Ecologa, N. 17, 2003, pp. 145-151

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ESTIMACIN DE LA BIOMASADE UNA ESPECIE VEGETAL MEDITERRNEA

(TOMILLO, THYMUS VULGARIS) A PARTIRDE ALGUNOS PARMETROS DE MEDICIN SENCILLA

FRANCISCO BELMONTE SERRATO1 Y FRANCISCO LPEZ-BERMDEZ1

RESUMEN

El principal objetivo de este trabajo es establecer relaciones alomtricas para la estimacin de labiomasa area (ramas, hojas y biomasa total), de Thymus vulgaris en condiciones mediterrneassemiridas. Se utilizan como predictores algunos parmetros de medicin sencilla (Altura, per-metro mximo de cubierta, rea mxima, permetro de la base y biovolumen por aproximacin alcilindro).

Se han obtenido ajustes satisfactorios entre todos los predictores utilizados y la biomasa total, yentre esta, y la biomasa de hojas y ramas. En cualquier caso, la relacin ms significativa se da en-tre permetro mximo biomasa total, por lo que este parmetro, es el recomendado por la faci-lidad de su medida en los muestreos de campo.

Palabras clave: biomasa, relaciones alomtricas, parmetros dimensionales, matorral mediterrneo.

SUMMARY

Estimating of the biomass for a species vegetal mediteranean (tomillo, Thymus vulgaris)using some parameters of simple measurements

The main aims of this study is to estimate of air biomass (branches, leaves and total biomass) ofThymus vulgaris in semi-arid Mediterranean conditions, are established allometric relationships.For this are used like predictors some parameters dimensional of simple measurement (height,maximum cover perimeter, maximum area, perimeter of the base and biovolumen for approximationto the cylinder).

The results indicate good correlation coefficients between all predictors used and total biomass,and between is and biomass of leaves and branches. In any case , the relationship most meaningfulis given between maximum perimeter - total biomass. For this reason, and by the measure facilityin the field samplings, this parameter is recommended.

Key words: biomass, allometric relationships, dimensional parameters, mediterranean scrub.

1 Departamento de Geografa Fsica. Universidad de Murcia. Campus de La Merced. 30001 MURCIA. E-mail: franbel@um.es, lopber@um.es

Recibido: 01/06/2002.Aceptado: 26/06/2003.

INTRODUCCIN

La cubierta vegetal constituye un factor deci-sivo del ciclo hidrolgico en ambientes secos(THORNES 1994), porque condiciona la evapo-racin, interceptacin, transpiracin, infiltra-cin y escorrentas. En realidad, la vegetacinse adapta al rgimen termopluviomtrico y, ala vez, es un control de la respuesta ante losaportes de las precipitaciones (PASCUAL AGUI-LAR 2002). Bajo condiciones ridas y semiri-das mediterrneas, donde el agua es uno de losprincipales factores limitantes, la vegetacindesarrolla estrategias para interceptar la lluviay maximizar la humedad almacenada en elsuelo (DOMINGO et al., 1991, 1998; PUIGDEF-BREGAS et al., 1996; BELMONTE SERRATO 2001). Eltomillo (Thymus vulgaris), esparto (Stipa tena-cissima), albaida (Anthyllis cytisoides), retama(Retama sphaerocarpa), enebro (Juniperus oxyce-drus), palmito (Chamaerops humilis), entre otrasespecies mediterrneas, son buenos ejemplosde morfologas adaptadas a estos ambientes defuerte tensin hdrica.

Bajo condiciones secas mediterrneas, la bio-masa es uno de los parmetros estructuralesms importantes en la descripcin del estadode las cubiertas vegetales en relacin a los prin-cipales factores limitantes, especialmente en lacapacidad de infiltracin, disponibilidades h-dricas, generacin de escorrentas y tasas deerosin del suelo. Esta informacin es, adems,esencial en el diseo y validacin de modelosy balances de tipo general, as como en estu-dios aplicados como la evaluacin de su po-tencialidad de los ecosistemas para diversosusos: pastoreo, recoleccin de plantas arom-ticas, revegetacin de suelos erosionados, etc.As mismo, las estimaciones de biomasa areade las especies vegetales del matorral medite-rrneo, pueden resultar fundamentales en laevaluacin de la lluvia retenida por el almace-naje de las plantas (BELMONTE SERRATO 2001) osu capacidad de proteccin del suelo. En estesentido, estudios realizados en Murcia han de-mostrado que en matorral con un alto porcen-taje de cubierta, las tasas de erosin son delmismo orden que las que se dan en arbolado(FRANCIS & THORNES 1990).

