Ciencias ambientales / Environment Sciences
Cienc Tecn UTEQ (2019) 12(2) p 85-92 ISSN 1390-4051; e-ISSN 1390-4043
Estructura y estimación del carbono acumulado en el estrato arbóreo de un bosque
siempreverde de tierras bajas: Caso Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio,
Sucumbíos, Ecuador
Structure and estimation of accumulated carbon in the tree stratum of an evergreen lowland forest; Case of
the Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio, Sucumbíos, Ecuador
Manuel Cabrera Quezada1*, Edison Segura Chávez1, Federico Sinche Chele1, Leandro Maldonado Ortiz1, Jenifer Tierres
Mayorga2
1 Departamento de Ciencias de la Vida, Universidad Estatal Amazónica. Sucumbíos. Ecuador.
2 Programa de Maestría en Silvicultura, Universidad Estatal Amazónica.
*Correspondencia: mcabrera@uea.edu.ec; esegura@uea.edu.ec; fl.sinchech@uea.edu.ec; lp.maldonadoo@uea.edu.ec;
jc.tierresm @uea.edu.ec
Rec.: 01.05.2019. Acept.: 02.11.2019.
Publicado el 30 de diciembre de 2019
Resumen
Abstract
l presente estudio se enfocó en determinar la
he present study focused on determining forest
E
estructura y estimación del carbono acumulado
T
structure and carbon aboveground storage of a forest
en el estrato arbóreo del bosque del Parque Ecológico
from the Northern Ecuadorian Amazon. The study site
y Recreacional Lago Agrio (PERLA) situado en la
was located at the “Parque Ecologico y Recreacional
Provincia de Sucumbíos Cantón Lago Agrio Parroquia
Lago Agrio (PERLA)” in Lago Agrio, Sucumbíos in
Nueva Loja. Para lo cual se establecieron10 transectos
Ecuador. We established 10 study transects at 500 m2 to
de 500m2 se tomó datos de todos los individuos ≥ 10
measure trees from the site with dbh (mean diameter at
cm de D1,30m. Se determinó características estructurales
breast height) ≥ 10 cm (D1, 30m). On the trees surveyed,
del bosque como índice de valor de importancia (IVI),
we measured the importance index value (IVI), alpha
índice de diversidad de alfa, biomasa almacenada
diversity index, and tree aboveground biomass using
mediante modelos alométricos para bosques tropicales.
allometric models reported for tropical forests. We
Se registraron un aproximado de 672 individuos ha-1
reported 672 trees ha-1 taxonomically ranked within 25
agrupados en 25 familias, 35 géneros y 42 especies.
families, 35 genera and 42 species. The results showed
Las especies con mayor IVI fueron: Guarea kunthiana,
that species with the higher IVI index values included
Inga spp, Nectandra guadaripo, Pourouma minor,
Guarea kunthiana, Inga spp, Nectandra guadaripo,
Chrysophyllum argenteum, el estrato superior está
Pourouma minor, Chrysophyllum argenteum; while,
representado por Pourouma minor Vochysia ferruginea
for the upper arboreal composition the species
y Dussia lehmannii. La diversidad florística de estrato
included Pourouma minor Vochysia ferruginea y
arbóreo es de 1,392 bits, debido principalmente a la
Dussia lehmannii. Furthermore, the alpha diversity
baja uniformidad en la distribución de los individuos en
index for the arboreal composition was 1,392 bits, we
cada especie. La biomasa aérea arbórea se correlacionó
thought that this was due to the lack of uniformity in
fuertemente con el DAP. Se pudo determinar que en la
the species distribution within the site. The results also
actualidad el bosque acumula 271.5 Mg ha-1 de biomasa
showed a strong correlation between tree biomass and
y 135.8 Mg ha-1 de carbono, mostrando una relación
DBH values (p < 0.001; R2 ≥ 0.92). Finally, our results
de dependencia (p < 0.001 - R2 ≥ 0.92) entre DAP y
showed that the forest at the PERLA site had 271.5 Mg
biomasa.
ha-1 aboveground biomass and 135.8 Mg ha-1 carbon
storage.
Palabras clave: Estructura forestal, carbono
almacenado, Amazonía ecuatoriana.
Keywords: Forest structure, carbon stored,
Ecuadorian Amazon.
85
Cabrera et al., 2019
Introducción
Materiales y métodos
os bosques constituyen ecosistemas únicos debido
l Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio
L
a su diversidad estructura y atributos ecológicos.
