ESTUDIO DENDROCRONOLÓGICO DE Brosimum utile (Kunth) Oken PROCEDENTE DE TIMBIQUÍ, CAUCA
DENDROCRONOLOGICAL STUDY OF Brosimum utile (Kunth) Oken FROM TIMBIQUÍ, CAUCA
Claudia Milena Parada
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA FORESTAL BOGOTÁ D.C.
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ESTUDIO DENDROCRONOLÓGICO DE Brosimum utile (Kunth) Oken PROCEDENTE DE TIMBIQUÍ, CAUCA
Claudia Milena Parada C.C.: 1.016.087.557 Código: 20131010068 [email protected]
Trabajo de grado modalidad Investigación – Innovación, para optar por el título de INGENIERA FORESTAL
Director: Max A. Triana
Evaluador: Cesar A. Polanco [email protected]
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA FORESTAL BOGOTÁ D.C.
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AGRADECIMIENTOS A Dios
A mi Familia
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TABLA DE CONTENIDO
1. RESUMEN ... 6
2. ABSTRACT ... 7
3. INTRODUCCIÓN ... 8
4. OBJETIVOS ... 9
4.1. OBJETIVO GENERAL ... 9
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 9
5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 10
6. HIPÓTESIS ... 12
7. ANTECEDENTES ... 13
8. MARCO TEÓRICO ... 18
8.1. Métodos para el análisis de anillos de crecimiento ... 18
8.1.1. Análisis con carbono-14 ... 18
8.1.2. Densitometría con rayos X ... 18
8.1.3. Observación macroscópica y marcado ... 19
8.2. El modelo de Von Bertalanffy para la estimación de incremento diamétrico ... 20
8.2.1. Incremento corriente anual e incremento medio anual ... 21
8.2.2. Tiempos de paso ... 21
8.3. Descripción de Brosimum utile (Kunth) Oken, Sande ... 21
8.4. Parámetros de aprovechamiento asociados a diámetro mínimo de corta DMC según normatividad e industria de la madera en Colombia... 23
8.4.1. Diámetro mínimo de Corta (DMC) ... 23
8.4.2. Parámetros de DMC según la normatividad e industria de la madera en Colombia . 23 9. METODOLOGÍA ... 25
9.1. Área de estudio ... 25
9.2. Selección de la especie, muestreo y preparación de las muestras ... 26
9.3. Observación macroscópica y marcado manual de anillos ... 27
9.4. Análisis con densitometría de rayos X ... 28
9.5. Toma de imágenes y medición del ancho de los anillos ... 28
9.6. Cofechado y construcción de la cronología ... 28
9.7. Identificación de señales climáticas y determinación de la periodicidad en la formación de anillos ... 29
4
Determinación de parámetros de la ecuación ... 30
9.9. Cálculo de valores de ICA e IMA ... 30
9.10. Cálculo de los tiempos de paso ... 31
10. RESULTADOS ... 32
10.1. Cofechado y construcción de la cronología ... 32
10.1.1. Una zona Fibrosa en un periodo calendario de un año ... 35
10.1.2. Dos zonas fibrosas en un periodo calendario de un año ... 35
10.2. Identificación de señales climáticas y determinación de la periodicidad en la formación de anillos ... 37
10.3. Cálculo de incremento diamétrico con el modelo de Von Bertalanffy ... 38
Determinación de parámetros para la aplicación del modelo ... 38
10.4. Cálculo de valores de ICA e IMA ... 41
10.5. Determinación de ritmos de crecimiento por categorías etarias ... 43
10.6. Definición de prácticas silviculturales para la producción de chapas con trozas de Brosimum utle ... 45
11. DISCUSIÓN ... 47
12. CONCLUSIONES ... 49
13. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 51
5 ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Diámetro y características de las muestras colectadas ... 26
Tabla 2. Valores de correlación entre series obtenidos por cofechado ... 37
Tabla 3. Parámetros calculados para la aplicación del modelo y Correlaciones entre el diámetro acumulado obtenido por análisis de anillos con el diámetro acumulado obtenido con el modelo de Von Bertalanffy y los parámetros calculados... 38
Tabla 4. ANOVA de valores medios de ICA e IMA entre categorías etarias ... 44
Tabla 5. Incremento corriente y medio anual en mm/año por categoría etaria ... 44
Tabla 6. Diámetro mínimo de corta y tiempo requerido para alcanzarlo de acuerdo a requerimientos definidos por normatividad, industria para la obtención de chapas y corte de las curvas de ICA e IMA. ... 45
Tabla 7. Tiempos de paso definidos en función del modelo aplicado, para la densidad de árboles reportada por Lopes de Souza & Boechat, 2013 ... 46
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Perfil de densitometría de Aspidosperma pyrifolium. Adaptado de Schweingruber et al. (1978), citado por Pagotto et al., 2017. ... 19
Figura 2. A. Corteza y látex de B. utile B. Hojas de B. utile ... 22
Figura 3. A. Chapas para triplex. B. Movilización de chapas en el distrito de Buenaventura ... 22
Figura 4. A. Desenrollado de trozas para la obtención de chapas. B. Transporte de trozas desde el distrito de Buenaventura... 24
Figura 5. Procedencia de la madera:Puerto Saija, Cauca. Punto de obtención de muestras: Buenaventura, Valle del Cauca. & Régimen de lluvias en el corregimiento de Puerto Saija. ... 25
Figura 6. A. Muestra número 10, se logra observar humedad en la madera. B. Secado al aire libre con la ayuda de NaCl. C. y D. Lijado de las muestras ... 27
Figura 7. Marcado manual de los anillos de crecimiento ... 27
Figura 8. Medición de ancho de anillos mediante el Software Image Pro Plus ... 28
Figura 9. A. Marcación de anillos, B. Continuación en la demarcación y definición de zonas fibrosas ... 29
Figura 10. Resultado de pruebas de densitometría A.B. C.D. E. F. G. H I. J. corresponden a las muestras número 1,2,3,4,5,6,7,8,9 y 10 respectivamente. ... 34
Figura 11. A. Ancho de anillos de 10 radios para 9 muestras, marcados por una zona fibrosa por año ... 36
Figura 12. Correlación entre la precipitación y la cronología residual para las series evaluadas con una zona fibrosa por año. ... 37
Figura 13. Diámetro acumulado según el modelo aplicado ... 39
Figura 14. Diámetro acumulado según el modelo de crecimiento de Von Bertalanffy ... 40
Figura 15. Diámetro acumulado (mm) promedio según el modelo de Von Bertalanffy ... 40
Figura 16. Incremento corriente anual e incremento medio anual ... 42
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1.
RESUMEN
Brosimum utile es una especie con una amplia distribución sobre zonas tropicales, posee alto potencial maderable y altas tasas de aprovechamiento y movilización sobre el territorio colombiano, de acuerdo al IDEAM, el pacífico colombiano movilizó 364.227 m3 en el periodo 2008-2010. Esta especie es comercializada de forma importante en el distrito de Buenaventura, Valle del Cauca. Con el ánimo de aportar elementos de manejo silvicultural al bosque natural desde las técnicas dendrocronológicas, que propendan por el aprovechamiento sostenible de la especie, fueron muestreados en Buenaventura, diez discos de madera usando trozas basales con diámetros de entre 394 y 881 mm y 50 mm de longitud. Estas trozas tradicionalmente son utilizadas para la obtención de chapas para fabricación de
plywood. La procedencia del material fue Timbiquí, Cauca. Una vez el material llegó al equilibrio en la ciudad de Bogotá, D.C. las trozas fueron preparadas en la superficie, se visualizaron y marcaron los anillos de crecimiento verificando las fluctuaciones del incremento cambial. Con la ayuda de técnicas de cofechado y el análisis de valores de densitometría con rayos X, realizados en La ESALQ-USP, Brasil, se realizó la construcción de las cronologías obteniendo una correlación de 0.692, después de esto la cronología maestra se correlacionó con la intensidad de la precipitación, en una serie de 40 años. Se identificaron señales ambientales incitadoras del cambium. Adicionalmente, se modeló el crecimiento mediante la ecuación de Von Bertalanffy y se calcularon Incrementos medio y corriente anual ICA e IMA respectivamente, evaluados en 5 categorías etarias. El ICA promedio calculado fue de 6.336 mm/año y el IMA promedio calculado de 5.683 mm/año.
