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1 Universidad Nacional de Loja; (Técnico Investigador) Herbario LOJA; [email protected] 2 Universidad Nacional de Loja; (Técnico Docente) Herbario LOJA; [email protected] 3 Universidad Técnica Particular de Loja; (Docente-Investigador) Carrera de Agronegocios, [email protected]
Composición florística y carbono acumulado en un bosque piemontano
en El Limo, Puyango, EcuadorJaime Peña Tamayo1, Nelson Jaramillo Diaz2 y Nathalie Aguirre Padilla3
Recibido: 19 mayo 2020 | Aceptado: 14 noviembre 2020
RESUMEN
Los bosques piemontanos actualmente están siendo afectados por el cambio de uso del suelo para el establecimiento de potreros y cultivos, se estima que la deforestación bruta en Ecuador en el periodo 2014-2016 fue de 93 353 ha/año y particularmente en la provincia de Loja en el mismo periodo fue de 3 459 ha/año. Por tal razón, se estudió un bosque siempreverde estacional piemontano del Catamayo-Alamor en la parroquia El Limo del cantón Puyango (Loja, Ecuador). Se instaló una parcela permanente de 100 x 100 m, dividida en 25 subparcelas de 400 m2 (20 x 20 m), se midió el diámetro a la altura de pecho (DAP) de todos los individuos ≥ a 5 cm y la altura total. Se registró 48 especies, 36 géneros y 26 familias. Las familias más diversas son: Lauraceae, Moraceae y Fabaceae. Las especies con mayor IVI son: Phytelephas aequatorialis, Ficus cervantesiana, Inga oerstediana, Persea caerulea, Cecropia litoralis. El área basal es de 21.61 m2 ha-1 y volumen de 199,85 m3 ha-1; La cantidad de biomasa total es de 195,85 t ha-1 y el total de carbono almacenado es de 97,93 tC ha-1.
Palabras clave: Biomasa, diversidad, índice de valor de importancia.
INTRODUCCIÓN
El conocimiento de los recursos florísticos de un ecosistema constituye una herramienta para emprender acciones de conservación con el fin de preservar la diversidad biológica y, las funciones y servicios que éstos proveen. Los ecosistemas terrestres suministran una gran cantidad de servicios ecosistémicos al ser reguladores de los recursos hídricos y hábitat de innumerables formas de vida, así como, contribuir con la mitigación de los efectos del cambio climático a través de la captación, fijación y almacenamiento de carbono en la vegetación y los suelos (Dávalos et al.).
Los bosques actúan como sumideros de carbono al almacenar hasta un 50 % del carbono en la biomasa vegetal, mientras que, en otros estratos no forestales como las praderas y sistemas agrícolas, se
acumula entre el 33 % y el 17 % del carbono, respectivamente (Gallardo & Merino, 2007). La capacidad que poseen los bosques de fijar carbono en la biomasa de sus hojas, ramas, tallos y raíces los convierte básicos dentro del ciclo del carbono y, por lo tanto, potenciales mitigadores del cambio climático (Pardos, 2010). Al respecto, Dávalos et al. (2008) manifiestan que, el calentamiento global es un fenómeno que afecta la vida de todos los seres vivos, y una forma de mitigar es a través del almacenamiento de carbono por las masas forestales.
Los bosques del ecuador tienen una gran diversidad, muestra de ello es que en el país se registran 18198 especies de flora, de las cuales 17748 son nativas y 4500 endémicas (León-Yánez et al. 2011). Estas especies se encuentran distribuidas en los 91 ecosistemas existentes para el Ecuador Continental, que incluyen los pisos
ABSTRACT
Piedmont forests are currently being affected by the change in land use for the establishment of pastures and crops. It is estimated that deforestation in Ecuador in the 2014-2016 period was 93 353 ha / year and particularly in the province of Loja in the same period it was 3 459 ha / year. For this reason, an evergreen piedmont forest was studied in the El Limo parish in the Puyango canton (Loja, Ecuador). A permanent plot of 100 x 100 m was installed, divided into 25 sub-plots of 400 m2 (20 x 20 m), the DAP of all individuals ≥ 5 cm and the total height were measured. It registered 48 species, 36 genera and 26 families. The most diverse families are Lauraceae, Moraceae and Fabaceae. The species with higher IVI are Phytelephas aequatorialis, Ficus cervantesiana, Inga oerstediana, Persea caerulea, Cecropia litoralis. The basal area is 21,61 m2 ha-1 and volume of 199.85 m3 ha-1; the species with the highest basal area and volume are Phytelephas aequatorialis, Inga oerstediana and Cecropia litoralis. The total biomass quantity is 195,85 t ha-1 and the total carbon stored is 97,93 tC ha-1.
