ESTIMACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL BOSQUE MUESTREO PERMANENTE

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1 Escuela Nacional de Ciencias Forestales Departamento de Investigación Forestal Aplicada Revista Técnico-Científica Tatascan. Volumen18, Numero ISSN ESTIMACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL BOSQUE DE Pinus oocarpa Schiede MEDIANTE PARCELAS DE MUESTREO PERMANENTE RESUMEN Dona Zamora López Cornelio Groothousen Johnny Pérez Núñez El estudio se realizó en las 32 parcelas de muestreo permanentes ubicadas en los sectores clasificados como productivos del Bosque Escolar de la Escuela Nacional de Ciencias Forestales (ESNACIFOR), donde la mayoría de las parcelas están ubicadas en zonas con Calidades de Sitio III y IV, las cuales se encuentran tanto en plantaciones como en bosque natural, bajo tres diferentes tipos de manejo. Se elaboraron modelos de crecimiento para generar tablas de rendimiento para Pinus oocarpa Schiede, se tomaron todas las mediciones realizadas desde el inicio del ensayo en 1978, en total 304 mediciones. Para calcular los modelos se tomó como variables dependientes el número de árboles por hectárea, el área basal por hectárea y el volumen por hectárea, y como variables independientes la edad y el índice de sitio. Se obtuvo un modelo por cada tipo de bosque y tratamiento, para cada variable dependiente, ajustando en total 16 modelos de crecimiento. Al comparar los tipos de bosque y los tratamientos mediante un análisis de varianza con los datos de campo a una edad de 20 años se concluye que en cuanto al volumen y el área basal los tratamientos difieren dentro de cada tipo de bosque. El número de árboles, al menos a esta edad, no presentó diferencias significativas. Palabras clave: Modelos de crecimiento, modelos de rendimiento, productividad.

2 ABSTRACT This study was conducted in the 32 permanent monitoring plots located in productive forests sectors of the School Forest of the Escuela Nacional de Ciencias Forestales (ESNACIFOR). Most of the plots are located in zones with Site Quality III and IV. The plots are in two types, plantations and natural forest, under three different types from forest management. Growth models were elaborated to generate tables of yield for Pinus oocarpa Schiede. All measurements were evaluated from the establishment of the plots in 1978 until 2005, with 304 consecutive measurements. I n order to calculate the models, the number of trees per hectare, the basal area per hectare, and the volume per hectare were taken as the dependent variables, and the age and the index of site were taken as the independent variables. A model per each forest type and treatment was obtained for each dependent variable, with a total of 16 fitting growth models. When comparing the data by forest types and treatments with an analysis of variance up to the age of 20 year old, the treatments were different among forest types in volume and basal area. The number of trees, at least to this age, did not present significant differences between treatments. Keywords: Growth models, yield models, forest productivity. Introducción La especie Pinus oocarpa es la más importante entre las 7 especies de pino presentes en Honduras, pues provee el 98% de la madera de aserrío cortada anualmente (Haufe, 1997), lo cual indica la necesidad de contar con modelos de crecimiento y rendimiento para dar un mejor manejo a los bosques de esta especie. En su hábitat natural, se desarrolla entre los 600 a los 1600 m de altitud, siendo la especie más común en Honduras. Se encuentra en los departamentos de Olancho, Yoro, Lempira, Ocotepeque, Copan, Santa Bárbara, Comayagua, Francisco Morazán, Choluteca, La Paz, Intibucá Cortes, y El Paraíso. El objetivo de este estudio fue determinar el rendimiento del bosque a partir de la información obtenida de las parcelas permanentes. Se realizó con las 32 parcelas de muestreo permanente ubicadas en el bosque de la Escuela Nacional de Ciencias Forestales (ESNACIFOR), las cuales se encuentran instaladas tanto en plantaciones como en bosque natural, bajo diferentes intensidades de raleo, así como las parcelas testigo.