Frecuentemente, los ambientes ridos y se-miridos mediterrneos estn caracterizadospor un mosaico de formaciones aisladas de ma-torral o espartal, que contrasta con las reas desuelo desnudo fuente de produccin de eleva-das tasas de sedimentos. Por ello, conocer laestructura y produccin de biomasa de las es-pecies dominantes en estos ecosistemas es fun-damental para conocer los procesos fsicos quetienen lugar.

REA DE ESTUDIO

El estudio se ha realizado en el campo experi-mental de El Ardal situado en la Cuenca delRo Mula (Murcia, Sureste de Espaa) (figura 1)en donde se viene realizando desde 1989, unseguimiento y evaluacin de los procesos deerosin del suelo y de las relaciones clima-planta-suelo (MARTNEZ FERNNDEZ et al. 1995;ROJO SERRANO y SNCHEZ FUSTER 1996; LPEZ-BERMDEZ et al. 1998)

El rea se halla a 550 m de altitud y perteneceal piso bioclimtico mesomediterrneo, om-brotipo semirido y, corolgicamente se encua-dra en la provincia biogeogrfica Castellano-Maestrazgo-Manchega, sector Manchego, sub-sector Manchego-Espunense (SNCHEZ GMEZet al. 1998). Registra una precipitacin mediaanual en torno a los 300 mm con acusadas va-riaciones mensuales e interanuales (BELMONTESERRATO y ROMERO DAZ 1996) y una tempera-tura media anual de 14,5 C. El dilatado pero-do de sequa estival, es el que diferencia la ve-getacin mediterrnea rida y semirida deotras regiones del reino Holrtico, como la Eu-rosiberiana.

En el rea, la formacin vegetal predominantees el matorral, compuesto mayoritariamentepor arbustos y gramneas perennes, siendoRosmarinus officinalis y Brachypodium retusum,las especies ms representativas respectiva-mente, a estas se suman otras como Juniperusoxycedrus, Rhamnus lycioides, Thymus vulgaris,Thymus membranaceus y de forma aislada Pinushalepensis. En general, el porcentaje de cober-tura es bastante alto, oscilando en torno al 60%.

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FRANCISCO BELMONTE SERRATO et al. Estimacin de la biomasa de una especie vegetal mediterrnea

MTODOS

Las estimaciones no destructivas de la biomasa,han de hacerse necesariamente mediante proce-dimientos indirectos, para lo que hay que en-contrar relaciones estadsticamente significati-vas, entre sta y algunos parmetros dimensio-nales de las especies, o lo que es lo mismo, es ne-cesario encontrar predictores estadsticamentefiables. En ETIENNE (1989), se encuentra una ex-tensa relacin de estos indicadores (medidas vi-suales, dimensionales, nmero de troncos, radio-mtricas, etc.). Lgicamente, el establecimientode relaciones estadsticamente significativas, re-

quiere la seleccin y medida de un nmero sufi-ciente de individuos de la especie elegida, queacabarn siendo destruidos en el proceso.

En este sentido, en el campo experimental deEl Ardal se ha llevado a cabo una serie de es-tudios, que incluye medidas de produccinprimaria, ndice foliar, disposicin de tallos yramas, biomasa radicular y establecimiento derelaciones alomtricas para la estimacin de labiomasa area, en algunas especies del mato-rral mediterrneo como Rosmarinus officinalis yJuniperus oxycedrus (MARTNEZ FERNNDEZ et al.1991; 1994a; 1994b, 1998).

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Figura 1 - Localizacin del rea de estudio.

Figure 1 - Location of the study area.

