CARATERIZACIÓN, ALMACENAMIENTO DE CARBONO Y EMISIONES EVITADAS EN BOSQUES NATIVOS EN ÁREAS DE INFLUENCIA DEL
PÁRAMO DE ANAIME TOLIMA, COLOMBIA
CARLOS ARTURO MOJICA SÁNCHEZ
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE INGENIERÍA FORESTAL PROGRAMA DE INGENIERÍA FORESTAL
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CARATERIZACIÓN, ALMACENAMIENTO DE CARBONO Y EMISIONES EVITADAS EN BOSQUES NATIVOS EN ÁREAS DE INFLUENCIA DEL
PÁRAMO DE ANAIME TOLIMA, COLOMBIA
CARLOS ARTURO MOJICA SÁNCHEZ
Trabajo de grado presentado como requisito para optar por el título de Ingeniero Forestal
Milena Andrea Segura Madrigal; M. Sc. Director
Hernán Jair Andrade Castañeda; Ph. D. Co-Director
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE INGENIERÍA FORESTAL PROGRAMA DE INGENIERÍA FORESTAL
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ADVERTENCIA
La Facultad de Ingeniería Forestal de la Universidad del Tolima, el director del trabajo y el jurado calificador, no son responsables de los conceptos ni de las ideas expuestas por el autor del presente trabajo.
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Dedico este trabajo a…
Dios Por brindarme cada día de mi vida y ser mi protector, quien está a mi lado día y
noche.
Mi mami La persona más importante en mi vida, por su amor y compañía, por todos sus
esfuerzos, por creer siempre en mí y permitirme cumplir un sueño.
Mi padre Por todo su apoyo económico y esfuerzo durante mi profesión.
Mi hermana Vanessa Por ser mi mejor compañía y gran amor, por toda su ternura, por ser un motivo
más en mi vida.
Mis amigos de verdad (Willy, German, La negra, Pili, Camilo y Jairo) Por todos los buenos y malos momentos, son unas grandes personas, por compartir buena amistad
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AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos a:
A la Universidad del Tolima por ser una institución de conocimiento, investigación y desarrollo intelectual.
A los Ingenieros Hernán J. Andrade y Milena Segura por darme la asesoría y apoyo en la realización del trabajo y por vincularme al grupo de investigación PROECUT.
Al Dr. Fernando Casanoves por la revisión de la parte estadística y la orientación en el análisis de datos.
A la Corporación Semillas de Agua de Cajamarca por haber financiado parte del proyecto y por permitir realizar mi tesis en los bosques del páramo.
Al Biólogo Jorge Rubiano por haber brindado la oportunidad de realizar el trabajo, por su confianza y ayuda en las salidas de campo.
A Fernando Tinoco por su profunda y valiosa colaboración en la identificación de las especies vegetales.
Al Herbario Toli y el Herbario de la Universidad Nacional de Colombia por la identificación de especies.
A Rolando, Ricardo, Don Ever y toda la Comunidad de la Reserva Natural Semillas de Agua (RNSA) del Corregimiento de Anaime, por la acogida y apoyo en el trabajo de campo.
A Andrés Felipe Cruz por su aporte en la instalación y medición de las parcelas permanentes de monitoreo.
6 RESUMEN
Se estimó la biomasa y el carbono arriba del suelo a partir de un inventario forestal en tres diferentes tipos de bosques alto andino localizado en la Reserva Semillas de Agua (RNSA), Cajamarca, Tolima: bosque achaparrado, maduro y subpáramo. En cada uno se establecieron nueve parcelas (5 temporales y 4 permanentes) de muestreo para caracterizar la variabilidad florística. Las parcelas fueron de forma rectangular (10 x 15 m), se inventarió toda la vegetación presente a partir de 10 cm de dap y altura total. La biomasa arriba del suelo se estimó a través de un modelo alométrico multi-especies local. Los valores de biomasa y carbono arriba del suelo más altos se obtuvieron en los bosques subpáramo con una biomasa promedio de 242 Mg/ha y carbono 1201 MgC/ha, seguidos de los bosques maduros con biomasa promedio de 147 Mg/ha y carbono 73 MgC/ha por último los tipos de vegetación achaparrados obtuvieron los menores resultados de biomasa con 51 Mg/ha y carbono 25 MgC/ha. Estos resultados se relacionan con valores altos de dap y altura de los individuos de los bosques. Los resultados de composición florística, densidad, estructura, composición y riqueza fueron diferentes en los bosques estudiados, aumentando los valores conforme disminuía la altura de los bosques. Además se encontró que la mayor cantidad de carbono está almacenado en la biomasa de un reducido número de especies, entre las especies con esta dominancia se encuentran; Weimannia auriculata y Miconia sp siendo estas de mayor índice de valor de importancia. Los bosques del páramo de Anaime, Tolima almacenan grandes contenidos de carbono en su biomasa aérea, por otra parte los resultados reportados pueden ser considerados como una alternativa de valoración del carbono almacenado en la biomasa arriba del suelo de los bosques del páramo Anaime.
PALABRAS CLAVE:
7 ABSTRACT
The aerial biomass and carbon fixation was estimated from a forest inventory on three different high Andean forests from the “Semillas de Agua” Reserve (RNSA) in Cajamarca, Tolima: dwarf forest, mature forest and subpáramo. Each one had nine plots (five temporary and four permanents) to characterize the floristic variation. The plots were established with rectangular shape (10 x 15 m) and registred all vegetation with 10 cm or wider diameter breast height (DBH) and total high. The aerial biomass was estimated by a local developed allometric multi-species model. The higher values of aerial biomass and carbon fixation were found on the subparamo forests with 242 Mg/Ha y 121 MgC/Ha respectively, followed by mature forests values of 147 Mg/Ha and 73 MgC/Ha and dwarf forest being the lower data with aerial biomass of 51 Mg/Ha and 25 MgC/Ha of carbon fixation. These findings are associated with high values of DBH and total high of the forest individuals. The results of floristic composition, density, structure, composition and richness were different on the three forest types studied, increasing the values as the total high decreases. Furthermore, we found the highest amount of carbon stored in the biomass of a few dominant species like Weimannia auriculata y Miconia sp., which has the biggest importance value index (IVI). The páramo forest of Anaime, Tolima store great amounts of carbon on its aerial biomass, thus, the results reported here can be considered as an alternative for the assessment of the carbon fixation on the aerial biomass from the Anaime páramo forests.