3 MATERIALES Y MÉTODOS Descripción general del área Ubicación geográfica El bosque de la ESNACIFOR está situado en los municipios de El Rosario y Siguatepeque, Departamento de Comayagua, en donde se encuentran 29 parcelas de investigación (Figura1) y tres en otros 2 sitios, (dos atrás del vivero y una en la Estación Experimental San Juan, estas no aparecen en la figura anterior), ambos propiedad de la ESNACIFOR, haciendo un total de 32 unidades de muestreo de Pinus oocarpa. Características del sitio Presenta topografía muy ondulada que fluctúa de 0 a 40%, con rangos de elevación de msnm. La temperatura varía desde los 15 hasta los 30 grados Celsius y la precipitación media anual oscila de 1000 a 1500 mm, con una humedad relativa del 71%. Figura 1. Mapa de de las Establecimiento del ensayo en el área de estudio Los rodales se establecieron desde 1950 hasta 1986, y los ensayos de las parcelas permanentes se instalaron desde 1978 hasta el En el Cuadro 1 se presenta informa- ción relacionada con las parcelas; su instalación se realizó tanto en el bosque natural como en plantaciones, con dos diferentes tratamientos de raleo y en parcelas testigo. Los tratamientos de raleo consistieron en dos tipos de raleo suave, en uno se raleo un 20% (T20) y en el otro un 30% (T30) del porcentaje de área basal. Cuadro 1. Resumen de las PMP ubicadas en el área de estudio. Responsable Año Número de parcelas Cantidad (Tamaño ha) Valdez, M (0.1) Jelvez, M (0.1950), (0.1679), (0.2) Ferreira, O (0.1), (0.2), (0.16) Ferreira, O (0.1) Cornelio, G.; Chirinos, J (0.1543) Padilla, E (0.2) Padilla, E (0.2) Dasonomía III (0.12), (0.1225) Cornelio, G (0.1539), (0.1138), (0.1940) Taller PMP (0.1) Total 32 Fuente: Programa PMP 2K+ (Calderón y Groothousen, 2005).

4 La Figura 2 muestra la distribución de parcelas por tipo de bosque y tratamiento, notándose que el tratamiento testigo en los dos tipos de bosque tiene la mayor cantidad de parcelas. La Figura 3 muestra el número de mediciones realizadas por cada tratamiento en los dos tipos de bosque. Figura 2. de por tipo de y Figura 3. por tipo de de que y Distribución de datos por clase de edad y sitio En el Cuadro 2 se indica el detalle de la distribución de las mediciones, las cuales están establecidas en la mayoría de las calidades de sitio, con 2.6% en sitio V, 49% sitio IV, 37.5% sitio III y 10.9% sitio II, tomando cada medición como una parcela. Las clases de edad más representativas en las parcelas son las de: 15, 20, y 25 años. Cuadro 2. Distribución de datos de todas las mediciones por clase de sitio y edad Edad Límite Indice de Sitio Inferior Superior Total % Total % Calidad de Sitio V IV III II I

5 La Figura 4 muestra el número de mediciones por tipo de bosque y calidad de sitio. Se identifica que en plantación se encuentran 4 calidades de sitio (II, III, IV, V) y para bosque natural solo tiene las calidades de sitio III y IV. Figura 4. Distribución de por tipo de y Las Figuras 5 y 6 muestran los tratamientos por calidad de sitio, para plantaciones y bosque natural respectivamente; en plantación para el tratamiento 30% de raleo tiene las dos calidades extremas (II, V), así mismo se aprecia que la calidad de sitio mas representativa es el sitio calidad IV. Para bosque natural las calidades de sitio que presenta en todos los tratamientos son la III y IV; solo el tratamiento testigo tiene las dos calidades de sitio. En este bosque el sitio III es el más representativo. Figura 5. Distribución de mediciones por sitio en los tratamientos, en plantaciones.

