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01_Presentación

Ecuaciones de biomasa para especies de encino explotadas en la producción

de carbón en puebla.

El presente es el trabajo de investigación que estoy realizando durante mi

estancia en la Maestría en ciencias Forestales de la División de Ciencias

Forestales en la Universidad Autónoma Chapingo.

Mi nombre es José Octavio Ortega Gutiérrez

“SIGUIENTE”

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02_Introducción

Los encinos en México están relegados a un segundo plano a la sombra del

género Pinus. Según el anuario estadístico de la producción forestal en 2013

el 79% de la producción forestal maderable fue obtenido a partir de dicho

género, mientras que el género Quercus, en segundo lugar representó el

8.7% .

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02_Introducción

En nuestro país, el producto principal derivado de los encinos son

combustibles en forma de leña y carbón como se puede ver en la porción

morada de

la barra. Para el año 2013 la producción forestal maderable para el género

Quercus se destinó de la siguiente manera 141 629 m3 carbón, 110 497 m3

leña y 188 924 m3 escuadría, siendo el carbón el segundo producto mas

frecuente.

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03_Introducción

Mientras que en otros países se saca provecho de las propiedades de la

madera de encino para la fabricación de muebles, pisos, herramientas, etc. en

México acuerdo a Aguilar et al (2012) el aprovechamiento y comercialización

no esta regulado, además de que por ahora aun es limitado ese sector.

Si bien lo ideal sería que se aprovecharan mejor las propiedades físicas de la

madera de encino o se implementaran mejoras en los procesos productivos,

por ahora lo mas pertinente es contribuir al conocimiento de las especies del

género Quercus para optimizar su aprovechamiento bajo el esquema actual

pero promover alternativas que favorezcan la continuidad del recurso..

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04_Introducción

Una práctica tradicional propia de muchos países alrededor del mundo es la

de restauración de la masa forestal a partir de la propiedad de regeneración

vegetativa de las plantas que la componen (Howell, 1987). Esta propiedad se

denomina “coppicing”. Por el momento desconozco la forma correcta de

traducir esta palabra por lo que se usará el termino en ingles para referirse a

esa práctica. Fujimori (2001) apunta que los países desarrollados están

evaluando la significancia de dicha práctica para la producción de emergía en

los países en desarrollo.

Debido a que algunas especies del Género Quercus poseen una rápida

regeneración vegetativa y a la abundancia de especies de ese género en

nuestro país, el coppicing como forma de aprovechamiento podría significar

una alternativa funcional en México. Sin embargo hasta el momento de la

edición de este archivo se ha encontrado poca información respecto a estos

métodos aplicados en el territorio nacional.

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05_Introducción

Así que, si se propone contribuir a los métodos de aprovechamiento del

género Quercus en México es imprescindible entender las características de

crecimiento y tener la capacidad de estimar el volumen y la biomasa de estos

árboles en cada una de sus etapas de desarrollo incluyendo los rebrotes.

Para poder hacer estimaciones de esta índole generalmente se recurre a

ecuaciones alométricas las cuales de acuerdo a Gould (1966) explican la

correlación entre las diferencias en las proporciones y los cambios en la

magnitud absoluta del organismo total o de partes específicas bajo

consideración.

Actualmente se cuenta con al menos 478 ecuaciones para estimar la biomasa

de árboles en México de las cuales alrededor de 55 son para el género

Quercus (RojasGarcia et al, 2015). Sin embargo, hasta ahora, para el

presente proyecto se cuenta con poca información sobre la medición de la

biomasa de rebrotes de especies del género Quercus, de hecho solo se

cuenta con el trabajo de Aguilar et al (2012) como referencia para esta

arquitectura en específico.

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06_Antecedentes

A continuación se presentan algunas publicaciones que han servido como

antecedentes para el presente trabajo.

En esencia el trabajo de Aguilar et al “Spouding productivityand allometric

relationship of two Oak species managed for tradicional charcoal making in

central Mexico” (2012) representa el antecedente directo y mas influyente

para este proyecto. Ellos realizaron su trabajo en la cuenca del lago Cuitzeo

Michacán y propusieron ecuaciones alométricas

para estimar biomasa de rebrotes individuales de 2 especies de encinos

ajustando la ecuación potencial y =a(DBH)b obteniendo valores de pseudo-R2

de mas del 92%. Como

una de sus conclusiones hace énfasis en la necesidad de más ecuaciones

alométricas para árboles rebrotados en formaciones forestales secundarias de

árboles rebrotados

dada la diferencia de su arquitectura con la de bosques primarios o no

aprovechados.