Key words: Biomass, diversity, importance value index.
J. Peña, N. Jaramillo y N. Aguirre: Composición florística y carbono acumulado en un bosque piemontano en El Limo, Puyango, Ecuador
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De acuerdo al sistema de clasificación de los ecosistemas del Ecuador continental (MAE, 2013), la zona de estudio corresponde a la formación vegetal bosque siempreverde estacional piemontano del Catamayo-Alamor.
Figura 1. Ubicación espacial de la parcela permanente en el bosque El Limo, cantón Puyango.
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El bosque nativo El Limo, cantón Puyango, tiene una superficie de 3529.1 ha, es un importante remanente boscoso del sur del Ecuador por la presencia característica de Phytelephas aequatorialis Spruce (tagua); así como, el alto nivel de especies endémicas que alberga (Herbario LOJA, CINFA, UNISIG, 2001).
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
La investigación se realizó en el bosque El Limo ubicado en la parroquia El Limo, cantón Puyango, provincia de Loja, Ecuador (Figura 1) entre 400 y 1200 msnm.
Sierra (1999) expresa que los bosques piemontanos son formaciones de transición entre la vegetación de tierras bajas y las de cordillera, formados por elementos típicos de las dos floras, su límite inferior y superior son también indicativos de distribución de cada una de ellas. Los Bosques piemontanos de la provincia de Loja (Ecuador) se desarrollan a una altitud entre 400 a 1600 msnm (MAE, 2013). Actualmente, estos bosques están siendo afectados por el cambio de uso del suelo para el establecimiento de potreros y cultivos, se estima que la deforestación bruta en Ecuador en el periodo 2014-2016 fue de 93353 ha/año y particularmente en la provincia de Loja en el mismo periodo fue de 3459 ha/año (MAE 2018).
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Parámetros Estructurales Fórmulas aplicadas
Número de individuos por especieDensidad absoluta (D) # ind/m2 = ----------------------------------------------- x 100
Total del área muestreada
Número de individuos por especieDensidad Relativa (DR) % = ----------------------------------------------- x 100
Número total de individuos
Área basal de la especieDominancia Relativa (DmR) % = --------------------------------- x 100
Área total de las especies
Valores de frecuencia de una especieFrecuencia Relativa (Fr) = ------------------------------------------------- x 100
Valores de frecuencia de todas las especies
Índice de Valor de Importancia (IVI) = DR + Fr + DmR
Diversidad de Shannon H = Σ (Pi) (log2 Pi) Interpretación: Diversidad baja: 0-1,35 Diversidad media: 1,36-3,5 Diversidad alta: mayor a 3,5
Tabla 1. Fórmulas utilizadas para el cálculo de los parámetros estructurales e índice de diversidad, aplicados para el análisis del estrato arbóreo del bosque El Limo.
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de especímenes en el Herbario LOJA y siguiendo las claves de la serie Flora Of Ecuador. Todas las muestras colectadas fueron depositadas en el herbario LOJA.
Análisis de composición florística e índice de diversidad alfa
Los datos obtenidos de campo fueron ingresados y organizados en el programa Ms. Excel 2013 para el análisis de la composición florística que fue evaluada según el número de familias, géneros y especies registradas en la parcela. Además, se calcularon los parámetros estructurales como abundancia, frecuencia, dominancia e Índice de Valor de Importancia Curtis & McIntosh (1951), para el componente arbóreo. También, se calculó el índice de diversidad alfa según Shannon-Wiener (Shannon y Weaver, 1949) (Tabla 1).
