Productividad de Ecosistemas Forestales MTFL602 Dr. Armando Gómez Guerrero

COMPONENTES DE LA PRODUCTIVIDAD Productividad Primaria Bruta (GPP): Es el Carbono fijado/área/tiempo Respiración de la Planta (Rp): Es el gasto de carbono gastado para el metabolismo Productividad Primaria Neta (NPP): GPP-Rp = NPP Mucho del carbono que se fija durante la fotosíntesis se utiliza para las funciones de la misma planta, otra parte se fuga en la caída de hojas, frutos, ramas muertas o raíces finas. Sólo podemos ver una fracción pequeña de la productividad primaria neta.

PRODUCTIVIDAD EN UN SISTEMA FORESTAL Desde un punto de vista ecológico la productividad de un ecosistema es la biomasa total por unidad de área y tiempo sin importar si es biomasas de componentes comerciales. Para fines forestales comerciales la productividad de un bosque se mide en metros cúbicos de madera por hectárea y por año. Pero esto es sólo una parte de la productividad total del bosque. Para fines forestales se usan parámetros del rodal para medir su productividad. Existe Interés particular por estimar la producción primaria neta. Otro interés es la cuantificación espacial de la productividad

Concepto de sitio FACTORES DEL SITIO FORESTAL Profundidad de suelo Profundidad Efectiva Drenaje Aireación Disponibilidad de Nutrimentos El termino sitio puede indicar un lugar determinado del terreno. Pero en términos de productividad, es la suma de factores que influyen en la capacidad del bosque para producir biomasa.

Índices de Productividad en Sistemas Forestales coetáneos: El indice de Sitio Altura Edad El índice de sitio es la altura máxima que alcanzan los arboles a una edad determinada. Se asume que la altura es menos afectada por la densidad y que puede reflejar la productividad de un terreno

Teoría del Indice de Sitio log A = bo + b1 (1/Edad) …………………(1) Cuando Edad =Edad base log A = log IS Implicando que: logIS= bo + b1 (1/Edad base) Resolviendo para bo : bo = logIS - b1 (1/Edad base)…………(2) Sustituyendo (2) en (1) : log A = logIS - b1 (1/Edad base) + b1 (1/Edad) log A = logIS + b1 (1/Edad - 1/Edad base) La expresión para IS es : logIS = logA - b1 (1/Edad - 1/Edad base) ……………………(3) Las ecuaciones que se usan para describir el cambio de altura en función de la edad son diversas y se requiere el uso de regresión avanzada, que no es el fin de este curso. Pero la utilidad de las curvas de índice de sitio también pueden entenderse desde el punto de vista grafico.

Graficado de datos Por ejemplo, si usas estos datos para graficar te darás cuenta que la altura sigue un cierto patrón .con relación a la edad y es posible buscar una ecuación que se aproxime. Por ejemplo: Ln (altura) = BO + B1 (1/edad).

Transformación de variables y regresión Transforma los valores reales como indican la columnas

Estimación de la curva media (guia) En una hoja de Excel se empezaría por calcular estas columnas para obtener una curva guía

Estimación de curvas anamórficas Con alguna manipulaciones algebraicas puedes estimar las curvas arriba y debajo de la curva guía. bo = ln IS - b1 (1/Edad base)…………(2)

Gráficamente, lo importante es que sepas que el valor de la altura máxima a una edad de referencia es un indicador de productividad forestal. Ese indicador IS, los correlacionas con el suelo como se muestra en la otra figura. Observa que en este caso, la productividad forestal aumenta con el contenido de arena. En especial cuando es mayor al 40%.

Medición de la PPN en campo Difícil de medir PPN en bosques Se expresa en: g m-2 año-1 ó Mg ha m-2 año-1 Desde el punto de vista comercial: m-3 ha-1 año-1 Un factor aproximado de m3 a carbono: 0.25 Factor de carbono equivalente: 44/12 Difícil estimación de PPN subterránea Estimación biomasa de raíz : 20% de la prod. aérea En bosques, 25-35 % de la PPN puede ir a masa foliar 45 a 50 % en biomasa es carbono

El IS y Factores del Suelo Para relacionar IS con variables del suelo se obtienen modelos de regresión IS = f ( variables del suelo ) Sobresalen las variables: Profundidad del horizonte A1 Nitrógeno disponible del suelo superficial Profundidad al horizonte impermeable Constantes de humedad en horizonte B Textura del horizonte B Profundidad de horizontes A+B Cantidad neta de nutrimentos en el suelo superficial Estas son las variables que frecuentemente se asocian con la productividad forestal

EFECTOS DEL FUEGO Los incendios forestales de alta intensidad pueden afectar el suelo. Sin embargo, el fuego como herramienta silvícola puede ayudar a mejorar la fertilidad del suelo.