E
(PERLA) está situado en la ciudad de Nueva Loja,
Sin embargo, debido a su importancia cuantitativa y
Cantón Lago Agrio, en la provincia de Sucumbíos,
cualitativa, cualquier tipo de perturbaciones genera daños
Región Amazónica del Ecuador; tiene un total de
ambientales a los componentes relacionados afectando
110 hectáreas de las que 90 son de bosque nativo
a los ciclos biogeoquímicos entre ellos al de carbono
(GADMLA, 2015). Según el Sistema de Clasificación
(Wang et al., 2014), el cual se lleva a cabo mediante
de Ecosistemas del Ecuador Continental
(MAE,
procesos fotosintéticos de los árboles y la fijación del
2013), el PERLA está dentro del ecosistema bosque
dióxido de carbono (CO2) especialmente en su biomasa
siempreverde de tierras bajas del Aguarico-Putumayo-
y luego transferido al mantillo en descomposición y por
Caquetá (BsTa01); aquí la temperatura oscila entre 29.4
ende al suelo, lo cual viene a constituir reservorios de
°C a 28°C, con una precipitación promedio mensual
carbono.(Vásquez & Arellano, 2012)
de 435 mm. (INAMHI, 2017). Geográficamente se
Los bosque tropicales tienen una alta producción de
encuentra ubicado entre las siguientes coordenadas:
biomasa y representan una fracción significativa de las
Cuadro 1. Ubicación geográfica del área de estudio.
existencias totales de carbono y nutrientes
(Brown et
al., 1995; Phillips et al., 1998; Pan et al., 2011). Paralelo
Id
Latitud
Longitud
Altitud
a esto, estimar las reservas de biomasa de los bosques es
1
12295 N
287465E
una herramienta útil para valorar la cantidad de carbono
290 -m s.n.m.
2
13434 N
288143 E
que se almacena en las estructuras vivas en un momento
3
13553N
284898 E
dado, razón contundente para realizar estimaciones de
4
11724N
285282E
biomasa en bosques tropicales.
En el Ecuador el tema de cambio climático ha sido
abordado y concertado con distintos sectores dentro de la
Registro de datos
política nacional donde la caracterización y evaluación
Para determinar las características estructurales
de los ecosistemas boscosos es una prioridad, por lo
de la comunidad arbórea y estimación del carbono
que la caracterización y valoración de sus servicios
acumulado. Se establecieron unidades de muestreo
ecosistémicos como el carbono almacenado es un tema
cuantitativo (10) en bosque nativo mediante transectos
relevante (MAE, 2013)
de (10 m. x 50 m.), acorde a la metodología propuesta
Sin embargo, a pesar de que en la actualidad
Lozano et al., (2013). Cada una de las unidades de
existen muchos inventarios ecológicos cuantitativos la
muestreo separadas una de otra, en intervalos de 100 m.
complejidad de la estructura y extensión del territorio
lineales, dentro cada unidad se estableció inicialmente
de la Amazonía norte del Ecuador amerita mayores
el eje central y se tomaron cinco metros a cada lado
estudios como insumo para emprender en actividades
para ubicar y registrar a los individuos con DAP1,3m ≥ 10
de valoración de bienes y servicios, así como evaluar
cm., se contabilizó y se identificó las especies en campo
las reservas forestales de carbono y emisiones a la
con ayuda de botánicos de la zona y especialistas
atmosfera por actividades de deforestación, degradación
forestales del Ministerio del Ambiente, se colectaron
o cambio de uso, así como las implicaciones que pueda
por duplicado ejemplares botánicos que no pudieron ser
tener. (Malhi & Grace, 2000)
reconocidas en el sitio, los cuales fueron procesados y
Dada la relevancia de los ecosistemas boscosos
herborizados (Lot & Chiang 1986), se identificaron las
como reguladores del cambio climático, además de la
muestras con el apoyo de literatura especializada, base
importancia para la comunidad local, características
de datos de páginas web especializadas (Tropico, 2019).