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2.
ABSTRACT
Brosimum utile is a species with a wide distribution in tropical areas, has high potential and high rates of use and mobilization in the Colombian territory, according to the IDEAM, the Colombian Pacific mobilized 364,227 m3 between 2008-2010. This species is commercialized in an important way in the district of Buenaventura, Valle del Cauca. Having as aim to contribute elements of silvicultural management to the natural forest using dendrochronological techniques that favor the sustainable use of the species, ten wooden discs using basal logs with diameters between 394 and 881 mm and 50 mm of length were sampled in Buenaventura. These logs are traditionally used to obtain sheets for plywood production. The origin of the material was Timbiquí, Cauca. Once the material was in equilibrium in the city of Bogotá, D.C. the logs were prepared on the surface, the growth rings were visualized and marked, verifying the fluctuations of the cambium increase. With the help of cofechado techniques and the analysis of densitometry values with X-rays, carried out in ESALQ-USP, Brazil, the construction of the chronologies was performed, obtaining a correlation of 0.692, after this the master chronology was correlated with the intensity of precipitation, in a series of 40 years. Environmental signals inciters of the cambium activity were identified. In addition, growth was modeled using the Von Bertalanffy equation, and current annual increment CAI and mean annual increment MAI were calculated and evaluated in 5 age categories. The average calculated CAI was 6,336 mm per year and the average calculated MAI was 5,683 mm per year.
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3.
INTRODUCCIÓN
El intenso aprovechamiento de recursos derivados de los bosques tropicales ha generado la discusión e implementación de sistemas de manejo sostenible alrededor del mundo, cuyo éxito está determinado de manera importante por el conocimiento de las tasas de crecimiento de los árboles, dinámica y productividad de las masas forestales (Worbes et al., 2003).
El crecimiento de los árboles está delimitado por factores internos o externos, sus fluctuaciones usualmente irregulares pueden corresponder a ciclos temporales y ser de tipo periódico. El árbol es un organismo estacionario que reacciona a los factores ambientales y los refleja a través de características como distribución y crecimiento en los anillos (Schweingruber, 1988), de manera que el análisis de anillos de crecimiento no sólo contribuye a entender el efecto de la variabilidad climática en las especies forestales del trópico (Brienen,
et al., 2016) sino que también permite obtener información del incremento en el cambium de las especies, ésta información puede ser utilizada para realizar proyecciones de madera aprovechable para los siguientes ciclos de corta (Groenendijk, Bongers, & Zuidema, 2017), que adicionalmente es importante para evaluar la viabilidad económica del manejo forestal sostenible (Brienen & Zuidema, 2007). El manejo de los bosques tropicales para la producción de recursos renovables puede resultar de gran importancia económica en grandes áreas, permitiendo también la reducción de la presión sobre los recursos, haciendo manejo de las plantaciones como cultivos renovables (Jacoby, 1989). Prestando especial atención a los bosques secundarios, o masas forestales que aparecen luego de la alteración e intervención drástica, siendo que estos bosques han adquirido gran valor de importancia por sus ventajas económicas y sociales derivadas de la multiplicidad de productos de tipo maderable y no maderable que ofrecen (Angel & Polanco, 2000).
De acuerdo a Olarte et al., 2013 para el año 2011 Colombia contaba con una superficie boscosa total de aproximadamente cincuenta y nueve millones de hectáreas representando entonces poco más de un cincuenta y dos porciento de la superficie continental del territorio nacional. De esta superficie, durante el periodo comprendido entre 2000 y 2011 se registraron más de diecisiete millones de m3 de madera aprovechados, de los cuales cerca del 46% se dieron en los departamentos en jurisdicción de las corporaciones autónomas regionales del Cauca, Nariño y Chocó, ubicados en la costa pacífica del país (Olarte et al., 2013). Entre las especies aprovechadas y movilizadas desde esta zona se tiene el Brosimum utile, distribuido desde México hasta la cuenca amazónica de Bolivia, en altitudes de hasta 1400 m.s.n.m., por lo general se encuentra en bosques secundarios sobre suelos fértiles de tierra firme (Castaño,
et al., 2007) en Colombia es posible encontrarlo en departamentos como Chocó, Cauca, Amazonas y Antioquia, su madera es utilizada para la elaboración de chapas para triplex, mangos de herramientas, cañas de pesca, , muebles, cajonería, molduras, revestimientos, construcciones interiores y juguetería (WWF, 2013; López, et al., 2015).
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4.
OBJETIVOS
4.1. OBJETIVO GENERAL
• Realizar un estudio dendrocronológico en Brosimum utile (Kunth) Oken procedente de Timbiquí, Cauca
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Identificar las características de la anatomía del leño de B. utile asociadas a la visibilidad de anillos de crecimiento
• Reconocer el patrón de periodicidad en la formación de los anillos de crecimiento
• Identificar señales ambientales incitadoras del cambium
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5.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
B. utile que es procedente de zonas de bosque húmedo tropical, es comercializada de manera importante en el territorio colombiano, donde se ha reconocido el aprovechamiento y movilización de cerca de 300 especies, de las cuales 35 representan el 90% del volumen total movilizado (Norton & Argüello, 2008). De este valor el 36% que se comercializa corresponde a la denominada revoltura, que corresponde a piezas de madera de diferentes especies, donde se destaca B. utile (Norton & Argüello, 2008). Así mismo Martinez et al, 2015 Señalan a B. Utile como una de las especies aprovechadas con mayor frecuencia en los municipios de Atrato, Cértegui, Istmina y Medio San Juan en Chocó.
Un problema muy común dentro del sector forestal está referido a la falta de información en registros periódicos para la estimación de variables en el futuro (Polanco, 2004) teniendo como desafío en el manejo forestal sostenible con bosques naturales la obtención de datos reales del crecimiento de los árboles, que son necesarios para la determinación de volúmenes y ciclos de corta (Sejana et al., 2016). La obtención de información a través de parcelas permanentes reconoce desafíos como el costo de su instalación y mantenimiento o la generación de información de corto alcance en un periodo de hasta 20 años para su evaluación (Condit 1995; Clarck & Clrarck,1992, 2001; Citado por Brienen, & Zuidema ,2006). Un método alternativo para la obtención de estos datos de crecimiento es el análisis de anillos, el cual ofrece ventajas sobre los datos derivados de parcelas permanentes, dentro de las cuales se reconoce la estimación de la edad calculada directamente y no basada en simulaciones, la obtención de tasas de crecimiento de árboles representativos que satisfactoriamente han alcanzado el dosel y no de individuos de bajo crecimiento, y la obtención de patrones de crecimiento de toda la vida del árbol (Brienen & Zuidema, 2006). La evaluación y análisis de los anillos de crecimiento puede resultar una buena alternativa frente a la realización de mediciones en parcelas permanentes y para el posible reemplazo de modelos complejos usados para la predicción de volúmenes de madera, con la edad de los árboles en pie es posible tener un estimado bruto del tiempo necesario para reemplazarlos sosteniblemente. (Brienen et al., 2016). Adicionalmente, la construcción de parámetros de modelos de crecimiento en especies maderables mediante anillos define criterios específicos para la rotación del aprovechamiento y el óptimo diámetro mínimo de corta (DMC) (Schöngart, 2008).
La aplicación de técnicas de estimación de edad de los árboles y longevidad de los bosques debe apuntar al reconocimiento de la dinámica de los mismos, entendiendo su estructura y formas de conservación y manejo (Martínez-ramos & Alvarez-buylla, 1998).
11
de obtener datos específicos de las zonas en cuestión, lo cual resulta urgente y necesario para establecer diseños y mejoras de prácticas de manejo forestal sostenible.