Key Words
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Contenido
INTRODUCCIÓN ... 13
1. OBJETIVOS ... 15
1.1 OBJETIVO GENERAL ... 15
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 15
2. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES... 16
2.1 CAMBIO CLIMÁTICO ... 16
2.2 EFECTO INVERNADERO ... 16
2.3 DIÓXIDO DE CARBONO ... 17
2.4 CICLO GLOBAL DEL CARBONO ... 18
2.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS PÁRAMOS DE COLOMBIA ... 19
2.6 TIPOS Y CONDICIONES DE VEGETACIÓN DEL PÁRAMO ... 20
2.7 SITUACIÓN ACTUAL DE LOS PÁRAMOS ... 22
2.8 SECUESTRO DE CARBONO ... 22
2.9 COMPARTIMENTOS DE CARBONO EN BOSQUES... 23
2.10 RESERVAS POTENCIALES DE CARBONO EN BOSQUES DE COLOMBIA ... 25
2.11 EMISIONES EVITADAS ... 25
3. DISEÑO METODOLÓGICO ... 27
3.1 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ... 27
3.1.1 Bosque achaparrado………..28
3.1.2 Bosque maduro………...28
3.1.3 Bosque subpáramo……….29
3.2 SELECCIÓN DE SITIOS ... 29
3.3 DISEÑO DE MUESTREO ... 30
3.3.1 Tamaño de la muestra:... 31
3.3.2 Ubicación de las parcelas:. ... 31
3.3.3 Variables medidas:………..32
3.4 COMPOSICIÓN FLORISTICA ... 32
3.4.1 Riqueza especifica………..32
3.4.2 Chao1………32
3.4.3 Índice de Simpson………..33
3.4.4 Índice de Shannon-Wiener………33
3.4.5 Coeficiente de similitud de jaccard………...33
3.4.6 Coeficiente de similitud de sorensen………...33
9
3.5 ESTIMACIÓN DE LA BIOMASA AÉREA TOTAL Y CARBONO
ALMACENADO ... 34
3.6 CÁLCULO DE EMISIONES EVITADAS ... 35
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS ... 37
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS TIPOS DE BOSQUES ... 37
4.1.1 Composición florística:. ... 37
4.1.2 Estructura horizontal y distribución diamétrica:. ... 42
4.1.3 Diversidad alfa y beta:. ... 45
4.2 BIOMASA ARRIBA DEL SUELO Y CARBONO ... 47
4.3 EMISIONES EVITADAS POR DEFORESTACIÓN ... 54
5. CONCLUSIONES ... 59
6. RECOMENDACIONES ... 60
10
LISTA DE FIGURAS
Pág.
11
LISTA DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1. Distribución de páramos por paises………....20
Cuadro 2. Carbono almacenado en páramo y selva tropical………23
Cuadro 3. Biomasa aérea en bosques naturales de Colombia………. 25
Cuadro 4. Distribución de bosques de la RNSA………30
Cuadro 5. Modelos usados para estimar biomasa en función del dap………….. 35
Cuadro 6. Distribución de familias y especies para los bosques de la RNSA…..38
Cuadro 7. Distribución de parametros florísticos de los bosques de la RNSA…...41
Cuadro 8. Comparación de la diversidad alfa para los bosques de la RNSA…….45
Cuadro 9. Comparación de la diversidad beta entre los bosques de la RNSA...46
Cuadro 10. Biomasa aérea total estimada para los bosques de la RNSA……….. 50
Cuadro 11. Carbono y emisiones evitadas para los bosques de la RNSA……… 55
12 HIPÓTESIS
Hipótesis alternativa Hi: La biomasa acumulada en los tipos de bosque (achaparrado, maduro y subpáramo) en la Reserva Natural Semillas de Agua (RNSA) presenta diferencias estadísticas.
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INTRODUCCIÓN
La Reserva Natural, según Parques Nacionales Naturales de Colombia (PNN, 2011) es un área en la cual existen condiciones primitivas de flora, fauna y gea, y está destinada a la conservación, investigación y estudio de sus riquezas naturales. Sin embargo, en la actualidad este tipo de área no es ajena a las problemáticas de minería, quema indiscriminada y ganadería, es decir al uso de prácticas culturales no sostenibles con el medio ambiente. Razón por la cual Los proyectos REDD+ representan una alternativa para alcanzar objetivos relacionados con la mitigación del cambio climático, conservación de bosques tropicales, así como un apoyo para el mantenimiento de los medios de vida de poblaciones rurales (Fundación Vida, 2011).
Surge la necesidad de resaltar acciones de conservación que ayuden a reducir el impacto negativo de las actividades humanas, principalmente en zonas de páramo, que son ecosistemas con grandes potenciales de vida a nivel de prestación de bienes y servicios ambientales, donde cabe mencionar la retención de carbono, conservación de la biodiversidad, y el almacenamiento y regulación de agua.
El páramo hoy en día es considerado como uno de los ecosistemas más afectado por la alteración a sus recursos naturales sin importar el impacto positivo sobre la vida de los seres humanos, este ecosistema posee condiciones físico-bióticas que lo convierten en fuente permanente del recurso más importante para la supervivencia de los seres vivos: el agua.