6 Figura 6. Distribución de por sitio los en RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Método de inventario Todos los árboles de cada parcela están seña- lados con un número y con una marca de medición a la altura de 1.3 metros sobre el nivel del suelo, con pintura blanca. Generalmente cada dos años se realiza una nueva medición de las parcelas, tomando las variables de DAP de todos los árboles y altura total de una muestra sistemática. La Figura 7 muestra la numeración de árboles en las parcelas permanentes. Fuente: Material del curso sobre el programa PMP 2k+ (Calderón, Groothousen, 2005). Materiales para el inventario: Cinta métrica, GPS, cinta diamétrica, hipsómetro, tablero y hoja de campo. PROCESAMIENTO DE LOS DATOS Altura Con el programa MSEXCEL se calculó la altura de los demás árboles ajustando una regresión mediante el método de mínimos cuadrados. La que mejor se ajustó fue la regresión logarítmica y lo mismo se hizo para las mediciones restantes de cada parcela. Se ajustó una regresión por cada medición, realizando 304 regresiones para ajustar las alturas del bosque natural y las plantaciones. Figura 7. Ilustración de la numeración de los árboles en una parcela permanente. Fuente: Material del curso sobre el programa PMP 2k+ (Calderón, Groothousen, 2005).

7 Fórmula 1. Fórmula de la regresión logarítmica H = a + b (Ln AP) Donde: H Ln de DAP a y b = Altura total, en metros = Logaritmo natural del diámetro a la altura del pecho = Coeficientes de la regresión Área basal Se calculó el área basal por árbol, que posteriormente se sumo para obtener el área basal por parcela, luego está se proyectó a la hectárea mediante el factor de conversión correspondiente. Fórmula 2. Fórmula para el cálculo de área basal Donde: AB = área basal, en metros cuadrados por árbol DAP = Dap a la altura del pecho, en metros = valor constante = Volumen Para el cálculo del volumen por parcela se utilizo la fórmula elaborada para la zona central de Honduras. Con el factor de conversión correspondiente, se calculó el volumen por hectárea. Fórmula 3. Fórmula para el cálculo de volumen Donde: V = D 2 H V D H = Volumen total sin corteza, en metros cúbicos = Diámetro a la altura del pecho, en centímetros = Altura total, en metros.

8 Estimación de la tabla de rendimiento Para obtener los modelos de rendimiento se usaron como variables dependientes el volumen por hectárea, área basal por hectárea y el número árboles por hectárea; como variables independientes el índice sitio, y la edad. Se probaron nueve diferentes modelos por origen y tratamiento. En total se generaron 99 modelos. El ajuste de los modelos se realizó con el programa estadístico SAS. En total fueron seis tratamientos, y los cálculos se hicieron para las tres variables dependientes definidas. Por cada combinación de tratamiento se escogió el mejor modelo, dando como resultado 16 modelos debido a que en dos tratamientos ninguno de los modelos probados se ajustó, esto sucedió en la plantación al 20% de raleo para la variable área basal y en la plantación testigo para la variable número de árboles por hectárea. En los Cuadros 3, 4 y 5 se muestran los modelos seleccionados por tipo de bosque y por tratamiento. Cuadro 3. Modelos seleccionados para volumen por hectárea Tipo de bosque Tratamiento Modelo Bosque natural Raleo 20 % Ln V = a + b*(e) Bosque natural Raleo 30% Ln V = a + b*(e) Bosque natural Testigo Ln V = a + b (E)+c(Ln E)+d(Ln S) Plantación Raleo 20% Ln V = a + b* (E) Plantación Raleo 30 % Ln V = a + b *(1/E)+c (Ln S) Plantación Testigo Ln V =a + b(e)+c (Ln E)+d (Ln S) Cuadro 4. Modelos seleccionados para área basal por hectárea Tipo de bosque Tratamiento Modelo Bosque natural Raleo 20 % Ln AB = a + b(e) Bosque natural Raleo 30 % Ln AB = a + b(e) Bosque natural Testigo Ln AB = a + b(e)+c(ln E)+d (Ln S) Plantación Raleo 20 % Ningún modelo se ajustó Plantación Raleo 30% Ln AB = a + b(1/e)+c ( Ln S) Plantación Testigo Ln AB = a + b(e)+c(ln E)+d (Ln S) Cuadro 5. Modelos seleccionados para número de árboles por hectárea Tipo de bosque Tratamiento Modelo Bosque natural Raleo 20 % Ln N = a + b(e) Bosque natural Raleo 30 % Ln N = a + b(e) Bosque natural Testigo Ln N = a + b(e)+c(s) Plantación Raleo 20% Ln N = a + b(e) Plantación Raleo 30% Ln N = a + b(ln E)+c(S) Plantación Testigo Ningún modelo se ajustó

