CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 22, No.97 septiembre-octubre 2019<\/p>\n
DOI: \/ https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl22.97-2<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n <\/p>\n El carbono se acumula en los ecosistemas forestales mediante la absorci\u00f3n de CO2<\/sub> atmosf\u00e9rico y su asimilaci\u00f3n en la biomasa. El objetivo del estudio fue evaluar el carbono almacenado en una plantaci\u00f3n de Tectona grandis L. f. (teca) de seis a\u00f1os de edad en Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n. La toma de datos de campo se realiz\u00f3 en 2017. Para cuantificar el carbono y el bi\u00f3xido de carbono se efect\u00fao muestreo destructivo en 12 \u00e1rboles representativos. El carbono almacenado fue de 40.08 ton\/ha, y el CO2<\/sub> almacenado fue de 147.1 ton\/ha. Las plantaciones forestales contribuyen a mitigar el calentamiento global al absorber el CO2<\/sub>.<\/p>\n Carbon accumulates in forest ecosystems through the absorption of atmospheric CO2 and its assimilation into biomass. The objective of this study was to evaluate the carbon stored in a six-year-old teak plantation in Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n. The field data collection was carried out in 2017. To quantify carbon and carbon dioxide, destructive sampling was performed on 12 representative trees. The carbon stored was 40.08 ton\/ha, and the CO2 stored was 147.100 ton\/ha. Forest plantations contribute to mitigating global warming by absorbing CO2.<\/em><\/p>\n <\/p>\n El rol activo e importante que juegan la vegetaci\u00f3n y el suelo en el ciclo global del carbono y el cambio clim\u00e1tico es reconocido internacionalmente. \u00c9stos pueden actuar como una fuente y a la vez sumidero neto de gases de efecto invernadero (GEI) (Winrock International, 2014). El efecto invernadero que los GEI producen causa el calentamiento de la Tierra. Este fen\u00f3meno se denomina calentamiento global (Isaza y Campos, 2007). El bi\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) es el gas m\u00e1s importante de los GEI y representa 60% del total de los cambios en las concentraciones de todos ellos. El carbono se almacena tanto en la biomasa viva (madera en pie, ramas, follaje y ra\u00edces) como en la biomasa muerta (hojarasca, restos de madera, materia org\u00e1nica del suelo y productos forestales) (FAO, 2001). El proceso de retenci\u00f3n de carbono en los sistemas vegetales se refiere a la capacidad que poseen las plantas de tomar el bi\u00f3xido de carbono atmosf\u00e9rico, combinarlo con la radiaci\u00f3n lum\u00ednica y el agua, transform\u00e1ndolo en\u00a0<\/span>mol\u00e9culas de carbono durante la fotos\u00edntesis (Perry, 1994). La fijaci\u00f3n de carbono a trav\u00e9s de plantaciones forestales de r\u00e1pido crecimiento es una alternativa para mitigar el incremento de bi\u00f3xido de carbono atmosf\u00e9rico (Brown, 2002). El objetivo de esta investigaci\u00f3n fue la evaluaci\u00f3n de carbono almacenado en una plantaci\u00f3n de teca (Tectona grandis<\/em> L. f.) de seis a\u00f1os de edad en Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n, M\u00e9xico.<\/p>\n El estudio se desarroll\u00f3 en una plantaci\u00f3n de teca (Tectona grandis<\/em> L. f) ubicada en el municipio de Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n. El predio posee 217.60 hect\u00e1reas de \u00e1rboles de dicha especie (figura 1).<\/p>\n Figura 1. Ubicaci\u00f3n de la plantaci\u00f3n forestal comercial de T. grandis en Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n.