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cuencas hidrológicas, la conservación de la biodiversidad, la belleza escénica y la captación de carbono.
Hoy en día, los bosques tienen una mirada como alternativa para mitigar las emisiones de GEI causantes principales del cambio climático, especialmente el dióxido de carbono (CO2), el cual se fija mediante el proceso de fotosíntesis. Por lo que resulta importante estimar el carbono acumulado en estos ecosistemas forestales como futura fuente de ingreso a las comunidades aledañas. Pese a todos los esfuerzos, en Colombia se conocen pocos trabajos que se refieran a la cuantificación e importancia de este tipo de bosques en la acumulación de carbono, los cuales han sido fuertemente intervenidos a través del tiempo.
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1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Estimar la biomasa arriba del suelo, el carbono almacenado y las emisiones evitadas y caracterizar los bosques alto andino de la Reserva Natural Semillas de Agua en áreas de influencia del páramo de Anaime, Cajamarca, Tolima.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Caracterizar los tipos de bosque encontrados en el área de influencia del páramo de Anaime.
Cuantificar el contenido de carbono almacenado en la biomasa arriba del suelo para los bosques del área de influencia del páramo de Anaime.
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2. MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES
2.1 CAMBIO CLIMÁTICO
Según Ortega et al 2010 el Cambio Climático es la variación del estado del clima identificable (p. e. Mediante pruebas estadísticas) con relación al valor medio y/o en la variabilidad de sus propiedades, la cual persiste durante largos períodos de tiempo. El Cambio Climático se debe a procesos naturales, fuerzas externas o cambios antropógenos persistentes hacia la composición de la atmósfera o el uso de la tierra. Por otra parte Verano (1998) afirma que un aumento de 1ºC podría acabar con la biodiversidad de los páramos colombianos.
Según el Grupo Intergubernamental de expertos sobre Cambio Climático (IPCC), 2001:
Los GEI son los componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el óxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y el ozono (O3). Hay además una serie de GEI creados íntegramente por el ser humano, como los halocarbonos y otras sustancias con contenido de cloro y bromo, regulados por el Protocolo de Montreal. Además del CO2, el N2O y el CH4, el Protocolo de Kioto establece normas respecto de otros gases como el hexafluoruro de azufre (SF6), los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos (PFC).
2.2 EFECTO INVERNADERO
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forzamiento radiactivo, un desequilibrio que sólo puede compensarse con un aumento de la temperatura del sistema superficie-troposfera. Este es el llamado “efecto de invernadero acentuado” (IPCC, 2001).
La composición isotópica del CO2 y la disminución observada en el O2demuestra que el aumento observado en CO2se debe predominantemente a la oxidación de carbono orgánico por la quema de combustibles de origen fósil y la deforestación (IPCC 2001). Según Locatelli (2006) los impactos del cambio climático sobre los bosques podría causar mayores emisiones de carbono hacía la atmosfera, aumentando el efecto invernadero.
2.3 DIÓXIDO DE CARBONO
De acuerdo con Jaramillo (2007) el bióxido de carbono ha sido un componente importante de nuestra atmósfera desde hace miles de millones de años, cuando la gran actividad volcánica del planeta lo lanzaba a la atmósfera. Gas presente en la naturaleza, que se crea como consecuencia de la quema de combustibles de origen fósil y biomasa, así como de cambios en el uso de la tierra y otros procesos industriales. Es el principal gas de efecto invernadero antropógeno que afecta el balance radiactivo de la Tierra. Según (IPCC, 2001) sirve como referencia para medir otros gases de efecto invernadero y su potencial de calentamiento de la Tierra es 1.
18 2.4 CICLO GLOBAL DEL CARBONO
El carbono (C) es un elemento fundamental de los compuestos orgánicos, en los que se combina con nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S), oxígeno (O) e hidrógeno (H) para constituir las moléculas más importantes para la vida. La disponibilidad de C no es infinita en el planeta, como sucede con todos los elementos y, por tanto, el C circula entre la materia orgánica y el ambiente físico-químico de manera constante (Jaramillo, 2007). Todas las partes y flujos de carbono, normalmente se considera como una serie de los cuatro principales depósitos de carbono (atmósfera, biosfera, océanos y sedimentos) interconectados por vías de intercambio (IPCC, 2001). El ciclo del carbono está determinado por el almacenamiento y transferencia entre la atmósfera, biosfera, litosfera y océanos de moléculas constituidas por el elemento carbono (Honorio & Baker, 2010).
19 Figura 1. Ciclo Global del Carbono.
Los almacenes están expresados en Pg C y los flujos en Pg C/año. PPB = producción primaria bruta; Ra = respiración autótrofa; Rh = respiración heterótrofa; COD = carbono
orgánico disuelto; CID = carbono inorgánico disuelto. Fuente: Jaramillo, 2007.
2.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS PÁRAMOS DE COLOMBIA
Según Morales, Otero, Van der Hammen, Torres, Cadena, Pedraza, Rodríguez, Franco, Betancourth, Olaya, Posada & Cárdenas (2007), en Colombia los páramos ofrecen diversos servicios ambientales como la biodiversidad única que albergan y los paisajes y los suelos, en particular por su capacidad de fijar el carbono atmosférico. Además de estos servicios, cabe destacar de manera especial los recursos hídricos de los que se beneficia la población del país. Los nacimientos de los principales ríos de Colombia se originan en zonas de páramo, donde se producen procesos de almacenamiento y regulación hídrica. Como estos ecosistemas brindan un recurso ambiental indispensable para la vida humana –el agua– su estudio, protección y conocimiento cobran notoria importancia, sobre todo desde una perspectiva de futuro. De hecho, la legislación colombiana incluye la protección de los ecosistemas de páramo, subpáramo, nacimientos de agua y zonas de recarga de acuíferos a través de la Ley 99 de 1993.