Para este estudio se seleccionaron 94 ejem-plares de Thymus vulgaris con dimensionesque abarcaban todo el espectro de tamaosobservados en el rea de estudio. Antes de sercortados, se midieron todos los parmetrosdimensionales que podran servir para esta-blecer relaciones alomtricas, ya que, aunquemuchos autores se inclinan por la utilizacinde parmetros de volumen ms complicadosde medir (COOK 1960; LUDWING et al. 1965; MO-LINERO 1983), otros, utilizando el rea mximahan obtenido tambin buenos resultados(HUGHES 1987). Por ello, en este trabajo, aun-que inicialmente se pens en la utilizacin detres posibles predictores para el clculo de labiomasa seca total: uno de superficie (reamxima) y dos de volumen (biovolumen poraproximacin al cilindro en el que se inscribecada ejemplar y biovolumen como suma devolmenes troncocnicos parciales obtenidosde medir varios permetros a diferentes altu-ras), posteriormente se incluy como posiblesindicadores tres parmetros de longitud: elpermetro mximo de cubierta, el permetromximo de base y la altura, con los que pue-de simplificarse enormemente el trabajo decampo.

Una vez medidos, se cortaron los ejemplares aras de suelo y en el laboratorio se separaron ra-mas y hojas, pesando la biomasa fresca y seca(durante 24 horas a 80 C) de ambas partes.Esto permita tambin obtener las relacionesentre biomasa seca total y las correspondien-tes a ramas y hojas.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Relaciones entre la biomasa total y la de ramas y hojas

El peso seco de la biomasa de los ejemplaresseleccionados oscila entre 5 y 253,64 gramos,con un promedio de 38,769, de los que 23,207(60%) corresponden a ramas y 15,562 (40%) ahojas.

Las regresiones: biomasa total / biomasa de ra-mas y biomasa total / biomasa de hojas (figu-

ra 2), resultan muy significativas con coeficien-tes de correlacin R2 = 0,98 y 0,96 respectiva-mente, y con niveles de significacin P < 0,001.

La proporcin media peso foliar / peso totales de 0,40 superior a la obtenida en la mismarea en la especie Rosmarinus officinalis porMARTNEZ FERNNDEZ et al. (1999), que era de0,31. Lo que indica una mayor densidad foliaren Thymus vulgaris y, probablemente, expliqueporqu, a pesar de que en romero tambin seda un buen ajuste lineal entre el peso total y elpeso foliar, el mejor coeficiente de regresin seobtiene con un ajuste logartmico.

Predictores para la estimacin de la biomasa

Parmetros de superficie (rea mxima)

En este trabajo, el coeficiente re regresin (R2 =0,91) entre rea mxima y biomasa total, me-jora sustancialmente el obtenido por MARTNEZFERNNDEZ et al. (1991), (R2 = 0,83) con 30 ejem-plares y con un ajuste lineal. Esta mejora delcoeficiente de regresin, se debe a la introduc-cin en este muestreo de un mayor nmero de

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Biom

asa

de h

ojas

(gr)

0

50

100

150

200y = 0,3997x + 0,0869

R2 = 0,9586

Biomasa total (gr)0 50 100 150 200 250 300

Biom

asa

de ra

mas

(gr)

0

50

100

150

200y = 0,6003x 0,0869

R2 = 0,9812

Biomasa total (gr)0 50 100 150 200 250 300

Figura 2 - Ajustes lineales entre la biomasa total y la de ra-mas y hojas.

Figure 2 - Lineal adjustment by total biomass and the biomassof branchen and of the leafs.

ejemplares de tamao medio, que faltaban enel muestreo realizado por MARTNEZ FERNN-DEZ et al. (1991). Por otra parte, un ajuste poli-nmico (figura 3), ha proporcionado un coefi-ciente de regresin (R2 = 0,93), algo superior alobtenido mediante un ajuste lineal.

Parmetros de volumen (biovolumen por aproximacin al cilindro)

La correlacin biomasa total y biovolumenpor aproximacin al cilindro (figura 4), mejo-ra tambin sustancialmente la obtenida en eltrabajo de MARTNEZ FERNNDEZ et al (1991),con 30 ejemplares que presentaba un coefi-ciente de regresin R2 = 0,83. Al igual que su-cede con el rea mxima, la incorporacin deejemplares de tamao medio, permite un ajus-te polinmico con mejor coeficiente de regre-sin (R2 = 0,93) que el que se obtiene medianteun ajuste lineal.

