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I
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
RESUMEN
El presente es un estudio en la modalidad de Estudio técnico para la conservación y
manejo sustentable de los recursos naturales, fue financiado por el Programa de
Conservación para el Desarrollo Sostenible (PROCODES), de la Comisión Nacional de Áreas
Naturales Protegidas (CONANP), en el ejercicio fiscal 2015, siendo beneficiada la localidad
de Nueva Vaquería, Municipio de Calcahualco en el estado de Veracruz, México.
Se presenta un esquema de densidades dividiendo el Parque Nacional Pico de
Orizaba en dos principales zonas; Este y Oeste - Veracruz y Puebla – Húmeda y Seca, a partir
de la cual se realizan comparaciones de variables dasométricas y la densidad por categorías
diamétricas.
Los solicitantes; grupo organizado cuyo presidente fue el C. Miguel Ángel Albortante
Muñoz, otorgan su consentimiento para la difusión y utilización de la información generada
en el presente estudio.
II
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
CONTENIDO
Página
Resumen ........................................................................................................................... I
Contenido......................................................................................................................... II
Índice de tablas y figuras ...............................................................................................IV
Descripción del estudio................................................................................................... 1
Nombre .......................................................................................................................... 1
Objetivos........................................................................................................................ 1
General....................................................................................................................... 1
Específicos ................................................................................................................. 1
Metas ............................................................................................................................. 1
resumen de Antecedentes.............................................................................................. 2
Cobertura geográfica...................................................................................................... 2
Perspectivas................................................................................................................... 2
Introducción..................................................................................................................... 3
Antecedentes ................................................................................................................... 5
Marco teórico ................................................................................................................... 7
Áreas naturales protegidas............................................................................................. 7
En el mundo ............................................................................................................... 7
En México................................................................................................................... 9
Ecosistemas terrestres................................................................................................. 10
Bosques.................................................................................................................... 11
Estudio de los recursos forestales................................................................................ 13
Parámetros dasométricos......................................................................................... 13
Incrementos.............................................................................................................. 17
Densidad .................................................................................................................. 18
Proyecciones de crecimiento dasométrico................................................................ 18
Modelos de incremento y rendimiento.......................................................................... 18
Evaluación de la densidad............................................................................................ 19
Determinación de la densidad................................................................................... 20
Guías de densidad.................................................................................................... 21
Importancia de los modelos de crecimiento y rendimiento............................................ 22
III
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Definición de términos y conceptos............................................................................. 23
Inventario forestal......................................................................................................... 23
Biomasa....................................................................................................................... 23
Carbono ....................................................................................................................... 23
Potencial de captura de carbono.................................................................................. 24
Metodología.................................................................................................................... 25
Descripcion del area de estudio ................................................................................... 25
Flora ......................................................................................................................... 27
Fauna ....................................................................................................................... 29
Obtención de datos ...................................................................................................... 31
Bases de datos históricos......................................................................................... 31
Muestreo forestal...................................................................................................... 31
Análisis de la información............................................................................................ 33
Memoria de CÁLCULO................................................................................................. 35
Estimación de índice de densidad ................................................................................ 35
Resultados ..................................................................................................................... 38
Densidad Zona Este..................................................................................................... 39
Pinus hartwegii ......................................................................................................... 39
Latifoliadas ............................................................................................................... 42
Arboles totales.......................................................................................................... 45
Densidad Zona oEste................................................................................................... 48
Pinus hartwegii ......................................................................................................... 48
Árboles totales.......................................................................................................... 51
Análisis y discusión ...................................................................................................... 55
Correlaciones............................................................................................................... 55
Análisis de la densidad................................................................................................. 57
Comportamiento de las masas forestales..................................................................... 59
Conclusiones ................................................................................................................. 67
Recomendaciones ......................................................................................................... 69
Bibliografía..................................................................................................................... 70
Anexos............................................................................................................................ 75
IV
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS
Figuras Página
Figura 1. Modelos de incremento y rendimiento............................................................... 19
Figura 2. Ejemplo de guía de densidad para Pinus montezumae..................................... 22
Figura 3. Macrolocalización PNPO ............................................................................... 26
Figura 4. Mapa de PNPO ................................................................................................ 30
Figura 7. Muestreo; Noroeste de PNPO........................................................................... 33
Figura 7. Muestreo; Sur del PNPO................................................................................... 33
Figura 7. Muestreo; Noreste del PNPO............................................................................ 33
Figura 8. Zonificación del presente estudio y sitios de muestreo actuales e históricos..... 34
Figura 9. Frecuencia de Diámetro Normal en sitios densos / Zona Este. ......................... 39
Figura 10. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Este........................... 40
Figura 11. Ajuste de la ecuación de Reineke / Zona Este. ............................................... 40
Figura 12. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Este.................................... 42
Figura 13. Frecuencia de Diámetros muestreados / Latifoliadas / Zona Este. .................. 43
Figura 14. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Latifoliadas / Zona Este ....... 43
Figura 15. Ajuste de la ecuación de Reineke / Latifoliadas/ Zona Este. ........................... 44
Figura 16. Modelo de densidad para Latifoliadas / Zona Este......................................... 45
Figura 17. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Este ...................... 46
Figura 18. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Este..................................... 47
Figura 19. Frecuencia de Diámetros muestreados / Pinus hartwegii / Zona Este............. 48
Figura 20. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Oeste. ....................... 49
Figura 21. Ajuste de la ecuación de Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste................... 49
Figura 22. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Oeste ................................. 51
Figura 23. Frecuencia de Diámetros muestreados / árboles totales / Zona Oeste............ 52
Figura 24. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Oeste. ....................... 52
Figura 25. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Oeste .................... 53
Figura 26. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Oeste ................................. 54
Figura 27. Ajuste actual y teórico de densidad para la Zona Este .................................... 57
Figura 28. Densidad actual y teórico de densidad para la zona Oeste............................ 58
Figura 29. Ajuste de la ecuación de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Este...... 60
Figura 30. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Este ...................... 60
V
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 31. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Este ...................... 61
Figura 32. Ajuste de la ecuación Edad (f) área basal/ Zona Oeste.................................. 61
Figura 33. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Oeste.................... 62
Figura 34. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Oeste................... 62
Figura 35. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Este. ..... 64
Figura 36. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Oeste.... 64
Figura 37. Ajuste teórico de Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Este...... 65
Figura 38. Ajuste teórico de Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Oeste. ... 65
Tablas Página
Tabla 1. Bosque en áreas naturales protegidas. ................................................................ 8
Tabla 2. Tipos de vegetación y equivalencia en sistemas de clasificación ....................... 11
Tabla 3. Zonas / sitios de muestreo ................................................................................. 31
Tabla 4. Descripción de zonas de estudio del PNPO ....................................................... 34
Tabla 5. Resumen del modelo Reineke / Zona Este ........................................................ 41
Tabla 6. Coeficientes del modelo Reineke / Zona Este .................................................... 41
Tabla 7. Valores de Individuos y Área basal por hectárea................................................ 41
Tabla 8. Resumen del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este................................... 44
Tabla 9. Coeficientes del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este ............................... 44
Tabla 10. Resumen del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este ........................... 45
Tabla 11. Coeficientes del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este........................ 46
Tabla 12. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 47
Tabla 13. Resumen del modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste ......................... 50
Tabla 14. Coeficiente modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste ............................ 50
Tabla 15. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 50
Tabla 16. Resumen del modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste .......................... 53
Tabla 17. Coeficientes modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste........................... 53
Tabla 18. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 54
Tabla 19. Correlaciones de las variables dasométricas para ambas zonas...................... 56
Tabla 20. Ajustes para ecuaciones de comportamiento dasométrico............................... 63
1
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO
NOMBRE
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el
Parque Nacional Pico de Orizaba.
OBJETIVOS
General
 Conocer la dinámica de crecimiento de las masas forestales del Parque
Nacional Pico de Orizaba que sirva de referencia para proponer acciones de
conservación a largo plazo.
Específicos
 Generar modelos matemáticos de crecimiento en número de árboles por
hectárea.
 Conocer el comportamiento del arbolado a largo plazo
 Comparar las distintas zonas del Parque Nacional Pico de Orizaba.
METAS
 Base de modelos estadísticos de comportamiento forestal
 Base de datos del arbolado del Parque Nacional Pico de Orizaba
 Graficas de comportamiento dasométrico del arbolado
 Mapas de densidad por zonas
 Documento con la descripción de la dinámica del arbolado en el Parque
Nacional Pico de Orizaba
 Documento con las propuestas de acciones de conservación para la zona
boscosa
2
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
RESUMEN DE ANTECEDENTES
Para México se han realizado diversos estudios relacionados con la densidad
(número de árboles en un área determinada), de zonas forestales naturales o plantaciones
forestales comerciales entre los cuales se pueden mencionar a Márquez-Linares y Alvarez-
Zagoya (1995); Vargas (1999); Arias (2004), por mencionar algunos. Para el Parque Nacional
Pico de Orizaba se tiene un estudio técnico donde menciona la densidad del arbolado
englobando más aspectos de captura de carbono (Carrera y Colohua, 2014),
cuantificaciones de carbono en la vertiente nororiental del Parque Nacional por Colohua
(2014) y cuantificación del carbono en un predio boscoso en la zona noroeste por Martínez
y Corona (2013).
COBERTURA GEOGRÁFICA
El estudio abarca toda la zona con vegetación arbórea dentro del Parque Nacional
Pico de Orizaba que consta de aproximadamente 9,273 hectáreas.
PERSPECTIVAS
 Obtener una visión amplia del comportamiento del arbolado del Parque
Nacional Pico de Orizaba a futuro.
 Que el estudio sea una referencia más para gestionar acciones y proyectos
de conservación relacionados con los servicios ambientales.
3
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
INTRODUCCIÓN
La superficie continental del territorio mexicano, que es de 194,317,118.10
hectáreas, poco más de 138 millones de hectáreas (71 %), está ocupado por vegetación
forestal y el 29 por ciento restante corresponde a usos del suelo distinto al forestal,
principalmente agrícola, pecuario, zonas urbanas, acuícola, entre otros (Inventario
Nacional Forestal y de Suelos, 2012).
En el territorio nacional se encuentran representadas siete de las 15 regiones
ecológicas definidas para América del Norte; Grandes planicies, Desiertos de América del
Norte, California Mediterránea, Elevaciones Semiáridas Meridionales, Sierras Templadas,
Selvas Cálido Secas y Selvas Cálido Húmedas (INFyS, s.f.).
De la superficie forestal nacional que es de 138,041,245.30 ha, 47 por ciento está
cubierto por vegetación forestal arbolada (64.8 millones de hectáreas), bosques y selvas
principalmente. De acuerdo con esta diferenciación, las selvas bajas ocupan 12 por ciento
de la superficie forestal nacional y 24 por ciento respecto de la superficie arbolada,
mientras que las selvas altas y medianas están en segundo lugar con 10 por ciento de la
superficie forestal y 22 por ciento de la superficie cubierta por árboles (Inventario Nacional
Forestal y de Suelos, 2012).
Según resultados del Inventario Nacional Forestal y de Suelos (2012), de los 64.8
millones de hectáreas de bosques y selvas, 68 por ciento de esta superficie es de propiedad
ejidal, de propiedad privada es 26 por ciento de la superficie arbolada nacional, mientras
que como propiedad pública existe un 4 por ciento. En este rubro, un 20 por ciento de
la superficie está reportada sin determinación de tipo de propiedad, es decir, casi 13
millones de hectáreas.
Dentro de la propiedades federales y/o estatales, la Comisión Nacional de Áreas
Naturales Protegidas (CONANP), administra actualmente 176 áreas naturales de carácter
federal que representan más de 25, 394, 779 hectáreas (CONANP, 2014).
4
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
La gran mayoría de las áreas en conservación poseen planes de manejo, dentro de
las cuales se consideran como objetivos: protección, manejo, restauración, conocimiento,
cultura, y gestión (CONANP, 2015).
La existencia de ecosistemas protegidos reduce el impacto que las actividades
antropogénicas tienen sobre el clima y constituyen un mecanismo o proceso natural que
absorbe un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto
invernadero de la atmósfera, por lo que puede considerarse que las áreas naturales
protegidas son instrumentos efectivos para la conservación y el reforzamiento de los
sumideros de carbono, incluida la biomasa, los bosques y los océanos, así como otros
ecosistemas terrestres, costeros y marinos (Programa de manejo Parque Nacional Pico de
Orizaba, 2015).
Lo anterior recae en la importancia de la generación de información relativa al
comportamiento de los bosques como una herramienta necesaria para el manejo
adecuado, para a partir de ello implementar acciones de conservación.
Resulta significativo que diversas áreas de conservación generen información
relativa al comportamiento de vegetación existente, a partir de la cual poder planear
acciones encaminadas a la conservación, repoblación, forestación de áreas, con proyectos
encaminados a la cuantificación de las masas forestales y la determinación de acervos y
potencial de captura de carbono como lo mencionan Balderas, Ross, Hernández y De Alba
(2014).
En el Parque Nacional Pico de Orizaba, se han realizado estudios técnicos (Carrera y
Colohua, 2014; Colohua, 2014; Martínez y Corona, 2013); con el fin de generar información
que respalde y apoye propuestas de conservación, forestación y reforestación de las áreas
boscosas, el presente estudio es uno de ellos; la importancia recae en el uso de la
información relativa a densidades de las masa boscosas aplicada a la determinación del
número máximo de árboles (densidad máxima), que es capaz de soportar una zona boscosa,
enfocada al manejo del área protegida.
5
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
ANTECEDENTES
En México se han realizado diversos estudios relativos a la generación de modelos
de densidad de arbolado, entre los cuales se pueden mencionar a Santiago-García, De los
Santos-Posadas, Ángeles-Pérez, Valdez-Lazalde, Del Valle-Paniagua y Corral-Rivas (2013)
quienes en Zacualtipán, estado de Hidalgo, obtuvieron guías de densidad para Pinus patula
mediante el enfoque de regresión de frontera estocástica, comparando Índice de Densidad
de Reineke (IDR) e Índice de Densidad de Yoda (IDY), La pendiente de la línea de auto-
aclareo de los modelos elegidos fue -1.565 para Reineke y -1.199 para Yoda. Generando a
partir de ello un diagrama para el manejo de la densidad.
En Galeana, Nuevo León; Vargas en 1999, determinó para Pinus hartwegii una
norma de manejo de densidad a partir del Índice De Densidad de Rodales de Reineke con
una pendiente de -1.6004, con un IDR final de 816 individuos. En ese mismo estado
Quiñones en el año 2000, realizo procedimientos similares con Pinus pseudostrobus
determinando una pendiente de -1.5678 para el IDR con un resultado de 915 individuos, a
partir de lo cual generó el diagrama de densidad.
Para Pinus cooperi: Márquez, Linares, Marco, Álvarez, Zagoya y Rebeca (1995),
generaron en Durango, una guía para el manejo de la densidad con resultados índice de
densidad de Reineke, para un diámetro de referencia de 25 cm 310.31 individuos, la línea
de árboles dominantes a un IDRR de 658.62, los intermedios a 720.18 y los suprimidos
a un IDRR de 1,007.05.
Autores con trabajos similares: Ramos, Magaña, et. al. (2013); Torres-Rojo y
Velázquez-Martínez (2000); Santiago (2013), entre muchos otros.
Así mismo en otros países se han desarrollado estudios similares; en bosques de
Nothofagus de Norpatagonia en Argentina, Chauchard, Sbrancia, Gonzalez, Maresca Y
Rabino (1999), aplicaron expresiones relacionadas con la ley de los -3/2 o del autorraleo
a los bosques puros y mixtos, aplicando dos métodos de ajuste obtuvieron pendientes
6
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
predominantemente superiores a la universal (-1.605), siendo los rodales con presencia
de Nothofagus nervosa, los que presentaron la línea de densidad máxima más baja.
En la Patagonia sur, Argentina; Ivancich, Esteban, Pastur, Peri y Bahamonde (s.f.),
elaboraron un índice de densidad de rodal para establecer intensidades de raleo para
alcanzar diferentes coberturas arbóreas, ajustaron un modelo de máxima densidad relativa,
alcanzando un IDR 25 = 1435 ind ha-1
dejando un 5% de la muestra por encima de los valores
del modelo.
En Chile; Müller-Using, Rodríguez y Gajardo (2013), desarrollaron una guía de
manejo de la densidad en bosques de segundo crecimiento de roble (Nothofagus obliqua)
en la región del Biobío, para la obtención de la línea de inicio de la mortalidad y de máxima
producción del rodal, utilizaron estimaciones teóricas de densidad relativa de 0.60 y 0.40
respectivamente en relación a la línea de más alta densidad. Este estudio, presentó
diferencias significativas en la pendiente de la relación alométrica tamaño-densidad y la
línea de más alta densidad con respecto a otros trabajos desarrollados para roble en Chile,
según conclusiones de los autores.
Gezan, Ortega y Andenmatten (2007); en el sur de Chile, desarrollaron un modelo
de tamaño-densidad para bosques puros y mixtos de roble (Nothofagus obliqua), el modelo
final consideró una pendiente común e interceptos específicos para tres diferentes
composiciones: raulí mixto, roble y coigüe. En relación con la capacidad de carga de uso del
sitio se encontraron los niveles más bajos para la composición roble y los niveles más
altos para coigüe.
En Costa Rica; Arias y Camacho (s.f.), realizaron una validación del Índice de
Densidad del Rodal para el manejo de plantaciones forestales de Tectona grandis, donde
como resultados sugieren utilizar el valor de (b = -1,7126) y un diagrama de densidad basado
en un IDR máximo de 1053 árboles.
Entre otros estudios, trabajos e investigaciones relativos al Índice de Densidad de
Reineke, modelos de densidad, tablas de densidad, etc.
7
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
MARCO TEÓRICO
ÁREAS NATURALES PROTEGIDAS
La definición de área protegida es: “Un espacio geográfico claramente definido,
reconocido, dedicado y administrado, a través de medios legales u otros similarmente
efectivos, para lograr la conservación de la naturaleza con sus servicios ecosistémicos
asociados y valores culturales” (CONABIO, 2012).
Las áreas naturales protegidas son un instrumento de conservación creado por los
gobiernos para proteger los recursos naturales de los países. Pero también pueden ser una
herramienta muy importante para los pueblos que viven dentro de ellas por que protegen
su patrimonio natural y cultural (Salinas y Fernanda, 2006).
En el mundo
La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) es la autoridad
mundial en materia de conservación de la naturaleza y los recursos naturales para los
medios de supervivencia de la gente, estableciendo los estándares que promueven políticas
y reúnen a su variada membresía de estados, agencias gubernamentales y sociedad civil a
favor de soluciones basadas en la naturaleza para abordar los desafíos globales y la
gobernanza ambiental, con el objetivo de promover el desarrollo sostenible y la
conservación de la biodiversidad sobre el terreno (UICN, 2013).
La Comisión Mundial de Áreas Protegidas (WCPA) de la IUCN ha definido seis
categorías de áreas protegidas (CONABIO, 2012):
1. Reserva natural estricta
2. Parque Nacional
3. Monumento o rasgo natural
4. Área de manejo de hábitat/especies
5. Paisaje terrestre o marino protegido
8
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
6. Área protegida con uso sustentable de recursos naturales
Durante los dos últimos decenios, muchos países han convertido porciones
considerables de sus bosques en Parque Nacionales u otras categorías para la conservación
y protección. La efectividad de la protección y el grado de actividades de desarrollo
permitidas dentro de las áreas protegidas han variado de manera considerable algunos
países han sugerido que la mayoría de sus bosques caben dentro de la categoría de área
protegida como consecuencia de la legislación general forestal, pero una serie de ellos han
mantenido dentro de enfoques más tradicionales de protección y han incluido en sus
informes solo las áreas protegidas instituidas legalmente, las cuales cumplen con os
estándares internacionales (FAO, 2002).
La FAO (2002), en su informe principal sobre la evaluación de los recursos forestales
mundiales en el 2000, realizó con información de bosques en las áreas protegidas del mapa
mundial de áreas protegidas desarrollado para la FAO por el PNUMA-CMVC la siguiente
tabla (Tabla 1):
En la que se puede apreciar que la región con mayor cantidad de bosques en áreas
protegidas es América del Sur, seguida de Norte y Centro América, con igual proporción a
comparación del área de bosque para el año 2000.
Tabla 1. Bosque en áreas naturales protegidas.
9
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
En México
Según lo establece el artículo 46 de la LEGEEPA, en México hay ocho tipos
distintos de áreas naturales protegidas (Salinas y Fernanda, 2006):
1. Reservas de la biosfera
2. Parque nacionales
3. Momentos naturales
4. Áreas de protección de recursos naturales
5. Áreas de protección de flora y fauna
6. Santuarios
7. Parques y reservas estatales
8. Zonas de preservación ecológica de los centros de población
De estos los seis primeros son administrados por el gobierno federal; y los últimos dos por
los gobiernos estatales.