particulares del bosque, escasez de estimaciones de
biomasa en el área y la función que cumple, se realizó el
Análisis de la información - estructura
presente estudio donde se presentan datos descriptivos
Con objeto de describir la estructura vertical
de la estructura, composición de las especies más
del bosque se elaboraron histogramas de frecuencia
importantes ecológicamente, estimación del carbono
por categoría de altura. La información del DAP de
acumulado en el estrato arbóreo y relaciones de
los individuos censados se organizó por categoría
dependencia entre DAP
(variable independiente) y
diamétrica de 10 cm de amplitud. Se calculó el volumen
biomasa (variable dependiente)
de la masa forestal de todos los individuos censados,
usando la fórmula planteada por (Aguirre, 2004)
86
Ciencia y Tecnología. 2019. 12(2):85-92
Estructura y estimación del carbono acumulado en el estrato arbóreo de un bosque siempreverde de tierras bajas: Caso
Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio, Sucumbíos, Ecuador
para la estimación de la biomasa aérea en árboles
evaluados. La fórmula aplicada fue:
Dónde:
V= volumen (m3);
Y = ρ x exp[1.499 + 2.148 ln(D1,3m) +0.207 (ln(D1,3m))2
G = área basal (m2);
- 0.0281(D1,3m))3]
H = altura total (m) y
f = factor de forma (0,7)
Donde:
Y= Biomasa de carbono
El área basal (AB) de los árboles se obtuvo con la
ρ = Gravedad específica de madera de la especie en g/
fórmula siguiente
cm3
D1,3m = Diámetro a la altura del pecho ≥ 10cm
La estructura fue descrita mediante el índice de
La gravedad específica de la madera fue obtenida
valor de importancia (IVI) desarrollado principalmente
de la lista de densidades de maderas de la FAO (Zanne
para jerarquizar la dominancia de cada especie. El valor
et al., 2009). Para convertir los datos de la biomasa a
de este índice se lo obtuvo mediante la sumatoria de la
carbono se multiplicó por el factor de conversión 0,5
frecuencia relativa, la densidad relativa y la dominancia
propuesto por el Grupo Intergubernamental de Expertos
relativa. Cottam & Curtis (1956) En base a las siguientes
sobre el Cambio Climático (IPCC) (Penman, 2003). Se
fórmulas:
determinó y representó gráficamente la especie botánica
que almacenan la mayor cantidad de biomasa en el
bosque, Con esta información se generaron modelos
alométricos con base a las relaciones entre DAP (variable
independiente) y biomasa (variable dependiente) para
establecer relaciones de dependencia.
Resultados y discusión
Estructura del bosque
Se contabilizaron 672 individuos/ha., que totalizan
un área basal de 39,38 m2/ha. y un volumen de 255.3 m3
ha-1 Los árboles se agruparon en 11 clases diamétricas,
Con el propósito de conocer que tan homogéneo o
las tres primeras que van desde (≥10cm - 35.3 cm) son
heterogéneo es el bosque, se calculó la diversidad alfa
más abundantes (84.5 %). La curva de tendencia de la
del bosque mediante el Índice de Shannon-Wiener que
distribución diamétrica es en “J” invertida (Figura 1) es
expresa la uniformidad de los valores de importancia a
decir está formada por individuos jóvenes y delgados,
través de todas las especies de la muestra (Magurran,
existen escasos individuos con diámetros > 60 cm que
1988; Krebs, 1999). Se lo calculó de acuerdo a la
se encuentran dispersos, evidenciando que la comunidad
siguiente fórmula
arbórea estudiada es auto regenerativa y en proceso de
desarrollo con tendencia al crecimiento y productividad
de biomasa confirmando la abundancia de latizales
bajos (tallos leñosos < 10 cm DAP1,30m.) lo cual implica
actualmente un alto número de individuos con diámetros
Donde:
pequeños que van paulatinamente reclutándose en las
S = Número de especies (riqueza de especies)
clases diamétricas mayores y que garantizan el futuro
Pi = Proporción de individuos de la especie i respecto al
del bosque y en consecuencia la captura de carbono
total de individuos (es decir la abundancia relativa de la
(Arruda et al., 2011; Hernández-Stefanoni, et al., 2011).
especie i= ni/N
De las especies que conforman la vegetación,
ni = Número de individuos de la especie
las más abundantes están representadas por Guarea
N = número de todos los individuos de todas las especies
kunthiana, Nectandra guadaripo, Inga spp., Miconia
sp., Chrysophyllum argenteum que representan el 46,4
Carbono almacenado en la biomasa de arbórea
% del número total de individuos. Licania glauca,
a estimación de la biomasa del estrato arbóreo
Caryodendron orinocensis, Chrysophyllum argenteum
L
se basó en métodos no destructivos. Se utilizó la
son las especies menos abundantes cada una con poco
fórmula alométrica propuesta por (Chave et al., 2005)
más del 0.3% del total de individuos.
Ciencia y Tecnología. 2019. 12(2):85-92
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Cabrera et al., 2019
Figura 1. Distribución diamétrica del área de estudio. PERLA, Lago Agrio, 2019
Cuadro 2. Parámetros ecológicos de las 10 especies más importantes de estrato arbóreo
Especie
AbR (%) DmR (%)
Fr
% IVI %
Guarea kunthiana A.Juss.
15.17
14.33
6.54
12.02
Inga sp.