Instalación de la parcela y registro de información de campo
Se instaló una parcela permanente de una hectárea (100 x 100 m), ésta se subdividió en 25 subparcelas de 400 m2 (20 x 20 m) y se registró las coordenadas UTM. Se evaluaron todos los individuos mayores o iguales a 5 cm de DAP1,30 m y se numeraron usando una placa de aluminio con un código constituido por una letra y un número (Ej. A01), siguiendo la metodología propuesta por la Red Amazónica de Inventarios Forestales (RAINFOR) 2016. Además, se midió el diámetro a altura de pecho (DAP) y la altura total de cada individuo. Las especies fueron identificadas en base a la nomenclatura actual APG IV (Angiosperm Phylogeny Group), (Byng et al., 2016), las especies que no pudieron ser identificadas en campo fueron colectadas para ser identificadas mediante comparación
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Cálculo del contenido de carbono del componente leñoso del bosque El Limo
Para determinar la cantidad de carbono almacenado en cada especie arbórea, se multiplicó la Biomasa por la constante universal 0,5, asumiendo que la concentración de carbono en la biomasa de la mayoría de las especies leñosas, árboles, arbustos y matas se estima, en general, en el 50% (IPCC, 1996; Brown, 1997; Hush, 2001; Aguirre & Aguirre, 2004); para lo cual:
Carbono acumulado = Biomasa total * 0,5
RESULTADOS
Estructura y composición florística del estrato arbóreo
Se registraron 48 especies leñosas, pertenecientes a 36 géneros y 24 familias botánicas, con un total de 1044 individuos por hectárea. Las familias con mayor número de especies fueron: Lauraceae (9), Moraceae (5), Fabaceae (4), Arecaceae y Rubiaceae (3) (Figura 2).
Cálculo del carbono fijado en la biomasa forestal del bosque piemontano El Limo
Para la obtención de valores fijados de carbono, se calculó el volumen de la biomasa forestal de los individuos presentes en la parcela de muestreo, usando la fórmula propuesta por Smalian, y que es utilizada por Aguirre & Aguirre (2004).
V = G * H * f
Dónde: V= volumen
G = área basal
H = altura total
f = factor de forma
A partir del volumen de cada especie se calculó la biomasa del fuste, para lo cual se consideró el peso específico (pe) de cada especie y se aplicó la siguiente fórmula:
Biomasa del fuste = Volumen * pe
Para el cálculo total de la biomasa del árbol, se consideró la biomasa de la copa y del sistema radicular, para lo cual se consideró que el 30% de la biomasa total del árbol corresponde a la raíz y, el 20% para la copa (MacDicken, 1994). La suma de todos los componentes dio como resultado la reserva de carbono en todo el individuo, de modo que:
Biomasa total del árbol = Biomasa árbol + biomasa raíz + biomasa copa
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Tabla 2. Parámetros estructurales de 10 especies representativas del componente leñoso, bosque El Limo.
Ind/ha-1: Individuos por hectárea; G (m2): Área basal; FR (%): Frecuencia Relativa; DR (%): Densidad Relativa; DmR (%): Dominancia Relativa; IVI (%): Índice de Valor de Importancia.
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Figura 2. R iqueza de especies de las familias botánicas del componente leñoso.
Parámetros estructurales de la vegetación
Las especies ecológicamente importantes (abundantes, frecuentes y dominantes) fueron Phytelephas aequatorialis (50,50%), Ficus cervantesiana (32,56%), Inga oerstediana (20,74%), Persea caerulea (18,08%) y Cecropia litoralis (17,15%). En la Tabla 2 se observan las 10 especies con valores mayores de IVI. Los datos de todas las especies evaluadas se encuentran en el Anexo 1.
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Parámetros dasométricos del bosque
En la Figura 3 se muestran las clases diamétricas de todos los individuos ≥ a 5 cm de DAP presentes en la parcela permanente, éstos se agruparon en 8 clases.Se observa una línea de tendencia exponencial negativa en la densidad de individuos conforme aumenta el diámetro de los mismos, siendo las clases I y II las que contienen el mayor número de individuos, lo que indica que existe un alto número de individuos de porte bajo con potencial de aumentar su diámetro.
Figura 3. Histograma de la distribución diamétrica de los individuos ≥ a 5 cm de DAP.
Parámetros volumétricos del bosque
Figura 4. Valores de volumen y área basal de 10 especies representativas del componente leñoso, bosque El Limo.