Como ya se mencionó; en México existen 176 áreas naturales de carácter federal que
representan más de 25, 394, 779 hectáreas (CONANP, 2014).
Entre las organizaciones gubernamentales y civiles activas en México, con objetivos
de manejo sustentable y conservación de los recursos naturales, se encuentran:
 Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP)
Órgano descentralizado de la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos
Naturales (SEMARNAT), cuya misión es conservar los ecosistemas más
representativos de México y su biodiversidad, mediante las Áreas Naturales
Protegidas y otras modalidades de conservación, fomentando una cultura de la
conservación y el desarrollo sustentable de las comunidades asentadas en su
entorno, con criterios de inclusión y equidad.
10
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
 PRONATURA SUR A.C.
Asociación civil sin fines de lucro fundada en 1989 y con personalidad jurídica
desde 1993. Mantiene una estrecha colaboración con las organizaciones de
Pronatura en México, con las que se comparten acciones coordinadas, y
programas nacionales. Pronatura Sur A.C. cuenta con un Consejo Directivo
propio y sistemas de gestión institucional independientes.
 AMBIO A.C.
Organización de la sociedad civil, fundada en 1998, la cual desarrolla
programas y estrategias de desarrollo rural de bajas emisiones de carbono en
comunidades indígenas y campesinas del estado de Chiapas.
 ECOBIOSFERA EL TRIUNFO S.C.
Nació en el año 2001 como una alternativa para apoyar el trabajo de
conservación del patrimonio natural en la Reserva de la Biósfera El Triunfo al
fortalecer y desarrollar actividades y proyectos rentables con comunidades
ubicadas dentro del área protegida, tomando como eje de trabajo el desarrollo
y fortalecimiento de proyectos de ecoturismo.
Entre muchas otras, con objetivos similares en México.
ECOSISTEMAS TERRESTRES
Challenger y Soberón (2008) e INEGI (2014); mencionan y describen ampliamente
los tipos de vegetación terrestre de México, así como sus estados serales de sucesión
secundaria, descritos y clasificados además por diversos autores.
11
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
En la Tabla 1, obtenida de Challenger y Soberón (2008), se muestra la comparación
entre los ecosistemas terrestres y su equivalencia descritos para México según sus
diferentes autores.
Bosques
Los bosques y las tierras arboladas son esenciales para la vida humana. Son la fuente
de muchos de los bienes y servicios utilizados por la humanidad; juegan un importante
papel en la moderación del medio ambiente mundial y constituyen la reserva de la mayor
parte de la diversidad genética esencial para el futuro mejoramiento del mundo vegetal y
animal. La supervivencia de los bosques es de importante sostenibilidad de otros recursos
de primer orden, como las aguas y el suelo, esenciales para la supervivencia y el desarrollo
(FAO, 1994).
Tabla 2. Tipos de vegetación y equivalencia en sistemas de clasificación
12
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Los bosques de México se encuentran en su mayoría, aunque no exclusivamente, en
las zonas montañosas a lo largo de la Sierra Madre Occidental (la zona de mayor
concentración de ecosistemas boscosos del país), las sierras madre Oriental, del Sur y del
Sur de Chiapas, el Eje Neovolcánico, la Sierra Norte de Oaxaca y los Altos de Chiapas, así
como en distintas serranías y montañas aisladas en el Altiplano y entremezclados en las
planicies tropicales (Challenger y Soberón, 2008).
Dentro de la clasificación de los diferentes tipos de vegetación INEGI (2014) en la
carta de uso de suelo y vegetación clasifica a los bosques de la siguiente manera:
 Bosque de Ayarín (BS)
 Bosue de Cedro (BB)
 Bosque de Oyamel (BA)
 Bosque de Pino (BP)
 Bosque de Pino-Encino (BPQ)
 Bosque de Táscate (BJ)
 Bosque de Encino (BQ)
 Bosque de Encino-Pino (BQP)
 Bosque Mesófilo de Montaña (BM)
Los bosques de pino son los de mayor distribución entre los distintos tipos de
bosques de coníferas; cubren hoy alrededor de 75% de su distribución potencial, estimada
en poco más de 10 millones de hectáreas, aunque los bosques bien preservados cubren solo
5.2 millones de hectárea (INEGI 2003, 2005a, citado en Challenger y Soberón, 2008 ).
La vegetación presente en el Parque Nacional Pico de Orizaba, corresponde
básicamente a bosque de pino, bosque de oyamel y páramo de altura, los cuales se
caracterizan fisonómicamente por un estrato arbóreo dominado por pocas especies. Los
13
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
estratos arbustivos y herbáceos están representados por especies variantes de acuerdo al
tipo de asociación boscosa, existiendo poca actividad de plantas epifitas y lianas; la
vegetación de páramo de altura se presenta a partir de los 4,200 metros sobre el nivel del
mar (msnm), haciendo mención que, según el Instituto Smithsoniano,este macizo mantiene
el nivel de vegetación más alto del mundo (Timber lane), al encontrarse bosque de pino a
una altura de 4,200 msnm (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015).
ESTUDIO DE LOS RECURSOS FORESTALES
La Dasometría es la parte de la Dasonomía o Ciencia Forestal que estudia la medición
de los bosques o de sus productos a través de las dimensiones de los elementos que los
constituyen, considerando como tales a los árboles o a las partes de éstos que serán
aprovechados en alguna forma, mencionan Omahn y Ramírez (2010), citando a Villa Salas,
1971.
Para fines de estudio, la Dasometría se divide en dos partes Omahn y Ramírez
(2010):
Dendrometría: Del griego dendron, árbol, y metrón, medida, es la medición, cálculo y/o
estimación de las dimensiones de los árboles y bosques; analiza las dimensiones de árboles
y bosques desde un punto de vista estático.
Epidometría: Proviene del griego epidoma, crecimiento, y metrón, medida. Es la medición,
cálculo y/o estimación del crecimiento y producción de árboles y bosques; analiza las
dimensiones de los árboles y bosques desde un punto de vista dinámico.
Parámetros dasométricos
Para la medición de los recursos forestal, se utilizan diversos parámetros
dasométricos, aunque la metodología difiere ligeramente algunas ocasiones, Omahn y
Ramírez, 2010; Comisión Nacional Forestal, 2015; Villanueva, Cerano, et. al., 2009; Ramírez
y Salas, s.f. Cansino s.f. entre otros definen principalmente los siguientes:
14
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Diámetro
Diámetro normal (DN): Diámetro con corteza del árbol a la altura de 1.30
metros sobre la pendiente máxima del terreno que lo rodea.
Diámetro basal (DB): Diámetro del individuo medido en la base, a nivel del
suelo o a 30 centímetros de altura.
Altura
Altura total (AT): Altura en metros medida desde la base del árbol, hasta la
yema apical del fuste principal.
Altura de fuste limpio (AFL): Distancia que existe a partir de la base del árbol
hasta la base de la copa del mismo, es decir, el fuste libre de ramas.
Altura comercial (AC): Altura del fuste medida desde la base del individuo hasta
donde se estime un diámetro de 10 cm.
Diámetro de copa
Se refiere a la medición en metros de la proyección vertical de la copa sobre el
suelo.
Área basal
Medida de superficie (m2
o cm2
) a la altura de 1.3 metros (DN o DAP)
Área basal por hectárea
Corresponde a la suma de la sección transversal del fuste a la altura del DAP
de todos los árboles por unidad de superficie. A continuación se describe el
cálculo del área basal por clase de dap a partir de datos tabulados; también
puede obtenerse individualmente, árbol por árbol en cada clase, y luego
acumulando por clase; ese es el procedimiento más preciso.
15
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
(1)
Volumen
El volumen es la medida de la cantidad de madera sólida más ampliamente
utilizada. En el árbol individual pueden identificarse diferentes categorías de
volumen. El árbol completo, esto es considerando todos los componentes,
constituye el volumen total; todos aquellos componentes cuyas dimensiones
son aceptables para el mercado constituyen el volumen comercial; el
volumen de desechos está conformado por secciones maderables del árbol
que presentan defectos y dimensiones menores o no comerciales; también
existe la denominación de volumen bruto, cuando se estima el volumen total
hasta un diámetro comercial (dlu: diámetro límite de utilización) incluyendo
defectos; desde este último, descontados los defectos, se obtiene el volumen
neto. Esos volúmenes pueden expresarse con o sin corteza.
(2)
16
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Donde:
Edad
Número de años trascurridos desde la germinación de la semilla, o de la
votación de las cepas de una raíz hasta el momento en que es observado o
medido (Souza, 1973, citado en Imaña y Encinas 2008). Se determina la edad,
contando los anillos de crecimiento en la sección de apeo o tocón;
generalmente se considera, que el número de anillos de crecimiento en una
sección transversal muestra la edad de esa parte del árbol (Klepac, 1983).
Tiempo de paso
Número de anillos comprendidos en 2.5 cm. Indica el número de años que
requiere un árbol para obtener un incremento de 5 cm de diámetro normal,
o sea, pasar de una categoría diamétrica a otra (Klepac, 1983).
De las variables anteriores, el análisis matemático y estadístico es parte esencial de para
comprender el comportamiento de las masas forestales, bibliografía de Klepac, 1983;
Cancino s.f.; FAO, 2012, Schreuder, Ernst y Ramírez, 2006, entre otros, abordan de manera
detallada dichos procesos.
17
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Incrementos
El incremento puede ser definido como el crecimiento del árbol o de un rodal
forestal en un determinado periodo. Este periodo puede ser expresado en días, meses, años
o décadas (Imaña y Encinas 2008).
Imaña y Encinas (2008), definen, entre otros:
Incremento corriente anual (ICA): Expresa el crecimiento ocurrido entre el inicio y el final
de la estación de crecimiento en un período de 12 meses, o entre dos años consecutivos.
Este crecimiento también es conocido como crecimiento acumulado, incremento corriente
anual (ICA), o simplemente como incremento anual (IA), correspondiendo a lo que el árbol
creció en el periodo de un año.
Donde:
ICA: Incremento Corriente Anual
Y: Dimensión de la variable considerada
t: Edad
Incremento medio anual (IMA): Expresa la media del crecimiento total a cierta edad del
árbol. Expresada por tanto la media anual del crecimiento para cualquier edad. El IMA es
obtenido por la división del mayor valor actual de la variable considerada, dividida por la
edad a partir del tiempo cero.
Donde:
IMA: Incremento medio anual
t: Edad a partir del tiempo cero
Y: Dimensión de la variable considerada
Así, para el caso del volumen:
(3)
(4)
18
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Densidad
La densidad es entendida como el número de individuos (árboles), área basal (m2
),
volumen (m3
), etc. por unidad de superficie (Santiago 2013; Bravo, Montero y Del Río, 1997;
Quiñones, 2000).
El manejo de la densidad del rodal, constituye una de las herramientas más efectivas
para que los silvicultores puedan alcanzar un amplio rango de objetivos de manejo, puesto
que mejoran los atributos del rodal, al estar altamente influenciados por la densidad
(Farnden 1996, citado en Müller-Using, Rodríguez y Gajardo, 2013). Es por ello que el
conocimiento relativo a la densidad en una unidad de superficie boscosa para fines
comerciales y/o científicos resulta de gran importancia para su adecuado manejo.
Proyecciones de crecimiento dasométrico
Todas las variables dasométricas poseen relaciones matemáticas que pueden ser
representadas desde diferentes puntos de vista y con diferentes métodos estadísticos
principalmente por el método conocido como regresión, trabajos como los de Quiñones
(2000), Santiago (2013) y Vargas (1999), son solo algunos de ellos.
MODELOS DE INCREMENTO Y RENDIMIENTO
Tomando como definición el apartado anterior sobre la densidad; Los modelos de
incremento y rendimiento se pueden clasificar en: (i) modelos a nivel del rodal; (ii) modelos
de clases diamétricas; y (iii) modelos de árboles individuales (Peng, 2000 citado en Müller-
Using, Rodríguez y Gajardo, 2013). Estas tres técnicas son aplicables a bosques regulares o
irregulares: los primeros tienen una edad similar, y generalmente, pertenecen a una sola
especie, como los bosques provenientes de plantaciones forestales; los segundos, en
cambio, contienen árboles de diferentes edades y en muchas ocasiones, poseen varios taxa
en el sitio. El concepto de regularidad considera a los árboles cuya diferencia en edad no es
mayor a 25% de la rotación; por ejemplo, si esta es de 60 años, entonces la diferencia
(5)
19
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
máxima permisible es de 15 años entre los árboles que componen el rodal; cuando se
presentan valores superiores, los bosques son irregulares (Müller-Using, Rodríguez y
Gajardo, 2013).
Los modelos de incremento y rendimiento a diferentes escalas espaciales y sus
orientaciones hacia el manejo y la investigación se presentan en Müller-Using, Rodríguez y
Gajardo (2013), citando a Peng (2000), (figura 1).
Figura 1. Modelos de incremento y rendimiento.
EVALUACIÓN DE LA DENSIDAD
La evaluación de la densidad depende del objetivo y la composición del bosque o
superficie a evaluar, para ello como ya se mencionó existen:
 Modelos a nivel del rodal
 Modelos de clases diamétricas
 Modelos de árboles individuales
Así mismo, Quiñones (2000) menciona que existen cuatro tipos de densidad:
 Índice de densidad del rodal
 Índice de densidad puntual
20
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
 Índice de competencia de rodales
 Índice de competencia para árboles individuales
Quiñones (2000), menciona citando a Becerra (1995), que existen diversos métodos para la
estimación de la densidad:
 Índice ocular
 Tablas de rendimiento normal
 Método de D mas
 Método de D veces
 Densidad puntual de Spurr
 Ley de autoaclareo
 Índice de densidad de rodales de Reineke
 Relación área árbol
 Factor de competencia de copas
 Guías de densidad
En México los utilizados mayormente son: índice de densidad de rodales de Reineke,
relación área-árbol y factor de competencia de copas.
Determinación de la densidad
A continuación se describen algunos métodos para la determinación de la densidad.
Índice de densidad de rodales de Reineke
Müller-Using et. al. (2013), describe que este se basa en la relación entre el diámetro
cuadrático medio (dg) y la densidad (número de árboles por unidad de área), para rodales
coetáneos y a plena densidad, en que la línea de autorraleo queda definida como:
Donde:
ln (N) = densidad del rodal (árboles ha-1
)
a = intercepto de la regresión
ln (dg) = diámetro cuadrático medio (cm) expresado como logaritmo natural
(6)
21
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
A su vez, Reineke (1933) utilizó el coeficiente alométrico b = -1,605 para desarrollar
su índice de densidad de rodal (IDR), que describe la densidad de los rodales con las
variables de rodal dg y N . Calculando el número de árboles en rodales relacionados con el
diámetro medio de 25 cm (10 pulgadas), el IDR queda definido de acuerdo con Pretzsch y
Biber (2005) citado en Müller-Using et. al. (2013) como:
Así mismo Müller-Using et. al. (2013) describe al línea límite de autoaclareo de Yoda et. al.
(1963):
Donde:
ln (m) = peso promedio de la planta (kg)
ln (N) = densidad del rodal (árboles ha-1
)
Guías de densidad
La aplicación de la ley de Reineke (1933) o de Yoda et al. (1963) ha permitido la
construcción de diagramas de manejo de la densidad de rodales, que se constituye en uno
de los métodos más eficientes de planificación y manejo silvicultural de la densidad del
rodal en bosques coetáneos (Müller-Using et. al., 2013).
Estos diagramas describen gráficamente la relación existente entre el área basal, el
número de árboles por hectárea y el diámetro cuadrático, e incluyen una serie de curvas de
referencia para diversos niveles de ocupación del sitio. Su uso permite describir la situación
actual de un rodal y compararlo con condiciones predeterminadas de acuerdo a objetivos
de manejo previamente especificados (Rogers, 1983 citado en Gezan, Ortega y
Andenmatten, 2007).
(8)
(7)
22
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 2. Ejemplo de guía de densidad para Pinus montezumae en áreas naturales de Hidalgo. (Rodríguez, Razo, Días y
Meza, 2009).
IMPORTANCIA DE LOS MODELOS DE CRECIMIENTO Y RENDIMIENTO
Desde el punto de vista del aprovechamiento, la regulación de la densidad de las
masas forestales es una de las claves de la silvicultura. A través de las aclaras y clareos el
selvicultor concentra la capacitada productiva de la estación en unos pocos árboles de
modo que se optimicen los beneficios, económicos o no, que se obtienen de los bosques
(Bravo, et. al. 1997). Las proyecciones del incremento y rendimiento son centrales en el
manejo sustentable de ecosistemas forestales. La sustentabilidad desde el punto de vista
de las dimensiones del arbolado indica que estas deben permanecer constantes entre
intervenciones (Clutter et al., 1983 citado en Návar-Cháidez y Domínguez-Calleros, 2013).
Aplicando estos conceptos a la conservación de áreas protegidas, la existencia de dichos
modelos, ofrecen una perspectiva de la condición del arbolado de la zona, con ello
promover acciones encaminadas a aumentar la densidad del arbolado.
23
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Y CONCEPTOS
INVENTARIO FORESTAL
Cuantificación ordenada de superficies clasificadas, de los volúmenes contenidos y
el crecimiento probable referidas a especies, divisiones naturales y convencionales
adoptadas. Trata de describir la cantidad y calidad de los árboles de un bosque y muchas de
las características de la zona de terreno donde crecen tales árboles (Romahn, et al. 1994
citado en Anónimo s.f.)
BIOMASA
La biomasa forestal tiene su origen en la fotosíntesis realizada por las hojas de los
árboles, donde la utilización de la energía solar, agua y CO2 da origen a compuestos
orgánicos y a oxígeno. La capacidad de renovarse cuando es gestionada de forma sostenible
a lo largo del tiempo, convierte la biomasa en una energía inagotable y con un balance de
emisiones de CO2 nulo (SilvaPlus, 2015).
Según su origen, recibe el nombre de (SilvaPlus, 2015):
Biomasa forestal primaria (BFP): fracción biodegradable de los productos
generados en los montes que son procesados con fines energéticos.
Biomasa forestal secundaria: materia orgánica residual (costeros, serrín, retestas,
licores negros, recortes, cortezas, virutas, etc.) generada en los procesos de las industrias
de transformación de la madera, tales como, serrerías, fábricas de pasta para papel,
tableros, carpinterías e industrias del mueble.
CARBONO
En el contexto de un inventario de carbono forestal, es el elemento carbono (C)
contenido en la materia orgánica o biomasa de un bosque. Se puede medir en términos de
toneladas de carbono (tC), pero para expresar más claramente el beneficio que un bosque
proporciona para la mitigación del cambio climático, es más común presentar el resultado
24
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
final de un inventario en toneladas de bióxido de carbono equivalente (tCO2e), es decir el
monto de CO2 que el bosque retiene de la atmósfera (Balderas et. al. 2014) .
POTENCIAL DE CAPTURA DE CARBONO
Es una estimación de cuánto bióxido de carbono, medido en tCO2e, puede absorber
un bosque de la atmosfera y almacenar en su biomasa durante un periodo de tiempo
determinado, por ejemplo por año, durante 30 años, etc. En este manual se calcula el
potencial utilizando la tasa de crecimiento natural de bosques en la ausencia de
perturbaciones que resultan en la deforestación y degradación. También puede incluir una
estimación de cuánto carbono se puede capturar a través de la plantación de nuevos
árboles (Balderas et. al. 2014).
25
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
METODOLOGÍA
DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO
El estudio fue desarrollado en el Parque Nacional Pico de Orizaba, área natural
protegida de la Región Planicie Costera y Golfo de México administrada por la Comisión
Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP), cubriendo la totalidad de esta Área
Natural Protegida (ANP).
Fue decretado el 4 de Enero de 1937, siendo Lázaro Cárdenas Presidente
Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos (Vargas, s.f. citado en Colohua 2015), pero
no fue sino hasta el año 2003 en que se inició su manejo y se asignó personal de la CONANP
para trabajar en la región (CONANP 2011, citado en Villegas, Muñoz, Muñoz, Gallo y Ponce,
2011).
El Parque Nacional Pico de Orizaba se encuentra ubicado en territorio de los estados
de Puebla y Veracruz, en el límite Este del Eje Neovolcánico Transversal (Figura 3 y 4),
considerado como una importante área de captación para la recarga de acuíferos y el
mantenimiento de la red hidrológica superficial de una de las Cuencas más importantes en
el país, la del Papaloapan. Específicamente se ubica en las Regiones Hidrológicas 28 y 18, la
primera corresponde a la Cuenca Hidrológica del Río Papaloapan; la segunda corresponde
a la Cuenca Hidrológica del Río Balsas, que drena a Tehuacán-Puebla (Programa de manejo
Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015).