12
6.
HIPÓTESIS
El análisis y evaluación de los anillos de crecimiento puede ser expresado de forma matemática, con una ecuación que relaciona las variables de edad (I), clima (C), disturbios internos (D1), disturbios externos de la población (D2) y error por la variabilidad no explicada o relacionada con las demás señales (E), de manera que el crecimiento de un anillo en un año (t) es igual a la sumatoria de dichas variables; Rt = It + Ct + D1t + D2t + Et (Borlina, et al., 2001).
Por lo que la evaluación de factores climáticos explicaría la respuesta del cambium, siendo una variable incitadora de su actividad. Dado que numerosos árboles tropicales presentan anillos anuales como resultado de la estacionalidad de las condiciones climáticas, que definen la actividad del cambium, se determinaría la edad de los árboles y la tasa de crecimiento de los mismos (Borlina, et al., 2001).
13 7. ANTECEDENTES
El principal problema que se asocia a la realización de estudios dendrocronológicos en el trópico es la falta de anillos cíclicos bien definidos, con la ausencia de estacionalidad cuyo efecto es inducir dormancia, relacionada con cambios anatómicos. De manera que sin estaciones de dormancia se reduce la tendencia de producción de ciclos anatómicos en la estructura celular, sin embargo, algunas áreas presentan suficiente estacionalidad en la precipitación de manera que la dormancia ocurre y la tendencia de presentar zonas cíclicas de crecimiento se incrementa (Jacoby, 1989).
Reconociendo lo anterior es importante señalar que el análisis de los anillos de crecimiento en zonas tropicales existe desde hace más de 100 años, con el registro de anillos anuales en especies arbóreas en más de 20 países tropicales (Worbes, 2002).
La revisión de estudios de dendrocronología realizada por Ogden, 1981 en el trópico australiano reconoce múltiples especies para las que se determinaron anillos anuales o casi anuales, Eucalyptus sp., Callitris sp. y Araucaria sp. se mencionan como especies que forman anillos anuales aún cuando éstos son de difícil distinción (Jacoby, 1989). Especies tropicales en locaciones como Brasil, Bolivia, Costa Rica y algunos países africanos cuentan con experiencias de análisis de anillos de crecimiento para la determinación de la anualidad de los anillos, la edad de los árboles, identificación de patrones de crecimiento y/o proyección de ciclos y diámetros de corta (Brienen, 2005; Groenendijk et al.,, 2017; Fichtler, et al., 2016; Lisi et al., 2008 ).
Un ejemplo de estos adelantos científicos se da con W. Brienen & Pieter A. Zuidema, quienes determinan si la formación de anillos de crecimiento en seis especies de la región Amazónica Boliviana es anual, tomaron muestras de discos de ciento cincuenta y dos árboles pertenecientes a seis especies diferentes, correlacionaron los datos del ancho de los anillos con la precipitación mensual para determinar su anualidad en cuatro especies, y para las otras dos determinaron la anualidad de los anillos mediante datación con radiocarbono. Los resultados mostraron una fuerte relación entre el crecimiento del árbol y los periodos de lluvia, demostrando que el análisis de los anillos de crecimiento puede ser aplicado de forma satisfactoria en los trópicos (Brienen & Zuidema, 2005).
Claudio S. Lisi y colaboradores evaluaron el comportamiento del crecimiento de 24 especies de árboles en un bosque semi-deciduo estacional de Brasil, integrando datos de observaciones anatómicas, fenología, marcas en el cambium y mediciones realizadas con dendrómetros. El análisis permitió no solo identificar la anualidad de los anillos de las especies evaluadas, sino también que las dinámicas de incremento en el diámetro responden frente a los cambios de precipitación, con mayores incrementos en las épocas lluviosas (Lisi et al., 2008).
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Esther Fichtler y colaboradores evaluaron la factibilidad del análisis de los anillos de crecimiento en 29 árboles de 8 especies diferentes en un bosque tropical, en la estación biológica la selva, Costa Rica. Con los datos obtenidos de un análisis combinado de la anatomía de la madera y de 14C se demostró la anualidad de los anillos, y con ello se estimó la edad y las tasas de crecimiento medio de las especies evaluadas (Fichtler, et al., 2016)
Peter Groenendijk y colaboradores evaluaron el potencial de codatado en 22 especies comerciales de origen africano, describieron patrones de crecimiento diamétrico y determinaron la edad máxima de los árboles y el diámetro mínimo de corta (DMC). Cerca del 90% de los ejemplares se tomaron en un muestreo estratificado aleatorio. Para 5 de las 22 especies verificaron la anualidad con radiocarbono, también se construyó la cronología para 18 especies debido a que las restantes no presentaron patrones de crecimiento, y se definieron prácticas de manejo con DMC (Groenendijk, et al., 2014).
En Colombia y específicamente en el pacífico se han evaluado los anillos de crecimiento de especies del Catival y Guandal, especialmente Prioria copaifera, por la demarcación de sus anillos y su importante y amenazante extracción (Giraldo, J., & Del Valle, I.,2011;Castelblanco, 1998).
Para el año 1998 se realizó un estudio dendrocronológico de nueve especies del Guandal, ubicado en la desembocadura de las quebradas Galindo y Astal en el Distrito de Buenaventura, entre las especies evaluadas se encuentra el Sande. Se tomaron tres rodajas de madera por especie como resultado del aprovechamiento que para la época realizaba la empresa forestal MADECEN.
En este estudio realizó una caracterización anatómica macroscópica y microscópica de las especies y un conteo y medición de los anillos de crecimiento, definiendo las especies con anillos claramente visibles, de las cuales se obtuvieron cronologías maestras para la correlación con datos de precipitación de una estación climatológica cercana. Esto permitió identificar una quiescencia del crecimiento en la época de mayor precipitación, pero un incremento de biomasa tras el descenso del nivel de inundación, atribuido a la asimilación de los nutrientes de depósitos durante este periodo. Posteriormente, de acuerdo a la ecuación de Von Bertalanffy y a los resultados obtenidos del análisis dendrocronológico se aplicó una ecuación de incremento diamétrico para las especies evaluadas.
Sin embargo la caracterización anatómica que definió criterios para la selección final de cuatro especies para la estimación de las ecuaciones de crecimiento, no incluyó el Sande, esto debido a que los anillos de crecimiento de B. utile son poco distintivos a simple vista, y diferenciados por zonas fibrosas de coloración más oscura que dificultan la delimitación de anillos de crecimiento (INIA-OIMT, 1981, citado por Castelblanco, 1998)
No obstante, es posible encontrar bandas más alternas de diferentes tonalidades de marrón que el autor relaciona con el crecimiento. De acuerdo con esto se realizó el conteo de dichas bandas, encontrando que para un árbol de diámetro de 29,1 cm es posible encontrar 103 posibles anillos de crecimiento (Castelblanco, 1998).
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crecimiento, con lo cual fue posible reconocer una tasa media de incremento del diámetro de 0,31 cm/año y el requerimiento de 90 años para alcanzar los 40 cm de diámetro.
La evaluación de anillos de crecimiento de Prioria copaifera se realizó también con el fin de registrar eventos hidroclimáticos a través de la reconstrucción de los niveles del bajo río Atrato y el efecto del fenómeno del niño en 150 años. Las pruebas de C14 realizadas garantizaron la anualidad de los anillos.
Dadas las condiciones regionales P. copaifera se sabe que está expuesta a periodos alternados de inundación y estiaje, de manera que el ancho de sus anillos está condicionado al tiempo durante el cual se reduce el caudal del río. La construcción de cronologías y el cofechado permitió identificar una correlación entre árboles de 0,337 (p<0,05), y el reconocimiento de una señal ambiental común. También se encontró una correlación positiva de 0,589 entre el crecimiento del cativo y los niveles del río, mientras que no se encontró efecto significativo en la predicción de los niveles del río para el periodo evaluado (Herrera & Del Valle, 2011).
