Patrón Distribución de biomasa aérea en un bosque de Pinus patula bajo gestión forestal

en Zacualtipán, Hidalgo

Gregorio Ángeles PérezColegio de Postgraduados

VII Taller de Estimación de Carbono en Ecosistemas Forestales

Estimación de Carbono en Bosques Bajo Producción Maderable17-19 de julio de 2018

Increase 2000-20094.1 Gt C/year

Increase 1990-2000 3.2 Gt C/year

Incremento en la concentración de CO2 en la atmósfera

CO2 Concentration

in 2018

409 ppm40% above pre-industrial

26%

18%

1.4%

12º país emisor

Países con mayor contribución de

emisiones de GEI por quema de

combustible fósil (Agencia Internacional de Energía, 2014)

Fuente: BUR (2015)

Opciones de mitigación en el Sector Forestal

Los bosques y el sector forestal en general NO PUEDEN por si SOLOS resolver el problema de las emisiones de carbono hacia la atmósfera (mitigación), pero SI PUEDENcontribuir a la solución.

Opciones de mitigación en el Sector Forestal

• Aumentar (o mantener) la superficie forestalReducir deforestación, aumentar la aforestación

• Aumentar la densidad de carbono a nivel rodalSilvicultura, sistemas de cosecha con cobertura parcial, evitar la quema de

residuos, reducción en los atrasos en la regeneración, selección de especies, fertilización, programas de mejoramiento genético.

• Aumentar la densidad de carbono a nivel paisajeRotaciones más largas, definición de áreas de conservación, protección contra

fuego y plagas

Existen tecnologías de manejo forestal para las opciones de mitigación que pueden implementarse operacionalmente.

Opciones de mitigación en el Sector Forestal

Las opciones de mitigación incluyen:• Retener por mas tiempo el C en

productos maderables• Aumentar el uso los productos

maderables en lugar de materiales mas demandantes de energía fósil (p.e. el acero)

• Reducir el deshecho de madera en rellenos sanitarios

• Aumentar el uso de combustibles leñosos para sustituir los combustibles fósiles

“Encourages developing country Parties to contribute to mitigationactions in the forest sector by undertaking the following activities,as deemed appropriate by each Party and in accordance withtheir respective capabilities and national circumstances:

Reducing emissions from Deforestation;

Reducing emissions from forest Degradation;

Conservation of forest carbon stocks;

Sustainable management of forests;

Enhancement of forest carbon stocks.”

Source: Maria Sanz (FAO)

+

¿Que es el mecanismo REDD+? y ¿Que actividadesinvolucra?

Esquema de muestreo idealizado para un Sitio Intensivode Monitoreo de Carbono a Escala de Pisaje

•Malla de 3 x 3. Torre de flujo de CO2 en el centro y parcelas de inventario

•Parcelas de inventariotipo INFyS

•Otras mediciones(litterfall, respiración) se llevan acabo en las parcelaspermanentes

•Seensores remotos, inlcuyendo LiDAR

Nearby national forest inventory plot (location hidden)

Flux tower

Landscape monitoring sample location

Validation sample location

3 km

Sitios de Monitoreo Intensivo en México

El establecimiento y mantenimiento de sitios intensivosrequire la colaboraciónde muchos actores

Criterios de selección:a) Representativo de

paisajes con gran contribución al balance neto del carbono (sector USCUSB)

b) Área prioritaria para actividades REDD+

c) Potencial para colaboración multi-institucional para colecta/acceso de datosen el largo plazo

(Nuevo) Sistema selva seca

El enfoque de inventario “Multi-tier”: ObservacionesExtensivas Ligadas a Sitios Intensivos