Las cotas altitudinales en las cuales se encuentra en Parque Nacional van de los
3,038 a los 5,636 msnm. Se encuentra dentro del territorio de cinco municipios, al suroeste,
Chalchicomula de Sesma y Atzizintla; al noroeste, Tlachichuca en el estado de Puebla; al
noreste, Calcahualco y al sureste, La Perla en el estado de Veracruz, cuenta con una
superficie de 19,750.00 hectáreas (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba,
2015) (Figura 4).
26
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
En el Programa de manejo del Parque Nacional Pico de Orizaba (2015), establecen
en esta área natural protegida (ANP) las siguientes subzonas:
I. Subzona de Preservación Volcán Citlaltépetl, con una superficie de
5,706.155879 hectáreas integrada por un polígono.
II. Subzona de Preservación Volcán Tiltépetl, con una superficie de 586.205462
hectáreas integrada por un polígono.
III. Subzona de Uso Tradicional Las Presas, con una superficie de 502.215739
hectáreas, integrada por un polígono.
Figura 3. Macrolocalización PNPO (Fuente: Página oficial CONANP: www.conanp.gob.mx)
27
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
IV. Subzona de Uso Tradicional Los Barbechos, con una superficie de
1,860.816082 hectáreas integrada por tres polígonos.
V. Subzona de Uso Público Las Presas–Valle del Encuentro, con una superficie
de 151.947128 hectáreas integrada por dos polígonos.
VI. Subzona de Recuperación Bosques del Citlaltépetl, con una superficie de
10,942.664710 hectáreas integrada por un polígono.
Flora
Los tipos de vegetación dominantes en el PNPO son el bosque de pino, bosque de
oyamel y la pradera de alta montaña. Las áreas sin vegetación aparente que comprenden
el glaciar y arenales en la cima del volcán Pico de Orizaba ocupan también una superficie
considerable dentro del PNPO (Villegas, 2011).
En el Parque Nacional Pico de Orizaba se presentan, según la clasificación de
Miranda y Hernández X., (1963, citados en PNPO, 2012), cuatro tipos de vegetación: bosque
de pino, bosque de oyamel, pastizal y páramo de altura.
Hasta ahora se han identificado más de 639 especies de flora (PNPO, 2012). Los
primeros son los más abundantes y se localizan desde los 2 000 hasta los 4 000 msnm. En
las zonas bajas del parque nacional hasta los 3000 msnm se ubican bosques dominados por
tres especies de pinos: Pinus patula, Pinus pseudostrobus y Pinus montezumae, mezclados
con árboles de madroño (Arbutus xalapensis), ailes (Alnus acuminata) y Tilia mexicana,
entre otros. El estrato arbustivo de estos bosques es generalmente poco desarrollado y
tiene un número limitado de especies, se encuentran individuos esparcidos de Cestrum
benthami, Yucca elephantipes, Oreopanax echinops y Phymosia rosea; mientras que las
hierbas más comunes son Cymbispatha commelinoides, Gibasis schiedeana, Bidens
triplinervia, Bidens pilosa, Panicum maximum, Salvia xalapensis y Dymaea floribunda. A
partir de los 3 000 msnm los pinos dominantes son Pinus hartwegii, los cuales llegan hasta
el límite arbóreo, ubicado cerca de los 4 000 msnm; en estos bosques es común encontrar
28
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
la hierba Lupinus montanus y los pastos amacollados de Agrostis tolucensis y Mulhenbergia
spp (Rodríguez et. al., 2011 citado en PNPO, 2012)).
Los bosques de oyamel se encuentran en las laderas húmedas y las barrancas,
preferentemente entre las altitudes de 2 600 a 3 200 msnm, ubicados entre los pinares
bajos dominados por Pinus patula y los altos de Pinus hartwegii. Las dos especies
dominantes de esta comunidad, que frecuentemente alcanzan más de 30 m de altura, son
Abies religiosa y Abies hickelii, que pueden asociarse con Pinus ayacahuite, Taxus globosa,
Litsea glaucescens, Sambucus canadensis, Ribes ciliatum, Alnus acuminata y Quercus
orizabae. Los arbustos más comunes son Fuchsia microphylla, Miconia hyperprasina, Rubus
trilobus y Chusquea mulleri; mientras que las hierbas más frecuentes son Agrostis
thyrsigera, Brachypodium mexicanum, Cochlidium rostratum, Salvia gracilis, Senecio
orizabensis y Alchemilla procumbens (Rodríguez et. al., 2011 citado en PNPO, 2012)).
Por arriba de la cota de los 4,240 msnm el tipo de vegetación dominante está
constituido por zacatonal alpino de Festuca sp. e Hilaria sp., es posible que se presenten
Calamagrostis tolucensis, Festuca tolucensis, Trisetum spicatum, Draba nivicola, Arenaria
bryoides, Draba jorullensis, Circium nivale, Gnaphallium lavaendulum, Oxilobus arbutifolius,
Castilleja tolucensis, Muhlenbergia macroura, Lupinus montanus, Ottoa oenanthoides,
Lewisia megarhiza, Asplenium castaneum, Arenaria lucopodoides, Erysimum macrademium
y Senecio callosus (PNPO, 2012).
Las críticas condiciones climáticas sólo permiten la presencia aislada de Juniperus
monticola, que crecen sobre las rocas y alcanzan una altura de tan solo 50 cm y un diámetro
de copa de 1,5 a 2 metros. El tipo de suelo donde se desarrolla esta vegetación corresponde
la regosol eutrico. Este tipo de vegetación es de gran importancia ecológica ya que protege
las cuencas evitando la pérdida de suelo por erosión, asegurando la infiltración del agua,
contribuyendo a la preservación de los ciclos biogeoquímicos, evitando el asolvamiento de
ríos, presas, lagos. Ocupa una superficie de 4,724.80 ha dentro del Parque Nacional (PNPO,
2012).
29
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Fauna
Los principales mamíferos del área son los zorrillos (Conepatus leuconotus y Mephitis
macroura); el armadillo (Dasypus novemcintus), musarañas (Cryptotis mexicana, Sorex
macrodon, Sorex oreopolus, Sorex saussurei y Sorex ventralis), el coyote (Canis latrans),
zorra gris (Urocyon cineroargenteus), gato montés (Lynx rufus), zorrillo (Conepatus
leuconotus), comadreja (Mustela frenata), cacomixtle (Bassariscus astutus), ardilla voladora
(Glaucomas volans), ardilla gris (Sciurus oculatus), tuza (Cratogeomys merriami), y
murciélagos (Anoura geoffroyi, Artibeus intermedius, Choeronycteris mexicana, Dermanura
azteca, Eptesicus fuscus, Laciurus intermedius, Micronycteris microtis, Mollosus aztecus,
Myotis californicus, Myotis velifer) (PNPO, 2012; Martínez-Vázquez, González-Monroy y
Díaz-Díaz, 2010).
Los anfibios y reptiles dentro de los ecosistemas que habitan, son importantes
actores de la cadena trófica, como presas y depredadores. A estos grupos se les considera
indicadores de la calidad de los ecosistemas que los albergan. En total se han identificado
48 especies de Anfibios y Reptiles, de los cuales 27 son endémicas; 21 están protegidas y 10
se encuentran amenazadas. En el Parque Nacional Pico de Orizaba se distribuyen Tanas,
Salamandras, Tlaconetes, Falso Escorpión, Lagartijas, Chintetes, Culebras y Víboras de
Cascabel endémicas a México (PNPO, 2012).
La porción central del estado de Veracruz, ha sido considerada como un área
importante para la conservación de las aves (AICA). Se han registrado 257 especies de aves,
de las cuales 79% son residentes permanentes, el 16% son residentes de invierno y 5% son
transitorias (PNPO, 2012).
30
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 4. Mapa de PNPO (Fuente: página oficial CONANP: www.conanp.gob.mx)
31
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
OBTENCIÓN DE DATOS
Bases de datos históricos
Para el presente estudio, se utilizó una base de datos forestal desarrollada por
Colohua (2014), quien realizó un muestreo dasométrico en la zona boscosa del Parque
Nacional Pico de Orizaba que consto de 373 sitios de 1,000 m2
, anexando bases de datos
generados por los siguientes autores:
 Estimación de captura de carbono por Pinus hartwegii en la vertiente nororiental
del Parque Nacional Pico de Orizaba (Colohua, 2014).
 Evaluación del grado de infestación por Dendroctonus adjunctus y Arceuthobium
sp en la zona forestal del Parque Nacional Pico de Orizaba (Corona y Martínez,
2013).
Muestreo forestal
Con el fin de aumentar el número de sitios de muestreo y con ello la confiabilidad
del estudio, anexando que se requiere del análisis de los sitios mayormente densos para el
ajuste de modelos de densidad (Alvares, 2001; Santiago, 2013, entre otros), se realizó un
muestreo dirigido en las siguientes zonas (Tabla 3):
Tabla 3. Zonas / sitios de muestreo
Zona Localidad Número de sitios
Noroeste Puerto Nacional 6
Sur San Miguel Pilancon 2
Sureste San Miguel Pilancon 4
Noreste Nueva Vaquería 3
Total 15
El total de sitios para el análisis final fue de 384 en todo el PNPO.
32
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Las variables obtenidas en el muestreo realizado fueron:
 Zona
 Localidad
 N° de sitio
 Fecha
 Exposición
 Pendiente
 Coordenadas UTM
 N° (consecutivo)
 Especie
o Pinus spp.
o Pinus ayacahuite
o Abies spp.
o Otros
 Diámetro normal
 Altura
 Diámetro de copa
 Muestra
o Edad
o Tiempo de paso
 Observaciones
El formato de campo se encuentra como Anexo A.
33
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN
Para un ajuste con mayor precisión y confiabilidad elevada, se dividió la poligonal
del PNPO en dos principales zonas, considerando aspectos geográficos, variaciones
climáticas, fisiografía, división política y zonas de acción en esta Área Natural Protegida
(ANP), tomando otra forma de vitalización a comparación de los rodales presentados por
Colohua (2014), en el estudio técnico de Estimación de captura de carbono por especies
arbóreas en el Parque Nacional Pico de Orizaba.
Para cada una de las zonas, independientemente del número de sitios totales, se
clasificaron para el análisis de cada zona: 20 sitios densos con presencia de Pinus hartwegii,
5 sitios densos con presencia de Abies spp. y 10 sitios densos con presencia de Latifoliadas,
encontrando esta última solo en la Zona Este (Mapas en anexos B, C y D). La descripción de
las zonas se presenta en la Tabla 4 y la Figura 8.
Figura 7. Muestreo; Noroeste de PNPO
Figura 7. Muestreo; Sur del PNPOFigura 7. Muestreo; Noreste del PNPO
34
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 4. Descripción de zonas de estudio del PNPO
Zona Hectáreas Número de sitios
Este 10,857 226
Oeste 8,743 158
Figura 8. Zonificación del presente estudio y sitios de muestreo actuales e históricos
35
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
MEMORIA DE CÁLCULO
Los cálculos del estudio se basaron en los realizados en el estudio de Estimación de
captura de carbono, por Colohua en el año 2014, que ocupa para el análisis ecuaciones
generales como las presentadas en la revisión bibliográfica del presente estudio
(ecuaciones 1-5). Así mismo realiza estimaciones para carbono valiéndose de Espinoza
(2005), Rojas-García y Villers-Ruiz (2008), entre otros.
ESTIMACIÓN DE ÍNDICE DE DENSIDAD
Para la estimación del Índice de densidad y cálculos de arbolado por hectárea se
optó por utilizar el Índice de Densidad de Reineke (IDR) descrito en secciones anteriores
(ecuación 7).
Donde:
IDR = Indicé de Densidad de Reineke
N = Número de árboles a un determinado diámetro
dg = Diámetro cuadrático
-1.605 = Pendiente teórica
A partir de la cual se realizó el despeje correspondiente para calcular el número de
árboles por diámetro y IDR correspondientes para cada una de las zonas y los tres grupos
de especies diferenciadas en el presente estudio
 Pinus hartwegii (1)
 Abies spp. (2)
 Latifoliadas (3)
Para la proyección de valores dasométricos en función del tiempo (Edad), se ocupó
la base de los sitios densos con filtro de la variable Edad (años), y basándose en que:
36
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
1. Área basal (f) Edad
2. Edad (f) Área Basal
3. Diámetro (f) Edad
4. Volumen (f) Área basal
5. Volumen (f) Diámetro
Se realizó la comprobación ocupando factores estadísticos con el Software IBM SPSS
Statistics 21 / Correlación de Pearson, de la relación entre las variables anteriores.
De las correlaciones que presentaron una r2
elevada (correlación cercana al
1=100%), se realizó el ajuste con la ecuación de crecimiento de Schumacher y el ajuste de
Power1 (ecuación 9 y 10 respectivamente), por método de regresión no lineal ajustada con
el Software IBM SPSS Statistics 21 / Regresión no lineal y MATLAB R2014a / Curve Fitting.
Donde:
H = Variable dasométrica (AB, Volumen, Diámetro, Altura)
e = Función exponente
E = Edad
B0 y B1 = Valores de regresión
f(x) = B0 f B1
Donde:
f = Variable dasométrica (AB, Volumen, Diámetro, Altura)
X = Edad
B0 y B1 = Valores de regresión
(9)
(10)
37
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Con las ecuaciones anteriores se lograron ajustar para la Zona este:
Área basal (f) Edad (1)
Edad (f) Área Basal (2)
Volumen (f) Área basal (4)
Volumen (f) Diámetro (5)
Para la zona Oeste
Edad (f) Área Basal (2)
Volumen (f) Área basal (4)
Volumen (f) Diámetro (5)
Con la combinación de los ajustes anteriores y el IDR se realizaron ecuaciones,
análisis y generación de gráficos utilizando herramientas de los softwares: Statistica 10,
Minitab 17 y Microsoft Excel 2013, con mapas topográficos procesados con ArcGis / ArcMap
10.3.
38
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
RESULTADOS
Del total de sitios de muestreo (384, Anexo E), los sitios mayormente densos de
Pinus hartwegii en la zona Este se encuentran al Este de la localidad Nueva Vaquería, el
Río Jamapa, hasta el lugar conocido como “El Calvario”, en la que se concentra gran
cantidad de renuevos jóvenes de categorías diamétricas de 5 a 10 cm, combinados con
reforestación de 1 a 5 años, con alturas menores a comparación de la parte norte del PNPO,
que corresponde a la zona Oeste, lugar donde se concentra mayor cantidad de sitios densos
para la misma especie, formando masas coetáneas mezclando diferentes categorías
diamétricas, edades, alturas y renuevos concentrados en áreas específicas, condición que
se expande a toda la masa forestal del PNPO al ser arbolado con desarrollo y regeneración
natural en mayor parte.
Abies Spp. (Anexo C), tienen una menor presencia en el PNPO, concentrándose en
áreas específicas, formando masas mezcladas con Pinus hartwegii, Pinus ayacahuite y otras
especies latifoliadas como Alnus spp., en algunas zonas forman pequeñas áreas de masas
coetáneas, esta especie posee una distribución en altitudes sobre el nivel del mar menores
a Pinus hartwegii y está concentrada en los límites del PNPO, por lo que gran parte de esta
posee distribución en zonas ejidales colindantes a esta ANP.
En la zona Este los sitios densos se localizaron en límites del PNPO a noreste de Río
Jamapa en zonas de baja altitud sobre el nivel del mar, al norte de la localidad de Rancho
Nuevo, La Perla, Veracruz, en inicios del Río Metlac y en los límites de PNPO al sur de la
Sierra Negra.
En la zona Oeste los sitios densos se encuentran al norte de la localidad Canoas Altas
y zona Este de la Sierra Negra, con algunos otros al Este de Miguel Hidalgo, Chachichuca en
el estado de Puebla.
Las especies latifoliadas se reducen a individuos de Alnus spp. y Arbustus xalapensis,
encontrados solo en zonas de baja altitud en el estado de Puebla en los municipio de
Calcahualco y La Perla (Anexo D).
39
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
DENSIDAD ZONA ESTE
Pinus hartwegii
Los sitios para el análisis de la densidad en la zona Este (Veracruz), remontado a las
áreas con mayor densidad, mostraron una distribución diamétrica como la muestra para
toda la zona arbolada Colohua (2014), en las categorías diamétricas menores se concentra
una cantidad de individuos más elevada que en las categorías mayores, en la figura 9 se
muestra dicho comportamiento.
Figura 9. Frecuencia de Diámetro Normal en sitios densos / Zona Este.
Por el comportamiento de las observaciones mostradas en la Figura 9, los datos para
arboles por hectárea para la zona Este, expresadas en dispersión normal y aplicando
logaritmo natural de base 10 tienen (Log 10), una expresión en un ajuste con una pendiente
negativa mostrada en las gráficas a continuación (Figura 10):
40
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 10. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Este.
Por lo que lo que el ajuste de la ecuación de Reineke de forma lineal y con
transformación logarítmica se observa en la Figura 11, dicho ajuste posee un r2
= 0.66, que
representa el 66% de los datos en observación por lo que se considera representativo:
Figura 11. Ajuste de la ecuación de Reineke / Zona Este.
41
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 5. Resumen del modelo Reineke / Zona Este
Tabla 6. Coeficientes del modelo Reineke / Zona Este
Modelo
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes
tipificados t Sig.
B Error típ. Beta
1
(Constante) 4.601 .257 17.931 .000
Pendiente -1.703 .174 -.813 -9.779 .000
La pendiente para el modelo (b1) tuvo un valor de -1.70 (Figura 11, Tablas 5 y 6), que
teóricamente se consideraría como una zona con arbolado de baja densidad, tomando en
consideración que la literatura menciona que el ajuste de la pendiente debe acercarse a -
1.6 (ajuste de -3/2), y cuando este sobre pasa dicho valor el bosque se encuentra bajo su
capacidad, caso contrario a cuando este posee un valor menor.
El ajuste de Reineke muestra como resultado la siguiente tabla (Tabla 7), con valores
de individuos Ha-1
para la zona Este, mismo que obtuvo un IDR = 169 individuos.
Tabla 7. Valores de Individuos y Área basal por
hectárea.
Diámetro cm Arboles ha-1
AB (m2
)ha-1
5 2581 5.1
10 795 6.3
15 399 7.1
20 245 7.7
25 168 8.3
30 123 8.7
35 95 9.2
40 76 9.6
45 62 9.9
50 52 10.3
55 44 10.5
60 38 10.8
65 33 11
70 30 11.6
75 26 11.5
80 24 12.1
85 21 12
90 19 12.1
95 18 12.8
100 16 12.6
R
R
cuadrado
R
cuadrado
corregida
Error típ. de
la
estimación
Estadísticos de cambio
Cambio
en R
cuadrado
Cambio en
F
gl1 gl2
Sig.
Cambio en
F
.813a
.661 .654 .31352 .661 95.620 1 49 .000
42
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
De manera gráfica se observa la dispersión negativa que obedece al valor -1.70 y un
incremento en el Área basal a medida que se disminuye la cantidad de individuos y aumenta
la categoría diamétrica.
Figura 12. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Este
Latifoliadas
Para el caso de las especies latifoliadas encontradas solo en esta zona, el ajuste de densidad
de las observaciones se comportó de manera similar pero con menor cantidad de individuos
(Figura 13), la dispersión de las observaciones para el ajuste del modelo de densidad de
Reineke fue menos ajustable, teniendo un r2 de 0.59, que representa el 59% de las
observaciones, pero una variación mayor en las observaciones (Tabla – y -), esto debido a
que los sitios muestreados con esta especies eran heterogéneos mostrando individuos de
Pinus spp. en algunos casos, y con una variación elevada de diámetros y alturas.
Lo anterior se logra apreciar en la Figura 13 donde los diámetros observados van desde los
9 a los 55 cm, por lo que la dispersión (Figura 14), es notablemente variable.
43
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 13. Frecuencia de Diámetros muestreados / Latifoliadas / Zona Este.
Figura 14. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Latifoliadas / Zona Este
El modelo ajustado para latifoliadas genero una pendiente de -1.24, que haría
considerar como una zona con arbolado de especies latifoliadas elevado para su capacidad
de carga, debido a que posee menor cantidad de individuos por categoría diamétrica.
44
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 8. Resumen del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este
Tabla 9. Coeficientes del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este
Modelo
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes
tipificados t Sig.
B Error típ. Beta
1
(Constante) 3.157 .244 12.913 .000
Pendiente -1.243 .166 -.772 -7.484 .000
Figura 15. Ajuste de la ecuación de Reineke / Latifoliadas/ Zona Este.
Por lo que el modelo graficado representando Individuos por Hectárea y Área Basal, obtuvo un IDR
= 26 cuya gráfica se muestra en la figura 16.
R
R
cuadrado
R
cuadrado
corregida
Error típ. de
la
estimación
Estadísticos de cambio
Cambio
en R
cuadrado
Cambio en
F
gl1 gl2
Sig.
Cambio en
F
.772a
.596 .585 .20249 .596 56.011 1 38 .000
45
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 16. Modelo de densidad para Latifoliadas / Zona Este
Arboles totales
Realizando los mismos procedimientos con todas las observaciones (Pinus hartwegii
y Latifoliadas), se obtuvo el ajuste en regresión para la ecuación de densidad de Reineke
mostrada en la figura 17 y las tablas 10 y 11.