Frecuencia de los incendios Los incendios forestales no provocados tienen un tiempo medio de retorno. Cuanto mas grande su tiempo de retorno más severos y mayor impacto al suelo .

Como consecuencia de un incendio ocurre una pérdida de cobertura y se promueve la erosión. Después del incendio la hidrofobicidad del suelo impide la infiltración de agua

El fuego como práctica complementaria Control de maleza; control de combustible; preparacion del suelo La quema de residuos de cosecha con temperaturas moderadas en regiones templadas evita la pérdida de Nitrógeno en forma de gas. En el trópico esta práctica no es recomendable por la quema a altas temperaturas y porque los suelos tropicales se degradan sin la cubierta forestal.

El manejo adecuado del fuego nos permite desarrollar un sotobosque deseado

Pérdida de nutrimentos La pérdida de nutrimentos por incendio es el resultado del efecto combinado de los siguientes procesos:   -  Oxidación, de compuestos hasta llegar a una forma gaseosa (gasificación CO2, SO2, NO, NO2, y N2O). -  Volatilización, de compuestos que fueron sólidos a la temperatura normal (P, K y NO3-N). -  Convección, de partículas de cenizas por efecto del viento generado por el incendio. -   Lixiviación, de iones después del incendio. Erosión acelerada después del incendio.

Pérdidas en la quema de residuos La clave de las quemas controladas es la baja temperatura de la combustion

Uso del fuego En México, los incendios de baja intensidad se usan para: Regenerar pastos, tanto en las zonas templadas y frías, asi como en sabanas tropicales. Favorecer la germinación, al reducir la hojarasca y los desperdicios de los aprovechamientos Limpiar el terreno y controlar plagas y animales peligrosos, común en los terrenos de roza-tumba-quema. Favorecer la amonificación (que ocurre en forma eficiente a pH entre 4.5 a 4.9) y nitrificación (que ocurre en forma eficiente a pH entre 5.5 a 6.9) del nitrógeno.

Energía liberada Si en un incendio de bosque de Picea abies se quema el 17% de la biomasa total, la cual es de 1000 Mg /ha. 1000 Mg /ha. x 0.17 = 170 Mg/ha quemada = 170 000 kg /ha quemada = 17 Kg /m2 = a 10.2 L de gasolina. 1 kg BIOMASA = 18 MJ 17 Kg BIOMASA /m2 x 18MJ = 306 MJ/m2 Un litro gasolina = 30 MJ 306 MJ/30MJ = 10.2 L de gasolina [equivalente]

Temperatura del suelo superficial

Conducción del calor La temperatura que alcanza el suelo en un incendio depende de las condiciones de humedad y el tiempo que dura el incendio. En 5 minutos de incendio el suelo superficial alcanza: Suelo húmedo 80°C Suelo seco 120°C En 10 minutos de incendio el suelo superficial alcanza: Suelo húmedo 120°C Suelo seco 200°C (Fuente: Fisher y Binkley, 2000).

Metodos: medir pérdidas de nutrimentos DOS: EVALUAR ANTES/DESPUES

TRES: COMPARAR AREAS CON / SIN QUEMA (LARGO/PLAZO) Las quemas controladas y repetidas con frecuencia pueden mejorar la fertilidad del suelo y reducir la carga de combustible de incendios de alta intensidad. Sin embargo, no todos los terrenos requieren quemas controladas, se debe hacer una valoración previa.

Cambios en productividad En suelos fértiles las quemas controladas no ayudan mucho para incrementar la productividad. Aunque las quemas controladas tienen efecto positivo sobre la fertilidad en suelo pobres, se debe verificar que no se degrada el suelo con el tiempo.