El volumen total en la parcela permanente fue de 199,85 m3 ha-1 y su área basal de 21,61 m2 ha-1. Las especies con valores más altos de volumen y área basal fueron: Phytelephas aequatorialis, Ficus sp., Inga oerstediana y Cecropia litoralis (Figura 4). Los resultados de todas las especies se muestran en el anexo 1.
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Tabla 3. Contenido de carbono de 10 especies representativas del componente leñoso, bosque El Limo.
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Phytelephas aequatorialis Spruce.
Inga oerstediana Benth.
Ocotea oblonga (Meisn.) Mez
Beilschmiedia sulcata (Ruiz & Pav.) Kosterm.
Trichilia hirta L.
Ficus cervantesiana Standl. & L.O.Williams
representativa fue Lauraceae con 29,51 tC ha-1, lo cual corresponde el 30,14% del total; mientras que la especie con mayor cantidad de carbono fijado fue Phytelephas aequatorialis, con 16,92 tC ha-1 (figura 4). Los datos totales se presentan en el Anexo 2.
Biomasa y carbono del componente leñoso en una parcela permanente de bosque en El Limo
La parcela de bosque muestreada almacenó 97,93 tC ha-1, de carbono acumulado (Tabla 3). La familia más
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El comportamiento dentro del estudio en términos de carbono almacenado por familia botánica es heterogéneo.
Figura 4.
Carbono almacenado por familia botánica, nombre expresado en abreviatura Eup (Euphorbiacea), Lau (Lauraceae), Ann (Annonaceae), Urt (Urticaceae), Are (Arecaceae), Clu (Clusiaceae), Ver (Verbenaceae), Pol (Polygonaceae), Bor (Boraginaceae), Lam (Lamiaceae), Fab (Fabaceae), Lec (Lecythidaceae), Rub (Rubiaceae), Mor (Moraceae), Mal (Malvaceae), Myr (Myrtaceae), Ara (Araliaceae), Pas (Passifloraceae), Sap (Sapotaceae), Pip (Piperaceae), Can (Cannabaceae), Mel (Meliaceae), Sal (Salicaceae), Rut (Rutaceae).
Discusión
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un periodo sin lluvias de entre cinco a seis meses la diversidad está marcada por una influencia de la eco-región Tumbesina desde el suroeste, de la Cordillera Occidental desde el norte y de la Cordillera Oriental desde el este.
En base a estudios realizados en Selva Central de Perú (Provincia de Satipo), bosque en Angostura, norte de Ecuador (Provincia de Esmeraldas) y el bosque El Colorado al sur de Ecuador (Provincia de Loja), empleando la metodología de parcelas de una hectárea reportan una diversidad que oscila entre 102, 146 y 59 especies con DAP ≥10 cm (Peña & Rodríguez, 2014; Tirado, 2016; Quishpe et al. 2016).
Estructura y composición florística del estrato arbóreo
En el bosque piemontano El Limo las familias más diversas fueron: Lauraceae Moraceae, Fabaceae Arecaceae y Rubiaceae,diversidad similar a la que se reporta para bosques piemontanos Ecuatorianos del Catamayo Alamor, de la cordillera occidental de los Andes (con una mayor influencia del choco biogeográfico) y del sur de la cordillera Oriental de los Andes (con una mayor influencia de elementos florísticos de tierras bajas de la Amazonía), ( MAE 2013). Esta similitud de diversidad a nivel de familias se da ya que a pesar de que este ecosistema está sometido a
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Las 48 especies registradas en este estudio se encuentra por debajo de la diversidad encontradas en la Selva Central de Perú, bosque en Angostura y a lo reportado en el bosque El Colorado al sur del Ecuador.
En el bosque El Limo, se reporta a Phytelephas aequatorialis como la especie más abundante, debido que dentro de este estudio se registró un total de 190 ind/ha y ecológicamente más importante del área de estudio (50,50%); lo que coincide con lo reportado por Jaramillo (2016) en el bosque piemontano de la parroquia y cantón Camilo Ponce Enríquez, donde la misma especie, registra valores más altos de abundancia e IVI (71 ind/ha y 32,5%). Al ser P. aequatorialis una especie que provee su semilla (Marfil vegetal) como un producto forestal no maderables y que era ampliamente obtenida del bosque hace más de dos décadas atrás, permitió que esta especie no sea talada, y donde una especie hembra (Especie monoica) pueda producir aproximadamente hasta 400 frutos (Valencia et al. 2013), lo cual es un factor que le ha permitido a la especie ser una de las más abundantes en el sector.