La pendiente ajustada al modelo es de -1.72 con un r2 de .67 que representa una
confiabilidad del 67%, la cual es considerada factible para la replantación de los datos.
Tabla 10. Resumen del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este
R
R
cuadrado
R
cuadrado
corregida
Error típ. de
la
estimación
Estadísticos de cambio
Cambio
en R
cuadrado
Cambio en
F
gl1 gl2
Sig.
Cambio en
F
.820a
.672 .665 .31076 .672 102.332 1 50 .000
46
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 11. Coeficientes del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este
Modelo
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes
tipificados t Sig.
B Error típ. Beta
1
(Constante) 4.634 .252 18.378 .000
Pendiente -1.725 .170 -.820 -10.116 .000
Figura 17. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Este
El modelo posee ajustes comparables al modelo generado para Pinus hartwegii, esto
debido a que la cantidad de Latifoliadas es relativamente menor, por lo que la ecuación no
posee mucha variación.
El modelo de densidad para los arboles totales resulto con un IRD = 169 árboles.
El resultado de la ecuación se muestra en la Tabla 12, que representa los valores de
individuos y área basal por hectárea y la Figura 18 en la que se muestran estos valores y su
comportamiento.
47
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 12. Valores de Individuos y Área basal por
hectárea.
Diámetro
(cm)
Arboles ha-
1
AB
(m2)ha-1
5 2678 5.3
10 813 6.4
15 405 7.2
20 247 7.8
25 169 8.3
30 123 8.7
35 95 9.2
40 75 9.5
45 62 9.9
50 52 10.3
55 44 10.5
60 38 10.8
65 33 11
70 29 11.2
75 26 11.5
80 23 11.6
85 21 12
90 19 12.1
95 17 12.1
100 16 12.6
Figura 18. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Este
El modelo persigue la base teórica que se muestra en las gráficas anteriores del
modelo de densidad, donde a medida que aumenta la categoría diamétrica, disminuye el
número de árboles, y al mismo tiempo aumenta el área basal de este, en otros términos los
arboles con un área basal ocupan un área mayor con menor cantidad de individuos.
48
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
DENSIDAD ZONA OESTE
Pinus hartwegii
Utilizando los sitios densos y puros, ubicados en su mayoría en la parte norte del
PNPO, se realizó el ajuste de densidad mostrado en este apartado, donde la observación de
las categorías diamétricas mostraron tendencias similares a las presentadas para la zona
Este del PNPO, tal como se muestra en la gráfica a continuación (Figura 19 ).
Figura 19. Frecuencia de Diámetros muestreados / Pinus hartwegii / Zona Este.
La distribución de diámetros persigue una tendencia negativa, ajustable a la
ecuación de Reineke, donde realizando gráficas de dispersión en número de árboles por
hectárea en escala logarítmica de base 10 (Figura 20), la pendiente resulta de -1.36 con un
r2 de 0.65 otorgando una confiabilidad del 65% al modelo de regresión para exponer la
cantidad de árboles a las distintas categorías diamétricas, dichos ajustes se presentan en la
Figura 21 y Tablas 13 y 14.
49
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 20. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Pinus hartwegii / Zona Oeste.
Figura 21. Ajuste de la ecuación de Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste
El ajuste para la ecuación de Reineke aplicada a la zona Oeste tiene una dispersión
diferente a la zona Este donde se observan valores que persiguen una línea curva, mientras
que en este ajuste no se aprecia una tendencia similar, sino un grupo de datos en
persiguiendo una pendiente negativa.
50
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 13. Resumen del modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste
Tabla 14. Coeficiente modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste
Modelo
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes
tipificados t Sig.
B Error típ. Beta
1
(Constante) 3.785 .196 19.289 .000
Pendiente -1.363 .125 -.808 -10.899 .000
Por lo que sustituyendo los valores de la ecuación para obtener el número de árboles
por hectárea y el área basal por hectárea se obtuve un IDR = 76, el resultado se muestra a
continuación (Tabla 15 y Figura 22):
Tabla 15. Valores de Individuos y Área basal por
hectárea.
Diámetro
(cm)
Arboles ha-1
AB (m2
)ha-1
5 676 1.4
10 264 2.1
15 152 2.7
20 103 3.3
25 76 3.8
30 60 4.3
35 48 4.7
40 40 5.1
45 35 5.6
50 30 5.9
55 26 6.2
60 23 6.6
65 21 7
70 19 7.4
75 17 7.6
80 16 8.1
85 15 8.6
90 14 9
95 13 9.3
100 12 9.5
Lo anterior se muestra de manera gráfica en la Figura 22, en donde se aprecia la base
teórica explicada ya en los anteriores ajustes para la zona Este.
R
R
cuadrado
R
cuadrado
corregida
Error típ. de
la
estimación
Estadísticos de cambio
Cambio
en R
cuadrado
Cambio en
F
gl1 gl2
Sig.
Cambio en
F
.808a
.653 .648 .28916 .653 118.782 1 63 .000
51
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 22. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Oeste
Árboles totales
Al igual que la zona Este, el ajuste para del total de árboles para esta zona no está
muy diferenciada, la diferencia con la zona Este es la inexistencia de especies Latifoliadas y
la existencia de sitios con Abies spp. mismos que no pudieron ser ajustados por la escasa
presencia de estos generando un error en el ajuste para el modelo de densidad.
La distribución de las clases diamétricas es similar a la de Pinus hartwegii mostrando
cantidad elevada de árboles en categorías menores (5-15 cm), y menor cantidad en
categorías mayores, con una pendiente negativa, mostrada en la Figura 23 y 24, donde se
muestra la dispersión de los valores en escala real y logarítmica de base 10.
Está pendiente resultó con un valor de -1.50, con un r2
de 0.77 lo que representa un
ajuste de 77%, valor ligeramente elevado al ajuste presentado para Pinus hartwegii que
obtuvo un 65% (Figura 25, Tablas 16 y 17).
52
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 23. Frecuencia de Diámetros muestreados / árboles totales / Zona Oeste.
Figura 24. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / árboles totales / Zona Oeste.
53
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 25. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Oeste
Tabla 16. Resumen del modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste
Tabla 17. Coeficientes modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste
Modelo
Coeficientes no estandarizados
Coeficientes
tipificados t Sig.
B Error típ. Beta
1
(Constante) 3.785 .196 19.289 .000
Pendiente -1.363 .125 -.808 -10.899 .000
Por lo que sustituyendo en la ecuación para la obtención de árboles por categoría
diamétrica por hectárea y área basal por hectárea, obtenemos valores de la densidad actual
R
R
cuadrado
R
cuadrado
corregida
Error típ. de
la
estimación
Estadísticos de cambio
Cambio
en R
cuadrado
Cambio en
F
gl1 gl2
Sig.
Cambio en
F
.808a
.653 .648 .28916 .653 118.782 1 63 .000
54
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
(Tabla 18), con un IDR = 91 árboles, que graficados (Figura --), expresan la teoría de la
pendiente negativa en árboles por categoría diamétrica y positiva en área basal por
categoría diamétrica.
Tabla 18. Valores de Individuos y Área basal por
hectárea.
Diámetro
(cm)
Arboles ha-
1
AB (m2
)ha-1
5 1004 2
10 355 2.8
15 194 3.5
20 126 4
25 90 4.5
30 69 4.9
35 55 5.3
40 45 5.7
45 38 6.1
50 32 6.3
55 28 6.7
60 25 7.1
65 22 7.4
70 20 7.7
75 18 8
80 16 8.1
85 15 8.6
90 14 9
95 13 9.3
100 12 9.5
Figura 26. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Oeste
55
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
El Parque Nacional Pico de Orizaba, cuenta con 19,750 hectáreas, de las cuales
aproximadamente 9,273 hectáreas corresponden a vegetación arbórea, dado la división
que se realizó de esta área natural protegida para el presente estudio, las diferencias entre
zonas son considerables.
La parte Este, es considerada más humedad que la parte Oeste, Sin embargo en la
zona norte del PNPO, no es diferenciable, debido a que la topografía y exposición de esta
área hace eleva la similitud entre la vegetación arbórea que se presenta.
Por otro lado los individuos con mayor altitud se observaron en la Zona norte del
PNPO, para la división Oeste en el presente estudio, en la zona conocida como “Las Presas”
con individuos de Pinus hartwegii con alturas que superan los 30 metros. Este parámetro
no se ajustó en el presente análisis debido a la gran variación de los individuos, no
mostrando correlación con le edad, en el análisis estadístico realizado.
CORRELACIONES
El arbolado de esta ANP, en su mayoría se encuentra sin intervención y con un grado
alto de conservación, representa un gran reto para su análisis en densidad y proyectarlo en
un tiempo futuro, esto debido a la variación que posee toda la zona boscosa, ejemplo ya
mencionado para el caso de la altura, las correlaciones obtenidas para el presente análisis
se basan en la base teórica de Correlación de Pearson (Tabla 19), donde se puede apreciar
que los valores no son elevados, el mismo comportamiento se observa para ambas zonas,
para un análisis que muestre el comportamiento de una variable con relación al tiempo y
poder realizar las proyecciones adecuadas y así poder predecir el comportamiento de la
masa boscosa a futuro se requiere relación elevada de la variable dasométrica en función
de la edad (años). La relación que mostró mayor correlación fue el área basal en función de
la edad, por lo que se ajustó le ecuación de comportamiento de Schumacher (Ecuación 9)
para analizar esta variable y combinarla con la densidad.
56
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Tabla 19. Correlaciones de las variables dasométricas para ambas zonas
Correlaciones de las variables dasométricas para la Zona Este
Edad Volumen
Área
basal
Altura Diámetro
Edad
Correlación de
Pearson
1 .500**
.670**
.123 .668**
Sig. (bilateral) .001 .000 .427 .000
N 44 44 44 44 44
Volumen
Correlación de
Pearson
.500**
1 .804**
.654**
.789**
Sig. (bilateral) .001 .000 .000 .000
N 44 44 44 44 44
Área basal
Correlación de
Pearson
.670**
.804**
1 .142 .982**
Sig. (bilateral) .000 .000 .359 .000
N 44 44 44 44 44
Altura
Correlación de
Pearson
.123 .654**
.142 1 .180
Sig. (bilateral) .427 .000 .359 .242
N 44 44 44 44 44
Diámetro
Correlación de
Pearson
.668**
.789**
.982**
.180 1
Sig. (bilateral) .000 .000 .000 .242
N 44 44 44 44 44
Correlaciones de las variables dasométricas para la Zona Oeste
Diámetro Altura Edad Volumen Área basal
Diámetro
Correlación de Pearson 1 .539 .269 .876**
.988**
Sig. (bilateral) .071 .399 .000 .000
N 12 12 12 12 12
Altura
Correlación de Pearson .539 1 .525 .757**
.490
Sig. (bilateral) .071 .080 .004 .105
N 12 12 12 12 12
Edad
Correlación de Pearson .269 .525 1 .389 .258
Sig. (bilateral) .399 .080 .212 .419
N 12 12 12 12 12
Volumen
Correlación de Pearson .876**
.757**
.389 1 .896**
Sig. (bilateral) .000 .004 .212 .000
N 12 12 12 12 12
Área basal
Correlación de Pearson .988**
.490 .258 .896**
1
Sig. (bilateral) .000 .105 .419 .000
N 12 12 12 12 12
** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).
57
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
ANÁLISIS DE LA DENSIDAD
Tomando en cuenta que la masa forestal la componen todas las especies que en ella
existan, se tomó para su análisis el total de las observaciones de los sitios mayormente
densos de ambas zonas.
En las siguientes gráficas (Figura 27 y 28 ), se muestran en un mismo plano, las
observaciones de árboles por hectárea, el ajuste presentado en el apartado anterior de
Densidades y el ajuste teórico de Reineke, que representa el valor de -1.6, sin modificación
de la intersección del modelo (b0), el cual representaría el valor del número de individuos
por hectárea.
Figura 27. Ajuste actual y teórico de densidad para la Zona Este
Para la zona Este se puede considerar que según el modelo existe potencial de carga
de individuos, ya que teóricamente la zona se encuentra con buena densidad, pero con
potencial de aumento en individuos por hectárea.
58
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 28. Densidad actual y teórico de densidad para la zona Oeste
Gráficamente la zona Oeste muestra un comportamiento distinto a la zona Este, las
observaciones se encuentran dispersas sobre la línea de ajuste actual, cabe recordar que
este ajuste tuvo un r2
que representa la confiabilidad de un 77% por lo que es confiable, sin
embargo aparentemente se encuentra “sobre-denso” ya que el ajuste teórico de Reineke
con una pendiente de -1.6 queda bajo la línea de ajuste actual, pero si se observa el número
de árboles por hectárea que representa el eje Y y se compara con la zona Este (Figura 29),
esta zona posee una masa forestal “sub-densa”.
El ajuste se debe a que las observaciones de árboles por hectárea de cada categoría
diamétrica se encuentran en dicho rango y que no es un error de estimación en el modelo,
si se compara el modelo ajustado, la variable “b0” o “A” en el modelo es el que diferencia el
número de árboles por hectárea, siendo este para la zona Este = 4.63 y para la zona Oeste
= 4.05.
59
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 29. Densidad actual y teórico de densidad / ambas zonas
Esta comparación apunta a que en la zona Este existe mayor densidad a
comparación de la zona Oeste, apuntando también a que la zona Este posee mayor cantidad
de individuos por sitio muestreado a comparación de la zona seca, sin embargo algunos
individuos poseen un mejor desarrollo como en el caso de la variable altura para la zona de
Puebla.
COMPORTAMIENTO DE LAS MASAS FORESTALES
Para la evaluación de este parámetro se analizaron todas las variables dasométricas
ajustadas y con mayor correlación para compararlas con la densidad para analizar el
comportamiento, esto se realizó con datos de sitios con Pinus hartwegii debido a que posee
mayores observaciones, variables completas y el dato de edad del individuo, las relaciones
ajustadas a la ecuación de Schumacher de comportamiento (Ecuación 9), cuya descripción
se describe en secciones anteriores con mención en el apartado “correlaciones”, en los
siguientes gráficos se muestran los resultados (Figuras 30, 31, 32, 33, 34 y 35).
60
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 30. Ajuste de la ecuación por el modelo general de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Este
Figura 31. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a área basal (f) edad / Zona Este
61
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 32. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volumen (f) área basal / Zona Este
Figura 33. Ajuste de la ecuación por el modelo general de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Oeste
62
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 34. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volúmen (f) área basal / Zona Oeste
Figura 35. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volumen (f) diámetro / Zona Oeste
63
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Las ecuaciones ajustadas para las variables dasométricas mostradas en las gráficas
anteriores (Figuras 30, 31, 32, 33, 34 y 35) fueron ajustadas con los siguientes parámetros
(tabla 20):
Tabla 20. Ajustes para ecuaciones de comportamiento dasométrico
Ajustes
Zona Correlación Forma Coeficientes R2 R2
ajustadoa b
Este Edad (f) Área basal f(x) = a*x^b 307.8 0.6024 0.6133 0.6022
Este Área basal (f) Edad f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 0.324 84.99 0.7073 0.6981
Este Volumen (f) Área
basal
f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 4.357 0.1241 0.8200 0.8157
Oeste Edad (f) Área basal f(x) = a*x^b 147.4 0.2987 0.4603 0.3704
Oeste Volumen (f) Área
basal
f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 7.968 0.1928 0.7412 0.7153
Oeste Volumen (f) Diámetro f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 13.98 87.36 0.8483 0.8446
Existen ecuaciones de crecimiento y rendimiento ajustadas a poblaciones naturales
o plantaciones forestales comerciales, con análisis de sitios permanente de muestreo con
diferencia entre observaciones promedio de 5 años.
En el presente estudio no se obtuvieron datos históricos de sitios de muestreo
permanentes debido a la inexistencia de estos, por lo que se ajustó la relación para crear
un modelo teórico a partir de la cual estimando el área basal del comportamiento
dasométrico de las ecuaciones de la Tabla 20. Tomando en cuenta que si el número de
árboles para cada categoría diamétrica es un valor N, entonces corresponde a un Área basal
N¨, por lo que con el modelo de Área basal (f) Edad se puede estimar teóricamente el valor
de N¨ para una proyección a mediano plazo (Figuras 36 y 37) .
La base teórica anterior solo aplicaría a corto plazo, debido a que los carboles de la
categoría diamétrica cambian a otra en determinado tiempo (Tiempo de paso), lo cual se
observa en las figuras 38 y 39 al introducir los valores actuales de densidad por categoría
diamétrica.
64
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 36. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Este.
Figura 37. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Oeste
65
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Figura 38. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Este.
Figura 39. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Oeste.
66
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Las Figuras 38 y 39, muestran que al anexar los datos actuales al modelo de incremento en
área basal a partir de los arboles actuales por categoría diamétrica, muestra un cambio de
dirección, esto debido a como ya se expuso en la proyección de los modelos de densidad, a
medida que aumenta la categoría diamétrica, disminuye el número de árboles aumentando
el área basal, que expresado por número de individuos y densidades especificas se
comporta de manera exponencial pero con un límite de carga por área conocido como
aclareo natural, por lo que el bosque siempre se encuentra en una dinámica cambiante.
Para una proyección del volumen en función de edad (Volumen (f) edad), los valores serian
sustituidos por los modelos presentados, sin embargo el comportamiento sería el mismo
presentado para el Área basal en función del tiempo, requiriendo así un valores a
comparación en una Edad actual y edad historia con su respectiva variable dasométrica (E1,
E2, E3… EN)
67
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
CONCLUSIONES
El Parque Nacional Pico de Orizaba, posee una masa con dinámicas muy complejas,
y variaciones a nivel zona, debido a factores climáticos, disposición de nutrientes,
topografía, factores sociales, entre otros.
La diferencia se puede apreciar rodalizando la masa forestal,como lo realizó Colohua
(2014), en la cual se compraron incrementos en biomasa y carbono en los 6 rodales para
generados para dicho estudio.
En el estudio actual, donde se realizaron comparaciones entre dos zonas claramente
diferenciadas (Este –Oeste; Veracruz-Puebla), se observaron diferencias la densidad del
arbolado donde la zona Este posee IDR (Índice de Densidad de Reineke) = 169 y la zona
Oeste 91.Indicando que la zona Este es mayormente densa que la zona Oeste, aunque eso
no da como conclusión que existe mayor crecimiento en la zona Este y menor en la zona
Oeste, sino que la densidad (Individuos por hectárea) es claramente menor, posiblemente
con menores incrementos.
La especie representaba del PNPO es Pinus hartwegii con una distribución en toda
el área arbolada (9,273 Ha), las especies como Pinus ayacahuite, Abies spp. y Latifoliadas
(Hojosas), se encuentran en menores proporciones en los límites del PNPO, la última de
estas solo se registró para el estado de Veracruz.
Se considera que el PNPO posee potencial de incremento en individuos por
hectárea, ya que el ajuste del Índice de Densidad, mostro a la zona arbolada como “Sub-
densa”, entendiéndose que no posee tota su capacidad de carga.
El análisis para proyecciones a futuro no presento los mejores ajustes, sin embargo
se observó cómo influye el incremento del área basal en años posteriores.
Las reforestaciones y forestaciones con una densidad normal (1,200 árboles Ha-1
),
realizadas en el PNPO y su mantenimiento, asegurarían un ajuste óptimo de la densidad de
Reineke, siembre que exista un alto índice de sobrevivencia en estas.
68
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
Para general un modelo de incremento en Volumen en función de la edad (Volumen
(f) Edad) y densidad en función de la edad, se requiere sitios de muestreo permanente que
aseguren la obtención de datos a futuro, teniendo datos comparativos.
El incremento de la masa forestal (ICA e IMA), por sí solo no otorga valores para la
proyección a largo plazo del comportamiento de la masa forestal del PNPO.
69
Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba
RECOMENDACIONES
En función de los resultados y conclusiones del presente estudio, se recomiendan de
manera general los siguientes puntos:
 Iniciar la búsqueda y gestión de recursos externos para la venta de bonos de
carbono en función de las políticas que rijan las Áreas Naturales Protegidas en
México. Perseguir los métodos de la Reserva de la Biosfera El Ocote y la
Cooperativa AMBIO – Scolel´Té, en el estado de Chiapas, México.
www.ambio.org.mx
 Fijar sitios de muestreo permanentes a una malla de 2.5 km como con lo definen
en “Métodos de Estimación y valoración de los acervos y potencial de captura
de carbono en cuatro áreas protegidas de la Sierra Madre Oriental”, Balderas et.
al. (2014). Se Anexa propuesta de sitios permanentes de muestreo. (Anexo F).
 Ajustar los modelos de crecimiento de las variables dasométricas del Parque
Nacional Pico de Orizaba a partir de más observaciones en relación a la edad y la
densidad presente.