9 Donde: V = Volumen en metros cúbicos por hectárea Ln V = Logaritmo natural del volumen en metros cúbicos por hectárea AB = Área basal en metros cuadrados por hectárea Ln AB = Logaritmo natural del área basal por hectárea N = Número de árboles por hectárea Ln N = Logaritmo natural del número de árboles por hectárea a, b, c, d = Coeficientes del modelo E = Edad en años S = Índice de sitio en metros Cálculo del rendimiento a 20 años por tipo de bosque y por tratamiento Para calcular el rendimiento a 20 años, se tomaron 31 parcelas que difiere del total, debido a que la parcela 186 del bosque natural testigo no tiene medición a esa edad. El número de parcelas por tipo de bosque y tratamiento se muestra en el Cuadro 6. Cuadro 6. Número de parcelas por tipo de bosque y tratamiento para el cálculo del rendimiento a 20 años. Tipo de bosque Tratamiento Testigo T20 T30 Total Plantación Natural Total Se tomó al tipo de bosque como el Factor 1, con dos niveles (natural, plantación) y los tratamientos como el Factor 2 con tres niveles (Testigo, T20, T30) bajo un diseño completamente al azar desbalanceado en arreglo factorial 2x3, considerando al índice de sitio como covariable. Las variables analizadas fueron el volumen (m 3 /ha), el área basal (m 2 /ha) y el número de árboles por hectárea. En el programa SAS se realizaron los cálculos de análisis de varianza para determinar la significancia entre los factores y la interacción entre los niveles de los factores. Se uso un nivel de significancia del 5% para todas las pruebas. RESULTADOS Condición de las parcelas ubicadas en el bosque ESNACIFOR Se analizó la base de datos de las PMP y se encontró que en bosque natural el 37 % de los árboles han desaparecido y un 24.4% en plantación desde su instalación hasta la actualidad. Las causas de la desaparición se muestran en el Cuadro 7 en porcentajes. De las mismas, 4 parcelas han sido cortadas totalmente, las cuales fueron la 181, 183, 184, y 230, todas estas correspondían al bosque natural.

10 Cuadro 7. Causas de la desaparición de árboles en las PMP en porcentaje. Condición Total (%) Derribado por el viento 10.9 Muerte natural 27.3 Raleo 43.2 Corte clandestino 15.3 Muerte por incendio 2.1 Muerte por gorgojo 0.9 Corte de aprovechamiento 0.1 Otros 0.2 Total En los Cuadros del 8 al 13 se presentan los modelos de mejor ajuste encontrados por tipo de bosque y tratamiento para cada variable de respuesta. Coeficientes de los modelos de crecimiento en bosque natural raleado al 20% Modelo semilogarítmico Modelo semilogarítmico Modelo semilogarítmico Ln V = a + b (E) Ln AB = a + b (E) Ln N = a + b (E) Cuadro 8. Coeficientes de los modelos por variable, en bosque natural raleado al 20 %. Variable Coeficiente a Coeficiente b R2 Sxy CV Volumen Área basal Número de árboles Coeficientes de los modelos de crecimiento en bosque natural raleado al 30% Modelo semilogarítmico Modelo semilogarítmico Modelo semilogarítmico Ln V= a + b (E) Ln AB = a + b (E) Ln N = a + b (E) Cuadro 9. Coeficientes de los modelos por variable en bosque natural raleado al 30 %. Variable Coeficiente a Coeficiente b R2 Sxy CV Volumen Área basal Número de árboles