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influyen directamente, son accesibles con suelos fértiles con uso intensivo de ganadería y agricultura.
Cuadro 1. Distribución de páramos por países
PAÍS Extensión país km2 ha Extensión páramo %
Colombia 1´141.500 14434 1,3
Ecuador 249.080 12602 5,1
Perú 1´296.500 4200 0,3
Costa Rica 51.200 80 0,2
Total 3´652.500 35.503 1
Fuente: Hofstede, 2002.
El gran valor que se presenta en los páramos no es precisamente por su riqueza de especies sino por su singularidad, con alto grado de endemismo, debido a las adaptaciones a condiciones extremas en este ecosistema se pueden encontrar muchos individuos que no hay en otra parte. Así mismo, la diversidad de hábitats es típicamente grande en este ecosistema que es un mosaico de colinas, depresiones, pantanos, riachuelos y crestas (Hofstede, 2002).
De acuerdo con Guerrero (2009), por la ubicación altitudinal, la extensión de los páramos representa una pequeña fracción del área total de Colombia, sin embargo los servicios que prestan benefician a millones de personas. Estudios realizados en la franja ecuatorial demuestran que estos ecosistemas de páramo son capaces de fijar Carbono en forma neta incluso después de su madurez (García, 2003).
2.6 TIPOS Y CONDICIONES DE VEGETACIÓN DEL PÁRAMO
Dentro del ecosistema de páramo, se pueden diferenciar tres tipos de bosques: subpáramo, achaparrado o enano y bosque maduro en dos formaciones vegetales para Colombia identificadas por Cuatrecasas (1958) que son: páramo propiamente dicho y subpáramo.
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NIEVEPERPETUA
SUPERPÁRAMO
PÁRAMO
22
bosques andinos y subandinos varía desde 5947 hasta 13177 ha (Gálmez & Kómeter, 2009).
2.7 SITUACIÓN ACTUAL DE LOS PÁRAMOS
La situación prevista de los ecosistemas forestales andinos (EFA) se caracterizan por una demanda creciente de madera para leña, así mismo la conversión de bosques a pastizales y tierras agrícolas (Gálmez & Kómeter, 2009). En información del Banoccidente (2001), se encontró que las cordilleras colombianas presentan condiciones ambientales particulares: la cordillera Oriental cuenta con el mayor número de páramos y es muy húmeda gracias a la influencia de los vientos continentales de la Orinoquia y Amazonia. La cordillera Occidental es la más baja y húmeda debido a la influencia de las corrientes del océano Pacífico. La cordillera Central es la más alta y menos húmeda y la Sierra Nevada de Santa Marta influenciada del mar Caribe y por su aislamiento.
Según Cortolima & Corpoica (2009), el municipio de Cajamarca presenta un área de 13982,9 ha. En zonas de páramo, que corresponden al 27,1 % del total de la región y están conformadas por las veredas de Altamira, Cristales de paloma, Águila, Diamante, El Espejo, El Oso, La Bolívar, La Ceja, La Leona, La Despunta, La Luna, Las Juntas, Potosí, Rincón Placer y Santa Ana. Según Gómez (2002), los páramos son considerados ecosistemas de alta fragilidad y propensos a procesos de degradación debido a la baja resistencia y capacidad de recuperación del equilibrio.
2.8 SECUESTRO DE CARBONO
Según Ortega et al (2010), la captura y almacenamiento de carbono (CAC) es el proceso consistente en la separación de dióxido de carbono de fuentes industriales y del sector de la energía, su transporte hasta un lugar de almacenamiento y su aislamiento respecto de la atmósfera durante largos períodos.
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Cuadro 2. Carbono almacenado en páramo y selva tropical.
COMPARTIMIENTO PÁRAMO tC/ha SELVA TROPICAL
Vegetación 20 250
Suelo 1700 50
Total 1720 300
Fuente: Tomado de García, 2003, y modificado de Hofstede, 1999, En: Procuraduría General de la Nación, 2008
Los datos que se emplearon para realizar la estimación de las reservas potenciales de carbono almacenadas en la biomasa aérea de los bosques naturales de Colombia, fueron generados en 3.499 levantamientos florísticos e inventarios forestales; La información fue compilada en una base de datos, donde se incluyeron únicamente registros de individuos con diámetro normal medido a 1,30 m de altura, mayor o igual a 10 cm (D ≥ 10 cm) (Phillips, Duque, Cabrera, Yepes, Navarrete, García, Álvarez, Cabrera, Cárdenas, Galindo, Ordóñez, Rodríguez & Vargas, 2011).
Para realizar las estimaciones de las reservas de carbono almacenadas en la biomasa aérea, se realizaron empleando una estratificación por tipos de bosque, siguiendo la clasificación por zonas de vida propuesta por Holdridge (1967) este sistema de clasificación presenta 16 clases o tipos de bosques naturales. El número de parcelas por tipo de bosque fue variable, tanto en cantidad como en proporción con respecto al tamaño de las unidades muéstrales (Phillips et al, 2011).
2.9 COMPARTIMENTOS DE CARBONO EN BOSQUES
24
Los compartimientos de almacenaje de carbono son la biomasa aérea, principalmente en los troncos de las plantas leñosas y las hojas; la biomasa subterránea, especialmente almacenada en la red radicular; y el carbono almacenado en el suelo, la necromasa y la hojarasca. Según Honorio & Baker (2010) el stock de carbono es todo aquello que se encuentra almacenado en los diferentes componentes, se expresan en términos de peso por unidad de área (Mg ha-1).
La biomasa forestal permite elaborar previsiones sobre el ciclo mundial del carbono y se convierte sin duda alguna para poblaciones rurales de países en vía de desarrollo como fuente primordial de combustible para cocción y calefacción. La biomasa es el elemento principal para determinar la cantidad de carbono almacenado en el bosque (González, 2008).