Parmetros de longitud (permetro mximo,permetro de la base y altura)

Igual que con los parmetros de volumen, lasrelaciones entre permetro mximo, permetrode la base y altura, con la biomasa total, se ajus-tan mejor a funciones polinmicas de orden 2(figura 5). El mejor ajuste lo proporciona el pe-rmetro mximo, con un coeficiente de regre-sin R2 = 0,94.

La altura proporciona tambin un buen ajuste(R2 = 0,88). Sin embargo, el permetro de labase, a pesar de su aceptable coeficiente de re-gresin (R2 = 0,80), no resulta buen predictorpor la excesiva dispersin que existe en per-

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0

50

100

150

200

250

300

Biom

asa

tota

l (gr

)

rea mxima (cm2)0 500 1.000 1.500 2.000 2.500

y = 2E-05x2 + 0,0759x - 2,7295R2 = 0,942

Figura 3 - Ajuste polinmico entre el rea mxima y la bio-masa total.

Figure 3 - Polynomical adjustment by maxin area and totalbiomass.

0

50

100

150

200

250

300

Biom

asa

tota

l (gr

)

Biovolumen (cm3)0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000

y = 2E-08x2 + 0,0043x + 1,0712R2 = 0,9309

Figura 4 - Ajuste polinmico entre el biovolumen por aproxi-macin al cilindro y la biomasa total.

Figure 4 - Polynomical adjustment by the cylindrical biovo-lume and the total biomass.

0

100

150

200

300

250

50

y = 0,2014x2 1,0624x 5,5327R2 = 0,8808

Biom

asa

tota

l (gr

)

Altura de copa (cm)0 10 20 30 40

Permetro mximo (cm)0 50 100 150 200

Biom

asa

tota

l (gr

)

0

100

150

200

300

250

50

y = 0,2192x2 1,909x + 5,8838R2 = 0,8063

Biom

asa

tota

l (gr

)

0

100

150

200

300

250

50

Permetro de base (cm)0 10 20 30 40

y = 0,0116x2 0,4923x + 6,6408R2 = 0,941

Figura 5 - Ajustes polinmicos entre la biomasa total y el pe-rmetro mximo, el permetro de la base y la altura de copa.

Figure 5 - Polynomical adjustment by total biomass and themaxim perimeter, base perimeter and the canopy height.

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metros grandes. Aunque esa dispersin es pro-bable que se deba a la gran heterogeneidad delas medidas realizadas, que como ya se ha co-mentado, en ocasiones se cean a un tronconico y otras a un tronco ramificado.

El buen coeficiente de regresin que se obtie-ne entre el permetro mximo, que mejora elobtenido con el rea mxima, le hace un exce-lente predictor. Sobre todo, porque facilitaenormemente el trabajo de campo.

CONCLUSIONES

Thymus vulgaris es una especie de los ambien-tes secos mediterrneos muy eficaz en la pro-teccin del suelo, adems tiene valor econmi-co como aromtica al ser utilizada como condi-mento. Las funciones lineales, con excelentes co-eficientes de regresin, entre la biomasa total yla de ramas y hojas, pueden resultar de gran uti-lidad para el clculo de la biomasa productivade esta especie.

Se han encontrado buenos ajuste polinmicosentre la biomasa total y los parmetros de su-perficie, de volumen y de longitud utilizados,con la excepcin, entre estos ltimos, y el pe-rmetro de la base. Lo que permite que con to-dos ellos, puedan obtenerse buenas estimacio-nes de la biomasa total.

El parmetro de longitud permetro mximo,por la sencillez de su medida en el campo yel elevado coeficiente de regresin que pre-senta (R2 = 0,94), es el mejor predictor en-contrado.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo se ha realizado en el marco del Pro-yecto de Investigacin AGF95-0635, financiadopor la CICYT en el marco del Plan Nacional deI+D (1995-1998) y por RESEL-LUCDEME (Di-reccin General de Conservacin de la Natu-raleza, Ministerio de Medio Ambiente). Los au-tores expresan su agradecimiento.

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