11 Coeficientes de los modelos de crecimiento en bosque natural testigo Modelo Groothousen modificado Ln V = a + b (E)+ c (Ln E) + d (Ln S) Modelo Groothousen modificado Ln AB = a + b (E)+c (Ln E) + d (Ln S) Modelo semilogarítmico múltiple Ln N = a + b (E) + c (S) Cuadro 10. Coeficientes de los modelos por variable en bosque natural testigo. Variable Coef. a Coef. b Coef. c Coef. d R2 Sxy CV Volumen Área basal Número árboles Coeficientes de los modelos de crecimiento en plantación raleada al 20% Modelo semilogarítmico Modelo semilogarítmico Ln V= a+b (E) Ln N = a+b (E) Cuadro 11. Coeficientes de los modelos por variable en plantación raleada al 20%. Variable Coeficiente a Coeficiente b R2 Sxy CV Volumen Número de árboles Coeficientes de los modelos de crecimiento en plantación raleada al 30% Modelo de Bennet Modelo de Bennet Modelo de Clutter Ln V =a+b (1/E)+c(S) Ln AB = a+b (1/E)+c(S) Ln N = a+b (Ln E)+c(S) Cuadro 12. Coeficientes de los modelos por variable en plantación raleada al 30%. Variable Coef. a Coef. b Coef. c R2 Sxy CV Volumen Área basal Número de árboles Coeficientes de los modelos de rendimiento en plantación testigo Modelo de Groothousen modificado Ln V = a + b (E)+c (Ln E)+d (Ln S) Modelo de Groothousen modificado Ln AB = a + b (E)+c (Ln E)+d (Ln S)

12 Cuadro 13. Coeficientes de los modelos por variable en plantación testigo. Variable Coef. a Coef. b Coef. c Coef. d R2 Sxy CV Volumen Área basal Tabla de rendimiento en volumen por tratamiento y tipo de bosque. Los cálculos de la tabla de rendimiento se hicieron con los modelos de mejor ajuste, y corresponden al volumen por cada clase de sitio. También se calcularon los incrementos medios (IMA) y corrientes anuales (ICA) (Cuadros 14 al 19). Cuadro 14. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Bosque natural al 20% de raleo. Edad (años) Volumen (m3/ha) IMA (m3/ha) ICA (m3/ha) Cuadro 15. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Bosque natural al 30% de raleo. Edad (años) Volumen (m3/ha) IMA (m3/ha) ICA (m3/ha)

13 Cuadro 16. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Bosque natural testigo. Calidad de sitio Calidad de Sitio Edad (años) Volumen IMA ICA IMA ICA Metros cúbicos por hectárea Cuadro 17. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Plantación 20% de raleo. Edad Volumen IMA ICA (años) Metros Cúbicos por Hectárea

14 Tabla 18. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Plantación 30% de raleo. Calidad de sitio Calidad de sitio Edad (años) Volumen IMA ICA IMA ICA Metros Cúbicos por Hectárea Cuadro 19. Tabla de rendimiento en volumen por hectárea. Plantación testigo Calidad de sitio Calidad de sitio Edad (años) Volumen IMA ICA IMA ICA Metros Cúbicos por Hectárea

15 Volumen en metros cúbicos por hectárea a los 20 años. De acuerdo al análisis de varianza para el volumen, el tipo de origen (natural y plantación) presenta diferencias significativas (p = 0.008) y la interacción (p = ). La plantación siempre presentó los mayores volúmenes, a excepción del tratamiento testigo, donde es igual al bosque natural (Figura 8). Figura 8. Gráfico de promedios del volumen (m 3 /ha) por tipo de bosque y tratamiento. Área basal en metros cuadrados por hectárea a los 20 años. El rendimiento en área basal tiene el mismo comportamiento que el volumen; en todas las fuentes de variación presenta diferencias significativas, en particular la interacción (p = ), lo cual indica que hay diferencia entre plantación y bosque natural y entre tratamientos dentro de cada tipo de bosque. El tratamiento que presenta mayor producción es el tratamiento al 20 % de raleo en plantación (Figura 9). Figura 9. Gráfico de promedios en área basal (m 2 /ha) por tipo de bosque y tratamiento.

