente del intervalo de valores naturales de los

ltimos 650 000 aos (PICC, 2007; PNUMA, 2007).

Una clara evidencia del cambio en la temperatura mundial, lo constituye el registro

de temperatura de los aos comprendidos entre 1995 a 2006, la mayora figuran

entre los aos ms clidos registrados en la superficie mundial (desde 1850). La

tendencia lineal de aumento en la temperatura global a cien aos (1906-2005) es

1 Componentes gaseosos de la atmsfera, tanto naturales como antropognicos, que absorven y reemiten radiacin infrarroja a la tierra (Cuatecontzi y Gasca, 2004).


6

de en promedio 0.74C, la cual es ms acentuada que la indicada en el Tercer

Informe de Evaluacin del PICC (TIE) que era de 0.6C (1901-2000) (PICC, 2007).

De las consecuencias ms notables de acuerdo con el PNUMA (2007) se

encuentran el aumento en el nivel de los ocanos, la disminucin observada en la

extensin de nieves y hielos, la reduccin de los glaciares de montaa, el deshielo

de los hielos perpetuos, los cambios en la fenologa de plantas y el

comportamiento de animales, los cambios en las pautas de precipitaciones en las

corrientes ocenicas y, posiblemente, el incremento en la intensidad y en la

persistencia de las tormentas tropicales en algunas regiones.

Aunque actualmente se mantuvieran constantes las concentraciones de todos los

GEI y aerosoles en los niveles que se tuvieron en el ao 2000, cabra esperar un

calentamiento adicional de aproximadamente 0.1C en la temperatura cada diez

aos. A partir de esa fecha, las proyecciones de temperatura dependen cada vez

ms de los escenarios de emisiones planteados por el PICC para diferentes

situaciones (PICC, 2007).

4.1.3 Contribucin del dixido de carbono al calentamiento global El carbono es un elemento fundamental en los compuestos orgnicos, en los que

se combina con otros elementos para constituir las molculas ms importantes

para la vida. La disponibilidad de carbono en el planeta no es infinita y por tanto,

ste circula entre la materia orgnica y el ambiente fsico-qumico de manera

constante. El movimiento de carbono ocurre a diferentes escalas espacio

temporales; a nivel molecular se combina con el oxgeno y constituye el dixido de

carbono (CO2), gas resultante de procesos tanto geoqumicos como biolgicos,

cuya presencia en la atmsfera es fundamental en la regulacin de temperatura

del planeta debido a sus propiedades como GEI (Jaramillo, 2004).

El CO2 es el GEI antropgeno ms importante. Entre 1970 y 2004, sus emisiones

anuales han aumentado en aproximadamente un 80%, pasando de 21 a 38

gigatoneladas (Gt) (1 Gt = mil millones de toneladas mtricas), y en 2004

representaban un 77% de las emisiones totales de GEI antropgenos (Figura 1).

Su concentracin en la atmsfera aument, pasando de un valor preindustrial de


7

aproximadamente 280 ppm a 379 ppm en 2005 (Figura 2) (PICC, 2007; PNUMA,

2007).

Figura 1. Emisiones mundiales anuales de GEI antropgenos. a)

Emisiones mundiales anuales de GEI antropgenos entre 1970 y 2004. b) Parte proporcional de diferentes GEI antropgenos en las emisiones totales en el ao 2004, en trminos de CO2-eq. Modificado de PICC (2007).

Figura 2. Incremento de CO2 en la atmsfera. Tomado de PICC (2007).


8

Los escenarios IEEE1 proyectan un aumento de los niveles de referencia de las

emisiones mundiales de GEI de entre 9.7 y 36.7 GtCO2-eq2 del ao 2000 al 2030

(entre 25 y 90%). En esos escenarios, los combustibles de origen fsil

mantendran, segn las proyecciones, su posicin predominante en el conjunto de

las energas mundiales utilizadas hasta ms all de 2030. Por consiguiente, las

emisiones de CO2 procedentes de la utilizacin de energa aumentaran entre un

40% y un 110% entre 2000 y 2030 (PICC, 2007).

4.2 Mitigacin al cambio climtico Como primeros antecedentes en la atencin referente a los cambios en el clima se

realiz en Ginebra, en febrero de 1979 la Primera Conferencia Mundial sobre el

Clima. Al ao siguiente se estableci el Programa Mundial sobre el Clima (PMC),

proporcionando el marco de referencia para la cooperacin internacional referente

a las cuestiones climticas ms importantes de los aos ochenta y noventas. En

1987, en Montreal, el Protocolo de Montreal referente a las sustancias que agotan

la capa de ozono fue aprobado y entr en vigor en 1989 en donde las partes se

comprometieron a entregar informes nacionales con datos estadsticos sobre la

produccin, importacin y exportacin de las sustancias agotadoras de ozono

(SAO) controladas por el protocolo (PNUMA, 2002).

En Ro de Janeiro, junio de 1992 se llev a cabo la llamada Conferencia de las

Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (CNUMAD) o Cumbre

para la Tierra en donde la firma del Convenio marco sobre el cambio climtico

(UNFCCC) cobr gran importancia, entr en vigor en 1994 y sus metas principales

fueron estabilizar las emisiones de GEI a niveles que evitaran una interferencia

antropgena peligrosa en el clima mundial (PNUMA, 2002).

1 Escenarios ilustrativos del Informe Especial sobre Escenarios de Emisiones desarrollados por Nakienovi y Swart (2000) citados por PICC (2007) y utilizados, en particular, como base para algunas de las proyecciones climticas contempladas en el Cuarto Informe de evaluacin. 2 Una emisin de CO2-equivalente es la cantidad de emisin de CO2 que ocasionara, durante un horizonte temporal dado, el mismo forzamiento radiativo integrado a lo largo del tiempo que una cantidad emitida de un GEI de larga permanencia o de una mezcla de GEI.


9

A partir de la Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio

Climtico (CMCC), aprobada en Nueva York el 9 de mayo de 1992 y de la

CNUMAD, se reconoci que la solucin al problema ambiental est ms all de los

esfuerzos y capacidades de un solo pas, sobre todo por la produccin de un

enorme nmero de externalidades (Torres y Guevara, 2002).

Un paso mayor se dio en 1997 con la firma del Protocolo de Kioto el cual

estableci metas reales para la reduccin de emisiones de GEI a las naciones

industrializadas y las naciones en transicin (ONU, 1998). Aunque se le asign un

objetivo especfico de emisiones a cada pas, el promedio de la reduccin

requerida para los pases industrializados (del Anexo B) fue de un 5.2 % menos que los niveles de 1990; los niveles de emisiones asignados deberan alcanzarse

para 2008-2012. Esto da el equivalente a una reduccin total de 456 millones de

toneladas de dixido de carbono (tCO2) (Bishop y Landell-Mills, 2007).

El protocolo de Kioto incluye tres mecanismos (artculos 6, 12 y 17) diseados

para incrementar el costo-efectividad de la mitigacin del cambio climtico, al crear

opciones para que los Pases incluidos en el Anexo I de dicho protocolo puedan

reducir sus emisiones, o aumentar sus sumideros de carbono de manera ms

econmica afuera de su pas que adentro (Guzmn et al., 2004).