En específico, los modelos de crecimiento se han presentado en múltiples estudios que aplican las técnicas dendrocronológicas para la caracterización del desarrollo de especies tropicales y establecimiento de prácticas de manejo.
Con el análisis de anillos de crecimiento en el cerrado brasilero y en la zona de transición de cerrado-pantanal, de especies maderables nativas, se pretendió promover el uso de criterios de manejo en el marco del crecimiento orientado al aprovechamiento o GOL (Growth- oriented logging). El estudió comprendió adicionalmente un análisis de densitometría con rayos X para identificar el crecimiento alométrico del diámetro a la altura del pecho (DAP), altura, volumen y biomasa. Dicho análisis permitió la determinación de diámetros mínimos de corta (DMC) y ciclos de corta de las especies evaluadas, reconociendo para cada una particularidades de variación interespecífica en el crecimiento. El análisis dendrocronológico para la modelación del crecimiento permite realizar un ajuste de regresión sigmoidal para la obtención de curvas acumuladas de crecimiento, a través de este ajuste se logró identificar el incremento acumulado en diámetro, altura y volumen. Con este último se calcularon tasas anuales de incremento corriente o current annual increment rates CAI y tasas anuales de crecimiento anual medio o mean annual incremet rates MAI. Según las ecuaciones (1) y (2) abajo referenciadas.
Ecuación (1) CAI = 𝐶𝐺𝑊𝑣(𝑡+1)− 𝐶𝐺𝑊𝑣(𝑡)
𝐶𝐺𝑊𝑣 = crecimiento volumétrico acumulado en diferentes años
Ecuación (2) 𝑀𝐴𝐼𝑣 = 𝐶𝐺𝑊𝑣(𝑡)
𝑡
Este crecimiento volumétrico calculado permitió identificar el crecimiento volumétrico corriente máximo y la edad a la que ocurre
(𝐴𝑔𝑒
(𝑀𝐿𝐷))
, que se utiliza para definir el diámetro mínimo de corta o minimum logging diameter (MLD), con lo que se resuelve ecuación (3), presentada a continuación:Ecuación (3)
CC =
𝐴𝑔𝑒(𝑀𝐿𝐷)𝑀𝐿𝐷∗0.1 CC = Ciclo de corta
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que los diámetros mínimos de corta y ciclos de corta puede llevar a la conservación
y manejo sostenible.
(de Paula Leite., et al., 2016)
De otro lado se reconoce que, en la metodología aplicada por
Giraldo, J., & Del Valle,I. (2011), se realizó una corrección del ancho de los anillos por presentar médula excéntrica, mediante la ecuación (4) a partir de la cual se logró realizar las estimaciones del diámetro.
Ecuación(4) 𝐴𝑎 = ( 𝑅𝑐
𝑅𝑚 ) 𝐴𝑚
Dónde
Aa = Ancho de anillo ajustado Rc = Radio del círculo perfecto
Rm = Longitud del radio sobre la cual se midieron los ancho de anillos Am = Ancho del anillo medido
(Giraldo, J., & Del Valle, I. 2011)
Posteriormente realizaron la modelación del crecimiento diamétrico, estimando una función de crecimiento no lineal con las variables de diámetro y edad que al incumplir el principio de homogeneidad de la varianza y presentar dependencia en los diámetros, fue necesario el cálculo de una regresión simple que relaciona residuales estudentizados elevados al cuadrado
(𝑒𝑖2) y predice el diámetro.
Teniendo 𝑒𝑖2= 𝑏0+ 𝑏𝑖𝐷.
Con el fin de tener independencia en los datos de diámetro, tomaron un conjunto original de datos edad-diámetro con una muestra aleatoria de 240 datos que fueron ajustados a estimadores paramétricos del modelo de crecimiento, empleando el modelo de Von Bertalanffy:
𝐷 = 𝑎(1 − 𝑒−𝑏𝑡)𝑐
𝑎, 𝑏, 𝑐 > 0; ∀ 𝑡 > 0,
Siendo
D = DAP (cm) a= Asíntota (cm)
b= Tasa intrínseca de crecimiento c= Parámetro de forma
t= Edad en años e= Constante de Euler
Luego, calcularon los incrementos corrientes anuales e incrementos medios anuales.
17
18
8.
MARCO TEÓRICO
De acuerdo a Giraldo, 2011 los anillos de crecimiento en árboles corresponden a bandas de células producidas por el cambium vascular en un periodo de tiempo definido. La mayor parte de las actividades del árbol son procesos fisiológicos que, se manifiestan en su estructura, los cambios ambientales que generen respuestas fisiológicas son eventualmente cambios mesurables de crecimiento (Schweingruber, 1988).
La dendrocronología es la ciencia que estudia los anillos de crecimiento presentes en los árboles, el tiempo en el que se forman y su relación con factores medioambientales, así mismo permite la datación del árbol con anillos anuales de crecimiento (Schweingruber, 1988; Citado por Giraldo, 2011).
La definición de prácticas de manejo sostenible en los bosques tropicales necesita información sobre el crecimiento de los árboles, el análisis de anillos de crecimiento representa un método alternativo y cuenta con importantes ventajas sobre los estudios en unidades de muestreo como las parcelas (Brienen, R. & Zuidema P.,2006).
La comprensión de bosques tropicales se concentra en las tasas de crecimiento de las especies arbóreas, muchas de estas cuentan con un alto valor comercial y pueden incrementar las exportaciones en países tropicales (Jacoby, 1989). La información de tasas de crecimiento generada por análisis de anillos puede llegar a ser de alta importancia para el manejo de la madera como recurso renovable, así mismo al identificar zonas de crecimiento cíclicas relacionadas con clima, es posible reconstruir la historia climática, generando datos que permitan entender mejor las dinámicas del sistema climático global (Jacoby, 1989).
8.1. Métodos para el análisis de anillos de crecimiento
Futuros estudios sobre análisis de anillos de crecimiento en árboles deberían usar en lo posible varios de los métodos prácticos para su evaluación, haciendo uso de información fenológica, marcado manual por observación, datos con dendrómetro, microscopía, análisis con carbono-14 y densitometría (Jacoby, 1989).
8.1.1. Análisis con carbono-14
Los análisis con carbono-14 se basan en el conteo de radiocarbono producido después de las bombas nucleares, de manera que se reconoce como un excelente indicador de tipo biogeoquímico a nivel global, utilizado para determinar la edad de materiales orgánicos formados después de 1954 (Currie,2004, Citado por Del Valle, et al., 2014 ), por lo que esta técnica cuenta con múltiples aplicaciones en diferentes campos científicos, en la ecología se ha utilizado para determinar la frecuencia en la que se forman anillos de crecimientos en especies de árboles tropicales (Del Valle, et al., 2014).
8.1.2.
Densitometría con rayos X
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revelando variaciones dentro y entre anillos que hacen posible identificar sus límites (Pagotto
et al., 2017), la toma de datos se realiza sobre muestras cuyas superficies no se encuentren pulidas, dado que la técnica se basa en la reflexión de luz, de manera que las variaciones de color entre la albura y duramen u otras irregularidades de este tipo generan falsos valores de densidad, así mismo los cortes de las muestras se deben realizar en dirección a las fibras (Schweingruber, 1988).