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07_Antecedentes

La aparente carencia de trabajos enfocado al estudio de las relaciones

alométricas de los rebrotes por crecimiento vegetativo orilla a la revisión de

trabajos extrangeros.

Suchomel et al (2012) en “Biomass equations for sessile oak (Quercus

petraea (Matt.) Liebl.) and hornbeam (Carpinus betulus L.) in aged coppiced

forests in southwest

Germany” con el objetivo de estimar biomasa de dos especies aprovechadas

por coppice llevaron a cabo un muestreo destructivo en 24 individuos de cada

especie. Ellos también

obtuvieron valores de R2 elevados con el modelo y=a(DBH)b. De la misma

manera que Aguilar et al (2012) los autores hacen mención de la necesidad

de ecuaciones alométricas específicas para condiciones particulares. Cabe

resaltar el tamaño de muestra tomado por los investigadores ya que servirá de

referencia a la hora de diseñar el muestreo de mi investigación.

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08_Antecedentes

Uno de los trabajos que se tendrán en cuenta para el diseño del muestreo es

el de Matula et al (2015) quienes en “Measuring Biomass and Carbon Stock in

Resprouting Woody

Plants” ya que con el objetivo de minimizar el número de rebrotes y

seleccionar los parámetros de brote mínimos para una estimación de biomasa

o carbono precisa

obtuvieron que el diámetro basal medio de entre dos y cinco de los brotes

mas delgados así como el diámetro basal y el diámetro a la altura del pecho

del brote mas delgado por

tocón probaron ser estimadores precisos de la biomasa de individuos y

poblaciones respectivamente. Cabe destacar de este trabajo que sus bases

de datos están disponibles

en línea lo que permite corroborar sus resultados.

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08_Justificación

A grandes rasgos el presente trabajo tiene como propósito contribuir con el

conocimiento de la biología del género Quercus en México a través del aporte

de métodos para estudiar las relaciones alométricas de árboles que presentan

una forma de crecimiento o “arquitectura” particular como resultado de su

aprovechamiento en la producción de carbón vegetal o leña, siendo los

métodos aplicables a esta circunstancia en particular el aporte del presente

trabajo al estado del arte de la estimación de la biomasa con base en las

relaciones alométricas de los árboles.

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10_Objetivos

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11_Área de estudio

El historial de trabajo que se tiene con las comunidades de San Baltazar

Atlimeyaya, y Santiago Xalitzintla, el contacto con las autoridades ejidales y

algunos ejidatarios así como la actividad carbonera de esa zona presenciada

durante los años de trabajo invertidos en los polígonos de dichos ejidos son el

motor que dirige la atención de este trabajo.

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12_Área de estudio

Aun no se ha definido el sitio o sitios exactos donde se llevará a cabo el

muestreo. Pero la zona de interés es el bosque de encino ubicado en la ladera

oriente del volcán Popocatepetl entre los 19° 5'42.52" y los 18°56'50.51"

Norte.

También se tiene programado platicar con las autoridades de los ejidos de

San Nicolás de los Ranchos y San pedro Benito Juárez. La masa forestal de

interés abarca parte los municipios de San Nicolás de Los Ranchos,

Tianguismanalco, Tochimilco y Atlixco. En esas comunidades es frecuente

presenciar hornos de tierra usados para la producción de carbón vegetal así

como tocones de encino con rebrotes pero no se tiene registro de algún tipo

de plan de aprovechamiento de dicha especie.

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13_Muestreo

Se llevará a cabo una asamblea con las autoridades, pobladores y

productores de carbón de cada comunidad para informarles del estudio y

solicitar a los ejidatarios los permisos y

apoyo para la toma de datos. Se realizará un recorrido por cada ejido

acompañado por productores para identificar las especies preferidas para la

producción de carbón ya que solo se ajustarán ecuaciones a las especies que

cumplan con esa condición. A pesar de que en Picard et al (2012) se

mencionan muestras de hasta n=400 el tamaño de muestra estará

condicionado por la actividad carbonera propia de las comunidades limitando

el estudio al número de árboles derribados que sea posible registrar durante el

periodo de muestro o al número de árboles que se derriben durante dicho

periodo.