Entre estos mecanismos se encuentran: el comercio de emisiones (artculo 17),

mediante el cual las Partes o Pases del Anexo B del protocolo de Kioto podrn

participar en actividades de comercio de los derechos de emisin; el segundo

mecanismo es la instrumentacin conjunta (artculo 6), la cual seala que todas

las Partes del Anexo I del protocolo podrn transferir a cualquier parte incluida en

el mismo anexo, o adquirir de ella, las Unidades de Reduccin de Emisiones

(ERUS por sus siglas en ingls) resultantes de proyectos encaminados a reducir

las emisiones antropgenas de GEI por las fuentes o a incrementar la absorcin

antropognica por los sumideros; y por ltimo los Mecanismos de Desarrollo

Limpio MDL (Artculo 12), que funcionan de manera similar a los mecanismos de

instrumentacin conjunta, a diferencia que los pases que no estn incluidos en el

Anexo I del protocolo sern los huspedes de proyectos de mitigacin, en este


10

mecanismo los procesos de monitoreo son ms estrictos para garantizar que no

se generen Certificados de Reduccin de Emisiones (CERS por sus siglas en

ingls) ficticios, dado que algunos pases en desarrollo carecen de la capacidad

tcnica necesaria para realizar un monitoreo preciso de sus emisiones. Las

unidades de remocin (RMUS, por sus siglas en ingls), son las que se obtienen

de las actividades de captura de carbono (Guzmn et al., 2004).

4.2.1 Servicios ambientales Rosa et al. (2004) mencionan que los Servicios Ambientales (SA) se definen como

beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas, de acuerdo con la Evaluacin Ecosistmica del Milenio (EM) los clasifica en servicios de

aprovisionamiento (alimentos, agua, combustible, fibras, recursos genticos,

medicinas naturales); de regulacin de los procesos ecosistmicos (calidad del

aire, regulacin de clima, regulacin de agua, purificacin de agua, control de

erosin, regulacin de enfermedades humanas, control biolgico, mitigacin de

riesgos); culturales (que enriquecen la calidad de vida tales como la diversidad

cultural, los valores religiosos y espirituales, conocimiento, inspiracin, valores

estticos, relaciones sociales, sentido de lugar, valores de patrimonio cultural,

recreacin y ecoturismo) y de soporte (necesarios para producir todos los otros

servicios, incluida la produccin primaria, la formacin del suelo, la produccin de

oxgeno, retencin de suelos, polinizacin, provisin de hbitat, reciclaje de

nutrientes, etc.).

Se sabe que los bosques representan un papel importante en la regulacin del

clima mundial a nivel local y regional dado su papel para mantener temperaturas

ambientales ms bajas o la humedad relativa ms elevada. De igual manera, los

bosques pueden ser importantes para mantener o mejorar la productividad de las

actividades agrcolas en las reas circunvecinas; esto es tan slo algunos de los

mltiples beneficios que se pueden tener de ellos (Bishop y Landell-Mills, 2007).

Dentro de los SA que proporcionan los bosques se encuentran la contribucin a

ciclos bsicos (agua, carbono y otros nutrientes); estabilidad climtica; proteccin


11

de la biodiversidad; proteccin de cuencas hidrogrficas y belleza escnica

(CIFOR, 2006; Torres y Guevara, 2002).

A medida que los hbitats naturales y silvestres van disminuyendo, los SA antes

ofrecidos de manera gratuita por el bosque, se ven cada vez ms amenazados.

Esta creciente escasez los vuelve sujetos potenciales de comercializacin, es ah

de donde surge el esquema de Pago por Servicios Ambientales (PSA). La idea

central del PSA es que los beneficiarios externos de los SA paguen (de manera

directa, contractual y condicionada) a los propietarios y usuarios locales por

adoptar prcticas que aseguren la conservacin y restauracin de ecosistemas

(CIFOR, 2006). Dicho pago (o subsidio, como trmino de controversia) es

implementado ya en varios pases.

Los ecosistemas forestales pueden absorber cantidades significativas de CO2, uno

de los principales GEI. Como producto de este hecho, en las ltimas dcadas ha

surgido un inters considerable por incrementar el contenido de carbono en la

vegetacin terrestre mediante la conservacin forestal, la reforestacin, la

agroforestera y otros mtodos de manejo del suelo (De Jong et al., 2004).

4.2.2 Produccin de biomasa y de captura de carbono La fotosntesis es la forma de conversin de la energa solar, dixido de carbono y

agua a travs de las plantas en formas diversas de energa qumica mediante una

serie de reacciones que representan el proceso sinttico ms largo de la tierra y la

principal fuente de energa para los seres vivos (Serrano, et al., 1995).

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

La tasa de produccin de materia seca producida por las plantas a travs de la

fotosntesis depende de la intercepcin de la radiacin solar incidente por el follaje

y la conversin de esta energa en carbohidratos. La productividad fotosinttica

puede ser descrita como el balance de carbono de una planta durante un periodo

de tiempo, depende de factores internos y ambientales. Los factores internos van

desde la edad de la hoja y el contenido de clorofila, hasta el ajuste osmtico, la

presencia de sumideros energticos y la fotorrespiracin. Los factores ambientales

Luz y clorofila


12

incluyen la disponibilidad de luz, temperatura, humedad del aire, clima y

disponibilidad de nutrientes (Serrano, et al., 1995).

Respecto a la importancia de los bosques en la dinmica del carbono existen dos

vertientes: los bosques como emisores de carbono (aproximadamente la cuarta

parte de emisiones globales provienen de la quema de bosques, deforestacin

cambio de uso de suelo y la erosin) y como parte del almacenaje del mismo; por

lo ltimo estos pueden representar un papel clave en la generacin de

reducciones de carbono (Bishop y Landell-Mills, 2007; Torres y Guevara, 2002).

Durante el tiempo en que el CO2 se encuentra constituyendo alguna estructura de

la planta o suelo y hasta que es enviado nuevamente a la atmsfera se considera

capturado. En el momento de su liberacin (ya sea por la descomposicin de la materia orgnica y/o por la quema de biomasa) el CO2 fluye para regresar al ciclo

del carbono (De Jong et al., 2004).

Respecto al almacenaje de CO2, el Protocolo de Kioto otorgo reconocimiento

oficial al papel de los bosques como sumideros de carbono en la mitigacin del cambio climtico global, al reducir las concentraciones atmosfricas de CO2; as

mismo promovi un mercado potencial para el carbono forestal (Bull et al., 2007).

La lgica bsica de los mecanismos basados en el mercado se centra en la venta

de servicios ambientales mediante la captura de carbono a compradores que

necesitan conseguir crditos para cumplir los requerimientos de reduccin de

emisiones de Kioto (Bishop y Landell-Mills, 2007).

Una opcin de mitigacin de carbono est definida como cualquier opcin que d

como resultado una reduccin del incremento neto en las emisiones de este gas

en un rea determinada y/o por la sustitucin de combustibles fsiles (De Jong et

al., 2004). Existen tres opciones bsicas de mitigacin de carbono en el sector

forestal: la conservacin, la reforestacin y forestacin y la sustitucin de

combustibles. De acuerdo con Tipper (2000) citado por Torres y Guevara (2002) y

Guzmn et al. (2004), el concepto de captura de carbono en donde la vegetacin

es usada como sumidero integra la idea de su conservacin o permanencia en

suelos, bosques y otros tipo de vegetacin, as como en lugares en donde es


13

inminente su desaparicin. De igual manera se busca cumplir con el criterio de

adicionalidad es decir los proyectos deben resultar en reducciones o captura que

sean adicionales frente a cualquier otra opcin que hubiera ocurrido en ausencia

del proyecto, con beneficios en el largo plazo para la mitigacin del cambio

climtico y que adems sean reales y cuantificables.

Existe un gran potencial de captura de carbono para proyectos forestales que a su

vez promuevan el desarrollo sustentable (Guzmn et al., 2004) como son las

plantaciones de reforestacin y forestacin, la agroforestera, entre otras.