<\/p><\/div>\n Las variables das\u00f3metricas se obtuvieron bajo un dise\u00f1o de muestreo aleatorio previamente determinado en la plantaci\u00f3n. Se encuentran establecidas 12 parcelas permanentes de muestreo con \u00e1rea de 992 m2<\/sup>, de forma cuadrada que en total suman 11,904 m2<\/sup>. La muestra consisti\u00f3 de 816 \u00e1rboles; los datos colectados fueron di\u00e1metro a 0.3 m sobre el nivel del suelo (d0.3<\/sub>), di\u00e1metro a la altura del pecho (d1.3<\/sub>) y di\u00e1metros a cada dos metros (d2<\/sub>, d4<\/sub>, d6<\/sub>, d8<\/sub>, d10<\/sub>, d12<\/sub>) hasta la altura total (h) con el dendr\u00f3metro Criterion RD 1000\u00ae.<\/p>\n Para colectar muestras de campo se utiliz\u00f3 el m\u00e9todo que propone el Instituto Internacional Winrock (2014) y utilizado tambi\u00e9n por L\u00f3pez et al<\/em>. (2018), el cual consiste en derribar y seccionar \u00e1rboles, seleccion\u00e1ndose para el presente estudio 12 individuos representativos y sanos, distribuidos en el \u00e1rea de estudio.<\/p>\n Una vez derribados los \u00e1rboles, fueron medidos en longitud total, longitud del fuste limpio, di\u00e1metro del toc\u00f3n, a la altura del pecho, del centro del tronco y en la parte superior del tronco. De los individuos se colectaron muestras de hojas, ramas y ramillas, mismas que fueron pesadas e identificadas en campo para posteriormente ser trasladadas al Laboratorio de Carbono de la Facultad de Ciencias Forestales de la UANL. Todas las muestras se procesaron de acuerdo al m\u00e9todo propuesto por Schlegel et al<\/em>. (2000), citado por M\u00e9ndez et al<\/em>. (2012).\u00a0<\/span><\/p>\n En laboratorio se determin\u00f3 la biomasa de hojas, ramas, ramillas y la biomasa total. Asimismo, se determin\u00f3 la densidad de la madera, el contenido de humedad, el factor de expansi\u00f3n de la biomasa (FEB), el factor de conversi\u00f3n de biomasa a carbono, la cuantificaci\u00f3n de carbono y bi\u00f3xido de carbono.<\/p>\n Para el volumen del fuste se formaron secciones transversales de dos metros de largo, con un di\u00e1metro menor y mayor conocidos, calcul\u00e1ndose el volumen con la f\u00f3rmula de Smalian:<\/p>\n donde Vi<\/sub> es el volumen de las secciones intermediarias (m3<\/sup>); gi<\/sub><\/em> el \u00e1rea basal en la i-\u00e9sima posici\u00f3n (m2<\/sup>) y Li <\/sub><\/em>el largo de la secci\u00f3n en la i-\u00e9sima posici\u00f3n (dos metros).<\/p>\n Para obtener la biomasa de hojas, ramas y ramillas se utilizaron las siguientes ecuaciones tomadas de L\u00f3pez et al<\/em>. (2018):<\/p>\n Para la biomasa del fuste se utiliz\u00f3 esta ecuaci\u00f3n:<\/p>\n BF=Db * Vol fustal<\/em> *1,000<\/p>\n donde: BF<\/em> es la biomasa del fuste (kg); Db<\/em> es la densidad b\u00e1sica (g\/cm3<\/sup>) y Vol<\/em> fuste es el volumen fustal (m3<\/sup>).<\/p>\n La biomasa total del follaje se obtuvo a trav\u00e9s de la siguiente ecuaci\u00f3n:\u00a0<\/span><\/p>\n donde BT follaje<\/em> es la biomasa total del follaje (kg); PFT follaje<\/em> es el peso fresco total del follaje (kg); PSM follaje<\/em> el peso seco de la muestra del follaje (kg) y PfM follaje<\/em> el peso fresco de la muestra del follaje (kg).<\/p>\n La biomasa total \u00e1rbol se obtiene mediante la sumatoria de los pesos secos de cada componente (fuste, ramas, ramillas y hojas).<\/p>\n BT \u00e1rbol=BF+BT follaje+BT ramas+BT ramillas<\/em><\/p>\n donde BT \u00e1rbol<\/em> es la biomasa total \u00e1rbol (kg); BF<\/em>\u00a0 <\/span>la biomasa del fuste (kg); BT follaje<\/em> la biomasa total del follaje (kg); BT ramas<\/em> la biomasa total de ramas (kg) y BT ramillas<\/em> es la biomasa total de ramillas (kg).