8.1.3. Observación macroscópica y marcado
La evaluación de las muestras requiere la preparación del material con el fin de hacer los anillos visibles, permitiendo su identificación y separación, Schweingruber, (1988) reconoce el manejo de las muestras a través de diferentes métodos: Cortando una superficie plana, Puliendo, Tomando microsecciones o Tiñendo. Para cortar la superficie de la muestra se recomienda hacer el corte en un ángulo de entre 20 y 40 grados de las fibras permitiendo visualizar mejor las bandas formadas por porosidad difusa. El pulido por su parte suaviza la superficie y empuja las partículas hacia el lumen, llenando la cavidad de la célula y haciendo más visible las tonalidades oscuras, de forma que es necesario usar papel de lija de diferentes mallas (100, 200, 320, 400). La toma de microsecciones se puede realizar en ejemplares que muestren bajo contraste en las bandas de los anillos, con cortes de aproximadamente ¼ de mm. Y el método de teñido, no se ha mostrado muy satisfactorio pero puede exponer con mayor caridad las bandas de anillos marcados por porosidad difusa (Schweingruber, 1988). Figura 1. Perfil de densitometría de Aspidosperma pyrifolium. Adaptado de Schweingruber et al. (1978), citado
20
8.2. El modelo de Von Bertalanffy para la estimación de incremento diamétrico También conocido como modelo de Richards o Chapman, el modelo de Von Bertalanffy es una teoría referida al crecimiento orgánico fundamentada en principios biológicos, formulada por Ledwing Von Bertalanffy desde 1937. Las afirmaciones del autor se basan en la consideración de los sistemas vivos como sistemas abiertos al existir importación y exportación de materia, manteniendo un intercambio continuo de material del medio circundante que entra y sale del organismo (Bertalanffy, 1976; J. I. Del Valle, 1986).
Así mismo, reconoce el efecto encontrado entre las actividades catabólicas y anabólicas en el crecimiento de los organismos, considerando que el catabolismo es proporcional al volumen o peso del organismo y el anabolismo proporcional a la superficie, de manera que plantea la siguiente ecuación:
𝑑𝑊
𝑑𝑡 = 𝑛𝑊
𝑚− 𝑟𝑊
Donde W es igual al peso o volumen del organismo, n , r constantes de anabolismo y catabolismo respectivamente y m es un exponente generado por la relación alomética que el autor definió como 2/3 en función de los animales estudiados por él mismo, pero que no debe ser considerado como un número mágico (Bertalanffy, 1976c.; Citado por J. I. Del Valle, 1986). Para el caso de incremento de diámetro la ecuación expresa:
𝑑𝐷
𝑑𝑡 = 𝑛𝐷
𝑚− 𝑟𝐷
De manera que, si se tienen valores consecutivos del diámetro de varios árboles, se puede expresar sus incrementos de acuerdo a sus dimensiones actuales (J. I. Del Valle, 1986).
Al integrar la ecuación diferencial anterior mediante las ecuaciones de Bernoulli se obtiene el modelo de crecimiento:
𝑊 = 𝐴 (1 ± be−𝑘𝑡)(1−𝑚1 )
A = ( 𝑛
𝑟 ) 1
1−𝑚 ; Asíntota o estado uniforme
K = (1 − 𝑚) ∗ 𝑟
b = ±(1 − (𝑊
𝐴)
(1−𝑚))
21
8.2.1. Incremento corriente anual e incremento medio anual
El incremento corriente anual se define como el cambio de crecimiento en una diferencia de tiempo, y el incremento medio anual es el crecimiento acumulado relacionado con la edad del árbol (Contreras, 1998). De manera que en términos matemáticos puede ser expresado de la siguiente manera:
𝐼𝐶𝐴 = Incremento
Diferencia de tiempo
𝐼𝑀𝐴 =Diámetro acumulado
Edad
8.2.2. Tiempos de paso
Los tiempos de paso se reconocen como una técnica utilizada en bosques no coetáneos para la determinación de la tasa de crecimiento de una especie, teniendo al menos dos mediciones anuales sucesivas de árboles de diferentes dimensiones. Este tiempo de paso se define como el tiempo que requiere un individuo para pasar del límite inferior de una clase diamétrica a el límite superior de la misma clase (Contreras, 1998; Del Valle, 1986). Esta metodología es muy elemental y de fácil aplicación, pero no permite conocer la confiabilidad de las curvas de crecimiento resultantes (Del Valle, 1986).
8.3. Descripción de Brosimum utile (Kunth) Oken, Sande
B. utile es una especie que se distribuye en la Región tropical, en Colombia es posible encontrarla en las regiones biogeográficas de Amazonia, Andes, la llanura del Caribe, Orinoquia, Pacífico, Valle del Cauca y el Valle del Magdalena y en departamentos como Amazonas, Antioquia, Bolívar, Boyacá, Caquetá, Cauca, Chocó, Córdoba, Cundinamarca, Guaviare, Meta, Nariño, Putumayo, Quindío, Santander y Valle (Bernal R., Gradstein S.R., & Celis M., 2015). B. utile alcanza hasta los 35 m de altura y hasta 150 cm de diámetro, presenta tronco recto, cilíndrico, corteza externa gris, presencia de lenticelas, y corteza externa naranja que exuda abundante látex blanco (WWF, 2013). La madera de B. utile es de color amarillo pálido sin diferenciación en la albura y el duramen, de textura media, grano recto a entrecruzado y lustre medio. También es moderadamente pesada y dura presentando una densidad básica de 0.42 gr/cm3 (WWF, 2013), con anillos de crecimiento visibles con lupa de10x, definidos por bandas de madera tardía. Presenta poros visibles a simple vista, sin patrón de disposición en su mayoría solitarios con oclusiones causadas por gomas, cuenta con parénquima paratraqueal aliforme con un ala de tipo fina, extendida y confluente, radios medianos no estratificados (López, et al, 2015).
22
productos moldurados para revestimiento de interiores, tableros aglomerados y enlistonados y carpintería. (Lastra Rivera, 1993) siendo potencialmente útil para la elaboración de tableros de partícula, enlistonados, muebles, construcción en interiores, e inmunizada para construcción en exteriores (WWF, 2013).
Foster R.
A B
Figura 2. A. Corteza y látex de B. utile B. Hojas de B. utile
Figura 3. A. Chapas para triplex. B. Movilización de chapas en el distrito de Buenaventura
23
8.4. Parámetros de aprovechamiento asociados a diámetro mínimo de corta DMC según normatividad e industria de la madera en Colombia
8.4.1. Diámetro mínimo de Corta (DMC)
El DMC es un método utilizado para regular el aprovechamiento forestal en bosques disetáneos, permitiendo la corta de árboles que superen cierto diámetro, donde sólo se cortan árboles grandes y maduros, permitiendo que se liberen fustes de menor tamaño para que, con el tiempo, éstos reemplacen a los árboles aprovechados. Esta metodología de manejo forestal se usa en la mayoría de países tropicales, si se aplica correctamente puede ser conveniente para evitar la corta excesiva de especies muy valiosas (Bolfor, 2003).
La determinación o fijación de un DMC para una especie se puede hacer de manera teórica, teniendo en cuenta varios factores como el valor relativo de la madera en las diferentes clases diamétricas, los productos finales, las tasas de crecimiento, las distribuciones diamétricas de la especie y los requerimientos de los árboles semilleros (Fredricksen et al.,Citado por Bolfor, 2003). Aunque de acuerdo a lo que señala Bolfor,2003 puede resultar más conveniente calcular ciclos de corta y utilizar el DMC que permita alcanzar el volumen permitido para la especie, en función del ciclo de corta proyectado.
8.4.2. Parámetros de DMC según la normatividad e industria de la madera en Colombia
De acuerdo al artículo tercero del decreto 1383 de 1940 en los bosques de zonas protectoras se podrán cortar árboles cuyo diámetro a la altura del pecho supere 40 cm (Ministerio de Justicia, 1940). Para el año 1973 con el artículo 11 de la ley 23 el gobierno Nacional reconoce que fijará aprovechamientos permisibles para cada uno de los bienes que conforman el medio ambiente (Villa, 2006).
Así mismo se reconocen parámetros dimensionales de los árboles a aprovechar conforme a las demandas del sector industrial, según Martínez, et al., 2017 el diámetro de corte en los procesos de transformación de la madera depende de la utilidad de la misma, para la obtención de trozas, bloques y tablas, por ejemplo, se cortan árboles de más de 40 cm de diámetro, mientras que para la obtención de varetas para andamios o leña no se tiene en cuenta un diámetro de corta mínimo. Si bien los diámetros mínimos de corta se adecúan al mercado de maderas orientado al aserrado para la obtención de productos de alta calidad y grandes dimensiones, de acuerdo a Smith 1986, Redhead & Hall 1992, Lamprecht 1990, Dawkins & Philip 1998, Citado por Bolfor, 2003 los DMC como sistema de selección pueden generar deterioro del valor comercial del bosque al estimular el dominio de especies no comerciales o de árboles defectuosos, además de suprimir el desarrollo de mercados cuya materia prima son fustes de diámetros menores (Fredericksen et al., 2001, Citado por Bolfor, 2003).