La captura de carbono posee ventajas en cuanto a su venta frente a otros

servicios ambientales (como son la conservacin de cuencas hidrolgicas y la

conservacin de la biodiversidad); ya que es ms fcil medir los aumentos o

reducciones del almacenaje de carbono y, por tanto, resulta ms fcil su

supervisin y comercializacin; as mismo las estimaciones de los costos de

captura de carbono mediante la silvicultura sugieren que sta es mucho ms

barata que la mayora de los dems mtodos para mitigar el cambio climtico. Los

costos por tonelada equivalente de CO2 de dichos proyectos son ms bajos que

los costos derivados de proyectos energticos (Guzmn et al., 2004). Sin embargo

existe controversia en cuanto a este mecanismo ya que hay quienes argumentan

que todava no se han perfeccionado mecanismos confiables para supervisar y

verificar la captura y liberacin de carbono de las tierras boscosas, lo que dificulta

confirmar lo que se est comercializando (Bishop y Landell-Mills, 2007).

4.3 Cuantificacin de biomasa y carbono en el bosque En cuanto a la cuantificacin de la biomasa, se han desarrollado metodologas

referidas al contenido de la misma en el suelo y otras en la parte area del

bosque. De igual manera se calcula la cantidad de biomasa por rea (ms

comnmente utilizados los mtodos que emplean Sistemas de Informacin

Geogrfica) o mediante la medicin de biomasa area incluyendo mantillo,

hierbas, arbustos y rboles.


14

4.3.1 Mtodos de estimacin de biomasa y contenido de carbono en rboles Para estimar el contenido de carbono almacenado en la biomasa forestal se han

desarrollado mtodos directos e indirectos. Los directos consisten en un anlisis

destructivo para la estimacin del peso verde y el peso seco de cada uno de los

componentes de cada rbol seleccionado (Hitchcock y McDonell, 1979 citados por

Cruz, 2007). Los segundos se basan en la utilizacin de modelos matemticos que

estiman el peso de las diferentes fracciones del rbol a partir de variables

individuales, sin embargo; para poder desarrollar los mtodos indirectos es

necesario contar con datos obtenidos de mtodos directos.

De acuerdo a lo investigado por Garcidueas (1987) y Cruz (2007) una de las

primeras formas de estimar indirectamente el peso seco total de los fustes de

rboles es multiplicando su volumen por la densidad bsica de la madera y por

constantes del contenido de humedad. As mismo, entre otras metodologas se

encuentra: La tcnica del rbol medio (utilizada en rodales coetneos tomando en

cuenta el rbol del rea basal media mediante un inventario previo); tcnica del

rbol estratificado (para rodales incoetneos se estratifica por clases diamtricas y

se usa la tcnica del rbol medio) y por ltimo la tcnica de estimacin por

regresin, el ejemplo ms comn de esta ltima son las ecuaciones alomtricas

para las cuales varios rboles son muestreados destructivamente y relacionando

su biomasa y dimensiones del rbol en pie.

4.3.2 Ecuaciones alomtricas Cuando se desea conocer la biomasa area de los rboles, la respuesta prctica

se localiza en la utilizacin de ecuaciones alomtricas, es decir en estimaciones

indirectas del material vegetal cuya cantidad se desea conocer previa recoleccin

de datos obtenidos de muestreos directos. Dichas funciones estiman las

relaciones dadas entre la biomasa total con la que cuenta el rbol y algunas de

sus dimensiones como suelen ser las ms comnmente utilizadas: altura, dimetro

normal o rea de albura (Acosta et al., 2002); as mismo pueden considerarse no

slo variables morfolgicas, sino tambin fisiolgicas o bioqumicas (Lpez, 1995).


15

Las relaciones entre las dimensiones del fuste y la cantidad de biomasa se han

empleado tambin para estimar la biomasa de los componentes de un rbol

(Garcidueas, 1987; Rojo-Martnez et al., 2005; Monroy y Nvar, 2004; Daz et al.,

2007; Jurez, 2008 y Avendao et al., 2009), el carbono presente en diferentes

tipos de vegetacin (Brown et al., 1989; De Jong et al., 1995 y Deans et al., 1996

citados por Acosta et al., 2002) y la distribucin de la biomasa en los rboles

(Landsberg y Grower, 1997). Adems, constituyen una herramienta importante

para construir modelos mecanicistas de crecimiento forestal (Causton, 1985 citado

por Acosta et al., 2002) que han resultado tiles para predecir la captura de

carbono por los rboles.

4.3.3 Biomasa area y carbono en otras especies En todo el mundo se han realizado varios estudios para determinar los parmetros

de ecuaciones alomtricas que ayuden a calcular la biomasa area contenida en

especies forestales (Gaillard et al., 2002).

En nuestro pas la generacin de estas ecuaciones se ha dado para varias

especies arbreas latifoliadas, como es el caso de Rojo-Martnez et al. (2005) as

como Monroy y Nvar (2004) quienes realizaron estudios para calcular la biomasa

area del clon IAN-710 de Hevea brasiliensis en Oaxaca y Veracruz

respectivamente.

Jurez (2008) calcul los parmetros de la ecuacin de biomasa para Alnus

jorullensis spp. jorullensis en Tequexquinahuac, estado de Mxico; Domnguez-

Cabrera et al. (2009) para varias especies de Quercus en el sur de Nuevo Len; y

Acosta et al. (2002) para especies del bosque mesfilo de montaa en Oaxaca.

Para conferas se han realizado varios estudios para el clculo de biomasa. En

estos estudios se han hecho comparaciones en cuanto a los modelos utilizados

(Pimienta et al., 2007; Domnguez-Cabrera et al., 2009; Montes de Oca-Cano et

al., 2009); se han comparado las variables tomadas en cuenta, siendo las

principales dimetro y altura (Vidal et al., 2004 para Pinus caribaea var. caribaea),

y ha variado el tamao de muestra contemplado.


16

La proporcin de biomasa que conserva cada componente del rbol tambin es

tomada en cuenta y al respecto Garcidueas (1987) en su trabajo refiri una gran

variacin de valores reportados por diversas fuentes, los cuales dependen tanto

de los hbitos de crecimiento de la especie como de las caractersticas del sitio

especfico en donde se desarrollan, por lo que muchas veces es difcil generalizar

la informacin; sin embargo, determin unos rangos de biomasa por

compartimiento: fuste 68-79 %, corteza 3-13%, ramas 6-28% y follaje 3-28 %.

En cuanto a las variables estudiadas, Vidal et al. (2004) estudiaron la produccin

de biomasa en la copa de Pinus caribaea var. caribaea y para realizar sus

estimaciones slo incluyeron el dimetro normal de los rboles como variable

independiente. Esto sucede porque a pesar de que la altura est relacionada con

las variables dependientes estimadas por ellos (peso de follaje y peso de ramas)

su aporte en los modelos no fue significativo, es decir que el mayor porcentaje de

la variabilidad total estuvo explicada solamente por el dimetro normal,

construyndose por esta razn modelos en funcin de una sola variable.

Respecto a los modelos que se han utilizado para medir la biomasa, han sido

probados varios de ellos, sin embargo el modelo Y=bXk ha sido uno de los

mayormente probados y que ha mostrado buenos resultados.

Para determinar el contenido de carbono para especies en Mxico los estudios

an son escasos. Para Pinus cooperi en el estado de Durango, Pimienta et al.

(2007) utilizaron un coeficiente de 0.5 para determinar la cantidad de carbono de

acuerdo con la biomasa que calcularon. El modelo para la variable carbono

contenido (Cc) con R2 de 0.99 y un Sx % de 2.46 fue:

Cc= 11.5090 + (-3.1229) * D + 0.3100 * D2 + 0.0004 * (D2H) Donde: D = Dimetro normal (cm) H = Altura (m)


17

4.4 Caractersticas de Pinus hartwegii

4.4.1 Distribucin Pinus hartwegii se encuentra confinado en los picos y montaas ms altas de

Mxico, siendo ms frecuentes en la Sierra Nevada. La altitud en la que se

encuentra en su hbitat natural vara entre los 3,000 y 4,000 msnm (Rzedowski,

2006). La especie se ubica entre los 16 20 a 25 03 de latitud norte y 92 20 a

103 55 de longitud oeste (Muslem y Sols, 2000). En el Parque Nacional Izta-

Popo existe un bosque muy extenso de P. hartwegii, corriendo por cerca de 20 km

a lo largo de la carretera por Paso de Corts y se extiende a la parte superior de la

vegetacin arbrea existente en los volcanes (Earle, 2008).