Área basal y volumen en la parcela permanente del bosque El Limo
Los valores dasométricos obtenidos en el bosque del sector bosque El Limo, registra un volumen de 199,85 m3 ha-1 y un área basal de 21,61 m2 ha-1 .Estos valores son similares a lo reportado para este tipo de ecosistema en el Proyecto Evaluación Nacional Forestal donde se registra un volumen de 205,3 m3 ha-1 y un área basal de 24,5 m2 ha-1 (MAE, 2015).
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Contenido de carbono del estrato arbóreo del bosque
La captura de carbono del componente leñoso del bosque piemontano El Limo es de 97,93 tC ha-1, menor a la que se reporta en las Estadísticas del Ministerio del Ambiente del Ecuador (2015), donde se reporta 122,80 tC ha-1. De igual manera si comparamos con estudios realizados en la vertiente oriental de Los Andes en ecosistemas similares por Jadán et al. (2017), donde reportan valores de 232.9 tC ha-1 y Moseret al. (2011) con 153,57 tC ha-1 son inferiores. El menor contenido de carbono fijado en el bosque piemontano estudiado, posiblemente se debe a la influencia de actividades antrópicas y conversión de uso que este bosque soporta, como es la tala del bosque para el establecimiento de cultivos y pastizales.
Al comparar con estudios realizados en otros ecosistemas, la cantidad de carbono fijado es mayor en el bosque El Limo (97,92 tC ha-1), en contraste con las cifras obtenidas en el bosque seco de la provincia de Loja, 32,90 tC ha-1 (Aguirre & Erazo, 2017) y 33,04 tC ha-1 (Carrión & García, 2016). A pesar que estos dos ecosistemas son contiguos y comparten especies, las diferencias son notables y probablemente se debe a la densidad de la vegetación y al tamaño de las plantas en altura y grosor, que son resultantes de las condiciones climáticas favorables en el bosque piemontano lo que posibilita el mejor crecimiento y por ende, mayor fijación de carbono.
Los datos obtenidos en este estudio (97,93 tC ha-1) son similares a los registrados por Mena et al. (2013), quienes reportan 81,9 tC ha-1 en los Bosques del municipio de Quibdó
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(Chocó, Colombia) y 81,9 tC ha-1 en los Bosques secundaríos de San Vicente de Chucurí (Santander, Colombia). La ligera diferencia entre los valores presentados puede deberse a factores como el aumento sistémico de limitaciones fisiológicas impuesto por el componente leñoso, influyendo en esto la temperatura, el grado de pendiente, la nubosidad el tipo de suelo (disponibilidad de nutrientes), y diferentes tipos de especies vegetales.
CONCLUSIONES
El bosque El Limo mantiene buena diversidad y composición florística. La mayoría de árboles del bosque se agrupan en las dos primeras clases diamétricas, presentando una estructura diamétrica con tendencia de “J” invertida, esto demuestra que se trata de un bosque joven en proceso de crecimiento.
La cantidad de biomasa para el área de estudio es de 195,85 t ha-1 y el carbono almacenado es de 97,92 t ha-1, que se enmarca dentro de los estándares para este tipo de bosque por lo que provee adecuadamente el servicio ecosistémico fijación de carbono.
AGRADECIMIENTOS
Al Ing. Zhofre Aguirre Ph.D, Director del Herbario de la Universidad Nacional de Loja (LOJA), por la apertura brindada para la identificación de especímenes botánicos y el apoyo en la revisión del manuscrito original.
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ANEXOS
Anexo 1. Valores totales de parámetros estructurales y dasométricos, de las especies presentes en el componente leñoso del bosque de El Limo, cantón Puyango, provincia de Loja, Ecuador.
Anexo 2. Valores por especies, para la estimación de biomasa y carbono del componente leñoso del bosque El Limo, cantón Puyango, provincia de Loja, Ecuador.