16 Número de árboles por hectárea a 20 años. El número de árboles por hectárea no presenta diferencias significativas en ninguna fuente de variación estudiada. El comportamiento de los tratamientos es igualen los dos tipos de bosque (Figura 10). Figura 10. Gráfico de árboles por hectárea promedio, por tipo de bosque y tratamiento. No hay diferencias debido a la variabilidad de la distribución de árboles por parcela, además el análisis se hizo a la edad de 20 años donde algunas parcelas no habían sido raleadas, por tanto se comportan como testigos a esa edad. Otro factor importante es que el número de árboles iniciales no era homogéneo. DISCUSIÓN Bosque natural Para todos los tratamientos de bosque natural los modelos que tienen mayor coeficiente de determinación o ajuste son los de la variable volumen. Donde se presentó el mejor ajuste fue en el tratamiento con 30% de raleo con un modelo semilogarítmico. Plantación Siempre la variable que mejor ajuste presentó fue el volumen, excepto en la plantación raleada al 20 % y el más alto fue en la plantación testigo, con un coeficiente de determinación de

17 CONCLUSIONES Bosque natural al 20% de raleo En bosque natural al 20% de raleo el modelo seleccionado fue el semilogarítmico en volumen, la ecuación fue la siguiente: Esta no toma en cuenta la variable Índice de Sitio. Bosque natural al 30 % de raleo Para volumen, área basal y número de árboles el modelo seleccionado corresponde al semilogarítmico, la variable que presentó mejor coeficiente de determinación fue el volumen y su modelo fue el siguiente: Bosque natural testigo El bosque natural testigo presentó modelos con coeficientes de determinación aceptables en las tres variables para el modelo de Groothousen modificado. Para el volumen la ecuación fue la siguiente: Plantación 20 % de raleo Para plantación al 20% de raleo sólo se ajustaron modelos para la variable volumen y número de árboles por hectárea y el modelo seleccionado fue el semilogarítmico. La ecuación resultante para volumen fue la siguiente: Plantación al 30% de raleo Para este tratamiento el modelo que mejor se ajustó fue el de Bennet para volumen y área basal. Para número de árboles el que mejor ajustó fue el de Clutter. La ecuación para volumen fue la siguiente: Plantación testigo Para la plantación testigo no se encontró un modelo que ajustara para el número de árboles. Para volumen la ecuación fue la siguiente:

18 Rendimiento a 20 años por tipo de bosque y por tratamiento El tipo de bosque que presento los mayores valores en cuanto al volumen (m 3 /ha) y al área basal (m 2 /ha) a los 20 años fue el de plantaciones tratadas con un raleo al 20%. En cuanto al número de árboles por hectárea, se concluye que los tres tratamientos son iguales en los dos tipos de bosque. Bibliografía HAUFE, J Informe final del proyecto de investigación modelada de crecimiento y rendimiento en rodales puros de Pinus oocarpa Schiede en bosques naturales de Honduras. Siguatepeque Honduras. 42 p. CALDERON, A. y GROOTHOUSEN, C Taller de parcelas de muestreo permanente (PMP) versión 2K+. Siguatepeque, Honduras. GROOTHOUSEN, C. y ALVARADO, C Las parcelas de muestreo permanente: bases para estudios de crecimiento y rendimiento en Bosques de Honduras. Siguatepeque, Honduras. 84 p. JELVEZ, A Parcelas permanentes en plantaciones Bosque ESNACIFOR. Siguatepeque, Honduras.