4.4.2 Descripcin botnica P. hartwegii es un rbol de 15 a 30 m de altura, a veces ms; de corteza

agrietada, color pardo rojizo. Hojas son erectas de forma ms tpica en conjunto

de tres aunque el nmero de hojas por fascculo puede variar incluso en el mismo

rbol, lo que es fundamental para su identificacin (Estrada-Martnez, 2010);

miden de 8 a 16.5 cm de largo. Las vainas miden generalmente de 10 a 17 mm;

las yemas son largamente ovoides, agudas, de color moreno rojizo (Martnez,

1948).

Los conillos son casi oblongos, en grupos terminales, de intenso color azul

violceo, protegidos por brcteas lancinadas. Los conos femeninos son

largamente ovoides por lo comn de 8 a 10 cm de largo, de color rojizo muy

obscuro, casi negros, persistentes, casi ssiles. Las semillas son negras,

pequeas de 5 a 7 mm de largo; con ala caf obscuro de 15 mm de largo por 5

mm de ancho; con ganchos basales (Martnez, 1948).


18

4.4.3 Requerimientos

Clima

Pinus hartwegii vegeta en climas templados, subhmedos, mesotermos, con

lluvias deficientes en invierno, del tipo Cwc (semifros hmedos con veranos

cortos). En este tipo de clima las precipitaciones oscilan entre 700 y 1800 mm,

pero los mejores rodales se encuentran en precipitaciones de 1,000 a 1,200 mm

anuales. La temperatura media es de 12C, con extremas mximas de 38C y

mnimas hasta de -20C en los volcanes (Muslem y Sols, 2000). Los bosques de

esta especie son los ms tolerantes a las temperaturas bajas y nevadas por las

elevaciones en las que se ubican (Rzedowski, 2006).

Topografa Es una de las pocas especies que se desarrollan en las mayores elevaciones

sobre el nivel del mar, entre 3000 y 4000 m de altitud, en todas las reas

montaosas de Mxico que alcanzan tales elevaciones (Rzedowki, 2006)

cumpliendo funciones de proteccin a otros recursos asociados. En la Sierra

Nevada P. hartwegii habita tanto terrenos planos como ondulados o escarpados

(Muslem y Sols, 2000).

Suelos P. hartwegii crece sobre suelos profundos de origen volcnico, ricos en materia

orgnica, buen drenaje y texturas franca y migajn arenosa (Muslem y Sols,

2000).

4.4.4 Importancia La madera de P. hartwegii es utilizada para celulosa, papel, pulpa qumica y pasta

mecnica, debido a la ubicacin de las industrias de este tipo. En segundo lugar,

se le usa en aserro, chapa, triplay y tableros de partculas. Otros usos son:

durmientes, postes para cercas, pilotes, trozo para combustible y para carbn

(Muslem y Sols, 2000).


19

4.5 Descripcin del rea de estudio El trabajo se realiz dentro del Parque Nacional Izta-Popo, en el paraje

denominado Paso de Corts en un radio de aproximadamente 1.5 km hacia el norte y 2.5 km hacia el sur; cuyas caractersticas principales se mencionan a

continuacin.

4.5.1 Localizacin El Parque Nacional Izta-Popo se encuentra en la parte central del Eje Volcnico

Transversal; ocupa la parte superior de la Sierra Nevada en su porcin sur y de la

Sierra de Ro Fro hacia el norte.

Se localiza entre las coordenadas geogrficas lmite extremo norte 98 40' 18'' y

19 28' 2''; lmite extremo oeste 98 46' 40'' y 19 20' 29''; lmite extremo este 98

37' 28'' y 19 16' 16''; lmite extremo sur 98 40' 27'' y 19 14' 36''. Abarca una

superficie de 40,008 hectreas.

La Sierra Nevada alcanza su mayor altitud en el Popocatpetl con 5452 msnm y

junto con el Iztacchuatl que tiene 5284 m de altura, constituyen las principales

prominencias de esta sierra; las cimas de estas elevaciones forman los lmites de

los estados de Mxico, Puebla y Morelos y su unin se denomina Paso de Corts (Figura 3) (Caldern y Rzedowski, 2001).


20

Figura 3. Ubicacin geogrfica del Parque Nacional Iztacchuatl-

Popocatpetl1

4.5.2 Clima En la cima de los volcanes Izztachuatl y Popocatpetl debido al relieve y a

altitudes superiores de los 4000 msnm se registra el clima fro subhmedo de alta

montaa E(T)HC (w2), con temperatura media anual entre -2 y 5 C y la del mes

ms caliente entre 0 y 10 C. Por debajo de los 4000 msnm se presenta un clima

1 http://www.conanp.gob.mx/sig/ (Fecha de consulta 03/09/09).


21

Cb(w2) (w) ig, semifro subhmedo, el ms fro de los templados con temperatura

media anual de 5 a 12 C, la del mes ms frio de 3 a 18 C, el verano es fresco y

corto, la precipitacin del mes ms seco es menor a 40 mm, los dos tipos

climticos presentan lluvias en verano, son isotermales con marcha tipo Ganges

(Garca, 1988).

4.5.3 Suelos En el Iztacchuatl y a sus alrededores en general se presentan andosoles

derivados de cenizas volcnicas recientes, son poco desarrollados con menos de

10 cm de espesor y de rpido escurrimiento. En las cumbres y laderas abruptas se

encuentran litosoles asociados con regosoles a aproximadamente 4000 msnm, por

arriba de los 5000 msnm no existe formacin de suelo. Mientras tanto en el

Popocatpetl existen suelos con ceniza volcnica a los 3920 msnm, con textura

areno-migajosa, pH alrededor de 6 y menos de 1 % de materia orgnica (Almeida-

Leero et al., 2007).

4.5.4 Hidrologa En la Sierra Nevada algunos de los arroyos estn directamente alimentados por el

deshielo de la nieve y de los glaciares del Iztacchuatl as como por la precipitacin

pluvial que es mayor a los 1000 mm anuales. Los cursos de muchos de estos

arroyos tienen a veces tramos de drenaje lento que estn convertidas en zonas

pantanosas. En la poca de seca el caudal de estos arroyos no llega hasta el

fondo de la cuenca, pues es captado y desviado para usos diversos (Caldern y

Rzedowski, 2001). En la vertiente NE se encuentra la laguna de Chalchopa, nico

depsito perenne en la Sierra Nevada (Almeida-Leero et al., 2007).

Por cambio en el rgimen hidrolgico, en el Popo la erosin fluvial ha sido fuerte;

el proceso acumulativo ha sido remplazado por uno erosivo, desarrollndose una

red radial de barrancas poco profundas (Almeida-Leero et al., 2007).


22

4.5.5 Geologa A pesar de que el Popocatpetl y el Iztacchuatl estn muy cerca uno del otro, los

dos difieren mucho entre s. Mientras que el Popo tiene forma cnica, pendiente

ms o menos uniforme y est constituido fundamentalmente por cenizas

volcnicas; el macizo del Iztacchuatl es alargado en el sentido N-S y al menos su

parte ms sobresaliente consiste de roca andestica slida, con declives muy

variables que en muchos sitios se acercan a 90 (Caldern y Rzedowski, 2001).

En el Izztachuatl la roca ms antigua pertenece a la serie volcnica Xochitepec

del Terciario Medio y le sigue en antigedad las andesticas porfdicas de la serie

Andestica que constituye la masa principal del volcn (Almeida-Leero et al.,

2007).