Según González (2008), los ecosistemas forestales son un reservorio considerable de carbono y contienen más del 80% del carbono global de la superficie. Sin embargo, cabe considerar que los bosques maduros no presentan asimilación neta de carbono debido al grado de saturación en que se encuentran.4.18 Protocolo de Kioto Y REDD+.
Figura 3. Compartimientos de almacenamiento de carbono en los bosques.
25
2.10 RESERVAS POTENCIALES DE CARBONO EN BOSQUES NATURALES DE COLOMBIA
Cuadro 3. Biomasa aérea en bosques naturales de Colombia. Tipo de bosque Cod. Cj
(tha-1) C(t) T CO(t) 2e Seco tropical bs-T 48,1 35.370.657 129.810.310 Húmedo tropical bh-T 129,4 5.873.491.185 21.555.712.650 Muy húmedo tropical bmh-T 82,0 416.585.261 1.528.867.908 Pluvial tropical bp-T 86,1 14.817.146 54.378.925 Húmedo premontano bh-PM 96,5 105.642.938 387.709.583 Pluvial premontano bmh-PM 95,7 240.167.751 881.415.647 Muy húmedo premontano bp-PM 106,8 64.789.695 237.778.180 Húmedo montano bajo bh-MB 128,8 207.699.424 762.137.730 Muy húmedo montano bajo bmh-MB 127,6 207.666.956 762.137.730 Muy húmedo montano bmh-M 62,7 65.957.223 242.063.007
Total 120,8 7.232.188.237 26.542.130.828
Cod= Código asignado al tipo de bosque; Cj= Promedio de carbono (t ha-1); CT= Carbono total (t); CO2e= Dióxido de carbono equivalente (t). Fuente: (Phillips et al, 2011).
El promedio de carbono almacenado en la biomasa aérea de los bosques naturales en Colombia varió entre 48,1 t C ha-1 y 129,4 t C ha-1. Los resultados muestran que el potencial de carbono almacenado en la biomasa aérea en bosques naturales en Colombia, asciende a 7.200 millones de t C, lo cual implica que unas representan 26.500 millones de CO2e no hayan sido emitidas a la atmósfera (Phillips et al, 2011).
2.11 EMISIONES EVITADAS
26
constituido como una de las principales amenazas de los bosques del trópico colombiano. Tanto es así que en los últimos 20 años, Colombia ha perdido cerca del 10 % de sus bosques con un promedio de 310,345 ha/año que fueron deforestadas Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS, 2012)
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28
se encuentra en la clasificación de Holdridge dentro de los bosques muy húmedos montanos. La estacionalidad es bimodal, presentándose meses secos en enero, febrero, marzo, junio, septiembre y diciembre; y los meses lluviosos en abril, mayo, julio, octubre y noviembre. Los suelos de la Reserva son derivados de cenizas volcánicas, escorias y piroclastos vítreos con una gruesa capa superior de materia orgánica poco meteorizada, típica de los páramos. Los suelos de la Reserva fueron utilizados en ganadería intensiva, perturbando totalmente su microtopografía, desgarrando las microterrazas y produciendo en el páramo líneas de terraceo, lo que afecta las características hídricas del suelo (Asored, 2006).
La escala de este proyecto es un paisaje compuesto por tres tipos de bosques de la RNSA. Los ecosistemas boscosos de la RNSA corresponden a los denominados bosques andinos con alto grado de endemismo de especies, los sitios de evaluación del estudio de la vegetación y cuantificación de biomasa y carbono, fueron ubicados tomando como criterios de selección los siguientes tipos de bosque de la Reserva Semillas de Agua.
3.1.1 Bosque achaparrado: Los bosques enanos o de transición se encuentran entre 3500 y 3700 m, se caracterizan por una vegetación achaparrada, muy densa y bastante diversa. Las plantas del bosque enano son de tallos retorcidos o inclinados, de madera fuerte, follaje coriáceo, muchas veces con abundante pubescencia, lámina convexa y de márgenes enrolladas, hojas pequeñas y muy coriáceas. La mayor parte de las especies son arbustos y árboles de porte bajo de las familias Asteráceae, Ericáceae y Melastomatácea, las cuales quienes conforman la mayor parte de la composición florística (Asored, 2006). Según Semillas de Agua, el área total de estos bosques es de 2589 ha.
La vegetación está conformada por especies leñosas como el coloradito (Polylepis quadrijuga), el rodamonte (Escallonia myrtelloides) y el mortiño (Hesperomeles obtusifolia). Este tipo de cobertura vegetal está fragmentada y puede alcanzar hasta 10 m de altura en algunos sitios Pedraza, Betancur & Franco (2005).
29
en las zonas más pendientes y altas de la Reserva (3500 a 3720 m). Asored, (2006).
3.1.3 Bosque subpáramo: (menores a 3100 m), con vegetación dominante de árboles, arbustos y matorrales (Diplostephium, Hesperomeles, Vaccinium) y un estrato de briofitas muy abundantes.
3.2 SELECCIÓN DE SITIOS
Los tres tipos de bosques; achaparrado, subpáramo y Maduro fueron seleccionados por su mayor ocupación y distribución dentro de la Reserva, así mismo por presentar una estructura o definición uniforme con sus límites, posteriormente apoyados con cartografía y mapas de la RNSA se escogió el sitio de premuestreo y muestreo para seleccionar el área y diseño de las parcelas, así mismo la selección de los predios, procurando que estos quedaran ampliamente distribuidos por los predios de la RNSA.
30 Cuadro 4. Distribución de bosques de la RNSA.
Tipo de
bosque Área temporales Parcelas (PTM)
Parcelas permanentes
(PPM)
Intensidad de Muestreo
%
(ha) %
Achaparrado 2589 28 5 4 0,005
Maduro 5370 58,1 5 4 0,005
Subpáramo 1291,4 13,9 5 4 0,010
Total 9250,4 100 15 12 0,020
Fuente: Corporación Semillas de Agua, 2009.