11.01
8.53
5.88
8.48
Nectandra guadaripo Rohwer
11.60
6.71
5.88
8.07
Pourouma minor Benoist
3.2
7.03
3.92
4.74
Chrysophyllum argenteum Jacq.
4.17
2.68
4.58
3.81
Virola elongata (Benth.) Warb.
3.27
3.52
3.92
3.57
Virola duckei A.C. Sm
3.27
4.51
2.61
3.47
Simarouba amara Aubl.
2.98
3.32
3.27
3.19
Miconia sp.
4.46
2.18
2.61
3.08
Bactris spp.
2.68
1.68
4.58
2.98
AbR = Abundancia relativa; DmR = Dominancia Relativa; Fr= Frecuencia Relativa; IVI= Índice de Valor de
Importancia
Las especies ecológicamente más importantes (IVI)
en el ecosistema evaluado. El Índice de Diversidad de
(Cuadro 2), son: Guarea kunthiana (12.02%), Inga
Shannon-Wiener se observa que la diversidad florística
sp. (8.48%), Nectandra guadaripo (8.07%) debido al
es de
1,392 bits que significa una diversidad baja
número de individuos presentes en el bosque, a su patrón
según Valle, (2001). Debido principalmente a la baja
de distribución espacial y área ocupada. Las especies
uniformidad en la distribución de los individuos en cada
ecológicamente menos importantes están representadas
especie.
por Cabralea canjerana
(0.38%), Caryodendron
orinocensis (0.47%), Licania glauca (0.48%), y Croton
Biomasa y carbono acumulado en el estrato arbóreo
lechleri (0.51%) que presentan una tendencia notable de
De acuerdo a los datos analizados en el estrato arbóreo
baja abundancia dominancia y frecuencias relativas.
del PERLA con D1,30m ≥10cm, existen almacenados
En el Cuadro 2 se presenta los resultados de los
271.5 Mg ha-1 de biomasa. Estos valores son comunes
parámetros ecológicos e índice de valor importancia
para Bosques amazónicos (Baker et al., 2004; Unger,
(IVI) de las 10 especies más importantes del área de
Homeier, & Leuschner, 2012). De acuerdo al análisis
estudio.
de (Keeling & Phillips, 2007) en ecosistemas boscosos
estos valores no suelen ser mayores a 350 Mg ha-1. Sin
Diversidad alfa del bosque
embargo, estos datos obtenidos en el presente estudio
El Cuadro 3 indica los datos de riqueza y abundancia son conservadores pues se analizó la capacidad de
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Ciencia y Tecnología. 2019. 12(2):85-92
Estructura y estimación del carbono acumulado en el estrato arbóreo de un bosque siempreverde de tierras bajas: Caso
Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio, Sucumbíos, Ecuador
Cuadro 3. Índice de diversidad de Shannon-Weaver. PERLA, Lago Agrio, 2019
Especie
Ind/sp.
pi
log pi
pi*logpi
Guarea kunthiana A.Juss.
51
0.15
-0.82
-0.124
Inga spp.
37
0.11
-0.96
-0.106
Nectandra guadaripo Rohwer
39
0.12
-0.94
-0.109
Pourouma minor Benoist
11
0.03
-1.48
-0.049
Chrysophyllum argenteum Jacq.
14
0.04
-1.38
-0.058
Virola elongata (Benth.) Warb.
11
0.03
-1.48
-0.049
Virola duckei A.C. Sm
11
0.03
-1.48
-0.049
Simarouba amara Aubl.
10
0.03
-1.53
-0.045
Miconia sp.
15
0.04
-1.35
-0.060
Bactris spp
9
0.03
-1.57
-0.042
Sloania grandiflora J.E. Smith
11
0.03
-1.48
-0.049
Castilla tunu Hemsl.
7
0.02
-1.68
-0.035
Jacaratia spinosa (Aubl.) A. DC.
7
0.02
-1.68
-0.035
Ocotea spp.
9
0.03
-1.57
-0.042
Castilla elástica Sessé ex Cerv.
9
0.03
-1.57
-0.042
Apeiba membranácea Spruce
5
0.01
-1.83
-0.027
Symphonia globulifera L. f.
5
0.01
-1.83
-0.027
Acacia glomerosa Benth.
6
0.02
-1.75
-0.031
Osteophloeum platyspermum Warb.
3
0.01
-2.05
-0.018
Nectandra membranácea Griseb.
3
0.01
-2.05
-0.018
Pouteria multiflora Pierre
6
0.02
-1.75
-0.031
Erythrina poeppigiana O.F. Cook
5
0.01
-1.83
-0.027
Dussia lehmannii Harms
4
0.01
-1.92
-0.023
Grias sp.