4.5.6 Vegetacin Esta seccin se ha tomado de la descripcin que presenta la comisin Nacional de

reas Naturales Protegidas (CONANP, 2008) para dicha rea y ha sido

complementada con la revisin de otros autores.

La distribucin de la vegetacin en esta zona atiende a la altitud, de modo que

pueden distinguirse dos pisos fundamentales de vegetacin: los bosques de

conferas son la vegetacin dominante; la pradera de alta montaa o pastizal

alpino (vegetacin herbcea de no ms de 50 cm de altura que colinda con las

nieves perpetuas). Entre estas dos zonas existe un ecotono en buen estado de

conservacin, es una franja de aproximadamente 100 metros (50 hacia el bosque

y 50 hacia el zacatonal) cuya principal caracterstica es ser zona de transicin

entre las dos zonas de vegetacin descritas.

Entre la primera zona y el ecotono se encuentra una gran variedad de hongos. Se

han registrado hasta 74 especies de hongos en toda el rea del parque.


23

Bosques

A los 3,100 m de altitud se encuentran asociaciones dominadas por Pinus

montezumae. Forman un dosel de 20 a 30 m sobre el nivel del suelo

frecuentemente asociado con especies de los gneros Quercus, Abies, Arbutus,

Alnus, Salix y Buddleia en la zona del Popocatpetl.

Tambin se establecen asociaciones vegetales de transicin entre Pinus y Abies

lo que implica que son zonas de amplia diversidad florstica y ecolgica

conformando rodales mixtos de Pinus ayacahuite con Abies religiosa. En esta

zona de ecotono tambin es frecuente la asociacin de Pinus montezumae con

Pinus hartwegii. Entre los gneros mejor representados pueden citarse: Pinus,

Senecio, Ribes, Muhlenbergia, Agrostis, Lupinus y Festuca.

A partir de los 3,600 msnm se establece el bosque de P. hartwegii (Rzedowski,

2006). En las partes bajas de su rea de distribucin forma rodales abiertos con

rboles entre 15 y 20 m de altura, asociados con zacatonal denso y leguminosas

como Lupinus spp. Abies religiosa tiene un rango altitudinal entre 2,400 a 3,500

msnm (Rzedowski, 2006). El dosel suele estar entre los 20 y 40 m sobre el nivel

del suelo.

Las asociaciones de bosques de encino son todava ms complejas que las del

pino y se entremezclan con otros tipos de vegetacin. Entre la altitud de 2,400 a

3,100 msnm se encuentra la asociacin de Quercus laurina con Q. crassifolia, Q.

rugosa, Abies, Arbutus, Juniperus y Pinus.

Zacatonal y pastizales alpino y subalpino

Hay una combinacin de zacatonales primigenios y zacatonales secundarios como

consecuencia de la introduccin de zacatales destinados a la ganadera, los

cuales han resultado buenos para la engorda del ganando a los 4,000 msnm.

El pastizal alpino se establece entre los 4,000 y los 4,500 msnm. Bajo este rubro

se consideran las asociaciones de vegetacin en que dominan las gramneas

amacolladas. Las especies dominantes en las distintas asociaciones del zacatonal

son: Calamagrostis tolucensis, Festuca hephaestophila, F. livida, F. tolucensis,


24

Muhlenbergia macroura y M. quadridentata. Los pastizales subalpinos se

caracterizan por la presencia de gramneas amacolladas que oscilan entre 60 y

120 cm de altura y se localizan en altitudes de 2,700 a 4,300 metros.

Ecotono

Las principales especies de este ecotono son la jarilla (Senecio salignus), carlos

santo (Cirsium spp.) y gordolobo (Gnaphalium spp.). Cabe mencionar que la

poblacin que circunda al Parque Nacional conoce el uso medicinal de muchas de

estas herbceas y arbustivas que se presentan abundantemente en la regin

(Estrada-Martnez, 1996).

4.5.7 Fauna De igual forma que la seccin anterior, se ha tomado en su mayora la descripcin

que presenta la comisin Nacional de reas Naturales Protegidas (CONANP,

2008) para dicha zona y ha sido complementada con la revisin de otros autores.

Los endemismos de la regin se atribuyen a las caractersticas fisiogrficas y

topogrficas de la misma, ya que conforman innumerables hbitat que han

actuado como elementos aislantes, ocasionando que muchos de los animales no

puedan migrar fcilmente a otros ecosistemas.

Mamferos

Dentro de los mamferos los roedores son los ms representativos, incluyen tuzas,

ardillas y ratones; le sigue el orden de los carnvoros, como gato monts, zorro,

zorrillo, coyotes y mapaches, entre otros; los quirpteros (murcilagos);

insectvoros (musaraas) y lagomorfos (conejos), son los menos representados.

El conejo zacatuche o teporingo (Romerolagus diazi), est considerada como la

especie emblema de este Parque Nacional. Otras especies protegidas son:

musaraa Saussure (Sorex Saussurei) y la rata canguro de Phillips (Dipodomys

phillipsi). Entre los mamferos endmicos se encuentran la musaraa (Cryptotis

goldmani), mientras que el tejn (Taxidea taxus) es una especie amenazada.


25

Reptiles

Se encuentran vboras de cascabel (Crotalus triseriatus y Sistrurus ravus).

Tambin se distribuyen especies como el alicante del Popocatpetl o dragoncito

(Barisia imbricata), lagartijas como Sceloporus aeneus, S. mucronatus y S.

grammicus; culebra listonada de montaa (Thamnophis scalaris) y la culebra cola

larga (Thamnophis eques). Varas de estas especies son endmicas, estn

amenazadas o se encuentran bajo proteccin (CONANP, 2008; Flores-Villela y

Canseco-Mrquez, 2007).

Anfibios

Entre las especies endmicas, amenazadas o protegidas se encuentra el tlaconete

leproso o salamandra (Pseudoeurycea leprosa); el tlaconete regordete

(Pseudoeurycea cephalica); la salamandra pie plano (Chiropterotriton chiropterus)

y la rana plegada (Hyla plicata) (CONANP 2008; SEMARNAT, 2002).

Aves

Los volcanes Iztacchuatl y Popocatpetl estn considerados por la Comisin

Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO) como rea

de Importancia para la Conservacin de las Aves (AICA). Entre las especies

endmicas y protegidas por la NOM-059-SEMARNAT-2001 se encuentran: el

halcn peregrino (Falco peregrinus), el tecolote serrano (Glaucidium gnoma), el

clarn norteo (Myadestes townsendi), el mirlo pinto (Ridgwayia pinicola) y el

gorrin serrano (Xenospiza baileyi); mientras que el bho cornudo (Bubo

virginianus), se encuentra amenazado. El 75 % de esas aves son residentes de

esta zona, mientras que el 25 % restante ocupa este sitio como paso durante sus

migraciones (CONANP, 2008; SEMARNAT, 2002).


26

5. Metodologa

5.1 Obtencin de muestras El estudio se llev a cabo mediante un muestreo destructivo de los rboles a

incluir en el modelo. La metodologa empleada fue similar a la que aplicaron Daz

et al. (2007), Jurez (2008), Bonilla (2009) y Avendao et al. (2009).

Se seleccionaron 29 rboles de Pinus hartwegii sin deformidades ni

enfermedades. En la seleccin de rboles se incluyeron dimetros normales (a

1.30 m de altura) que variaron desde los 3.3 hasta los 57.2 cm con el fin de

obtener una muestra representativa de los rboles de P. hartwegii; sin embargo

las proporciones en las cantidades de rboles tomados por categora diamtrica

no fueron uniformes debido a las restricciones del personal del Parque Nacional.

Antes de derribar cada rbol se le midi el dimetro normal (DN) con cinta

diamtrica y se utiliz un flexmetro para medir la altura a la cual se realiz el

corte de derribo (altura del tocn).