24
Figura 4. A.Desenrollado de trozas para la obtención de chapas. B. Transporte de trozas desde el distrito de Buenaventura
25
9.
METODOLOGÍA
9.1. Área de estudio
Las muestras fueron obtenidas en un punto de acopio de madera en trozas en el Distrito de Buenaventura, junto al barrio Antonio Nariño, cuya procedencia de acuerdo al propietario del centro de acopio y transformación de la madera corresponde al correjimiento de Puerto Saija, Timbiquí, Cauca. De acuerdo al Plan de Ordenamiento Territorial del municipio de Timbiquí, se reconoce la necesidad de fomentar el sector forestal a través de herramientas políticas y proyectos para promover el establecimiento de puntos de explotación forestal industrial, -entre otras- mediante un sistema o diseño que beneficie la utilización de especies autoctonas promisorias, dada la presencia de bosques naturales en casi todo el territorio municipal y la inadecuada y obsoleta infraestructura de la industria forestal que hace ineficiente el aprovechamiento (Alcaldía Municipal de Timbiquí, 2003).
El municipio de Timbiquí presenta una precipitación anual promedio de 5500 mm y una temperatura media de 27 ºC, de acuerdo a los datos arrojados por la estación pluviométrica de Saija, que fueron obtenidos mediante una solicitud de iniformación al IDEAM, las precipitaciones pueden alcanzar hasta 6400 mm anuales, bajo un comportamiento bimodal, con periodos de mayor lluvia entre Abril-Junio y Septiembre-Octubre.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC
MEDIO MAXIM MINIM
26
9.2. Selección de la especie, muestreo y preparación de las muestras
La selección de la especie se realiza en función del grado de comercialización y movilización de madera de acuerdo a lo reportado por algunos de los que transforman localmente la madera, también se tuvo en cuenta la frecuencia, velocidad y forma de crecimiento. El muestreo se realiza de manera aleatoria en un punto de acopio de trozas para la transformación, donde a partir del conocimiento de las comunidades y actores vinculados en el aprovechamiento local se identifica la base de la troza, conocida comúnmente como la pata del árbol, procurando que las muestras se encuentraran entre 1 y 0.5 m sobre el suelo (Stahle,
et al, 1999), de acuerdo a la información suministrada por quienes realizaban la transformación, el aprovechamiento ocurrió en Diciembre de 2017. Cada individuo contó con información sobre: número de individuo, medida del diámetro y descripción de la madera en estado verde (Ver Tabla 1.).
Tabla 1. Diámetro y características de las muestras colectadas
Muestra Diámetro con corteza
(cm)
Caracterización
Bu_1 45.563 Con presencia alta de hongos que impidió la observación de anillos
Bu_02rad1 45.563 Con presencia media de hongos y rajaduras Bu_03rad1 56.18 Con presencia media de hongos Bu_04rad2 48.99 Con presencia media de hongos y rajaduras Bu_05rad1 34.875 Con presencia media de hongos y madera de reacción Bu_06rad2 39.9375 Con presencia media de hongos y madera de reacción Bu_07rad1 31.219 Con presencia media de hongos
Bu_8rad1 42.750 Con presencia media de hongos y rajaduras Bu_09rad1 86.34375 Con presencia media de hongos y rajaduras
Bu_10rad1 54.281 Con presencia media de hongos, rajaduras y pudrición en la médula
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9.3. Observación macroscópica y marcado manual de anillos
Siguiendo la metodología realizada en el curso de análisis de anillos de crecimiento impartido en la Universidad de Sao Paulo, Brasil, se realizaron observaciones con lupa de aumento 10X según norma COPANT N° 30:1-019 reconociendo las características anatómicas asociadas a la visibilidad de los anillos de crecimiento, además de la identificación de anomalías de crecimiento que afectan la uniformidad circular (Roig et al., 2005). Se realiza el marcado manual de los anillos de crecimiento de 1 a 2 radios por sección, para la posterior medición del ancho de los mismos.
Figura 6. A. Muestra número 10, se logra observar humedad en la madera. B. Secado al aire libre con la ayuda de NaCl. C. y D. Lijado de las muestras
Figura 7. Marcado manual de los anillos de crecimiento
A B
28 9.4. Análisis con densitometría de rayos X
Se realizaron pruebas de densitometría en el laboratorio de dendrocronología de la Universidad de Sao Paulo, Brasil. Para la obtención de material de análisis se cortaron las muestras en orientación transversal para obtener láminas de 2 mm de ancho, estas láminas fueron llevadas a una cámara de temperatura y humedad controlada con 20°C y 50 % de humedad durante aproximadamente 12 horas con el fin de lograr un contenido de humedad del 12%. Posteriormente las láminas fueron escaneadas en el plano radial con rayos X. Para ello se utilizó el equipo QTRS-01X y los datos fueron analizados con el software QMS (Tomazello F., et al, 2008; Citado por
de Paula Leite., et al., 2016)
. A partir de estas pruebas se construyeron gráficas con los valores de densidad aparente de la madera (de Paula Leite et al., 2016).
9.5. Toma de imágenes y medición del ancho de los anillos
Reconociendo el uso y aplicación de imágenes digitales para el análisis de la anatomía de la madera, permitiendo la mejora de la precisión y rapidez en la medición de elementos xilemáticos (Alvarado et al., 2010) se realiza la toma de fotografías de cada rodaja, para la posterior medición de los anillos marcados usando el software de procesamiento y análisis de imágenes científicas Image pro-plus (Media Cybernetics, 2006).
9.6. Cofechado y construcción de la cronología
Para tener control sobre las mediciones realizadas, evaluar la calidad del Co-datado es decir la correlación entre árboles (Herrera & Del Valle, 2011), y garantizar exactitud de las mediciones se utiliza el programa COFECHA, asegurando que la señal ambiental es maximizada (Grissino-Mayer, 2001). Posteriormente, se realiza la construcción de la cronología eliminando las tendencias de crecimiento y la autocorrelación serial, estandarizando las series y calculando las cronologías ARSTAN y Residual (Herrera & Del
29
Valle, 2011) , con la obtención de índices de anillo en ARSTAN y aplicando curvas de ajuste de acuerdo al modelo más apropiado (Polanco & Ulian, 2015). Dada la consideración de rápido crecimiento de la especie, se realiza la evaluación de anillos de crecimiento en Cofecha con la demarcación del anillo por periodo, con una y dos zonas fibrosas (Ver Figura 8.).
9.7. Identificación de señales climáticas y determinación de la periodicidad en la formación de anillos
Dada la actividad cambial diferencial de las especies, incluso bajo las mismas condiciones climáticas (Schweingruber, 1988), se reconoce la respuesta individual de los especímenes evaluados de Brosimum utile a las condiciones de precipitación reportadas por la estación pluviométrica del IDEAM; 53060020 ubicada en el centro poblado de Puerto Saija junto al margen del cauce del río Saija. La identificación de estas señales climáticas sobre la actividad cambial se realiza a través de una correlación de Pearson entre el ancho de los anillos con la precipitación, relacionando estas variables en un periodo calendario coordinado.
Con el finde ratificar que la formación de una zona fibrosa se da en los 2 periodos de menor precipitación, en el intervalo de un año, la determinación de la periodicidad con la que se forman los anillos de crecimiento se evaluó su conformación con una y dos zonas fibrosas durante este periodo, comprendiendo dichas zonas fibrosas como zonas con fibras cuya pared tiene mayor grosor y el lumen es reducido. Con el fin de lograr mayor evidencia sobre la demarcación del anillo por zonas fibrosas, se realizaron pruebas de densitometría con rayos X.