 Iniciar una evaluación y muestreo permanente de un área con reforestación de
baja edad, para fines técnicos, donde se pueden obtener datos para ajustar un
modelo de crecimiento para reforestaciones y forestaciones en el PNPO,
tomadas como base para modelar acciones de conservación a largo plazo.
Modelos de densidad y comportamiento de las masas forestales en el Pico de Orizaba
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Modelos de densidad y comportamiento de las masas forestales en el Pico de Orizaba

  • 1.
  • 2. I Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba RESUMEN El presente es un estudio en la modalidad de Estudio técnico para la conservación y manejo sustentable de los recursos naturales, fue financiado por el Programa de Conservación para el Desarrollo Sostenible (PROCODES), de la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP), en el ejercicio fiscal 2015, siendo beneficiada la localidad de Nueva Vaquería, Municipio de Calcahualco en el estado de Veracruz, México. Se presenta un esquema de densidades dividiendo el Parque Nacional Pico de Orizaba en dos principales zonas; Este y Oeste - Veracruz y Puebla – Húmeda y Seca, a partir de la cual se realizan comparaciones de variables dasométricas y la densidad por categorías diamétricas. Los solicitantes; grupo organizado cuyo presidente fue el C. Miguel Ángel Albortante Muñoz, otorgan su consentimiento para la difusión y utilización de la información generada en el presente estudio.
  • 3. II Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba CONTENIDO Página Resumen ........................................................................................................................... I Contenido......................................................................................................................... II Índice de tablas y figuras ...............................................................................................IV Descripción del estudio................................................................................................... 1 Nombre .......................................................................................................................... 1 Objetivos........................................................................................................................ 1 General....................................................................................................................... 1 Específicos ................................................................................................................. 1 Metas ............................................................................................................................. 1 resumen de Antecedentes.............................................................................................. 2 Cobertura geográfica...................................................................................................... 2 Perspectivas................................................................................................................... 2 Introducción..................................................................................................................... 3 Antecedentes ................................................................................................................... 5 Marco teórico ................................................................................................................... 7 Áreas naturales protegidas............................................................................................. 7 En el mundo ............................................................................................................... 7 En México................................................................................................................... 9 Ecosistemas terrestres................................................................................................. 10 Bosques.................................................................................................................... 11 Estudio de los recursos forestales................................................................................ 13 Parámetros dasométricos......................................................................................... 13 Incrementos.............................................................................................................. 17 Densidad .................................................................................................................. 18 Proyecciones de crecimiento dasométrico................................................................ 18 Modelos de incremento y rendimiento.......................................................................... 18 Evaluación de la densidad............................................................................................ 19 Determinación de la densidad................................................................................... 20 Guías de densidad.................................................................................................... 21 Importancia de los modelos de crecimiento y rendimiento............................................ 22
  • 4. III Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Definición de términos y conceptos............................................................................. 23 Inventario forestal......................................................................................................... 23 Biomasa....................................................................................................................... 23 Carbono ....................................................................................................................... 23 Potencial de captura de carbono.................................................................................. 24 Metodología.................................................................................................................... 25 Descripcion del area de estudio ................................................................................... 25 Flora ......................................................................................................................... 27 Fauna ....................................................................................................................... 29 Obtención de datos ...................................................................................................... 31 Bases de datos históricos......................................................................................... 31 Muestreo forestal...................................................................................................... 31 Análisis de la información............................................................................................ 33 Memoria de CÁLCULO................................................................................................. 35 Estimación de índice de densidad ................................................................................ 35 Resultados ..................................................................................................................... 38 Densidad Zona Este..................................................................................................... 39 Pinus hartwegii ......................................................................................................... 39 Latifoliadas ............................................................................................................... 42 Arboles totales.......................................................................................................... 45 Densidad Zona oEste................................................................................................... 48 Pinus hartwegii ......................................................................................................... 48 Árboles totales.......................................................................................................... 51 Análisis y discusión ...................................................................................................... 55 Correlaciones............................................................................................................... 55 Análisis de la densidad................................................................................................. 57 Comportamiento de las masas forestales..................................................................... 59 Conclusiones ................................................................................................................. 67 Recomendaciones ......................................................................................................... 69 Bibliografía..................................................................................................................... 70 Anexos............................................................................................................................ 75
  • 5. IV Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS Figuras Página Figura 1. Modelos de incremento y rendimiento............................................................... 19 Figura 2. Ejemplo de guía de densidad para Pinus montezumae..................................... 22 Figura 3. Macrolocalización PNPO ............................................................................... 26 Figura 4. Mapa de PNPO ................................................................................................ 30 Figura 7. Muestreo; Noroeste de PNPO........................................................................... 33 Figura 7. Muestreo; Sur del PNPO................................................................................... 33 Figura 7. Muestreo; Noreste del PNPO............................................................................ 33 Figura 8. Zonificación del presente estudio y sitios de muestreo actuales e históricos..... 34 Figura 9. Frecuencia de Diámetro Normal en sitios densos / Zona Este. ......................... 39 Figura 10. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Este........................... 40 Figura 11. Ajuste de la ecuación de Reineke / Zona Este. ............................................... 40 Figura 12. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Este.................................... 42 Figura 13. Frecuencia de Diámetros muestreados / Latifoliadas / Zona Este. .................. 43 Figura 14. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Latifoliadas / Zona Este ....... 43 Figura 15. Ajuste de la ecuación de Reineke / Latifoliadas/ Zona Este. ........................... 44 Figura 16. Modelo de densidad para Latifoliadas / Zona Este......................................... 45 Figura 17. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Este ...................... 46 Figura 18. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Este..................................... 47 Figura 19. Frecuencia de Diámetros muestreados / Pinus hartwegii / Zona Este............. 48 Figura 20. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Oeste. ....................... 49 Figura 21. Ajuste de la ecuación de Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste................... 49 Figura 22. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Oeste ................................. 51 Figura 23. Frecuencia de Diámetros muestreados / árboles totales / Zona Oeste............ 52 Figura 24. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Oeste. ....................... 52 Figura 25. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Oeste .................... 53 Figura 26. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Oeste ................................. 54 Figura 27. Ajuste actual y teórico de densidad para la Zona Este .................................... 57 Figura 28. Densidad actual y teórico de densidad para la zona Oeste............................ 58 Figura 29. Ajuste de la ecuación de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Este...... 60 Figura 30. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Este ...................... 60
  • 6. V Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 31. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Este ...................... 61 Figura 32. Ajuste de la ecuación Edad (f) área basal/ Zona Oeste.................................. 61 Figura 33. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Oeste.................... 62 Figura 34. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher / Zona Oeste................... 62 Figura 35. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Este. ..... 64 Figura 36. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Oeste.... 64 Figura 37. Ajuste teórico de Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Este...... 65 Figura 38. Ajuste teórico de Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Oeste. ... 65 Tablas Página Tabla 1. Bosque en áreas naturales protegidas. ................................................................ 8 Tabla 2. Tipos de vegetación y equivalencia en sistemas de clasificación ....................... 11 Tabla 3. Zonas / sitios de muestreo ................................................................................. 31 Tabla 4. Descripción de zonas de estudio del PNPO ....................................................... 34 Tabla 5. Resumen del modelo Reineke / Zona Este ........................................................ 41 Tabla 6. Coeficientes del modelo Reineke / Zona Este .................................................... 41 Tabla 7. Valores de Individuos y Área basal por hectárea................................................ 41 Tabla 8. Resumen del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este................................... 44 Tabla 9. Coeficientes del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este ............................... 44 Tabla 10. Resumen del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este ........................... 45 Tabla 11. Coeficientes del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este........................ 46 Tabla 12. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 47 Tabla 13. Resumen del modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste ......................... 50 Tabla 14. Coeficiente modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste ............................ 50 Tabla 15. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 50 Tabla 16. Resumen del modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste .......................... 53 Tabla 17. Coeficientes modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste........................... 53 Tabla 18. Valores de Individuos y Área basal por hectárea.............................................. 54 Tabla 19. Correlaciones de las variables dasométricas para ambas zonas...................... 56 Tabla 20. Ajustes para ecuaciones de comportamiento dasométrico............................... 63
  • 7. 1 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO NOMBRE Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba. OBJETIVOS General  Conocer la dinámica de crecimiento de las masas forestales del Parque Nacional Pico de Orizaba que sirva de referencia para proponer acciones de conservación a largo plazo. Específicos  Generar modelos matemáticos de crecimiento en número de árboles por hectárea.  Conocer el comportamiento del arbolado a largo plazo  Comparar las distintas zonas del Parque Nacional Pico de Orizaba. METAS  Base de modelos estadísticos de comportamiento forestal  Base de datos del arbolado del Parque Nacional Pico de Orizaba  Graficas de comportamiento dasométrico del arbolado  Mapas de densidad por zonas  Documento con la descripción de la dinámica del arbolado en el Parque Nacional Pico de Orizaba  Documento con las propuestas de acciones de conservación para la zona boscosa
  • 8. 2 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba RESUMEN DE ANTECEDENTES Para México se han realizado diversos estudios relacionados con la densidad (número de árboles en un área determinada), de zonas forestales naturales o plantaciones forestales comerciales entre los cuales se pueden mencionar a Márquez-Linares y Alvarez- Zagoya (1995); Vargas (1999); Arias (2004), por mencionar algunos. Para el Parque Nacional Pico de Orizaba se tiene un estudio técnico donde menciona la densidad del arbolado englobando más aspectos de captura de carbono (Carrera y Colohua, 2014), cuantificaciones de carbono en la vertiente nororiental del Parque Nacional por Colohua (2014) y cuantificación del carbono en un predio boscoso en la zona noroeste por Martínez y Corona (2013). COBERTURA GEOGRÁFICA El estudio abarca toda la zona con vegetación arbórea dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba que consta de aproximadamente 9,273 hectáreas. PERSPECTIVAS  Obtener una visión amplia del comportamiento del arbolado del Parque Nacional Pico de Orizaba a futuro.  Que el estudio sea una referencia más para gestionar acciones y proyectos de conservación relacionados con los servicios ambientales.
  • 9. 3 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba INTRODUCCIÓN La superficie continental del territorio mexicano, que es de 194,317,118.10 hectáreas, poco más de 138 millones de hectáreas (71 %), está ocupado por vegetación forestal y el 29 por ciento restante corresponde a usos del suelo distinto al forestal, principalmente agrícola, pecuario, zonas urbanas, acuícola, entre otros (Inventario Nacional Forestal y de Suelos, 2012). En el territorio nacional se encuentran representadas siete de las 15 regiones ecológicas definidas para América del Norte; Grandes planicies, Desiertos de América del Norte, California Mediterránea, Elevaciones Semiáridas Meridionales, Sierras Templadas, Selvas Cálido Secas y Selvas Cálido Húmedas (INFyS, s.f.). De la superficie forestal nacional que es de 138,041,245.30 ha, 47 por ciento está cubierto por vegetación forestal arbolada (64.8 millones de hectáreas), bosques y selvas principalmente. De acuerdo con esta diferenciación, las selvas bajas ocupan 12 por ciento de la superficie forestal nacional y 24 por ciento respecto de la superficie arbolada, mientras que las selvas altas y medianas están en segundo lugar con 10 por ciento de la superficie forestal y 22 por ciento de la superficie cubierta por árboles (Inventario Nacional Forestal y de Suelos, 2012). Según resultados del Inventario Nacional Forestal y de Suelos (2012), de los 64.8 millones de hectáreas de bosques y selvas, 68 por ciento de esta superficie es de propiedad ejidal, de propiedad privada es 26 por ciento de la superficie arbolada nacional, mientras que como propiedad pública existe un 4 por ciento. En este rubro, un 20 por ciento de la superficie está reportada sin determinación de tipo de propiedad, es decir, casi 13 millones de hectáreas. Dentro de la propiedades federales y/o estatales, la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP), administra actualmente 176 áreas naturales de carácter federal que representan más de 25, 394, 779 hectáreas (CONANP, 2014).
  • 10. 4 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba La gran mayoría de las áreas en conservación poseen planes de manejo, dentro de las cuales se consideran como objetivos: protección, manejo, restauración, conocimiento, cultura, y gestión (CONANP, 2015). La existencia de ecosistemas protegidos reduce el impacto que las actividades antropogénicas tienen sobre el clima y constituyen un mecanismo o proceso natural que absorbe un gas de efecto invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de efecto invernadero de la atmósfera, por lo que puede considerarse que las áreas naturales protegidas son instrumentos efectivos para la conservación y el reforzamiento de los sumideros de carbono, incluida la biomasa, los bosques y los océanos, así como otros ecosistemas terrestres, costeros y marinos (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015). Lo anterior recae en la importancia de la generación de información relativa al comportamiento de los bosques como una herramienta necesaria para el manejo adecuado, para a partir de ello implementar acciones de conservación. Resulta significativo que diversas áreas de conservación generen información relativa al comportamiento de vegetación existente, a partir de la cual poder planear acciones encaminadas a la conservación, repoblación, forestación de áreas, con proyectos encaminados a la cuantificación de las masas forestales y la determinación de acervos y potencial de captura de carbono como lo mencionan Balderas, Ross, Hernández y De Alba (2014). En el Parque Nacional Pico de Orizaba, se han realizado estudios técnicos (Carrera y Colohua, 2014; Colohua, 2014; Martínez y Corona, 2013); con el fin de generar información que respalde y apoye propuestas de conservación, forestación y reforestación de las áreas boscosas, el presente estudio es uno de ellos; la importancia recae en el uso de la información relativa a densidades de las masa boscosas aplicada a la determinación del número máximo de árboles (densidad máxima), que es capaz de soportar una zona boscosa, enfocada al manejo del área protegida.
  • 11. 5 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba ANTECEDENTES En México se han realizado diversos estudios relativos a la generación de modelos de densidad de arbolado, entre los cuales se pueden mencionar a Santiago-García, De los Santos-Posadas, Ángeles-Pérez, Valdez-Lazalde, Del Valle-Paniagua y Corral-Rivas (2013) quienes en Zacualtipán, estado de Hidalgo, obtuvieron guías de densidad para Pinus patula mediante el enfoque de regresión de frontera estocástica, comparando Índice de Densidad de Reineke (IDR) e Índice de Densidad de Yoda (IDY), La pendiente de la línea de auto- aclareo de los modelos elegidos fue -1.565 para Reineke y -1.199 para Yoda. Generando a partir de ello un diagrama para el manejo de la densidad. En Galeana, Nuevo León; Vargas en 1999, determinó para Pinus hartwegii una norma de manejo de densidad a partir del Índice De Densidad de Rodales de Reineke con una pendiente de -1.6004, con un IDR final de 816 individuos. En ese mismo estado Quiñones en el año 2000, realizo procedimientos similares con Pinus pseudostrobus determinando una pendiente de -1.5678 para el IDR con un resultado de 915 individuos, a partir de lo cual generó el diagrama de densidad. Para Pinus cooperi: Márquez, Linares, Marco, Álvarez, Zagoya y Rebeca (1995), generaron en Durango, una guía para el manejo de la densidad con resultados índice de densidad de Reineke, para un diámetro de referencia de 25 cm 310.31 individuos, la línea de árboles dominantes a un IDRR de 658.62, los intermedios a 720.18 y los suprimidos a un IDRR de 1,007.05. Autores con trabajos similares: Ramos, Magaña, et. al. (2013); Torres-Rojo y Velázquez-Martínez (2000); Santiago (2013), entre muchos otros. Así mismo en otros países se han desarrollado estudios similares; en bosques de Nothofagus de Norpatagonia en Argentina, Chauchard, Sbrancia, Gonzalez, Maresca Y Rabino (1999), aplicaron expresiones relacionadas con la ley de los -3/2 o del autorraleo a los bosques puros y mixtos, aplicando dos métodos de ajuste obtuvieron pendientes
  • 12. 6 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba predominantemente superiores a la universal (-1.605), siendo los rodales con presencia de Nothofagus nervosa, los que presentaron la línea de densidad máxima más baja. En la Patagonia sur, Argentina; Ivancich, Esteban, Pastur, Peri y Bahamonde (s.f.), elaboraron un índice de densidad de rodal para establecer intensidades de raleo para alcanzar diferentes coberturas arbóreas, ajustaron un modelo de máxima densidad relativa, alcanzando un IDR 25 = 1435 ind ha-1 dejando un 5% de la muestra por encima de los valores del modelo. En Chile; Müller-Using, Rodríguez y Gajardo (2013), desarrollaron una guía de manejo de la densidad en bosques de segundo crecimiento de roble (Nothofagus obliqua) en la región del Biobío, para la obtención de la línea de inicio de la mortalidad y de máxima producción del rodal, utilizaron estimaciones teóricas de densidad relativa de 0.60 y 0.40 respectivamente en relación a la línea de más alta densidad. Este estudio, presentó diferencias significativas en la pendiente de la relación alométrica tamaño-densidad y la línea de más alta densidad con respecto a otros trabajos desarrollados para roble en Chile, según conclusiones de los autores. Gezan, Ortega y Andenmatten (2007); en el sur de Chile, desarrollaron un modelo de tamaño-densidad para bosques puros y mixtos de roble (Nothofagus obliqua), el modelo final consideró una pendiente común e interceptos específicos para tres diferentes composiciones: raulí mixto, roble y coigüe. En relación con la capacidad de carga de uso del sitio se encontraron los niveles más bajos para la composición roble y los niveles más altos para coigüe. En Costa Rica; Arias y Camacho (s.f.), realizaron una validación del Índice de Densidad del Rodal para el manejo de plantaciones forestales de Tectona grandis, donde como resultados sugieren utilizar el valor de (b = -1,7126) y un diagrama de densidad basado en un IDR máximo de 1053 árboles. Entre otros estudios, trabajos e investigaciones relativos al Índice de Densidad de Reineke, modelos de densidad, tablas de densidad, etc.
  • 13. 7 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba MARCO TEÓRICO ÁREAS NATURALES PROTEGIDAS La definición de área protegida es: “Un espacio geográfico claramente definido, reconocido, dedicado y administrado, a través de medios legales u otros similarmente efectivos, para lograr la conservación de la naturaleza con sus servicios ecosistémicos asociados y valores culturales” (CONABIO, 2012). Las áreas naturales protegidas son un instrumento de conservación creado por los gobiernos para proteger los recursos naturales de los países. Pero también pueden ser una herramienta muy importante para los pueblos que viven dentro de ellas por que protegen su patrimonio natural y cultural (Salinas y Fernanda, 2006). En el mundo La Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) es la autoridad mundial en materia de conservación de la naturaleza y los recursos naturales para los medios de supervivencia de la gente, estableciendo los estándares que promueven políticas y reúnen a su variada membresía de estados, agencias gubernamentales y sociedad civil a favor de soluciones basadas en la naturaleza para abordar los desafíos globales y la gobernanza ambiental, con el objetivo de promover el desarrollo sostenible y la conservación de la biodiversidad sobre el terreno (UICN, 2013). La Comisión Mundial de Áreas Protegidas (WCPA) de la IUCN ha definido seis categorías de áreas protegidas (CONABIO, 2012): 1. Reserva natural estricta 2. Parque Nacional 3. Monumento o rasgo natural 4. Área de manejo de hábitat/especies 5. Paisaje terrestre o marino protegido
  • 14. 8 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba 6. Área protegida con uso sustentable de recursos naturales Durante los dos últimos decenios, muchos países han convertido porciones considerables de sus bosques en Parque Nacionales u otras categorías para la conservación y protección. La efectividad de la protección y el grado de actividades de desarrollo permitidas dentro de las áreas protegidas han variado de manera considerable algunos países han sugerido que la mayoría de sus bosques caben dentro de la categoría de área protegida como consecuencia de la legislación general forestal, pero una serie de ellos han mantenido dentro de enfoques más tradicionales de protección y han incluido en sus informes solo las áreas protegidas instituidas legalmente, las cuales cumplen con os estándares internacionales (FAO, 2002). La FAO (2002), en su informe principal sobre la evaluación de los recursos forestales mundiales en el 2000, realizó con información de bosques en las áreas protegidas del mapa mundial de áreas protegidas desarrollado para la FAO por el PNUMA-CMVC la siguiente tabla (Tabla 1): En la que se puede apreciar que la región con mayor cantidad de bosques en áreas protegidas es América del Sur, seguida de Norte y Centro América, con igual proporción a comparación del área de bosque para el año 2000. Tabla 1. Bosque en áreas naturales protegidas.