Una vez derribado el rbol se procedi a su medicin desde la base hasta la punta

para obtener su altura total. Antes de cortar las trozas, en la base de cada una se

obtuvo una muestra que consisti en una rodaja de aproximadamente 5 cm de

grosor; posteriormente se procedi a seccionar el rbol, las primeras trozas de 3 m

de longitud y las ltimas de 1.25 m. Cabe mencionar que las trozas de 3 m de

longitud no fueron cortadas a una medida comercial comn, sin embargo as se

hizo porque fue solicitado por el personal encargado del Parque Izta-Popo. El peso

fresco de cada troza se midi con una bscula de 200 Kg de capacidad en el lugar

donde fue derribado el rbol. Para aquellas trozas que excedan los 200 Kg as

como para el tocn, su peso hmedo se obtuvo de la ecuacin lineal generada por

la relacin volumen-peso de las trozas cuyo peso s se pudo obtener directamente

en campo. Para la cubicacin de las trozas se utiliz la frmula de Huber

modificada (Romahn et al., 1987) y para el tocn la frmula de neiloide truncado.


27

Se realiz el desrame total del rbol, para ello se separaron las ramas y el follaje.

Las ramas fueron colocadas en costales extendidos y pesadas de forma

seccionada con una bscula de 200 Kg de capacidad (Figura 4), el peso hmedo

de las ramas correspondi a la suma del peso de las secciones; el mismo

procedimiento se llev a cabo para el follaje. Despus de haber medido el peso,

del total de ramas y follaje se obtuvieron dos o tres muestras representativas por

rbol para rboles grandes y una para rboles pequeos.

Las rodajas, muestras de ramas y muestras de follaje fueron pesadas en una

bscula de 15 Kg de capacidad y fueron etiquetadas con el nmero de rbol y

nmero de muestra que les corresponda, de esta manera se facilit su

identificacin en el laboratorio.


28

Figura 4. Obtencin de muestras. a) Desrame del rbol. b) Medicin de trozas.c) Obtencin de rodajas. d) Pesado de follaje. e) Pesado de trozas. f) Colecta de muestras de ramas y follaje.


29

5.2 Secado de las muestras Una vez obtenidas y pesadas en campo, las muestras de fuste (rodajas), ramas y

follaje fueron transportadas a un microtunel tipo invernadero ubicado en las

instalaciones del CEVAMEX para secarse y obtener su peso seco. El peso seco

en invernadero (PSI) de estos componentes se obtuvo utilizando una bscula de

15 kg de capacidad. Debido a que en el microtunel no se consigui un secado total

del las muestras, se tomaron algunas de ellas de los rboles grandes y el total de

las muestras de los rboles pequeos, y fueron secadas en estufa (para rodajas y

ramas a 103C por 72 horas, en el caso del follaje a 60C por 48 horas), hasta

obtener un peso constante (Figura 5).

Para cada una de las muestras que se introdujeron a la estufa se obtuvo un factor

de peso seco para cada componente de la siguiente manera:

FPS = PSE / PSI

Donde:

FPS: Factor de peso seco de la muestra

PSE: Peso seco en estufa o peso constante

PSI: Peso seco en invernadero

Al tener varias muestras en rboles grandes, se promedi dicho factor para

rodajas, ramas y follaje.

Para obtener el peso constante de las muestras que no se secaron en estufa, se

multiplic el FPS promedio (FPS) por el peso seco en invernadero.

PC = FPS * PSI

Donde:

PC: Peso constante

FPS: Factor de peso seco promedio por componente (rodajas, ramas y follaje)

PSI: Peso seco de invernadero


30

Al tener muestras nicas para rboles pequeos; como se dijo anteriormente,

todas fueron introducidas a la estufa de secado, por tanto para ellas el PSE

equivali al PC.

Figura 5. Secado de muestras. a) Secado de muestras en el microtunel. b) Secado de muestras en la estufa de secado.

5.3 Obtencin de biomasa por componentes del rbol Fuste. El factor resultante de la relacin peso constante/peso hmedo (PC/PH) de cada rodaja se utiliz para multiplicarlo por el peso hmedo correspondiente a la

troza de donde se obtuvo la rodaja y as obtener la biomasa de la troza. La

relacin PC/PH de la primera rodaja tambin se utiliz para obtener la biomasa del

tocn. Mediante la suma de la biomasa de cada troza y del tocn, se obtuvo la

biomasa del fuste de cada rbol.

Ramas y follaje. La biomasa total de las ramas se estim con la multiplicacin de la relacin (PC/PH) promedio de las muestras de cada rbol, por el peso hmedo

total de las ramas del rbol. Para la obtencin de la biomasa del follaje se emple

el mismo procedimiento.

Biomasa area total del rbol. La suma de la biomasa del fuste (trozas y tocn) y de la copa (ramas y follaje) fue la biomasa area total de cada rbol.


31

5.4 Determinacin de ecuacin alomtrica para estimar biomasa Una vez obtenidos los datos de la biomasa area total y el dimetro normal de

cada rbol, se emple el siguiente modelo

Y=bXk

En donde:

Y: biomasa area (Kg).

X: dimetro normal (cm)

b y k: son los parmetros de la funcin (coeficiente y exponente).

Este mismo modelo se puede expresar en su forma lineal mediante la

transformacin logartmica que es el siguiente:

ln (Y) = ln (b) + k ln (X)

donde Y, X, b y k tienen el mismo significado que en la primera ecuacin, ln (Y), ln

(b) y ln (X) son logaritmos naturales de Y, b y X, respectivamente.

En su forma normal y en su expresin logartmica, respectivamente.

Finalmente el primer modelo se ajust por mnimos cuadrados con el propsito de

obtener los valores de los parmetros b y k que representan la ordenada al origen

y la pendiente del modelo de regresin.

5.5 Obtencin de submuestras para determinar el carbono De los 29 rboles seleccionados para la determinacin de la biomasa se eligieron

13 para determinar el porcentaje de carbono de cada uno de sus componentes

(fuste, ramas y follaje). Esta seleccin se hizo equitativamente dentro del rango de

dimetros del que se dispuso.

Fuste. Para determinar el contenido de carbono de las rodajas, se obtuvo una submuestra de aproximadamente 50 g cada una. Las submuestras que se


32

obtuvieron contenan parte del centro y parte de la periferia, en la misma

proporcin de componentes que presente cada rodaja, de esta forma cada

submuestra contena madera desde la albura hasta la corteza del rbol (Figura

6a).

Ramas. Para la determinacin del carbono en las ramas se obtuvieron submuestras haciendo un corte transversal de cada rama, para que incluyeran

desde el centro hasta la corteza (Figura 6b).

Follaje. Las submuestras de follaje utilizadas para la determinacin del carbono, incluyeron acculas y fascculos (Figura 6c).

Figura 6. Submuestras para la determinacin de carbono. a) Submuestra de rodaja. b) Submuestra de ramas. c) Submuestra de follaje.


33

Las submuestras se trituraron en un molino (Figura 7a) cuya malla es de grosor de

30 , as mismo fueron mezcladas para hacerlas uniformes; esto con el fin de

poder ser analizadas.

Figura 7. Molienda de submuestras para la determinacin de carbono. a) Molino de muestras. b) Submuestra de ramas molida.

5.6 Estimacin de carbono por componente del rbol Las submuestras ya molidas se secaron por dos horas a 60 C y posteriormente

se determin su contenido de carbono por el mtodo de combustin seca por

medio de un analizador de carbono Total Organic Carbon Analyzer (TOC-5050A) en el Laboratorio de Fertilidad de Suelos de la unidad de Edafologa e

Hidrociencias del Colegio de Postgraduados.

Para obtener el contenido de carbono del fuste, ramas y follaje de todo el rbol se

calcul el promedio de los porcentajes obtenidos de las submuestras de cada

componente, ese factor se emple para estimar el contenido de carbono de la

biomasa de cada uno.