• Sensores remotos

• Red de parcelas de invetarios nacionales

• Sitios de mediciónintensivo

Todas ligadas con modelosa nivel ecosistema y modelos de contabilidadde C

Birdsey, 2013

Acoplamiento de intensivos, INF y SR

Remote

sensing

Kurz et al., 2013Modified from Golinkoff & Running, 2013

Sitio de Monitoreo Intensivo deCarbono Atopixco, Hidalgo

Torre de Flujo Itzel en Atopixco

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78

Pro

po

rció

n d

e B

iom

asa

(%)

Diámetro normal (cm)

-

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60

Diámetro normal (cm)

FOLLAJE

CORTEZA

RAMAS

FUSTE

Patrones de distribución biomasa

Pinus patula

Latifoliadas

Soriano et al., 2015

Bosques bajo aprovechamiento forestal

Escala temporal ?

CO2Harvesting &

Silvicultural practices

Objetivo

• Cuantificar la biomasa aérea total y determinar elpatrón distribución hacia los diferentescomponentes estructurales del árbol.

• Estimar la Productividad Primaria Neta aérea enuna cronosecuencia de bosque de Pinus patula conaprovechamiento forestal, en la SMIC Atopixco,Hidalgo.

Materialesy Métodos

Área de estudio

Sitio de Monitoreo Intensivo de Carbono Atopixco, Hidalgo

Área: 900 haVegetación: Pino-encino

Especie dominante: Pinuspatula

TMA: 13 °CPP: 2050 mm

Árboles. Establecimiento de parcelas tipo INFyS

,

Parámetro Pinus patula LatifoliadasBiomasa total:0

1

4.5548051.047218

3.1094070.952688

Fuste:0

1

4.6829591.033543

4.1968670.988965

Ramas:0

1

5.5108410.951067

6.6637391.208846

Corteza:0

1

7.4412981.103910

5.6309840.949278

Follaje:0

1

4.7509740.709796

2.4379570.574860

Fuente: Soriano-Luna et al. (2015).

B = Exp (–β0) * (dn2 *h)β1

Donde,BT= Biomasa (kg)dn= Diámetro normal del árbol (cm)h= Altura total del árbol (m)0 y 1 = Parámetros estimadores

Estimación de Biomasa

Chavez-Aguilar et al., 2015

PPN Aérea:

PPN= ΔB + M

ΔB= Σ Inc. de biomasa árboles sobrevivientes + Σ biomasa deárboles incorporados

Donde:

PPN= Productividad Primaria Neta Aérea.

M= Pérdidas anuales de las plantas por mortalidad (hojarasca).

(Clark et al., 2001)

Trampas

0.5 m2

1 m

Producción de hojarasca:

Resultados

0

100

200

a) 2005

d d

cd bcdbcd

abc ab

a

0

50

100

150

200

250b) 2008

cdd

bcdbcd

abcab a

0

50

100

150

200

250

1998 1995 1990 1988 1986 1984 1982 AR

c) 2012

d

dcd

bcd bcd

abc ab

aBio

mas

a aé

rea

(Mg

ha-1

)

Acumulación de biomasa

Chávez et al., 2016

Soriano, (en prep.)

0

20

40

60

80

100

7 10 14 17 21 23 AR

a) 2005Fuste Ramas Corteza Follaje

0

20

40

60

80

100

10 13 17 20 24 26 AR

b)2008

0

20

40

60

80

100

14 17 21 24 28 30 AR

c) 2012

Bio

mas

a aé

rea

(%)

1998 1995 19890 1986 1984 1982 AR

Distribución de biomasa

Chávez et al., 2016

Biomasa en rodales del Ejido Tzincoatlán.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3 4 5 6 7 8 13 17 18 20 21 22

Pro

po

rció

n d

e b

iom

asa

(%)

Edad del rodal (años)

Follaje

Corteza

Ramas

Fuste

Soriano et al. (en prep.)