  • 15. 9 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba En México Según lo establece el artículo 46 de la LEGEEPA, en México hay ocho tipos distintos de áreas naturales protegidas (Salinas y Fernanda, 2006): 1. Reservas de la biosfera 2. Parque nacionales 3. Momentos naturales 4. Áreas de protección de recursos naturales 5. Áreas de protección de flora y fauna 6. Santuarios 7. Parques y reservas estatales 8. Zonas de preservación ecológica de los centros de población De estos los seis primeros son administrados por el gobierno federal; y los últimos dos por los gobiernos estatales. Como ya se mencionó; en México existen 176 áreas naturales de carácter federal que representan más de 25, 394, 779 hectáreas (CONANP, 2014). Entre las organizaciones gubernamentales y civiles activas en México, con objetivos de manejo sustentable y conservación de los recursos naturales, se encuentran:  Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP) Órgano descentralizado de la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), cuya misión es conservar los ecosistemas más representativos de México y su biodiversidad, mediante las Áreas Naturales Protegidas y otras modalidades de conservación, fomentando una cultura de la conservación y el desarrollo sustentable de las comunidades asentadas en su entorno, con criterios de inclusión y equidad.
  • 16. 10 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba  PRONATURA SUR A.C. Asociación civil sin fines de lucro fundada en 1989 y con personalidad jurídica desde 1993. Mantiene una estrecha colaboración con las organizaciones de Pronatura en México, con las que se comparten acciones coordinadas, y programas nacionales. Pronatura Sur A.C. cuenta con un Consejo Directivo propio y sistemas de gestión institucional independientes.  AMBIO A.C. Organización de la sociedad civil, fundada en 1998, la cual desarrolla programas y estrategias de desarrollo rural de bajas emisiones de carbono en comunidades indígenas y campesinas del estado de Chiapas.  ECOBIOSFERA EL TRIUNFO S.C. Nació en el año 2001 como una alternativa para apoyar el trabajo de conservación del patrimonio natural en la Reserva de la Biósfera El Triunfo al fortalecer y desarrollar actividades y proyectos rentables con comunidades ubicadas dentro del área protegida, tomando como eje de trabajo el desarrollo y fortalecimiento de proyectos de ecoturismo. Entre muchas otras, con objetivos similares en México. ECOSISTEMAS TERRESTRES Challenger y Soberón (2008) e INEGI (2014); mencionan y describen ampliamente los tipos de vegetación terrestre de México, así como sus estados serales de sucesión secundaria, descritos y clasificados además por diversos autores.
  • 17. 11 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba En la Tabla 1, obtenida de Challenger y Soberón (2008), se muestra la comparación entre los ecosistemas terrestres y su equivalencia descritos para México según sus diferentes autores. Bosques Los bosques y las tierras arboladas son esenciales para la vida humana. Son la fuente de muchos de los bienes y servicios utilizados por la humanidad; juegan un importante papel en la moderación del medio ambiente mundial y constituyen la reserva de la mayor parte de la diversidad genética esencial para el futuro mejoramiento del mundo vegetal y animal. La supervivencia de los bosques es de importante sostenibilidad de otros recursos de primer orden, como las aguas y el suelo, esenciales para la supervivencia y el desarrollo (FAO, 1994). Tabla 2. Tipos de vegetación y equivalencia en sistemas de clasificación
  • 18. 12 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Los bosques de México se encuentran en su mayoría, aunque no exclusivamente, en las zonas montañosas a lo largo de la Sierra Madre Occidental (la zona de mayor concentración de ecosistemas boscosos del país), las sierras madre Oriental, del Sur y del Sur de Chiapas, el Eje Neovolcánico, la Sierra Norte de Oaxaca y los Altos de Chiapas, así como en distintas serranías y montañas aisladas en el Altiplano y entremezclados en las planicies tropicales (Challenger y Soberón, 2008). Dentro de la clasificación de los diferentes tipos de vegetación INEGI (2014) en la carta de uso de suelo y vegetación clasifica a los bosques de la siguiente manera:  Bosque de Ayarín (BS)  Bosue de Cedro (BB)  Bosque de Oyamel (BA)  Bosque de Pino (BP)  Bosque de Pino-Encino (BPQ)  Bosque de Táscate (BJ)  Bosque de Encino (BQ)  Bosque de Encino-Pino (BQP)  Bosque Mesófilo de Montaña (BM) Los bosques de pino son los de mayor distribución entre los distintos tipos de bosques de coníferas; cubren hoy alrededor de 75% de su distribución potencial, estimada en poco más de 10 millones de hectáreas, aunque los bosques bien preservados cubren solo 5.2 millones de hectárea (INEGI 2003, 2005a, citado en Challenger y Soberón, 2008 ). La vegetación presente en el Parque Nacional Pico de Orizaba, corresponde básicamente a bosque de pino, bosque de oyamel y páramo de altura, los cuales se caracterizan fisonómicamente por un estrato arbóreo dominado por pocas especies. Los
  • 19. 13 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba estratos arbustivos y herbáceos están representados por especies variantes de acuerdo al tipo de asociación boscosa, existiendo poca actividad de plantas epifitas y lianas; la vegetación de páramo de altura se presenta a partir de los 4,200 metros sobre el nivel del mar (msnm), haciendo mención que, según el Instituto Smithsoniano,este macizo mantiene el nivel de vegetación más alto del mundo (Timber lane), al encontrarse bosque de pino a una altura de 4,200 msnm (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015). ESTUDIO DE LOS RECURSOS FORESTALES La Dasometría es la parte de la Dasonomía o Ciencia Forestal que estudia la medición de los bosques o de sus productos a través de las dimensiones de los elementos que los constituyen, considerando como tales a los árboles o a las partes de éstos que serán aprovechados en alguna forma, mencionan Omahn y Ramírez (2010), citando a Villa Salas, 1971. Para fines de estudio, la Dasometría se divide en dos partes Omahn y Ramírez (2010): Dendrometría: Del griego dendron, árbol, y metrón, medida, es la medición, cálculo y/o estimación de las dimensiones de los árboles y bosques; analiza las dimensiones de árboles y bosques desde un punto de vista estático. Epidometría: Proviene del griego epidoma, crecimiento, y metrón, medida. Es la medición, cálculo y/o estimación del crecimiento y producción de árboles y bosques; analiza las dimensiones de los árboles y bosques desde un punto de vista dinámico. Parámetros dasométricos Para la medición de los recursos forestal, se utilizan diversos parámetros dasométricos, aunque la metodología difiere ligeramente algunas ocasiones, Omahn y Ramírez, 2010; Comisión Nacional Forestal, 2015; Villanueva, Cerano, et. al., 2009; Ramírez y Salas, s.f. Cansino s.f. entre otros definen principalmente los siguientes:
  • 20. 14 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Diámetro Diámetro normal (DN): Diámetro con corteza del árbol a la altura de 1.30 metros sobre la pendiente máxima del terreno que lo rodea. Diámetro basal (DB): Diámetro del individuo medido en la base, a nivel del suelo o a 30 centímetros de altura. Altura Altura total (AT): Altura en metros medida desde la base del árbol, hasta la yema apical del fuste principal. Altura de fuste limpio (AFL): Distancia que existe a partir de la base del árbol hasta la base de la copa del mismo, es decir, el fuste libre de ramas. Altura comercial (AC): Altura del fuste medida desde la base del individuo hasta donde se estime un diámetro de 10 cm. Diámetro de copa Se refiere a la medición en metros de la proyección vertical de la copa sobre el suelo. Área basal Medida de superficie (m2 o cm2 ) a la altura de 1.3 metros (DN o DAP) Área basal por hectárea Corresponde a la suma de la sección transversal del fuste a la altura del DAP de todos los árboles por unidad de superficie. A continuación se describe el cálculo del área basal por clase de dap a partir de datos tabulados; también puede obtenerse individualmente, árbol por árbol en cada clase, y luego acumulando por clase; ese es el procedimiento más preciso.
  • 21. 15 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba (1) Volumen El volumen es la medida de la cantidad de madera sólida más ampliamente utilizada. En el árbol individual pueden identificarse diferentes categorías de volumen. El árbol completo, esto es considerando todos los componentes, constituye el volumen total; todos aquellos componentes cuyas dimensiones son aceptables para el mercado constituyen el volumen comercial; el volumen de desechos está conformado por secciones maderables del árbol que presentan defectos y dimensiones menores o no comerciales; también existe la denominación de volumen bruto, cuando se estima el volumen total hasta un diámetro comercial (dlu: diámetro límite de utilización) incluyendo defectos; desde este último, descontados los defectos, se obtiene el volumen neto. Esos volúmenes pueden expresarse con o sin corteza. (2)
  • 22. 16 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Donde: Edad Número de años trascurridos desde la germinación de la semilla, o de la votación de las cepas de una raíz hasta el momento en que es observado o medido (Souza, 1973, citado en Imaña y Encinas 2008). Se determina la edad, contando los anillos de crecimiento en la sección de apeo o tocón; generalmente se considera, que el número de anillos de crecimiento en una sección transversal muestra la edad de esa parte del árbol (Klepac, 1983). Tiempo de paso Número de anillos comprendidos en 2.5 cm. Indica el número de años que requiere un árbol para obtener un incremento de 5 cm de diámetro normal, o sea, pasar de una categoría diamétrica a otra (Klepac, 1983). De las variables anteriores, el análisis matemático y estadístico es parte esencial de para comprender el comportamiento de las masas forestales, bibliografía de Klepac, 1983; Cancino s.f.; FAO, 2012, Schreuder, Ernst y Ramírez, 2006, entre otros, abordan de manera detallada dichos procesos.
  • 23. 17 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Incrementos El incremento puede ser definido como el crecimiento del árbol o de un rodal forestal en un determinado periodo. Este periodo puede ser expresado en días, meses, años o décadas (Imaña y Encinas 2008). Imaña y Encinas (2008), definen, entre otros: Incremento corriente anual (ICA): Expresa el crecimiento ocurrido entre el inicio y el final de la estación de crecimiento en un período de 12 meses, o entre dos años consecutivos. Este crecimiento también es conocido como crecimiento acumulado, incremento corriente anual (ICA), o simplemente como incremento anual (IA), correspondiendo a lo que el árbol creció en el periodo de un año. Donde: ICA: Incremento Corriente Anual Y: Dimensión de la variable considerada t: Edad Incremento medio anual (IMA): Expresa la media del crecimiento total a cierta edad del árbol. Expresada por tanto la media anual del crecimiento para cualquier edad. El IMA es obtenido por la división del mayor valor actual de la variable considerada, dividida por la edad a partir del tiempo cero. Donde: IMA: Incremento medio anual t: Edad a partir del tiempo cero Y: Dimensión de la variable considerada Así, para el caso del volumen: (3) (4)
  • 24. 18 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Densidad La densidad es entendida como el número de individuos (árboles), área basal (m2 ), volumen (m3 ), etc. por unidad de superficie (Santiago 2013; Bravo, Montero y Del Río, 1997; Quiñones, 2000). El manejo de la densidad del rodal, constituye una de las herramientas más efectivas para que los silvicultores puedan alcanzar un amplio rango de objetivos de manejo, puesto que mejoran los atributos del rodal, al estar altamente influenciados por la densidad (Farnden 1996, citado en Müller-Using, Rodríguez y Gajardo, 2013). Es por ello que el conocimiento relativo a la densidad en una unidad de superficie boscosa para fines comerciales y/o científicos resulta de gran importancia para su adecuado manejo. Proyecciones de crecimiento dasométrico Todas las variables dasométricas poseen relaciones matemáticas que pueden ser representadas desde diferentes puntos de vista y con diferentes métodos estadísticos principalmente por el método conocido como regresión, trabajos como los de Quiñones (2000), Santiago (2013) y Vargas (1999), son solo algunos de ellos. MODELOS DE INCREMENTO Y RENDIMIENTO Tomando como definición el apartado anterior sobre la densidad; Los modelos de incremento y rendimiento se pueden clasificar en: (i) modelos a nivel del rodal; (ii) modelos de clases diamétricas; y (iii) modelos de árboles individuales (Peng, 2000 citado en Müller- Using, Rodríguez y Gajardo, 2013). Estas tres técnicas son aplicables a bosques regulares o irregulares: los primeros tienen una edad similar, y generalmente, pertenecen a una sola especie, como los bosques provenientes de plantaciones forestales; los segundos, en cambio, contienen árboles de diferentes edades y en muchas ocasiones, poseen varios taxa en el sitio. El concepto de regularidad considera a los árboles cuya diferencia en edad no es mayor a 25% de la rotación; por ejemplo, si esta es de 60 años, entonces la diferencia (5)
  • 25. 19 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba máxima permisible es de 15 años entre los árboles que componen el rodal; cuando se presentan valores superiores, los bosques son irregulares (Müller-Using, Rodríguez y Gajardo, 2013). Los modelos de incremento y rendimiento a diferentes escalas espaciales y sus orientaciones hacia el manejo y la investigación se presentan en Müller-Using, Rodríguez y Gajardo (2013), citando a Peng (2000), (figura 1). Figura 1. Modelos de incremento y rendimiento. EVALUACIÓN DE LA DENSIDAD La evaluación de la densidad depende del objetivo y la composición del bosque o superficie a evaluar, para ello como ya se mencionó existen:  Modelos a nivel del rodal  Modelos de clases diamétricas  Modelos de árboles individuales Así mismo, Quiñones (2000) menciona que existen cuatro tipos de densidad:  Índice de densidad del rodal  Índice de densidad puntual
  • 26. 20 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba  Índice de competencia de rodales  Índice de competencia para árboles individuales Quiñones (2000), menciona citando a Becerra (1995), que existen diversos métodos para la estimación de la densidad:  Índice ocular  Tablas de rendimiento normal  Método de D mas  Método de D veces  Densidad puntual de Spurr  Ley de autoaclareo  Índice de densidad de rodales de Reineke  Relación área árbol  Factor de competencia de copas  Guías de densidad En México los utilizados mayormente son: índice de densidad de rodales de Reineke, relación área-árbol y factor de competencia de copas. Determinación de la densidad A continuación se describen algunos métodos para la determinación de la densidad. Índice de densidad de rodales de Reineke Müller-Using et. al. (2013), describe que este se basa en la relación entre el diámetro cuadrático medio (dg) y la densidad (número de árboles por unidad de área), para rodales coetáneos y a plena densidad, en que la línea de autorraleo queda definida como: Donde: ln (N) = densidad del rodal (árboles ha-1 ) a = intercepto de la regresión ln (dg) = diámetro cuadrático medio (cm) expresado como logaritmo natural (6)
  • 27. 21 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba A su vez, Reineke (1933) utilizó el coeficiente alométrico b = -1,605 para desarrollar su índice de densidad de rodal (IDR), que describe la densidad de los rodales con las variables de rodal dg y N . Calculando el número de árboles en rodales relacionados con el diámetro medio de 25 cm (10 pulgadas), el IDR queda definido de acuerdo con Pretzsch y Biber (2005) citado en Müller-Using et. al. (2013) como: Así mismo Müller-Using et. al. (2013) describe al línea límite de autoaclareo de Yoda et. al. (1963): Donde: ln (m) = peso promedio de la planta (kg) ln (N) = densidad del rodal (árboles ha-1 ) Guías de densidad La aplicación de la ley de Reineke (1933) o de Yoda et al. (1963) ha permitido la construcción de diagramas de manejo de la densidad de rodales, que se constituye en uno de los métodos más eficientes de planificación y manejo silvicultural de la densidad del rodal en bosques coetáneos (Müller-Using et. al., 2013). Estos diagramas describen gráficamente la relación existente entre el área basal, el número de árboles por hectárea y el diámetro cuadrático, e incluyen una serie de curvas de referencia para diversos niveles de ocupación del sitio. Su uso permite describir la situación actual de un rodal y compararlo con condiciones predeterminadas de acuerdo a objetivos de manejo previamente especificados (Rogers, 1983 citado en Gezan, Ortega y Andenmatten, 2007). (8) (7)
  • 28. 22 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 2. Ejemplo de guía de densidad para Pinus montezumae en áreas naturales de Hidalgo. (Rodríguez, Razo, Días y Meza, 2009). IMPORTANCIA DE LOS MODELOS DE CRECIMIENTO Y RENDIMIENTO Desde el punto de vista del aprovechamiento, la regulación de la densidad de las masas forestales es una de las claves de la silvicultura. A través de las aclaras y clareos el selvicultor concentra la capacitada productiva de la estación en unos pocos árboles de modo que se optimicen los beneficios, económicos o no, que se obtienen de los bosques (Bravo, et. al. 1997). Las proyecciones del incremento y rendimiento son centrales en el manejo sustentable de ecosistemas forestales. La sustentabilidad desde el punto de vista de las dimensiones del arbolado indica que estas deben permanecer constantes entre intervenciones (Clutter et al., 1983 citado en Návar-Cháidez y Domínguez-Calleros, 2013). Aplicando estos conceptos a la conservación de áreas protegidas, la existencia de dichos modelos, ofrecen una perspectiva de la condición del arbolado de la zona, con ello promover acciones encaminadas a aumentar la densidad del arbolado.
  • 29. 23 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Y CONCEPTOS INVENTARIO FORESTAL Cuantificación ordenada de superficies clasificadas, de los volúmenes contenidos y el crecimiento probable referidas a especies, divisiones naturales y convencionales adoptadas. Trata de describir la cantidad y calidad de los árboles de un bosque y muchas de las características de la zona de terreno donde crecen tales árboles (Romahn, et al. 1994 citado en Anónimo s.f.) BIOMASA La biomasa forestal tiene su origen en la fotosíntesis realizada por las hojas de los árboles, donde la utilización de la energía solar, agua y CO2 da origen a compuestos orgánicos y a oxígeno. La capacidad de renovarse cuando es gestionada de forma sostenible a lo largo del tiempo, convierte la biomasa en una energía inagotable y con un balance de emisiones de CO2 nulo (SilvaPlus, 2015). Según su origen, recibe el nombre de (SilvaPlus, 2015): Biomasa forestal primaria (BFP): fracción biodegradable de los productos generados en los montes que son procesados con fines energéticos. Biomasa forestal secundaria: materia orgánica residual (costeros, serrín, retestas, licores negros, recortes, cortezas, virutas, etc.) generada en los procesos de las industrias de transformación de la madera, tales como, serrerías, fábricas de pasta para papel, tableros, carpinterías e industrias del mueble. CARBONO En el contexto de un inventario de carbono forestal, es el elemento carbono (C) contenido en la materia orgánica o biomasa de un bosque. Se puede medir en términos de toneladas de carbono (tC), pero para expresar más claramente el beneficio que un bosque proporciona para la mitigación del cambio climático, es más común presentar el resultado
  • 30. 24 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba final de un inventario en toneladas de bióxido de carbono equivalente (tCO2e), es decir el monto de CO2 que el bosque retiene de la atmósfera (Balderas et. al. 2014) . POTENCIAL DE CAPTURA DE CARBONO Es una estimación de cuánto bióxido de carbono, medido en tCO2e, puede absorber un bosque de la atmosfera y almacenar en su biomasa durante un periodo de tiempo determinado, por ejemplo por año, durante 30 años, etc. En este manual se calcula el potencial utilizando la tasa de crecimiento natural de bosques en la ausencia de perturbaciones que resultan en la deforestación y degradación. También puede incluir una estimación de cuánto carbono se puede capturar a través de la plantación de nuevos árboles (Balderas et. al. 2014).
  • 31. 25 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba METODOLOGÍA DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO El estudio fue desarrollado en el Parque Nacional Pico de Orizaba, área natural protegida de la Región Planicie Costera y Golfo de México administrada por la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP), cubriendo la totalidad de esta Área Natural Protegida (ANP). Fue decretado el 4 de Enero de 1937, siendo Lázaro Cárdenas Presidente Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos (Vargas, s.f. citado en Colohua 2015), pero no fue sino hasta el año 2003 en que se inició su manejo y se asignó personal de la CONANP para trabajar en la región (CONANP 2011, citado en Villegas, Muñoz, Muñoz, Gallo y Ponce, 2011). El Parque Nacional Pico de Orizaba se encuentra ubicado en territorio de los estados de Puebla y Veracruz, en el límite Este del Eje Neovolcánico Transversal (Figura 3 y 4), considerado como una importante área de captación para la recarga de acuíferos y el mantenimiento de la red hidrológica superficial de una de las Cuencas más importantes en el país, la del Papaloapan. Específicamente se ubica en las Regiones Hidrológicas 28 y 18, la primera corresponde a la Cuenca Hidrológica del Río Papaloapan; la segunda corresponde a la Cuenca Hidrológica del Río Balsas, que drena a Tehuacán-Puebla (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015). Las cotas altitudinales en las cuales se encuentra en Parque Nacional van de los 3,038 a los 5,636 msnm. Se encuentra dentro del territorio de cinco municipios, al suroeste, Chalchicomula de Sesma y Atzizintla; al noroeste, Tlachichuca en el estado de Puebla; al noreste, Calcahualco y al sureste, La Perla en el estado de Veracruz, cuenta con una superficie de 19,750.00 hectáreas (Programa de manejo Parque Nacional Pico de Orizaba, 2015) (Figura 4).