3.3 DISEÑO DE MUESTREO
La toma de información se llevó a cabo mediante el establecimiento de cinco parcelas temporales de medición (PTM) por tipo de bosque (Achaparrado, Maduro y Subpáramo) y cuatro parcelas permanentes de monitoreo por bosque, para un total de nueve parcelas para cada bosque definido de la RNSA con 27 parcelas de medición en la totalidad. Es decir, cada tipo de vegetación cuenta con un total de nueve parcelas de medición por método estratificado al azar. Se escogieron parcelas de tipo temporal, ya que basados en Schlegel, Gayoso & Guerra (2001), entrega estimaciones más precisas para un presupuesto limitado y la mayoría de los inventarios de carbono arbóreo en Latinoamérica presentan un Muestreo Aleatorio Estratificado (MAS).
31
necesidades del proyecto y el presupuesto establecido el componente que se estimó fue la biomasa arriba del suelo.
3.3.1 Tamaño de la muestra: las parcelas son de forma rectangular, debido principalmente a la forma de los bosques achaparrados, que están fragmentados siguiendo el curso de las quebradas. Analizadas las intensidades de muestreo se determinó el tamaño de 0.015 ha (10 x 15 m) como área para cada tipo de vegetación o estrato en el depósito de carbono de biomasa aérea, para un total de 0,135 ha por tipo de bosque y 0,405 ha entre todos los bosques.
Las parcelas permanentes de muestreo (PPM) presentan el mismo tamaño pero se agruparon por bloques de cuatro parcelas por bosque (20 x 30 m), marcadas de 1 a 4 y recorridas en el sentido que giran las manecillas del reloj. Las parcelas temporales se establecieron por los predios de forma aleatoria en cada una se midieron y marcaron todos los árboles con dap > 9,9 cm. Las parcelas temporales son de 10 x 15 m distribuidas de forma aleatoria una a una por todos los bosques.
3.3.2 Ubicación de las parcelas: las parcelas se ubicaron al azar dentro de cada tipo de bosque, evitando que las unidades de medición queden al borde de caminos con el fin de tener mayor grado de confiabilidad. Cada una de las parcelas se ubicó con un equipo de global positioning system (GPS). Como la topografía del terreno es abrupta se realizó el procedimiento de corrección de pendiente con el fin de garantizar que el área medida en campo corresponda al tamaño de la parcelas antes mencionada. El establecimiento de las parcelas se inició en el año 2011 y culminó en el 2012.
32
3.3.3 Variables medidas: las variables medidas fueron el diámetro a la altura del pecho (dap), teniendo en cuenta los criterios dasométricos, como la posición del árbol, la bifurcación, entre otros, y la altura total (m). Se contó con la experiencia y ayuda de dos pobladores locales para el reconocimiento de especies, la recolección de muestras y la medición de alturas totales. Según segura, kanninen, alfaro & campos (2000), los inventarios forestales han sido utilizados como punto de partida para las estimaciones de biomasa y carbono en bosques naturales. No se tuvieron en cuenta los individuos muertos en pie para la medición de variables.
3.4 COMPOSICIÓN FLORISTICA
Los datos sobre composición florística se tomaron en las parcelas permanentes y temporales mensuradas en los tres tipos de bosque. Se tomaron ejemplares o muestras sin identificar y fueron llevadas al Herbario Toli de la Universidad del Tolima, se utilizaron claves y la colaboración de especialistas. Las variedades y subespecies fueron tomadas en cuenta como especies diferentes. Se utilizaron índices de riqueza específica, dominancia, equidad, rareza, similitud, y complementariedad para caracterizar las comunidades vegetales del páramo de Anaime. Se calculó el Índice de Valor de Importancia (IVI) para los tres tipos de bosques encontrados en el Páramo. Las familias a las cuales pertenecen las especies junto con sus identificadores fueron consultadas de la base de datos de The Plants Lists.
Los índices paramétricos y no paramétricos usados para evaluar diversidad de los bosques andinos del páramo de Anaime son:
3.4.1 Riqueza específica: Este indicador corresponde al número total de especies obtenido por un censo de la comunidad. Mientras más alto es el valor, más diverso es la muestra analizada. La desventaja de este índice es que es insensible a la igualdad de individuos por especie.
3.4.2 Chao1 (Q)
33
el número de especies representadas por exactamente dos individuos en la muestra.
3.4.3 Índice de Simpson
∑pi = abundancia proporcional de la especie i, es decir, el número de individuos de la especie i dividido entre el número total de individuos de la muestra. Moreno, (2001) afirma que manifiesta la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma especie, toma en cuenta la representatividad de las especies con mayor valor de importancia sin evaluar la contribución del resto de las especies.
3.4.4 Índice de Shannon-Wiener
Dónde:
Pi = abundancia proporcional de la especie i, es decir, el número de individuos de la especie i dividido entre el número total de individuos de la muestra. Expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas las especies de la muestra. Mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a qué especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una colección (Moreno, 2001)
3.4.5 Coeficiente de similitud de Jaccard
Donde
a = número de especies presentes en el sitio A b = número de especies presentes en el sitio B
c = número de especies presentes en ambos sitios A y B
Según Moreno, 2001 el intervalo de valores para este índice va de 0 cuando no hay especies compartidas entre ambos sitios, hasta 1 cuando los dos sitios tienen la misma composición de especies.
3.4.6 Coeficiente de similitud de Sørensen
34 Donde;
aN = número total de individuos en el sitio A bN = número total de individuos en el sitio B
pN = sumatoria de la abundancia más baja de cada una de las especies compartidas entre ambos sitios.
3.4.7 Complementariedad
Donde U es el número de especies del sitio A, S es el número de especies del sitio B.