6
0.02
-1.75
-0.031
Spondias mombin L.
3
0.01
-2.05
-0.018
Ficus spp.
1
0.00
-2.53
-0.008
Iriartea deltoidea Ruiz & Pav.
4
0.01
-1.92
-0.023
Vochysia ferruginea Mart.
4
0.01
-1.92
-0.023
Calyptranthes sp.
3
0.01
-2.05
-0.018
Grias peruviana Miers
4
0.01
-1.92
-0.023
Matisia cordata Bonpl.
3
0.01
-2.05
-0.018
Zanthoxylum riedelianum Engl.
3
0.01
-2.05
-0.018
Brosimum utile Kunth
2
0.01
-2.23
-0.013
Erisma uncinatum Warm.
2
0.01
-2.23
-0.013
Simira cordifolia Hook. F.
2
0.01
-2.23
-0.013
Brosimum sp.
2
0.01
-2.23
-0.013
Faramea spp.
2
0.01
-2.23
-0.013
Otoba spp.
2
0.01
-2.23
-0.013
Croton lechleri Müll.
2
0.01
-2.23
-0.013
Licania glauca Cuatrec.
1
0.00
-2.53
-0.008
Caryodendron orinocense H. Karst.
1
0.00
-2.53
-0.008
Cabralea canjerana (Vell.) Mart.
1
0.00
-2.53
-0.008
TOTAL
D= -∑ Pi lnPi)=
1.392
Ciencia y Tecnología. 2019. 12(2):85-92
89
Cabrera et al., 2019
Figura 2. Valores de biomasa Mg C ha-1 por especies del estrato arbóreo
Figura 3. Modelo alométrico para determinar la cantidad de biomasa PERLA, Lago Agrio, 2019
almacenamiento del estrato arbóreo con D1,30m ≥10cm.,
minor, Nectandra guadaripo, son las que contienen
estimando un potencial superior de almacenamiento de
mayores cantidades de biomasa, debido a su dominancia,
biomasa fijada de en las raíces, necromasa y suelo.
y la abundancia en el ecosistema. Sin embargo, la
Otros estudios en contextos tropicales en el
abundancia por sí solo puede no ser suficiente para
noroccidente del Ecuador López et al., (2002) reporta
predecir la contribución a la biomasa forestal. Especies
un valor de 223 Mg ha-1. En estudios realizados en
menos abundantes pueden contribuir con mayores
Costa Rica los valores máximos son de 207 Mg ha-1
cantidades de biomasa a través del área basal y densidad
(Jadan et al.,
2014), la variación en los resultados
(Torres et al., 2019). Adicional a esto, la densidad de la
se debe posiblemente a los diferentes métodos de
especie (Kg/m3) es un rasgo funcional que determina el
evaluación que se aplican para levantar la información
mayor o menor contenido de carbono Casanoves et al.,
y a las características biofísicas intrínsecas en las áreas
(2011). La Figura 2 representa la biomasa fijada en Mg
de estudio, que son determinantes en las existencias de
ha-1 por especie en el PERLA.
biomasa aérea y de C almacenado.
Relación Diámetro-Biomasa
Biomasa por especie
En la Figura 3. Se presenta la relación de dependencia
Las especies Guarea kunthiana, Inga sp., Pouroma entre DAP y biomasa. Se puede evidenciar la relación
90
Ciencia y Tecnología. 2019. 12(2):85-92
Estructura y estimación del carbono acumulado en el estrato arbóreo de un bosque siempreverde de tierras bajas: Caso
Parque Ecológico Recreacional Lago Agrio, Sucumbíos, Ecuador
de dependencia (p < 0.001 - R2 ≥ 0.92) entre DAP y
Casanoves, F., Pla, L., & Di Rienzo, J. A. (2011). Valoración y
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bibliotecaorton.catie.ac.cr:80/handle/11554/8190
Conclusiones
Chave, J., Andalo, C., Brown, S., Cairns, M. A., Chambers,
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n el estrato arbóreo del ecosistema del PERLA
and improved estimation of carbon stocks and balance
E
las especies ecológicamente más importantes
están representadas por Guarea kunthiana, Inga sp.,
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Nectandra guadaripo. La estructura vertical presenta
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Los árboles se agruparon en 11 clases diamétricas,
Hernández-Stefanoni, J. L., Dupuy, J. M., Tun-Dzul, F., &
las tres primeras que van desde (≥10cm - 35.3 cm)
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carbono fijado, en 672 individuos ha-1 de 42 especies
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incluidas en 35 géneros y 25 familias, mostrando una
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