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14_Muestreo

Aun no se determina cual será el procedimiento exacto para la toma de datos

en campo ya que la literatura consultada presenta variaciones en este aspecto

y hace falta concertar

como se va a proceder. Sin embargo se cuenta con el “Manual de

construcción de ecuaciones alométricas para estimar el volumen y la biomasa

de los árboles. Del trabajo

de campo a la predicción” que junto con los trabajos de Aguilar et al (2012) y

Matula et al (2015) servirán de referencia y base para el desarrollo del

presente trabajo.

Debido a que lo que interesa para el presente estudio es la biomasa seca se

extraerán alícuotas en diferentes secciones del brote para evitar las

variaciones de humedad que pudiesen presentarse.

Se clasificarán los tallos según su diámetro normal en X categorías (esto

depende del rango de diámetros registrados en la muestra; pero

tentativamente serán cada 10.0 cm)

De cada categoría se seleccionará un número aun no definido de árboles

(tentativamente 3), de los que se extraerá un número aun no determinado de

rodajas (tentativamente 3),

de un grosor aun no determinado (tentativamente 5.0 a 10.0 cm) a 30.0 cm, a

130.0 cm y a 230.0 cm (tentativamente) sobre “la base” (la superficie del

tocón), con la finalidad de

registrar posibles variaciones en la humedad y densidad de la madera a lo

largo del brote. No se retirará la corteza debido a que también es convertida

en carbón.

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15_Muestreo

Las rodajas con corteza se empaquetarán en plástico adherente

inmediatamente después de ser cortadas. Una vez que han sido envueltas se

pesarán para obtener su peso fresco.

El volumen fresco se medirá por desplazamiento de agua. Posteriormente las

rodajas serán trasladadas a laboratorio para ser secadas en estufa a 75° C

(tentativamente) hasta que se registre un peso constante, obteniendo

entonces su peso seco.

Se clasificará la masa aérea de las plantas derribadas en materia adecuada

para la producción de carbón (tallo, ramas grandes) y residuos (ramillas y

follaje). La proporción de materia útil para la producción de carbón por

biomasa sobre el nivel del suelo se expresará como porcentaje. Se llevarán a

cabo ecuaciones de regresión no lineales en cada especie para:

a) madera útil para producción de carbón, -peso seco y volumen

b) biomasa total sobre el nivel del suelo, -peso seco y volumen

c) residuos, -peso seco y volumen como una función del diámetro normal de

cada brote del encino aprovechado.

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16_Muestreo

Se realizarán regresiones no lineales para ajustarse a los parámetros de un

modelo que por ahora se considera será la ecuación (potencia) alométrica

típica: y=a(DAP)b,

No se considerará la altura como otro factor ya que se ha mostrado que rara

vez incrementa la precisión de la predicción de las estimaciones de peso mas

allá del 5% (Aguilar et al, 2012).

Aun no se establece si los parámetros de la ecuación se obtendrán de su

forma original o se hará algún tipo de conversión, aunque se tendrá en cuenta

que las regresiones no lineales no requieren el factor de corrección “logaritmo-

regresión lineal transformada” cuando se convierten las estimaciones desde

ecuaciones logarítmicas de regreso a unidades no transformadas.

Dado que se cuenta con la posibilidad de implementar diversas ecuaciones

para explicar las relaciones alométricas se deberá discernir entre las mismas

para elegir la mas adecuada a las condiciones particulares de este estudio.

Por el momento se considera tener en cuenta el criterio de información de

Akaike para muestras pequeñas el cual es un procedimiento robusto para

seleccionar los mejores modelos predictivos, sin olvidar tener en mente las

recomendaciones de Packard (2013) y Sileshi (2014) mencionadas en el

estado del arte.

A grandes rasgos se hará una comparación gráfica y estadística entre el

modelo desarrollado en este estudio y algunos otros reportados en la literatura

pero el

procedimiento aun no ha sido determinado.

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17_Cronograma

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18_Bibliografía