34

Para la estimacin del contenido de carbono en la biomasa de los componentes

de cada rbol se emple la siguiente expresin:

C = BTC * FC

Donde:

C: Contenido de carbono por componente (fuste, ramas, follaje; expresado en

Kg).

BTC: Biomasa total del componente (Kg)

FC: Porcentaje de carbono del componente, determinado directamente en el

laboratorio.

El contenido de carbono del rbol completo fue el resultado de la suma del

carbono de cada componente, es decir del tocn, fuste, ramas y follaje.

5.7 Determinacin de ecuacin alomtrica para estimar carbono Una vez obtenidos los datos de contenido de carbono de cada rbol en

kilogramos, se emple el modelo alomtrico para estimar la biomasa y se

correlacion el contenido de carbono en funcin del dimetro normal, usando los

datos de ambas variables para cada rbol (DN y biomasa).


35

6. RESULTADOS Y DISCUSIN

6.1 Contenido de biomasa

6.1.1 Caractersticas generales del arbolado muestreado En total se muestrearon 29 rboles, en el cuadro 1 se presentan sus principales

caractersticas dasomtricas, as como su contenido de biomasa.

Cuadro 1. Caractersticas de los rboles muestreados

rbol DN1 (cm) CD2 PH Total3

(Kg) Biomasa total (Kg)

PS/PH Total4 % Humedad

1 57.2 55 2917.88 1142.29 0.39 60.85 2 44.2 45 1986.91 765.31 0.39 61.48 3 36.1 35 1038.09 524.63 0.51 49.46 4 29.3 30 605.37 276.46 0.46 54.33 5 28.5 30 695.93 297.74 0.43 57.22 6 28.0 30 578.81 304.90 0.53 47.32 7 27.2 25 745.35 368.61 0.49 50.55 8 22.9 25 427.62 193.91 0.45 54.65 9 20.5 20 223.54 92.17 0.41 58.77 10 17.7 20 163.61 75.14 0.46 54.07 11 17.5 20 142.47 63.53 0.45 55.41 12 15.5 15 165.30 70.99 0.43 57.05 13 14.1 15 82.45 34.48 0.42 58.18 14 12.0 10 53.59 25.00 0.47 53.35 15 11.1 10 34.58 20.92 0.61 39.49 16 10.5 10 39.44 17.64 0.45 55.28 17 10.5 10 41.89 16.29 0.39 61.12 18 8.5 10 11.77 8.57 0.73 27.20 19 7.5 10 12.69 8.80 0.69 30.69 20 6.3 5 5.41 4.03 0.75 25.48 21 5.9 5 5.31 4.11 0.77 22.66 22 5.7 5 5.90 4.30 0.73 27.17 23 5.0 5 3.23 2.77 0.86 14.13

1 DN = Dimetro Normal 2 CD = Categora Diamtrica 3 PH Total = Peso Hmedo de la parte area total del rbol 4 PS/PH Total = Factor (Peso Seco o biomasa total del rbol) / (Peso hmedo total del rbol)


36

rbol DN1 (cm) CD2 PH Total3

(Kg) Biomasa total (Kg)

PS/PH Total4 % Humedad

24 4.7 5 4.67 3.12 0.67 33.10 25 3.8 5 3.65 2.95 0.81 19.26 26 3.6 5 2.69 1.89 0.70 29.88 27 3.6 5 2.30 1.76 0.77 23.35 28 3.4 5 2.00 1.64 0.82 17.92 29 3.3 5 1.71 1.37 0.80 19.96

Promedio 0.58 42.05

Los rboles muestra variaron de 3.3 a 57.2 cm de DN mientras que el peso fresco

vari de 1.71 a 2,917.89 Kg respectivamente. La biomasa por rbol vari de 1.37 a

1,142.29 Kg correspondientes al orden del dimetro menor y al dimetro mayor.

6.1.2 Contenido de humedad El porcentaje de humedad contenida en todo el rbol vari de 14.13 a 61.48%; fue

evidente la observacin de diferencias entre los rboles de dimetro normal menor

a 10 cm y aquellos que rebasan dicha medida; en los primeros el promedio de

porcentaje de humedad se calcul en 27.07% y en los ltimos en 54.62%; aunque

como parmetro general se estim la media que correspondi al 42.05%; este

resultado es diferente a los encontrados por Daz et al. (2007), Bonilla (2009) y

Avendao et al. (2009) para diversas conferas como Pinus patula, Pinus

montezumae y Abies religiosa, respectivamente; cuyo rango de humedad vari de

52 a 55%; es decir, en donde la mayor proporcin del peso total del rbol lo

constituye el agua. El porcentaje de humedad que contuvo cada componente se

ilustra en la Figura 8.

1 DN = Dimetro Normal 2 CD = Categora Diamtrica 3 PH Total = Peso Hmedo de la parte area total del rbol 4 PS/PH Total = Factor (Peso Seco o biomasa total del rbol) / (Peso hmedo total del rbol)


37

Figura 8. Tendencia del porcentaje de humedad contenida en los diferentes componentes de Pinus hartwegii Lindl.

De acuerdo con el anlisis por categora diamtrica, el fuste contiene entre 28.3 a

64.6% de humedad. Para las ramas la humedad vari de 11.4% a 57.1%; por

ltimo el contenido de humedad en el follaje se ubic en un rango de 14.8 a

62.4%.

Se consider que no sera adecuado analizar un promedio de humedad contenida

en los componentes ya que como se observa (Figura 8), la humedad es menor al

50% en las categoras diamtricas 5 y 10, situacin que cambia conforme las

categoras aumentan su dimetro; lo cual nos permite inferir que al ser ms

jvenes los rboles de esta especie, conservan un menor contenido de humedad,

sobre todo en fuste y follaje debido a que se encuentran en crecimiento. Esta

resultado es congruente con lo encontrado por Montes de Oca-Cano et al. (2009)

para el follaje de Pinus duranguensis quienes concluyen que a medida que el rbol

crece presenta aumento del porcentaje de humedad en este componente.


38

6.1.3 Distribucin de la biomasa en el rbol La mayor cantidad de biomasa en Pinus hartwegii se encuentra en el fuste con un

porcentaje que vari por individuo de 45.50 a 84.58%, con lo que se obtuvo un

promedio de 65.31%; en las ramas hubo un rango de variacin de 11.40 a 37.38%

cuyo promedio fue 23.79% y por ltimo el follaje comprendi de 1.98 a 29.20% de

biomasa, con promedio de 10.89%.

Cuadro 2. Distribucin de biomasa en los diferentes componentes de Pinus hartwegii Lindl., por categora diamtrica

CD (cm) n Distribucin de biomasa

Fuste (%) Ramas (%) Follaje (%)

5 10 63.37 25.13 11.49 10 6 69.56 19.30 11.14 15 2 55.46 25.00 19.54 20 3 64.54 26.16 9.30 25 2 71.67 20.89 7.43 30 3 62.20 28.76 9.03 35 1 84.58 12.81 2.61 45 1 59.45 26.36 14.19 55 1 64.52 27.11 8.37

Promedio 65.31 23.79 10.89

En el Cuadro 3 se presenta un comparativo referente a la distribucin de la

biomasa en las diferentes partes del rbol para diversas especies.