Anualidad

Productividad Primaria Neta área

Mg ha-1 año-1 %**

1998 14.7 77

1995 16.1 84

1990 13.9 73

1986 14.3 75

1982 16.5 87

AR* 19.1 100 * AR= es un área de referencia (80 años de edad) ** Porcentaje respecto al AR

Chávez et al., 2016

Modelo EcuaciónValor de los parámetros

MSE SCE R2 P<0.05

Chapman-Richards

𝐵𝑎

= 𝛽0 (1 − 𝑒−𝛽1𝑡)𝛽20=244.42191=0.04072=1.2962

834.9 85990.9 0.7588 <0.00010.0001

<0.0001

Holling type III𝐵𝑎 =

𝛽0 𝑡2

𝛽12 + 𝑡2 0=213.12371=17.5395

899.1 93506.5 0.7377 <0.0001<0.0001

Schumacher𝐵𝑎 = 𝛽0 𝔢

−𝛽1𝑡

0=251.37551=14.7470

940.4 97800.7 0.7257 <0.0001<0.0001

Ba= Biomasa aérea, t=edad del rodal, βi= parámetros estimados, MSE= Cuadrado Medio del Error y SCE= Suma de Cuadrados del Error.

Chavez-Aguilar et al., 2015

Anualidad

Área basal (m2 ha-1) Densidad (árboles.ha-1)

2005 2008 2012 2005 2008 2012

1998 21.3 35.7 25.7 4692 4100 1708

1995 14.8 27.5 34.5 2292 2208 1917

1991 17.9 23.5 27.9 733 733 700

1988 24.5 30.4 31.4 1133 1100 592

1984 32.6 31.4 34.9 2308 1908 1808

1982 36.1 39.7 39.9 4083 3908 3583

AN* 36.7 .** 38.2 2150 . 1867

* AN= área sin aprovechamiento forestal de aproximadamente 80 años de edad.** Los puntos e las celdas indican que no se realizó medición en ese año.

Chavez-Aguilar et al., 2015

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Incre

me

nto

s e

n b

iom

asa

aére

a

(Mg

ha

-1añ

o-1

)

Edad del rodal (años)

IMA

ICA

Chavez-Aguilar et al., 2015

Índice de Sitio

Funciones de mortalidad

Santiago et al, 2013.

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50

Bio

mas

a (M

g h

a-1)

Edad (años)

0% hojosas

4% Hojosas

IS 25

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50

Bio

mas

a (M

g h

a-1)

Edad (años)

0% hojosas

4% Hojosas

IS 20

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50

Bio

mas

a (M

g h

a-1)

Edad (años)

0% hojosas

4% Hojosas

IS 30

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50

Bio

mas

a (M

g h

a-1)

Edad (años)

0% hojosas

4% Hojosas

IS 35

Crecimiento en Biomasa

Palacios et al., 2018 (en rev.)

Ortiz et al. 2013. En prep.

Estimación de biomasa con LiDAR

Conclusiones

• La biomasa aérea total presentó aumentó con laedad del rodal.

• La biomasa aérea de un rodal de ≈30 añospresentó valores muy cercanos a los del AR, porlo que los tratamientos silvícolas aplicados en elbosque de P. patula están contribuyendo, alograr altos rendimientos de producción porunidad de área en un menor tiempo.

• La gestión forestal presentó efectos positivos sobre laproducción de biomasa aérea y su asignación hacia losdiferentes componentes estructurales (fuste, hojas, ramasy corteza). Se favoreció la asignación de biomasa aéreahacia el fuste (producción maderable).

• Los valores de PPNA obtenidos en este estudio seencontraron por arriba de otros estudios similares enbosques templados.

• La PPNA debiera ser considerada como un criterio parallevar a cabo un aprovechamiento forestal sostenible ycomo una alternativa en la mitigación del cambioclimático.

La contribución de los bosques bajo manejo para la producción maderable, SOLO se verá potenciada si utilizamos la madera cosechada en productos de larga vida.

Comentario Final

Proyecto: Reducing Greenhouse Gas Emissions and Improving Forest Management in Mexico

Financiado por USAID-Forest Service

gangeles@colpos.mx