<\/p>\n Para estimar la densidad de la madera se cortaron tres submuestras de rodajas de diferentes secciones del fuste con un grosor de 15 cent\u00edmetros. Obteni\u00e9ndose en el toc\u00f3n en la parte media del fuste y la tercera rodaja en la parte alta del fuste. El material en estado verde se apil\u00f3 bajo techo y se acondicion\u00f3 hasta alcanzar 12% de contenido de humedad. A continuaci\u00f3n, se elaboraron las probetas definitivas, de 5 cm x 5 cm x 10 cm de longitud. Se sigui\u00f3 la metodolog\u00eda sugerida por las normas Copant 459; 460, 461 (Copant, 1972). La norma Copant 460 precisa el m\u00e9todo para la determinaci\u00f3n de humedad de la madera mediante la ecuaci\u00f3n siguiente:<\/p>\n en la que CH<\/em> es el contenido de humedad (%); Ph<\/em> el peso de la madera h\u00fameda (g); Po<\/em> el peso anh\u00eddro (secado en estufa) de la madera (g).<\/p>\n El m\u00e9todo para calcular la densidad de la madera se basa en la norma Copant 461; se aplicaron las siguientes relaciones:<\/p>\n donde Db<\/em> es la densidad b\u00e1sica (g cm3<\/sup>); Po<\/em> el peso anhidro (secado en estufa) de la madera (g) y Vv<\/em> el volumen verde de la probeta (cm3<\/sup>).<\/p>\n El factor de expansi\u00f3n de biomasa se calcul\u00f3 a partir de los datos de biomasa previamente estimados. Se utiliz\u00f3 la siguiente ecuaci\u00f3n para su c\u00e1lculo:<\/p>\n donde FEB<\/em> es el factor de expansi\u00f3n de biomasa; B total<\/em> la biomasa total (kg); y B fuste<\/em> la biomasa fuste (kg).<\/p>\n Para la determinaci\u00f3n de carbono de los componentes del \u00e1rbol (madera, corteza, hojas y ramas), se pulverizaron tres submuestras de cada componente en un molino marca Marathon Electric serie C20J020016. La concentraci\u00f3n de carbono total se determin\u00f3 con un equipo anal\u00edtico denominado Solids TOC Analyzer modelo 1020A de O\u00b7l\u00b7Analytical. \u00c9ste determina las concentraciones en muestras s\u00f3lidas mediante combusti\u00f3n completa, a una temperatura de 900\u00b0C. El factor de conversi\u00f3n de carbono (Norverto, 2006) es el porcentaje de carbono, en masa, que tiene la madera, es decir,\u00a0<\/span>carbono 50%; ox\u00edgeno 41%; hidr\u00f3geno 6%; nitr\u00f3geno 1% y cenizas 2%. Por tanto, la cantidad de carbono por tonelada de materia seca se aproxima a 500 kg (50%). Se calcul\u00f3 con la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n en la que C total<\/em> es el carbono total (ton); B<\/em> la biomasa (kg) y FCBC<\/em> el factor de conversi\u00f3n de biomasa a carbono.<\/p>\n Para cuantificar el carbono en los \u00e1rboles se efect\u00fao muestreo destructivo, se gener\u00f3 la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n C acumulado (tC\/\u00e1rbol)=[(Vcc*D*FEB)]*[(1.1)*FC]<\/em><\/p>\n La cuantificaci\u00f3n del bi\u00f3xido de carbono en los \u00e1rboles se efect\u00fao mediante muestreo destructivo, se gener\u00f3 la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n CO2<\/sub>\u00a0 <\/span>acumulado (tCO2<\/sub>\/\u00e1rbol)=[(Vcc*D*FEB)*((1.1)*FC)]*[FCO2<\/sub>]<\/em><\/p>\n donde Vcc<\/em> es el volumen con corteza del fuste, es decir, del tronco del \u00e1rbol sin considerar ramas ni ra\u00edces; D<\/em> la densidad de materia seca (g\/cm3<\/sup>) del \u00e1rbol reci\u00e9n cortado; FEB<\/em> el factor de expansi\u00f3n de biomasa, par\u00e1metro o funci\u00f3n que permite estimar el volumen a\u00e9reo del \u00e1rbol a partir de su volumen maderable, es decir, multiplicando el Vcc<\/em> por el FEB<\/em> obtendremos el volumen de todo el \u00e1rbol; Factor R<\/em> es la relaci\u00f3n entre biomasa a\u00e9rea y ra\u00edces; Factor FC<\/em> el factor de conversi\u00f3n de tonelada de materia seca (tms) a tonelada de Carbono (tC) y FCO2<\/sub><\/em> la proporci\u00f3n molecular para pasar de carbono (C) a bi\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>).