  • 32. 26 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba En el Programa de manejo del Parque Nacional Pico de Orizaba (2015), establecen en esta área natural protegida (ANP) las siguientes subzonas: I. Subzona de Preservación Volcán Citlaltépetl, con una superficie de 5,706.155879 hectáreas integrada por un polígono. II. Subzona de Preservación Volcán Tiltépetl, con una superficie de 586.205462 hectáreas integrada por un polígono. III. Subzona de Uso Tradicional Las Presas, con una superficie de 502.215739 hectáreas, integrada por un polígono. Figura 3. Macrolocalización PNPO (Fuente: Página oficial CONANP: www.conanp.gob.mx)
  • 33. 27 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba IV. Subzona de Uso Tradicional Los Barbechos, con una superficie de 1,860.816082 hectáreas integrada por tres polígonos. V. Subzona de Uso Público Las Presas–Valle del Encuentro, con una superficie de 151.947128 hectáreas integrada por dos polígonos. VI. Subzona de Recuperación Bosques del Citlaltépetl, con una superficie de 10,942.664710 hectáreas integrada por un polígono. Flora Los tipos de vegetación dominantes en el PNPO son el bosque de pino, bosque de oyamel y la pradera de alta montaña. Las áreas sin vegetación aparente que comprenden el glaciar y arenales en la cima del volcán Pico de Orizaba ocupan también una superficie considerable dentro del PNPO (Villegas, 2011). En el Parque Nacional Pico de Orizaba se presentan, según la clasificación de Miranda y Hernández X., (1963, citados en PNPO, 2012), cuatro tipos de vegetación: bosque de pino, bosque de oyamel, pastizal y páramo de altura. Hasta ahora se han identificado más de 639 especies de flora (PNPO, 2012). Los primeros son los más abundantes y se localizan desde los 2 000 hasta los 4 000 msnm. En las zonas bajas del parque nacional hasta los 3000 msnm se ubican bosques dominados por tres especies de pinos: Pinus patula, Pinus pseudostrobus y Pinus montezumae, mezclados con árboles de madroño (Arbutus xalapensis), ailes (Alnus acuminata) y Tilia mexicana, entre otros. El estrato arbustivo de estos bosques es generalmente poco desarrollado y tiene un número limitado de especies, se encuentran individuos esparcidos de Cestrum benthami, Yucca elephantipes, Oreopanax echinops y Phymosia rosea; mientras que las hierbas más comunes son Cymbispatha commelinoides, Gibasis schiedeana, Bidens triplinervia, Bidens pilosa, Panicum maximum, Salvia xalapensis y Dymaea floribunda. A partir de los 3 000 msnm los pinos dominantes son Pinus hartwegii, los cuales llegan hasta el límite arbóreo, ubicado cerca de los 4 000 msnm; en estos bosques es común encontrar
  • 34. 28 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba la hierba Lupinus montanus y los pastos amacollados de Agrostis tolucensis y Mulhenbergia spp (Rodríguez et. al., 2011 citado en PNPO, 2012)). Los bosques de oyamel se encuentran en las laderas húmedas y las barrancas, preferentemente entre las altitudes de 2 600 a 3 200 msnm, ubicados entre los pinares bajos dominados por Pinus patula y los altos de Pinus hartwegii. Las dos especies dominantes de esta comunidad, que frecuentemente alcanzan más de 30 m de altura, son Abies religiosa y Abies hickelii, que pueden asociarse con Pinus ayacahuite, Taxus globosa, Litsea glaucescens, Sambucus canadensis, Ribes ciliatum, Alnus acuminata y Quercus orizabae. Los arbustos más comunes son Fuchsia microphylla, Miconia hyperprasina, Rubus trilobus y Chusquea mulleri; mientras que las hierbas más frecuentes son Agrostis thyrsigera, Brachypodium mexicanum, Cochlidium rostratum, Salvia gracilis, Senecio orizabensis y Alchemilla procumbens (Rodríguez et. al., 2011 citado en PNPO, 2012)). Por arriba de la cota de los 4,240 msnm el tipo de vegetación dominante está constituido por zacatonal alpino de Festuca sp. e Hilaria sp., es posible que se presenten Calamagrostis tolucensis, Festuca tolucensis, Trisetum spicatum, Draba nivicola, Arenaria bryoides, Draba jorullensis, Circium nivale, Gnaphallium lavaendulum, Oxilobus arbutifolius, Castilleja tolucensis, Muhlenbergia macroura, Lupinus montanus, Ottoa oenanthoides, Lewisia megarhiza, Asplenium castaneum, Arenaria lucopodoides, Erysimum macrademium y Senecio callosus (PNPO, 2012). Las críticas condiciones climáticas sólo permiten la presencia aislada de Juniperus monticola, que crecen sobre las rocas y alcanzan una altura de tan solo 50 cm y un diámetro de copa de 1,5 a 2 metros. El tipo de suelo donde se desarrolla esta vegetación corresponde la regosol eutrico. Este tipo de vegetación es de gran importancia ecológica ya que protege las cuencas evitando la pérdida de suelo por erosión, asegurando la infiltración del agua, contribuyendo a la preservación de los ciclos biogeoquímicos, evitando el asolvamiento de ríos, presas, lagos. Ocupa una superficie de 4,724.80 ha dentro del Parque Nacional (PNPO, 2012).
  • 35. 29 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Fauna Los principales mamíferos del área son los zorrillos (Conepatus leuconotus y Mephitis macroura); el armadillo (Dasypus novemcintus), musarañas (Cryptotis mexicana, Sorex macrodon, Sorex oreopolus, Sorex saussurei y Sorex ventralis), el coyote (Canis latrans), zorra gris (Urocyon cineroargenteus), gato montés (Lynx rufus), zorrillo (Conepatus leuconotus), comadreja (Mustela frenata), cacomixtle (Bassariscus astutus), ardilla voladora (Glaucomas volans), ardilla gris (Sciurus oculatus), tuza (Cratogeomys merriami), y murciélagos (Anoura geoffroyi, Artibeus intermedius, Choeronycteris mexicana, Dermanura azteca, Eptesicus fuscus, Laciurus intermedius, Micronycteris microtis, Mollosus aztecus, Myotis californicus, Myotis velifer) (PNPO, 2012; Martínez-Vázquez, González-Monroy y Díaz-Díaz, 2010). Los anfibios y reptiles dentro de los ecosistemas que habitan, son importantes actores de la cadena trófica, como presas y depredadores. A estos grupos se les considera indicadores de la calidad de los ecosistemas que los albergan. En total se han identificado 48 especies de Anfibios y Reptiles, de los cuales 27 son endémicas; 21 están protegidas y 10 se encuentran amenazadas. En el Parque Nacional Pico de Orizaba se distribuyen Tanas, Salamandras, Tlaconetes, Falso Escorpión, Lagartijas, Chintetes, Culebras y Víboras de Cascabel endémicas a México (PNPO, 2012). La porción central del estado de Veracruz, ha sido considerada como un área importante para la conservación de las aves (AICA). Se han registrado 257 especies de aves, de las cuales 79% son residentes permanentes, el 16% son residentes de invierno y 5% son transitorias (PNPO, 2012).
  • 36. 30 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 4. Mapa de PNPO (Fuente: página oficial CONANP: www.conanp.gob.mx)
  • 37. 31 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba OBTENCIÓN DE DATOS Bases de datos históricos Para el presente estudio, se utilizó una base de datos forestal desarrollada por Colohua (2014), quien realizó un muestreo dasométrico en la zona boscosa del Parque Nacional Pico de Orizaba que consto de 373 sitios de 1,000 m2 , anexando bases de datos generados por los siguientes autores:  Estimación de captura de carbono por Pinus hartwegii en la vertiente nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba (Colohua, 2014).  Evaluación del grado de infestación por Dendroctonus adjunctus y Arceuthobium sp en la zona forestal del Parque Nacional Pico de Orizaba (Corona y Martínez, 2013). Muestreo forestal Con el fin de aumentar el número de sitios de muestreo y con ello la confiabilidad del estudio, anexando que se requiere del análisis de los sitios mayormente densos para el ajuste de modelos de densidad (Alvares, 2001; Santiago, 2013, entre otros), se realizó un muestreo dirigido en las siguientes zonas (Tabla 3): Tabla 3. Zonas / sitios de muestreo Zona Localidad Número de sitios Noroeste Puerto Nacional 6 Sur San Miguel Pilancon 2 Sureste San Miguel Pilancon 4 Noreste Nueva Vaquería 3 Total 15 El total de sitios para el análisis final fue de 384 en todo el PNPO.
  • 38. 32 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Las variables obtenidas en el muestreo realizado fueron:  Zona  Localidad  N° de sitio  Fecha  Exposición  Pendiente  Coordenadas UTM  N° (consecutivo)  Especie o Pinus spp. o Pinus ayacahuite o Abies spp. o Otros  Diámetro normal  Altura  Diámetro de copa  Muestra o Edad o Tiempo de paso  Observaciones El formato de campo se encuentra como Anexo A.
  • 39. 33 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN Para un ajuste con mayor precisión y confiabilidad elevada, se dividió la poligonal del PNPO en dos principales zonas, considerando aspectos geográficos, variaciones climáticas, fisiografía, división política y zonas de acción en esta Área Natural Protegida (ANP), tomando otra forma de vitalización a comparación de los rodales presentados por Colohua (2014), en el estudio técnico de Estimación de captura de carbono por especies arbóreas en el Parque Nacional Pico de Orizaba. Para cada una de las zonas, independientemente del número de sitios totales, se clasificaron para el análisis de cada zona: 20 sitios densos con presencia de Pinus hartwegii, 5 sitios densos con presencia de Abies spp. y 10 sitios densos con presencia de Latifoliadas, encontrando esta última solo en la Zona Este (Mapas en anexos B, C y D). La descripción de las zonas se presenta en la Tabla 4 y la Figura 8. Figura 7. Muestreo; Noroeste de PNPO Figura 7. Muestreo; Sur del PNPOFigura 7. Muestreo; Noreste del PNPO
  • 40. 34 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 4. Descripción de zonas de estudio del PNPO Zona Hectáreas Número de sitios Este 10,857 226 Oeste 8,743 158 Figura 8. Zonificación del presente estudio y sitios de muestreo actuales e históricos
  • 41. 35 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba MEMORIA DE CÁLCULO Los cálculos del estudio se basaron en los realizados en el estudio de Estimación de captura de carbono, por Colohua en el año 2014, que ocupa para el análisis ecuaciones generales como las presentadas en la revisión bibliográfica del presente estudio (ecuaciones 1-5). Así mismo realiza estimaciones para carbono valiéndose de Espinoza (2005), Rojas-García y Villers-Ruiz (2008), entre otros. ESTIMACIÓN DE ÍNDICE DE DENSIDAD Para la estimación del Índice de densidad y cálculos de arbolado por hectárea se optó por utilizar el Índice de Densidad de Reineke (IDR) descrito en secciones anteriores (ecuación 7). Donde: IDR = Indicé de Densidad de Reineke N = Número de árboles a un determinado diámetro dg = Diámetro cuadrático -1.605 = Pendiente teórica A partir de la cual se realizó el despeje correspondiente para calcular el número de árboles por diámetro y IDR correspondientes para cada una de las zonas y los tres grupos de especies diferenciadas en el presente estudio  Pinus hartwegii (1)  Abies spp. (2)  Latifoliadas (3) Para la proyección de valores dasométricos en función del tiempo (Edad), se ocupó la base de los sitios densos con filtro de la variable Edad (años), y basándose en que:
  • 42. 36 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba 1. Área basal (f) Edad 2. Edad (f) Área Basal 3. Diámetro (f) Edad 4. Volumen (f) Área basal 5. Volumen (f) Diámetro Se realizó la comprobación ocupando factores estadísticos con el Software IBM SPSS Statistics 21 / Correlación de Pearson, de la relación entre las variables anteriores. De las correlaciones que presentaron una r2 elevada (correlación cercana al 1=100%), se realizó el ajuste con la ecuación de crecimiento de Schumacher y el ajuste de Power1 (ecuación 9 y 10 respectivamente), por método de regresión no lineal ajustada con el Software IBM SPSS Statistics 21 / Regresión no lineal y MATLAB R2014a / Curve Fitting. Donde: H = Variable dasométrica (AB, Volumen, Diámetro, Altura) e = Función exponente E = Edad B0 y B1 = Valores de regresión f(x) = B0 f B1 Donde: f = Variable dasométrica (AB, Volumen, Diámetro, Altura) X = Edad B0 y B1 = Valores de regresión (9) (10)
  • 43. 37 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Con las ecuaciones anteriores se lograron ajustar para la Zona este: Área basal (f) Edad (1) Edad (f) Área Basal (2) Volumen (f) Área basal (4) Volumen (f) Diámetro (5) Para la zona Oeste Edad (f) Área Basal (2) Volumen (f) Área basal (4) Volumen (f) Diámetro (5) Con la combinación de los ajustes anteriores y el IDR se realizaron ecuaciones, análisis y generación de gráficos utilizando herramientas de los softwares: Statistica 10, Minitab 17 y Microsoft Excel 2013, con mapas topográficos procesados con ArcGis / ArcMap 10.3.
  • 44. 38 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba RESULTADOS Del total de sitios de muestreo (384, Anexo E), los sitios mayormente densos de Pinus hartwegii en la zona Este se encuentran al Este de la localidad Nueva Vaquería, el Río Jamapa, hasta el lugar conocido como “El Calvario”, en la que se concentra gran cantidad de renuevos jóvenes de categorías diamétricas de 5 a 10 cm, combinados con reforestación de 1 a 5 años, con alturas menores a comparación de la parte norte del PNPO, que corresponde a la zona Oeste, lugar donde se concentra mayor cantidad de sitios densos para la misma especie, formando masas coetáneas mezclando diferentes categorías diamétricas, edades, alturas y renuevos concentrados en áreas específicas, condición que se expande a toda la masa forestal del PNPO al ser arbolado con desarrollo y regeneración natural en mayor parte. Abies Spp. (Anexo C), tienen una menor presencia en el PNPO, concentrándose en áreas específicas, formando masas mezcladas con Pinus hartwegii, Pinus ayacahuite y otras especies latifoliadas como Alnus spp., en algunas zonas forman pequeñas áreas de masas coetáneas, esta especie posee una distribución en altitudes sobre el nivel del mar menores a Pinus hartwegii y está concentrada en los límites del PNPO, por lo que gran parte de esta posee distribución en zonas ejidales colindantes a esta ANP. En la zona Este los sitios densos se localizaron en límites del PNPO a noreste de Río Jamapa en zonas de baja altitud sobre el nivel del mar, al norte de la localidad de Rancho Nuevo, La Perla, Veracruz, en inicios del Río Metlac y en los límites de PNPO al sur de la Sierra Negra. En la zona Oeste los sitios densos se encuentran al norte de la localidad Canoas Altas y zona Este de la Sierra Negra, con algunos otros al Este de Miguel Hidalgo, Chachichuca en el estado de Puebla. Las especies latifoliadas se reducen a individuos de Alnus spp. y Arbustus xalapensis, encontrados solo en zonas de baja altitud en el estado de Puebla en los municipio de Calcahualco y La Perla (Anexo D).
  • 45. 39 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba DENSIDAD ZONA ESTE Pinus hartwegii Los sitios para el análisis de la densidad en la zona Este (Veracruz), remontado a las áreas con mayor densidad, mostraron una distribución diamétrica como la muestra para toda la zona arbolada Colohua (2014), en las categorías diamétricas menores se concentra una cantidad de individuos más elevada que en las categorías mayores, en la figura 9 se muestra dicho comportamiento. Figura 9. Frecuencia de Diámetro Normal en sitios densos / Zona Este. Por el comportamiento de las observaciones mostradas en la Figura 9, los datos para arboles por hectárea para la zona Este, expresadas en dispersión normal y aplicando logaritmo natural de base 10 tienen (Log 10), una expresión en un ajuste con una pendiente negativa mostrada en las gráficas a continuación (Figura 10):
  • 46. 40 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 10. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / Zona Este. Por lo que lo que el ajuste de la ecuación de Reineke de forma lineal y con transformación logarítmica se observa en la Figura 11, dicho ajuste posee un r2 = 0.66, que representa el 66% de los datos en observación por lo que se considera representativo: Figura 11. Ajuste de la ecuación de Reineke / Zona Este.
  • 47. 41 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 5. Resumen del modelo Reineke / Zona Este Tabla 6. Coeficientes del modelo Reineke / Zona Este Modelo Coeficientes no estandarizados Coeficientes tipificados t Sig. B Error típ. Beta 1 (Constante) 4.601 .257 17.931 .000 Pendiente -1.703 .174 -.813 -9.779 .000 La pendiente para el modelo (b1) tuvo un valor de -1.70 (Figura 11, Tablas 5 y 6), que teóricamente se consideraría como una zona con arbolado de baja densidad, tomando en consideración que la literatura menciona que el ajuste de la pendiente debe acercarse a - 1.6 (ajuste de -3/2), y cuando este sobre pasa dicho valor el bosque se encuentra bajo su capacidad, caso contrario a cuando este posee un valor menor. El ajuste de Reineke muestra como resultado la siguiente tabla (Tabla 7), con valores de individuos Ha-1 para la zona Este, mismo que obtuvo un IDR = 169 individuos. Tabla 7. Valores de Individuos y Área basal por hectárea. Diámetro cm Arboles ha-1 AB (m2 )ha-1 5 2581 5.1 10 795 6.3 15 399 7.1 20 245 7.7 25 168 8.3 30 123 8.7 35 95 9.2 40 76 9.6 45 62 9.9 50 52 10.3 55 44 10.5 60 38 10.8 65 33 11 70 30 11.6 75 26 11.5 80 24 12.1 85 21 12 90 19 12.1 95 18 12.8 100 16 12.6 R R cuadrado R cuadrado corregida Error típ. de la estimación Estadísticos de cambio Cambio en R cuadrado Cambio en F gl1 gl2 Sig. Cambio en F .813a .661 .654 .31352 .661 95.620 1 49 .000
  • 48. 42 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba De manera gráfica se observa la dispersión negativa que obedece al valor -1.70 y un incremento en el Área basal a medida que se disminuye la cantidad de individuos y aumenta la categoría diamétrica. Figura 12. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Este Latifoliadas Para el caso de las especies latifoliadas encontradas solo en esta zona, el ajuste de densidad de las observaciones se comportó de manera similar pero con menor cantidad de individuos (Figura 13), la dispersión de las observaciones para el ajuste del modelo de densidad de Reineke fue menos ajustable, teniendo un r2 de 0.59, que representa el 59% de las observaciones, pero una variación mayor en las observaciones (Tabla – y -), esto debido a que los sitios muestreados con esta especies eran heterogéneos mostrando individuos de Pinus spp. en algunos casos, y con una variación elevada de diámetros y alturas. Lo anterior se logra apreciar en la Figura 13 donde los diámetros observados van desde los 9 a los 55 cm, por lo que la dispersión (Figura 14), es notablemente variable.
  • 49. 43 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 13. Frecuencia de Diámetros muestreados / Latifoliadas / Zona Este. Figura 14. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Latifoliadas / Zona Este El modelo ajustado para latifoliadas genero una pendiente de -1.24, que haría considerar como una zona con arbolado de especies latifoliadas elevado para su capacidad de carga, debido a que posee menor cantidad de individuos por categoría diamétrica.
  • 50. 44 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 8. Resumen del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este Tabla 9. Coeficientes del modelo Reineke / Latifoliadas / Zona Este Modelo Coeficientes no estandarizados Coeficientes tipificados t Sig. B Error típ. Beta 1 (Constante) 3.157 .244 12.913 .000 Pendiente -1.243 .166 -.772 -7.484 .000 Figura 15. Ajuste de la ecuación de Reineke / Latifoliadas/ Zona Este. Por lo que el modelo graficado representando Individuos por Hectárea y Área Basal, obtuvo un IDR = 26 cuya gráfica se muestra en la figura 16. R R cuadrado R cuadrado corregida Error típ. de la estimación Estadísticos de cambio Cambio en R cuadrado Cambio en F gl1 gl2 Sig. Cambio en F .772a .596 .585 .20249 .596 56.011 1 38 .000
  • 51. 45 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 16. Modelo de densidad para Latifoliadas / Zona Este Arboles totales Realizando los mismos procedimientos con todas las observaciones (Pinus hartwegii y Latifoliadas), se obtuvo el ajuste en regresión para la ecuación de densidad de Reineke mostrada en la figura 17 y las tablas 10 y 11. La pendiente ajustada al modelo es de -1.72 con un r2 de .67 que representa una confiabilidad del 67%, la cual es considerada factible para la replantación de los datos. Tabla 10. Resumen del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este R R cuadrado R cuadrado corregida Error típ. de la estimación Estadísticos de cambio Cambio en R cuadrado Cambio en F gl1 gl2 Sig. Cambio en F .820a .672 .665 .31076 .672 102.332 1 50 .000
  • 52. 46 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 11. Coeficientes del modelo Reineke / Árboles totales / Zona Este Modelo Coeficientes no estandarizados Coeficientes tipificados t Sig. B Error típ. Beta 1 (Constante) 4.634 .252 18.378 .000 Pendiente -1.725 .170 -.820 -10.116 .000 Figura 17. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Este El modelo posee ajustes comparables al modelo generado para Pinus hartwegii, esto debido a que la cantidad de Latifoliadas es relativamente menor, por lo que la ecuación no posee mucha variación. El modelo de densidad para los arboles totales resulto con un IRD = 169 árboles. El resultado de la ecuación se muestra en la Tabla 12, que representa los valores de individuos y área basal por hectárea y la Figura 18 en la que se muestran estos valores y su comportamiento.