3.5 ESTIMACIÓN DE LA BIOMASA AÉREA TOTAL Y CARBONO ALMACENADO
Se probaron modelos genéricos y locales para estimar la biomasa en función de la variable diámetro, el modelo multiespecie local probado que mejor estima la biomasa es un modelo logarítmico a partir del diámetro a la altura del pecho, La ecuación tiene una expresión de la forma LnB= -1,85256 + 2,1086 * Lndap, Lerma & Orjuela (2013), esta ecuación utiliza la variable dap para estimar la biomasa total con un nivel de confianza aceptable, con un R2 y R2-Ajust muy altos 0,94, tanto el modelo como los parámetros fueron altamente significativos (p<0,0001). Los datos obtenidos de las parcelas de muestreo se graficaron con el fin de observar las tendencias de las variables y la posible presencia de observaciones extremas.
Calculada la biomasa aérea de los individuos se obtuvo la biomasa aérea total de cada parcela. Los valores promedios de biomasa aérea obtenidos por tipo de vegetación se multiplicaron por 0,5 para dar valores de carbono debido a que las estimaciones de la cantidad de carbono almacenado para biomasa aérea se asume generalmente el valor de la fracción de carbono en materia seca total en un 50% sin diferenciar especies (Brown & Lugo, 1984) por otro lado algunos de los modelos usados en la estimación de biomasa se pueden observar en el Cuadro 5.
Cuadro 5. Modelos usados para estimar biomasa en función del dap.
35
Ajust 1 LnB= -1,85256 + 2,1086 *
Lndap 0,94 0,94 30 a
2 B=0,118ddap2,53 0,92 0,92 60 b
3 B=-2,286 + 2,471Lndap 0,97 0,96 140 c
R2: Coeficiente de determinación; R2-Ajust: Coeficiente de determinación ajustado; n: tamaño de la muestra; B: biomasa aérea total (kg/árbol); dap: Diámetro a la altura del pecho; a) Lerma y Orjuela, 2013; b) Brown 1997; c) zapata et al, 2003.
3.6 CÁLCULO DE EMISIONES EVITADAS
El valor promedio de carbono estimado para cada tipo de bosque fue multiplicado por el área que ocupan dentro de la Reserva Natural Semillas de Agua, obteniendo así la cantidad de carbono almacenado en cada uno de ellos. Finalmente, para convertir la cantidad de carbono almacenada en los bosques naturales a la medida métrica utilizada para comparar las emisiones de GEI se multiplicó la cantidad de carbono que almacenan los tipos de vegetación por 3,67 (Rûgnitz et al 2008).
Para el cálculo de emisiones evitadas de la RNSA se utilizaron tasas de deforestación a nivel local, regional y nacional. Según el IDEAM (2011), la tasa de deforestación de la región Andina para el periodo 2000-2005 fue del 3,2 %. Así mismo, la tasa de deforestación a nivel nacional para 1990-2005 fue 1,2 % (Rocha et al, 2010) y los bosques andinos del páramo de Anaime reportaron tasas de deforestación de 4,7 y 2,8 % para los periodos comprendidos entre 1990-2000 y 2000-2010 (Semillas de Agua – WWF Colombia, 2011).
Para estimar la línea base de la cantidad actual de CO2 y los cambios con las tasas de deforestación, se utilizó una ecuación donde el carbono almacenado de los bosques de la Reserva Semillas de Agua está en función del tiempo (año) y la tasa de deforestación (%).
( )
36
Donde el carbono del año siguiente es igual al carbono de este año menos la tasa de deforestación; 2,8% tasa citada anteriormente para los bosques del área de influencia del páramo de Anaime, la simulación de carbono se realizó para un periodo de 20 años.
37
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS TIPOS DE BOSQUES
4.1.1 Composición florística: en las 27 parcelas (0,405 ha) del inventario forestal de especies ≥ 10 cm dap se identificaron un total de 22 familias, 30 géneros y 28 especies (69 especies/ha) distintas en los tres tipos de bosque, encontrando solo dos especies en común entre ellos, el encenillo (weimannia auriculata) y el nigüito (miconia sp) con un total de 1032 individuos/ha registrados en el total de las parcelas de estudio. Siendo estos bosques pocos diversos, es decir con alto grado de homogeneidad. Los análisis de composición florística mostraron que dentro de estos bosques la familia melastomataceae tuvo el mayor número de especies con 3 géneros, ver cuadro 6.
Por otro lado, para los bosques achaparrados y del subpáramo, la familia Cunoniaceae presentó la especie con el mayor número de individuos siendo Weimannia aurículata que se caracteriza por tener el 50% y 32% del total del inventario forestal. En cambio, para los bosques maduros la familia Melastomataceae presentó el mayor número de individuos con la especie Miconia sp. La mayor dominancia, en términos de área basal relativa, para las especies de dosel de los bosques achaparrados del páramo de Anaime son: Encenillo (Weimannia aurículata D. Don) con un 126,4 %, Niguito (Miconia sp) con un 62,2% y Baccharis sp con un 50,8% esta última pertenece a la familia Asterácea.
Los bosques nativos de la Reserva Semillas de Agua conservan patrones de crecimiento uniforme, se pudo encontrar que presentan en los bosques dos tipos de estratos; arbóreo y arbustivo, siendo el arbustivo el que se encuentra en mayor grado en los bosques achaparrados y el arbóreo en los otros bosques.
En el inventario forestal de 0,405 ha dentro de la RNSA se pudo encontrar:
38
ecosistemas presentan 15 años de conservación y no han sido intervenidos a la fecha.
Cuadro 6. Distribución de familias y especies para los bosques de la RNSA.
Esfuerzo de muestreo 0,135 ha. Fuente: Autor, 2013.