Figura 9. A. Marcación de anillos, B. Continuación en la demarcación y definición de zonas fibrosas 1 Zona fibrosa
2 Zonas fibrosas
30
9.8. Cálculo de incremento diamétrico de acuerdo al modelo de crecimiento de Von Bertalanffy
El cálculo de diámetro en el tiempo t se realizó mediante la ecuación de crecimiento de Von Bertalanffy:
𝐷 = 𝐴(1 − 𝑏𝑒−𝑘𝑡)
1
(1−𝑚) (1)
Siendo
D = DAP
A= Asíntota (150cm)
k,b,m = Parámetros de la ecuación t= Edad en años
e= Constante de Euler
La asíntota se obtuvo mediante la revisión de información secundaria, de acuerdo a lo señalado en ITTO, 2002.
Determinación de parámetros de la ecuación
Para determinar los parámetros m, k y b de la ecuación (1) se utiliza una regresión que muestra altos valores de correlación, identificando los parámetros de mejor ajuste en las curvas de diámetro acumulado.
9.9. Cálculo de valores de ICA e IMA
Se realiza el cálculo del incremento corriente anual ICA e incremento medio anual de acuerdo a las siguientes ecuaciones:
𝐼𝐶𝐴 = 𝐷´ = 𝐴 ∗ 𝑘 ∗ ( 1
1 − 𝑚)(1 − 𝑒
−𝑘𝑡)(1−𝑚1 )−1𝑒−𝑘𝑡
𝐼𝑀𝐴 = 𝐷
𝑡 =
𝐴(1 − 𝑏𝑒−𝑘𝑡)(
1 1−𝑚)
𝑡
Siendo
D = DAP A= Asíntota
k,b,m = Parámetros de la ecuación t= Edad en años
31 9.10. Cálculo de los tiempos de paso
32
10.
RESULTADOS
10.1. Cofechado y construcción de la cronología
Tras la evaluación por observación de la demarcación de anillos de crecimiento, el análisis de datos de densitometría sugiere que efectivamente dicha demarcación se da por zonas fibrosas cuya densidad es mayor y se denota con madera tardía de coloraciones más oscuras. Este análisis se hizo complementario con el de observación, que por sí solo dificulta la demarcación.
0 200 400 600 800 1000 1200 1 86 1 7 1 2 5 6 3 4 1 4 2 6 5 1 1 5 9 6 6 8 1 7 6 6 8 5 1 9 3 6 1 0 2 1 1 1 0 6 1 1 9 1 1 2 7 6 1 3 6 1 1 4 4 6 1 5 3 1 1 6 1 6 1 7 0 1 1 7 8 6 1 8 7 1 1 9 5 6 2 0 4 1 2 1 2 6 2 2 1 1 2 2 9 6 2 3 8 1 2 4 6 6 2 5 5 1 2 6 3 6 2 7 2 1 2 8 0 6 2 8 9 1 2 9 7 6 3 0 6 1 3 1 4 6
BU2
B 0 200 400 600 800 1000 1200 175 149 223 297 371 445 915 593 667 147 815 889 963
33 0 200 400 600 800 1000 1200 1
64 127 190 352 316 379 442 505 568 631 694 775 820 883 946
1 0 0 9 1 0 7 2 1 1 3 5 1 1 9 8 1 2 6 1 1 3 2 4 1 3 8 7 1 4 5 0 1 5 1 3 1 5 7 6 1 6 3 9 1 7 0 2 1 7 6 5 1 8 2 8 1 8 9 1 1 9 5 4 2 0 1 7 2 0 8 0 2 1 4 3 2 2 0 6 2 2 6 9 2 3 3 2 2 3 9 5 2 4 5 8 BU4 D 0 200 400 600 800 1000 1200 1
90 179 268 357 446 553 624 713 280 891 980
34
Figura 10. Resultado de pruebas de densitometría A.B. C.D. E. F. G. H I. J. corresponden a las muestras número 1,2,3,4,5,6,7,8,9 y 10 respectivamente.
35
Para el cofechado se utilizaron en total 10 series de datos para 9 individuos, habiendo marcado dos radios para la muestra número cuatro y un radio para las muestras restantes. Se utilizaron ventanas de 10 y 15 años de acuerdo a la longitud de las series.
10.1.1. Una zona Fibrosa en un periodo calendario de un año
En esta evaluación de datos en Cofecha se obtuvo un coeficiente de correlación de 0.692, con el análisis de 10 radios en total para las 9 muestras. También se realizó el análisis de forma separada para 8,3 y 2 individuos obteniendo correlaciones de 0.682, 0.709 y 0.653 respectivamente (Ver Tabla 1).
10.1.2. Dos zonas fibrosas en un periodo calendario de un año
36 0 2 4 6 8 10 12 1 9 1 6 1 9 1 9 1 9 2 2 1 9 2 5 1 9 2 8 1 9 3 1 1 9 3 4 1 9 3 7 1 9 4 0 1 9 4 3 1 9 4 6 1 9 4 9 1 9 5 2 1 9 5 5 1 9 5 8 1 9 6 1 1 9 6 4 1 9 6 7 1 9 7 0 1 9 7 3 1 9 7 6 1 9 7 9 1 9 8 2 1 9 8 5 1 9 8 8 1 9 9 1 1 9 9 4 1 9 9 7 2 0 0 0 2 0 0 3 2 0 0 6 2 0 0 9 2 0 1 2 2 0 1 5 A n ch o d e an illo ( m m )
Fecha calendario (años)
Bu_04rad1 Bu_04rad2 Bu_03rad1 Bu_09rad1 Bu_06rad2
Bu_07rad1 Bu_02rad1 Bu_05rad1 Bu_10rad1 Bu_8rad1
A 0 5 10 15 20 25 1 9 6 7 1 9 6 9 1 9 7 1 1 9 7 3 1 9 7 5 1 9 7 7 1 9 7 9 1 9 8 1 1 9 8 3 1 9 8 5 1 9 8 7 1 9 8 9 1 9 9 1 1 9 9 3 1 9 9 5 1 9 9 7 1 9 9 9 2 0 0 1 2 0 0 3 2 0 0 5 2 0 0 7 2 0 0 9 2 0 1 1 2 0 1 3 2 0 1 5 A n ch o d e an illo ( m m )
Fecha calendario (años)
Bu_04rad1 Bu_04rad2 Bu_03rad1 Bu_09rad1 Bu_06rad2
Bu_07rad1 Bu_02rad1 Bu_05rad1 Bu_10rad1 Bu_8rad1
B
37
Reconociendo las correlaciones de las series, conformadas en periodos calendarios anuales por una y dos zonas fibrosas, se considera más precisa la formación de una sola zona fibrosa en un año, cuyos valores de correlación se encontraron por encima de 0.6.
Tabla 2. Valores de correlación entre series obtenidos por cofechado
Muestras evaluadas Correlación
1ZF 2ZF
2-10 0.692 0.208
2,3,5-10 0.682 0.15
5,8,10 0.709 0.135
´8-10 0.653 -0.133
1ZF: Una zona fibrosa por periodo calendario de un año
2ZF: Dos zonas fibrosas por periodo calendario de un año
10.2. Identificación de señales climáticas y determinación de la periodicidad en la formación de anillos
La correlación entre las series de ancho de anillo con los valores medios y mínimos mensuales de precipitación para el periodo 1966-2010 permitió identificar una relación entre la formación de anillos con mermas en la precipitación, y al relacionar los valores de precipitación con los periodos fenológicos de la especie reportados por Parrado-Rosselli, 2005 en la amazonia Colombiana, se logra identificar que la producción de frutos se da en meses en los que se presenta la mayor cantidad de lluvia. De acuerdo a lo anterior, y reconociendo la formación de una sola zona fibrosa en un año se identifica que, en los meses de octubre y mayo, que presentan parte de las más altas precipitaciones, no solo ocurre fructificación sino también crecimiento en diámetro, con lo que se evidencia con mayor fuerza la hipótesis de demarcación de anillos de crecimiento conformados por una sola zona fibrosa en un periodo muy cercano a la anualidad.