  • 53. 47 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 12. Valores de Individuos y Área basal por hectárea. Diámetro (cm) Arboles ha- 1 AB (m2)ha-1 5 2678 5.3 10 813 6.4 15 405 7.2 20 247 7.8 25 169 8.3 30 123 8.7 35 95 9.2 40 75 9.5 45 62 9.9 50 52 10.3 55 44 10.5 60 38 10.8 65 33 11 70 29 11.2 75 26 11.5 80 23 11.6 85 21 12 90 19 12.1 95 17 12.1 100 16 12.6 Figura 18. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Este El modelo persigue la base teórica que se muestra en las gráficas anteriores del modelo de densidad, donde a medida que aumenta la categoría diamétrica, disminuye el número de árboles, y al mismo tiempo aumenta el área basal de este, en otros términos los arboles con un área basal ocupan un área mayor con menor cantidad de individuos.
  • 54. 48 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba DENSIDAD ZONA OESTE Pinus hartwegii Utilizando los sitios densos y puros, ubicados en su mayoría en la parte norte del PNPO, se realizó el ajuste de densidad mostrado en este apartado, donde la observación de las categorías diamétricas mostraron tendencias similares a las presentadas para la zona Este del PNPO, tal como se muestra en la gráfica a continuación (Figura 19 ). Figura 19. Frecuencia de Diámetros muestreados / Pinus hartwegii / Zona Este. La distribución de diámetros persigue una tendencia negativa, ajustable a la ecuación de Reineke, donde realizando gráficas de dispersión en número de árboles por hectárea en escala logarítmica de base 10 (Figura 20), la pendiente resulta de -1.36 con un r2 de 0.65 otorgando una confiabilidad del 65% al modelo de regresión para exponer la cantidad de árboles a las distintas categorías diamétricas, dichos ajustes se presentan en la Figura 21 y Tablas 13 y 14.
  • 55. 49 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 20. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea /Pinus hartwegii / Zona Oeste. Figura 21. Ajuste de la ecuación de Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste El ajuste para la ecuación de Reineke aplicada a la zona Oeste tiene una dispersión diferente a la zona Este donde se observan valores que persiguen una línea curva, mientras que en este ajuste no se aprecia una tendencia similar, sino un grupo de datos en persiguiendo una pendiente negativa.
  • 56. 50 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 13. Resumen del modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste Tabla 14. Coeficiente modelo Reineke / Pinus hartwegii / Zona Oeste Modelo Coeficientes no estandarizados Coeficientes tipificados t Sig. B Error típ. Beta 1 (Constante) 3.785 .196 19.289 .000 Pendiente -1.363 .125 -.808 -10.899 .000 Por lo que sustituyendo los valores de la ecuación para obtener el número de árboles por hectárea y el área basal por hectárea se obtuve un IDR = 76, el resultado se muestra a continuación (Tabla 15 y Figura 22): Tabla 15. Valores de Individuos y Área basal por hectárea. Diámetro (cm) Arboles ha-1 AB (m2 )ha-1 5 676 1.4 10 264 2.1 15 152 2.7 20 103 3.3 25 76 3.8 30 60 4.3 35 48 4.7 40 40 5.1 45 35 5.6 50 30 5.9 55 26 6.2 60 23 6.6 65 21 7 70 19 7.4 75 17 7.6 80 16 8.1 85 15 8.6 90 14 9 95 13 9.3 100 12 9.5 Lo anterior se muestra de manera gráfica en la Figura 22, en donde se aprecia la base teórica explicada ya en los anteriores ajustes para la zona Este. R R cuadrado R cuadrado corregida Error típ. de la estimación Estadísticos de cambio Cambio en R cuadrado Cambio en F gl1 gl2 Sig. Cambio en F .808a .653 .648 .28916 .653 118.782 1 63 .000
  • 57. 51 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 22. Modelo de densidad para Pinus hartwegii / Zona Oeste Árboles totales Al igual que la zona Este, el ajuste para del total de árboles para esta zona no está muy diferenciada, la diferencia con la zona Este es la inexistencia de especies Latifoliadas y la existencia de sitios con Abies spp. mismos que no pudieron ser ajustados por la escasa presencia de estos generando un error en el ajuste para el modelo de densidad. La distribución de las clases diamétricas es similar a la de Pinus hartwegii mostrando cantidad elevada de árboles en categorías menores (5-15 cm), y menor cantidad en categorías mayores, con una pendiente negativa, mostrada en la Figura 23 y 24, donde se muestra la dispersión de los valores en escala real y logarítmica de base 10. Está pendiente resultó con un valor de -1.50, con un r2 de 0.77 lo que representa un ajuste de 77%, valor ligeramente elevado al ajuste presentado para Pinus hartwegii que obtuvo un 65% (Figura 25, Tablas 16 y 17).
  • 58. 52 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 23. Frecuencia de Diámetros muestreados / árboles totales / Zona Oeste. Figura 24. Gráficas de dispersión de Árboles por hectárea / árboles totales / Zona Oeste.
  • 59. 53 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 25. Ajuste de la ecuación de Reineke / árboles totales / Zona Oeste Tabla 16. Resumen del modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste Tabla 17. Coeficientes modelo Reineke / árboles totales / Zona Oeste Modelo Coeficientes no estandarizados Coeficientes tipificados t Sig. B Error típ. Beta 1 (Constante) 3.785 .196 19.289 .000 Pendiente -1.363 .125 -.808 -10.899 .000 Por lo que sustituyendo en la ecuación para la obtención de árboles por categoría diamétrica por hectárea y área basal por hectárea, obtenemos valores de la densidad actual R R cuadrado R cuadrado corregida Error típ. de la estimación Estadísticos de cambio Cambio en R cuadrado Cambio en F gl1 gl2 Sig. Cambio en F .808a .653 .648 .28916 .653 118.782 1 63 .000
  • 60. 54 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba (Tabla 18), con un IDR = 91 árboles, que graficados (Figura --), expresan la teoría de la pendiente negativa en árboles por categoría diamétrica y positiva en área basal por categoría diamétrica. Tabla 18. Valores de Individuos y Área basal por hectárea. Diámetro (cm) Arboles ha- 1 AB (m2 )ha-1 5 1004 2 10 355 2.8 15 194 3.5 20 126 4 25 90 4.5 30 69 4.9 35 55 5.3 40 45 5.7 45 38 6.1 50 32 6.3 55 28 6.7 60 25 7.1 65 22 7.4 70 20 7.7 75 18 8 80 16 8.1 85 15 8.6 90 14 9 95 13 9.3 100 12 9.5 Figura 26. Modelo de densidad para árboles totales / Zona Oeste
  • 61. 55 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba ANÁLISIS Y DISCUSIÓN El Parque Nacional Pico de Orizaba, cuenta con 19,750 hectáreas, de las cuales aproximadamente 9,273 hectáreas corresponden a vegetación arbórea, dado la división que se realizó de esta área natural protegida para el presente estudio, las diferencias entre zonas son considerables. La parte Este, es considerada más humedad que la parte Oeste, Sin embargo en la zona norte del PNPO, no es diferenciable, debido a que la topografía y exposición de esta área hace eleva la similitud entre la vegetación arbórea que se presenta. Por otro lado los individuos con mayor altitud se observaron en la Zona norte del PNPO, para la división Oeste en el presente estudio, en la zona conocida como “Las Presas” con individuos de Pinus hartwegii con alturas que superan los 30 metros. Este parámetro no se ajustó en el presente análisis debido a la gran variación de los individuos, no mostrando correlación con le edad, en el análisis estadístico realizado. CORRELACIONES El arbolado de esta ANP, en su mayoría se encuentra sin intervención y con un grado alto de conservación, representa un gran reto para su análisis en densidad y proyectarlo en un tiempo futuro, esto debido a la variación que posee toda la zona boscosa, ejemplo ya mencionado para el caso de la altura, las correlaciones obtenidas para el presente análisis se basan en la base teórica de Correlación de Pearson (Tabla 19), donde se puede apreciar que los valores no son elevados, el mismo comportamiento se observa para ambas zonas, para un análisis que muestre el comportamiento de una variable con relación al tiempo y poder realizar las proyecciones adecuadas y así poder predecir el comportamiento de la masa boscosa a futuro se requiere relación elevada de la variable dasométrica en función de la edad (años). La relación que mostró mayor correlación fue el área basal en función de la edad, por lo que se ajustó le ecuación de comportamiento de Schumacher (Ecuación 9) para analizar esta variable y combinarla con la densidad.
  • 62. 56 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Tabla 19. Correlaciones de las variables dasométricas para ambas zonas Correlaciones de las variables dasométricas para la Zona Este Edad Volumen Área basal Altura Diámetro Edad Correlación de Pearson 1 .500** .670** .123 .668** Sig. (bilateral) .001 .000 .427 .000 N 44 44 44 44 44 Volumen Correlación de Pearson .500** 1 .804** .654** .789** Sig. (bilateral) .001 .000 .000 .000 N 44 44 44 44 44 Área basal Correlación de Pearson .670** .804** 1 .142 .982** Sig. (bilateral) .000 .000 .359 .000 N 44 44 44 44 44 Altura Correlación de Pearson .123 .654** .142 1 .180 Sig. (bilateral) .427 .000 .359 .242 N 44 44 44 44 44 Diámetro Correlación de Pearson .668** .789** .982** .180 1 Sig. (bilateral) .000 .000 .000 .242 N 44 44 44 44 44 Correlaciones de las variables dasométricas para la Zona Oeste Diámetro Altura Edad Volumen Área basal Diámetro Correlación de Pearson 1 .539 .269 .876** .988** Sig. (bilateral) .071 .399 .000 .000 N 12 12 12 12 12 Altura Correlación de Pearson .539 1 .525 .757** .490 Sig. (bilateral) .071 .080 .004 .105 N 12 12 12 12 12 Edad Correlación de Pearson .269 .525 1 .389 .258 Sig. (bilateral) .399 .080 .212 .419 N 12 12 12 12 12 Volumen Correlación de Pearson .876** .757** .389 1 .896** Sig. (bilateral) .000 .004 .212 .000 N 12 12 12 12 12 Área basal Correlación de Pearson .988** .490 .258 .896** 1 Sig. (bilateral) .000 .105 .419 .000 N 12 12 12 12 12 ** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).
  • 63. 57 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba ANÁLISIS DE LA DENSIDAD Tomando en cuenta que la masa forestal la componen todas las especies que en ella existan, se tomó para su análisis el total de las observaciones de los sitios mayormente densos de ambas zonas. En las siguientes gráficas (Figura 27 y 28 ), se muestran en un mismo plano, las observaciones de árboles por hectárea, el ajuste presentado en el apartado anterior de Densidades y el ajuste teórico de Reineke, que representa el valor de -1.6, sin modificación de la intersección del modelo (b0), el cual representaría el valor del número de individuos por hectárea. Figura 27. Ajuste actual y teórico de densidad para la Zona Este Para la zona Este se puede considerar que según el modelo existe potencial de carga de individuos, ya que teóricamente la zona se encuentra con buena densidad, pero con potencial de aumento en individuos por hectárea.
  • 64. 58 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 28. Densidad actual y teórico de densidad para la zona Oeste Gráficamente la zona Oeste muestra un comportamiento distinto a la zona Este, las observaciones se encuentran dispersas sobre la línea de ajuste actual, cabe recordar que este ajuste tuvo un r2 que representa la confiabilidad de un 77% por lo que es confiable, sin embargo aparentemente se encuentra “sobre-denso” ya que el ajuste teórico de Reineke con una pendiente de -1.6 queda bajo la línea de ajuste actual, pero si se observa el número de árboles por hectárea que representa el eje Y y se compara con la zona Este (Figura 29), esta zona posee una masa forestal “sub-densa”. El ajuste se debe a que las observaciones de árboles por hectárea de cada categoría diamétrica se encuentran en dicho rango y que no es un error de estimación en el modelo, si se compara el modelo ajustado, la variable “b0” o “A” en el modelo es el que diferencia el número de árboles por hectárea, siendo este para la zona Este = 4.63 y para la zona Oeste = 4.05.
  • 65. 59 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 29. Densidad actual y teórico de densidad / ambas zonas Esta comparación apunta a que en la zona Este existe mayor densidad a comparación de la zona Oeste, apuntando también a que la zona Este posee mayor cantidad de individuos por sitio muestreado a comparación de la zona seca, sin embargo algunos individuos poseen un mejor desarrollo como en el caso de la variable altura para la zona de Puebla. COMPORTAMIENTO DE LAS MASAS FORESTALES Para la evaluación de este parámetro se analizaron todas las variables dasométricas ajustadas y con mayor correlación para compararlas con la densidad para analizar el comportamiento, esto se realizó con datos de sitios con Pinus hartwegii debido a que posee mayores observaciones, variables completas y el dato de edad del individuo, las relaciones ajustadas a la ecuación de Schumacher de comportamiento (Ecuación 9), cuya descripción se describe en secciones anteriores con mención en el apartado “correlaciones”, en los siguientes gráficos se muestran los resultados (Figuras 30, 31, 32, 33, 34 y 35).
  • 66. 60 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 30. Ajuste de la ecuación por el modelo general de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Este Figura 31. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a área basal (f) edad / Zona Este
  • 67. 61 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 32. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volumen (f) área basal / Zona Este Figura 33. Ajuste de la ecuación por el modelo general de la forma a*x^b a Edad (f) área basal/ Zona Oeste
  • 68. 62 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 34. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volúmen (f) área basal / Zona Oeste Figura 35. Ajuste de la ecuación de crecimiento Schumacher a volumen (f) diámetro / Zona Oeste
  • 69. 63 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Las ecuaciones ajustadas para las variables dasométricas mostradas en las gráficas anteriores (Figuras 30, 31, 32, 33, 34 y 35) fueron ajustadas con los siguientes parámetros (tabla 20): Tabla 20. Ajustes para ecuaciones de comportamiento dasométrico Ajustes Zona Correlación Forma Coeficientes R2 R2 ajustadoa b Este Edad (f) Área basal f(x) = a*x^b 307.8 0.6024 0.6133 0.6022 Este Área basal (f) Edad f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 0.324 84.99 0.7073 0.6981 Este Volumen (f) Área basal f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 4.357 0.1241 0.8200 0.8157 Oeste Edad (f) Área basal f(x) = a*x^b 147.4 0.2987 0.4603 0.3704 Oeste Volumen (f) Área basal f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 7.968 0.1928 0.7412 0.7153 Oeste Volumen (f) Diámetro f(x) = a*exp(-b*(1/x)) 13.98 87.36 0.8483 0.8446 Existen ecuaciones de crecimiento y rendimiento ajustadas a poblaciones naturales o plantaciones forestales comerciales, con análisis de sitios permanente de muestreo con diferencia entre observaciones promedio de 5 años. En el presente estudio no se obtuvieron datos históricos de sitios de muestreo permanentes debido a la inexistencia de estos, por lo que se ajustó la relación para crear un modelo teórico a partir de la cual estimando el área basal del comportamiento dasométrico de las ecuaciones de la Tabla 20. Tomando en cuenta que si el número de árboles para cada categoría diamétrica es un valor N, entonces corresponde a un Área basal N¨, por lo que con el modelo de Área basal (f) Edad se puede estimar teóricamente el valor de N¨ para una proyección a mediano plazo (Figuras 36 y 37) . La base teórica anterior solo aplicaría a corto plazo, debido a que los carboles de la categoría diamétrica cambian a otra en determinado tiempo (Tiempo de paso), lo cual se observa en las figuras 38 y 39 al introducir los valores actuales de densidad por categoría diamétrica.
  • 70. 64 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 36. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Este. Figura 37. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad para la zona Oeste
  • 71. 65 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Figura 38. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Este. Figura 39. Ajuste teórico de la proyección del Área basal (f) Edad + datos actuales para la zona Oeste.
  • 72. 66 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Las Figuras 38 y 39, muestran que al anexar los datos actuales al modelo de incremento en área basal a partir de los arboles actuales por categoría diamétrica, muestra un cambio de dirección, esto debido a como ya se expuso en la proyección de los modelos de densidad, a medida que aumenta la categoría diamétrica, disminuye el número de árboles aumentando el área basal, que expresado por número de individuos y densidades especificas se comporta de manera exponencial pero con un límite de carga por área conocido como aclareo natural, por lo que el bosque siempre se encuentra en una dinámica cambiante. Para una proyección del volumen en función de edad (Volumen (f) edad), los valores serian sustituidos por los modelos presentados, sin embargo el comportamiento sería el mismo presentado para el Área basal en función del tiempo, requiriendo así un valores a comparación en una Edad actual y edad historia con su respectiva variable dasométrica (E1, E2, E3… EN)
  • 73. 67 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba CONCLUSIONES El Parque Nacional Pico de Orizaba, posee una masa con dinámicas muy complejas, y variaciones a nivel zona, debido a factores climáticos, disposición de nutrientes, topografía, factores sociales, entre otros. La diferencia se puede apreciar rodalizando la masa forestal,como lo realizó Colohua (2014), en la cual se compraron incrementos en biomasa y carbono en los 6 rodales para generados para dicho estudio. En el estudio actual, donde se realizaron comparaciones entre dos zonas claramente diferenciadas (Este –Oeste; Veracruz-Puebla), se observaron diferencias la densidad del arbolado donde la zona Este posee IDR (Índice de Densidad de Reineke) = 169 y la zona Oeste 91.Indicando que la zona Este es mayormente densa que la zona Oeste, aunque eso no da como conclusión que existe mayor crecimiento en la zona Este y menor en la zona Oeste, sino que la densidad (Individuos por hectárea) es claramente menor, posiblemente con menores incrementos. La especie representaba del PNPO es Pinus hartwegii con una distribución en toda el área arbolada (9,273 Ha), las especies como Pinus ayacahuite, Abies spp. y Latifoliadas (Hojosas), se encuentran en menores proporciones en los límites del PNPO, la última de estas solo se registró para el estado de Veracruz. Se considera que el PNPO posee potencial de incremento en individuos por hectárea, ya que el ajuste del Índice de Densidad, mostro a la zona arbolada como “Sub- densa”, entendiéndose que no posee tota su capacidad de carga. El análisis para proyecciones a futuro no presento los mejores ajustes, sin embargo se observó cómo influye el incremento del área basal en años posteriores. Las reforestaciones y forestaciones con una densidad normal (1,200 árboles Ha-1 ), realizadas en el PNPO y su mantenimiento, asegurarían un ajuste óptimo de la densidad de Reineke, siembre que exista un alto índice de sobrevivencia en estas.
  • 74. 68 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba Para general un modelo de incremento en Volumen en función de la edad (Volumen (f) Edad) y densidad en función de la edad, se requiere sitios de muestreo permanente que aseguren la obtención de datos a futuro, teniendo datos comparativos. El incremento de la masa forestal (ICA e IMA), por sí solo no otorga valores para la proyección a largo plazo del comportamiento de la masa forestal del PNPO.
  • 75. 69 Modelos de densidad, incrementos y comportamiento de las masas forestales en el Parque Nacional Pico de Orizaba RECOMENDACIONES En función de los resultados y conclusiones del presente estudio, se recomiendan de manera general los siguientes puntos:  Iniciar la búsqueda y gestión de recursos externos para la venta de bonos de carbono en función de las políticas que rijan las Áreas Naturales Protegidas en México. Perseguir los métodos de la Reserva de la Biosfera El Ocote y la Cooperativa AMBIO – Scolel´Té, en el estado de Chiapas, México. www.ambio.org.mx  Fijar sitios de muestreo permanentes a una malla de 2.5 km como con lo definen en “Métodos de Estimación y valoración de los acervos y potencial de captura de carbono en cuatro áreas protegidas de la Sierra Madre Oriental”, Balderas et. al. (2014). Se Anexa propuesta de sitios permanentes de muestreo. (Anexo F).  Ajustar los modelos de crecimiento de las variables dasométricas del Parque Nacional Pico de Orizaba a partir de más observaciones en relación a la edad y la densidad presente.  Iniciar una evaluación y muestreo permanente de un área con reforestación de baja edad, para fines técnicos, donde se pueden obtener datos para ajustar un modelo de crecimiento para reforestaciones y forestaciones en el PNPO, tomadas como base para modelar acciones de conservación a largo plazo.