Cuadro 3. Comparativo de distribucin de biomasa en los diferentes componentes del rbol

Referencia Especie % de Biomasa

Tocn Fuste Ramas Follaje Daz et al., 2005 Pinus patula 77.00 11.00 12.00 Castellanos, 1993 Pinus patula 86.50 9.00 4.50 Montes de Oca-Cano et al., 2009 Pinus duranguensis 46.90 17.30 35.60 Avendao et al., 2009 Abies religiosa 3.26 81.37 6.89 8.48 Jurez, 2008 Alnus jorullensis 3.78 63.77 20.99 11.46 Monroy y Navar, 2004 Hevea brasiliensis 73.88 27.09 Presente estudio Pinus hartwegii 65.31 23.79 10.89


39

En este cuadro se puede observar que el porcentaje de biomasa que contiene el

fuste, las ramas y el follaje de Pinus hartwegii; se encuentra dentro de los rangos

encontrados para otras especies en nuestro pas, tanto de conferas como en

latifoliadas; aunque evidentemente la proporcin de biomasa entre las partes del

rbol pueden variar considerablemente con respecto a otras especies muy

probablemente influenciada por la morfologa de cada una.

6.2 Ecuaciones de biomasa La ecuacin para determinar la biomasa area en funcin del dimetro normal

present un coeficiente de determinacin alto (R2=0.9867). En el cuadro 4 se

presentan los valores de los parmetros del modelo Y=b*Xk y en la Figura 9 se

presenta la distribucin de los datos observados y los valores ajustados de

acuerdo con la ecuacin de regresin generada.

Cuadro 4. Parmetros estimados al ajustar el modelo Y=b*Xk, para biomasa

Especie n b k R2 Pinus hartwegii Lindl. 29 0.0635 2.4725 0.987


40

Figura 9. Grfica de dispersin de los valores de biomasa calculados para Pinus hartwegii Lindl. y su linea de regresin generada

Para facilitar el anlisis de regresin del modelo Y=b*Xk, segn Little y Jackson

(1976) recomiendan linealizarlo de la siguiente manera:

ln (Y) = ln (b) + k ln (X)

A travs de la tcnica de mnimos cuadrados se gener el modelo transformado,

utilizando como variable independiente de igual manera el DN con corteza, por ser

la variable ms fcil de medir en el campo y por ser la mejor relacionada con la

cantidad de biomasa que se produce en cada componente.

La distribucin de los logaritmos naturales del dimetro normal y la biomasa se

presentan en la Figura 10, as mismo se muestra la lnea de tendencia generada.


41

Figura 10. Distribucin de los datos y linealizacin de la ecuacin ajustada para biomasa de Pinus hartwegii Lindl.

Cuadro 5. Anlisis de regresin para el modelo ln (Y) = ln (b) + k ln (X) para biomasa

Fuentes de variacin

Grados de libertad

Suma de cuadrados

Promedio de los cuadrados Valor de F

F tab Valor P

Regresin 1 123.994 123.994 2009.40 7.68 6.90 X 10-27 Residuos 27 1.666 0.062

Total 28 125.660

A pesar de que se prob un nico modelo, se reunieron algunas caractersticas

que permitieron determinar mayor confiabilidad en las estimaciones de biomasa

con ste; el coeficiente de determinacin R2 (0.986) es el mismo para el modelo

linealizado ln (Y) = ln (b) + k ln (X) y para la forma potencial, as mismo el valor de

R2 ajustado tuvo un valor favorable (0.986). El valor de F es mucho mayor al valor

de F de tablas con 99 % de confiabilidad y significancia de < 0.01. As mismo,

debido a que el valor de P para esta prueba es de 6.897 X 10-27 < 1, se rechaza


42

Ho que indica que ; por lo tanto el modelo de regresin lineal es el

adecuado para describir los datos (Montgomery, 2002) y se comprueba que para

estimar la biomasa area de los rboles de Pinus hartwegii Lindl., es suficiente y

confiable con la medicin del dimetro normal (DN).

Para corroborar lo confirmado anteriormente, se graficaron la dispersin de los

residuales con respecto a los valores esperados del logaritmo natural de la

biomasa de Pinus hartwegii (Figura 11), en la grfica no se muestra una tendencia

clara que pueda invalidar los anlisis (Montgomery, 2002).

Figura 11. Grfica de residuales de la ecuacin ln (B) = -2.7564 + 2.4725 ln (DN)

De igual modo la grfica de probabilidad normal (Figura 12) nos muestra que los

datos tienden a ser una linea recta, con lo cual se puede considerar que el modelo

es adecuado para los datos analizados para esta especie.


43

Figura 12. Grfica de probabilidad normal para los residuales de la ecuacin ln (B) = -2.7564 + 2.4725 ln (DN)

Las ecuaciones determinadas para estimar la biomasa de Pinus hartwegii Lindl.,

queda expresada con el modelo potencial o con el modelo linealizado de la

siguiente manera:

B = 0.0635 * DN 2.4725

ln (B) = -2.7564 + 2.4725 ln (DN)

En ambas ecuaciones:

B = Biomasa area

DN = Dimetro Normal (cm)

ln = Logaritmo natural base e


44

En el Cuadro 6 se presentan diferentes fuentes para estimar la biomasa para

rboles de 20 cm de dimetro normal (DN), de 25 cm de dimetro basal (D) y 15 m

de altura total (H); de acuerdo con las ecuaciones generadas en otros estudios en

Mxico para otras especies de conferas.

Cuadro 6. Clculo de biomasa para diferentes especies de acuerdo con diversos autores

Aunque la cantidad de biomasa que en general se estima es mayor para otras

especies habra que tomar en cuenta las proporciones a la que corresponde dicha

biomasa respecto al peso hmedo. En la mayora de estos estudios este aspecto

no fue tomado en cuenta; sin embargo para Pinus patula, P. montezumae y Abies

religiosa el porcentaje de biomasa respecto al peso hmedo fue de 45.00, 47.67 y

46.06% respectivamente sin embargo en este estudio se tuvo un resultado de

57.95%; situacin que define que P. hartwegii bajo estas condiciones est

constituido mayormente por biomasa respecto a su peso total en campo a

diferencia de otras especies de conferas; as mismo hay que considerar que cada

especie tiene diferentes caractersticas de crecimiento y anatmicas de la madera.

Autor Especie n R2 Ecuacin Biomasa (Kg)Daz et al. , 2005 Pinus patula 25 0.990 B= 0.0948 * DN 2.4079 128.694

Castellanos, 1993 Pinus patula 27 0.990 B = e (-1.86210+2.27675 ln DN) 142.371Bonilla, 2009 Pinus montezumae 15 0.990 B= 0.013 * DN 3.046 119.366Garcidueas, 1987 Pinus montezumae 6 0.990 B = (e (2.033493+3.146364 ln DN))/1000 94.765Pimienta et al., 2007 Pinus cooperi 633 0.990 B = 22.3476 + (-4.9470)* DN + 0.4911 * DN2 + 0.0039 * (DN2H) 143.248Dominguez-Cabrera et al. , 2009

Pinus pseudostrobus 8 0.920 B = 2354.144(e-57.453/D)+1.3 134.424

Dominguez-Cabrera et al. , 2009

Pinus teocote 8 0.930 B = 2543.055(e-56.209/D)+1.3 154.336

Montes de Oca-Cano et al. , 2009 *

Pinus duranguensis 72 0.867 B = (11.5117 + 1.0744 HT0.6544 * D2.1898)/1000 148.198

Avendao et al. , 2009 Abies religiosa 26 0.993 B = 0.0713 * DN 2.5104 131.582

Presente estudio Pinus hartwegii 29 0.986 B = 0.0635 * DN 2.4725 104.609

* Al proponer varios modelos, se eligi la R2 ajustada mayor. DN : Dimetro normal (cm). H: Altura total (m). D: Dimetro de la base del rbol. HT: Altura total (cm)


45

6.3 Contenido de carbono El contenido de carbono encontrado en las muestras de cada componente se

muestra en el Anexo I, en ellas el valor promedio para rodajas fue de 48.24%, para

ramas 49.43% y para follaje 48.51%. El porcentaje de carbono respecto a la

biomasa de todo el rbol en los 29 individuos de Pinus hartwegii fue de 48.55%.

La distribucin del conteni

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