Figura 12. Correlación entre la precipitación y la cronología residual para las series evaluadas con una zona fibrosa por
año.
Las correlaciones anteriores de anillos demarcados por una sola zona fibrosa en un año, sugieren que su delimitación está relacionada con los periodos de menor precipitación, con
38
una periodicidad que se acerca a la anualidad. Se identifica mayor actividad del cambium en los meses de noviembre, octubre, diciembre, abril y mayo, que coinciden con las épocas de mayor precipitación. Así mismo se reconoce menor actividad del cambium en meses como septiembre, julio y febrero, éstos dos últimos coinciden con las épocas de menor precipitación (Ver Figura 11).
10.3. Cálculo de incremento diamétrico con el modelo de Von Bertalanffy
Determinación de parámetros para la aplicación del modelo
Tabla 3. Parámetros calculados para la aplicación del modelo y Correlaciones entre el diámetro acumulado obtenido por análisis de anillos con el diámetro acumulado obtenido con el modelo de Von Bertalanffy y los parámetros calculados
Muestra m b k Correlación
Bu_02rad1 0.28 1 0.0088 0.9977
Bu_03rad1 0.36 1 0.0138 0.9976
Bu_04rad2 0.44 1 0.017 0.9984
Bu_05rad1 0.36 1 0.009 0.9987
Bu_06rad2 0.36 1 0.0101 0.9986
Bu_07rad1 0.2 1 0.0081 0.9988
Bu_8rad1 0.44 1 0.0113 0.9981
Bu_09rad1 0.28 1 0.01 0.9995
Bu_10rad1 0.36 1 0.01 0.9986
39
Figura 13. Diámetro acumulado según el modelo aplicado
La figura 12 permite reconocer un comportamiento similar en el incremento de diámetro de las muestras, que resulta ser asintótico en 150 cm según la información secundaria revisada (ITTO, 2002; WWF, 2013), la mayor pendiente de la curva se encuentra durante los primeros años de vida del árbol, por lo cual es posible reconocer que existen diferentes velocidades en el crecimiento de acuerdo a su estadio etario.
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_02rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_03rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_04rad2
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_05rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_06rad2
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_8rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_09rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_10rad1
0 500 1000 1500 2000
1 31 61 91
121 151 181 211 241 271 Bu_07rad1
Tiempo (años)
Di
ám
etro
a
cu
m
u
lad
o
(mm
40
La figura 13 que también representa el modelo aplicado hasta el año 300, permite comparar la velocidad del crecimiento entre los individuos muestreados, esto asociado a variables o condiciones del ambiente, ya sean de tipo natural o antrópico, debido a que la zona es objeto importante de actividades silvícolas y de aprovechamiento que puede representar mejores condiciones para el crecimiento. Siendo así, los individuos con mayores velocidades de crecimiento fueron el tres y cuatro, nótese la pendiente de las curvas.
Figura 15. Diámetro acumulado (mm) promedio según el modelo de Von Bertalanffy
El promedio de incremento de diámetro calculado mediante el modelo utilizado da luces sobre la tasa de crecimiento de la especie, que como en los casos individuales analizados es de mayor velocidad en los estadios iniciales del árbol.
Figura 14. Diámetro acumulado según el modelo de crecimiento de Von Bertalanffy
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
1 15 29 43 57 71 85 99
113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 267 281 295
Diame
tro
acu
m
u
lad
o
(mm
)
Tiempo (años)
Bu_02rad1 Bu_03rad1 Bu_04rad2
Bu_05rad1 Bu_06rad2 Bu_07rad1
Bu_8rad1 Bu_09rad1 Bu_10rad1
0 20 40 60 80 100 120 140 160
1 49 97
145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721 769
Diáme
tro
acu
m
u
lad
o
(mm
)
41 10.4. Cálculo de valores de ICA e IMA
42 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU2 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU3 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU4 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU5 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU6 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU8 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU9 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU10 ICA IMA 0 2 4 6 8 10 12 14
1 16 31 46 61 76 91
BU7 ICA IMA In cre m en to d iáme tro ( m m /añ o )
Figura 16. Incremento corriente anual e incremento medio anual
Figura 17. Incremento corriente anual e incremento medio anual
43
10.5. Determinación de ritmos de crecimiento por categorías etarias
Se identificaron las categorías etarias A, B, C, D y E a lo largo de la vida de individuos de esta especie, en periodos que van de 0 a 5 años, 6 a 15 años, 16 a 38 años, 39 a 72 años y por encima de 72 hasta 300 años respectivamente. La categoría a se definió como el crecimiento inicial, caracterizado en las curvas de ICA e IMA como el de mayor pendiente, hasta el inicio de B donde se nota una recta y cambio en la pendiente, la categoría se delimita al comenzar C con una transición de estabilización del crecimiento que continúa hasta el punto máximo del ICA, marcando el inicio de D que se delimita en el corte entre las curvas. En la siguiente categoría se identifica una reducción notable en los incrementos, y se calculó hasta el año 300 donde el diámetro ya es asintótico.
A estas categorías se le asocian características fisiológicas y mecánicas propias de cada una en relación a los requerimientos del árbol (Polanco, 2018). Durante los estadios juveniles A, B y C las células del cambium se derivan de meristemos apicales, generando células pequeñas en grandes ángulos micro fibrilares, en estos primeros años especialmente en las categorías etarias A y B el árbol debe resistir presiones negativas para evitar fallas mecánicas, así mismo hay dificultad para el almacenamiento de agua debido al tamaño y sistema radicular del árbol, los diámetros pequeños deben tener alta resistencia en tensión para evitar quebrarse, por lo que presentan baja rigidez, mientras que en estadios maduros como D y E las divisiones cambiales iniciales tienen la capacidad de madurar gradualmente conforme a las necesidades del árbol, cuentan con mayor capacidad de transporte que compensa el incremento en la resistencia y rigidez al tener que soportar mayores cargas en compresión por el peso mismo del árbol (Polanco, 2018).
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97
ICA Medio IMA Medio
A B
C D
In
cre
m
en
to
d
iáme
tro
(
m
m
/añ
o
)
Edad (Años)
E
Figura 17. Curvas de ICA e IMA promedio y delimitación de categorías etarias
44
Para garantizar diferencias significativas entre las categorías de edad definidas se realizó un ANOVA.
El análisis de varianzas indica diferencias significativas entre las categorías A-B, B-C, y D-E. Debido al comportamiento simétrico de los datos durante el periodo que comprende el rango C-D delimitado por el valor máximo del ICA, no se encuentran diferencias estadísticamente significativas, sin embargo se reconocen los datos de este periodo que va desde el año16 hasta el 72 en dos categorías diferentes debido a la tendencia de aumento en el incremento entre los años 16 a 38, y a la tendencia de reducción en el incremento entre los años 39 a 72.
Tabla 4. ANOVA de valores medios de ICA e IMA entre categorías etarias
Categoría etaria Valores medios ICA Valores medios IMA F F crítico F F crítico
A-B 18.315 4.494 13.866 4.494
B-C 6.175 4.494 9.370 4.494
C-D 0.001 4.494 2.618 4.494
D-E 106.314 4.494 6.858 4.494
El crecimiento calculado en las diferentes categorías etarias del árbol permite identificar que durante los primeros 5 años el incremento es menor con aproximadamente 3.8 mm/año de ICA y 2.610 mm/año de IMA, mientras que para la categoría de edad C se tienen valores de incremento corriente anual que alcanzan hasta los 8.87 mm/año, y 7.936 mm/año de incremento medio para la categoría D.
Tabla 5. Incremento corriente y medio anual en mm/año por categoría etaria
ICA e IMA (mm/año) POR CATEGORÍA ETARIA