<\/p>\n El volumen fustal de la plantaci\u00f3n de T. grandis<\/em> a los seis a\u00f1os de edad es de 73.90m3<\/sup>\/ha (tabla I), este resultado es inferior a lo reportado por Villavicencio (2015), quien determin\u00f3 un volumen de 80.16m3<\/sup>\/ha y un \u00e1rea basal de 17.58 m2<\/sup>\/ha, a los seis a\u00f1os de edad en Ecuador con la misma especie.<\/p>\n Tabla I. Variables dasom\u00e9tricas promedio de Tectona grandis establecida en Tizim\u00edn, Yucat\u00e1n.<\/p><\/div>\n La densidad b\u00e1sica de Tectona grandis<\/em> mostr\u00f3 valor promedio de 0.48 g\/cm3<\/sup> (tabla II), este resultado es inferior a lo\u00a0<\/span>reportado por Telles et al<\/em>. (2017), quienes determinaron una densidad b\u00e1sica de 0.59g\/cm3<\/sup> en una plantaci\u00f3n de 11 a\u00f1os de edad establecida en Nuevo Urecho, Michoac\u00e1n, y por Rodr\u00edguez et al<\/em>. (2014), quienes reportan un valor de 0.55 g\/cm3<\/sup> en plantaciones establecidas en Campeche.<\/p>\n Tabla II. Densidad de la madera de Tectona grandis<\/em>.<\/p><\/div>\n La biomasa de los componentes arb\u00f3reos y la biomasa total se presentan en la tabla III y en la figura 2, donde se puede observar que el fuste representa 46%, comparado con el resto de los componentes; caso diferente a lo reportado por L\u00f3pez (2018), quien encontr\u00f3 que el fuste de T. grandis<\/em> de 16 a\u00f1os representa 92% de biomasa total.<\/p>\n Tabla III. Biomasa promedio por componentes de \u00e1rboles de Tectona grandis.<\/em><\/p><\/div>\n Figura 2. Porcentaje de biomasa contenida en la estructura a\u00e9rea de T. grandis<\/em> (2011).<\/p><\/div>\n El resultado del factor de expansi\u00f3n de biomasa es superior a lo reportado por Orrala y Guiracocha (2007), quienes determinaron un FEB de 1.39. El resultado del FEB calculado en este estudio es de 2.14 y se encuentran dentro del rango de lo reportado para varias especies en bosques naturales y en plantaciones, tal como lo reporta Soliz (1998), en Bolivia, quien encontr\u00f3 un FEB de 2.5 para las especies evaluadas en un bosque subh\u00famedo estacional.<\/p>\n El factor de conversi\u00f3n de biomasa a carbono (tabla IV) es de 0.48%. Este resultado se encuentra dentro del rango reportado para diferentes especies del noreste de M\u00e9xico (Yamallel et al<\/em>., 2012).<\/p>\n Para la fijaci\u00f3n de carbono y bi\u00f3xido de carbono se presentan los valores de los par\u00e1metros del modelo ajustado, as\u00ed como sus indicadores de bondad de ajuste y nivel de confiabilidad (tablas IV y V).<\/p>\n Tabla IV. Valores estad\u00edsticos de los par\u00e1metros del modelo matem\u00e1tico evaluado en la cuantificaci\u00f3n del carbono acumulado en Tectona grandis.<\/em><\/p><\/div>\nRESUMEN<\/h4>\n
Palabras clave: biometr\u00eda forestal, cambio clim\u00e1tico, servicios ambientales, plantaciones forestales, Tectona grandis<\/em>.<\/h5>\n
ABSTRACT<\/h4>\n
Keywords: forest biometry, climate change, environmental services, forest plantations, Tectona grandis.<\/em><\/h5>\n
MATERIALES Y M\u00c9TODOS<\/h4>\n
![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Figura_1-1.png\")
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RESULTADOS Y DISCUSI\u00d3N\u00a0<\/span><\/h4>\n
![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Tabla_1-1.png\")
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<\/a>![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Figura_2.png\")
<\/a>![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Tabla_4.png\")
<\/a>R2<\/sup>adj<\/sub><\/em>=coeficiente de determinaci\u00f3n ajustado; SCE<\/em>=suma de cuadrado del error. CME<\/em>=cuadrado medio del error; \u03b2i<\/em>= par\u00e1metros estimados; REMC<\/em>=ra\u00edz del cuadrado medio del error; DW<\/em>=durbin Watson.<\/h5>\n
![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Tabla_4-1.png\")
<\/a>![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/Tabla_6.png\")
<\/a>