Tipo de bosque Familia Genero Especie Abundancia
Araliaceae Oreopanax floribundum 3
Asteraceae Baccharis sp 20
Asteraceae Diplostephium sp 1
Boraginaceae Cordia sp 1
Clusiaceae Clusia sp 10
Cunoniaceae Weimannia auriculata 67
Ericaceae Viburnum anabaptista 1
Loranthaceae Tristerix secundus 1
Melastomataceae Miconia sp 24
Rosaceae Hesperomeles ferruginea 4
Total 9 10 10 132
Aquifoliaceae Illex sp 4
Asteraceae Diplostephium sp 1
Asteraceae Liabum sp 1
Caprifoliaceae Viburnum anabaptista 2
Chlorantaceae Hedyosmun glabratum 1
Clusiaceae Clusia sp 2
Cunoniaceae Weimannia auriculata 54
Lauraceae Persea sp 6
Melastomataceae Axinaea sp 4
Melastomataceae Miconia sp 56
Melastomataceae Miconia lignustrina 14
Myrsinaceae Myrsine coriacea 1
Symplocaceae Symplocos sp 3
Verbenaceae Citharexylum subflavescens 2
Total 11 13 14 151
Araliaceae Oreopanax floribundum 1
Brunelliaceae Brunellia sp 3
Chlorantaceae Hedyosmun glabratum 14
Clethraceae Clethra sp 3
Cunoniaceae Weimannia auriculata 49
Fagaceae Quercus sp 1
Lauraceae Aniba sp 3
Lauraceae Ocotea sp 3
Melastomataceae Miconia sp 30
Melastomataceae Axinaea sp 1
Melastomataceae Tibouchina sp 1
Myrtaceae Myrteola sp 1
Myrsinaceae Myrsine coriacea 11
Rubiaceae Palicurea sp 8
Symplocaceae symplocos sp 3
Total 12 15 15 132
Maduro
39
En el bosque Subpáramo se registraron un total de 132 individuos distribuidos en 15 especies diferentes (111 especies/ha) y 12 familias. Son el tipo de vegetación que presenta el mayor número de especies encontradas en los bosques nativos del Páramo de Anaime, con diámetros promedio de 27 cm y una altura de dosel 19 m que los convierten en los bosques más conservados dentro de la Reserva.
El bosque achaparrado presentó 135 individuos en un área de 0,015 ha, es decir en promedio presenta 985 individuos/ha distribuidos en 9 familias botánicas y con tan solo 10 especies (74 especies/ha), un sotobosque espeso con presencia de alto grado de epifitísmo, se encuentran diámetros promedios de 14 cm y altura del dosel de 9,8 m. por lo cual se consideran bosques enanos o chaparros. Así mismo se encontró individuos con dap ≥ 44 cm. se considera que es el bosque más fragmentado del ecosistema, según Gálmez & Kómeter (2009), la fragmentación de los bosques andinos es un fenómeno cada vez más frecuente que altera la diversidad de los organismos que los habitan. Estos bosques presentan mayores individuos en diámetros menores a 9,9 cm que no fueron incluidos en el muestreo.
En la Figura 5 se puede observar las especies de mayor peso ecológico para los bosques objeto de estudio; para el bosque achaparrado el Encenillo (Weimannia auriculata) presentó una abundancia del 51%, seguido del Miconia sp y el Baccharis sp con 18 y 15% respectivamente.
Las especies más abundantes para el bosque maduro son Miconia sp y Weimannia auriculata con 37 y 36% respectivamente y el bosque subpáramo presentó las mismas especies (Miconia sp y Weimannia auriculata) pero con diferentes valores; 37 y 23%. Esto nos afirma la homogeneidad de estos bosques expresada en 2 o un máximo de 3especies.
)LJXUD'LVWULEXFLyQGHODVHVSHFLHVSDUDORVERVTXHVGHOD516$
41
Cuadro 7. Distribución de los parámetros florísticos de los bosques de la RNSA.
(Letras diferentes indican diferencias significativas (P>0,05), esfuerzo de muestreo: 0,135 ha. Fuente: Autor, 2013)
Los resultados de este estudio difieren significativamente de lo esperado en cuanto a la riqueza y diversidad en bosques nativos de alta montaña, ya que presentan valores de 28% por debajo de los reportados en los bosques muy húmedos montano bajo (bmh-MB) de la región de los Farallones del Citará en el Municipio de Betania Antioquía donde se registraron un total de 152/ha especies Velásquez et al, (2011), los bosques objeto de comparación presentan condiciones similares de clima y suelo.
Según Galindo, Betancur & Cadena (2003) el número de especies se relaciona de manera inversa con la altitud, así mismo encontraron que la composición florística en bosques andinos de Colombia como los bosques el Venado ubicado a 3000 m en Boyacá y Chontales Alto (3100 m) en Santander presentan una riqueza de especies de 49 y 45 especies/ha que son valores bajos (50%) que los encontrados en los tipos de bosque de la RNSA, esto puede ser debido a que los bosques nativos objeto de estudio se encuentran en mayor estado de conservación que los bosques de Boyacá y Santander.
Al comparar los resultados de diversidad de un bosque nebuloso y bosque de pino roble de Honduras con los de este estudio, se observa que estos bosques presentan mayor número de especies, con 79 especies/ha (Murillo, 2002) valor mayor que el reportado en este estudio para la RNSA con 69 especies/ha (14%) además estos bosques presentan una semejanza en que comparten tres especies
Bosque
Abundancia
# Ind/ha
#Especies
/parcela
#Familias/
parcela
dap
(cm)
Alt tot
(m)
Achaparrado
985 a
4,2 a
3,4 a
14,8 b 10,0 b
Maduro
1118 a
4,1 a
4,0 a
23 a 17,6 a
42
en común entre ellos, la diferencia en especies se debe a que el número de individuos muestreados es mayor (n= 782 árboles) que los del presente estudio con n=416 individuos.
4.1.2 Estructura horizontal y distribución diamétrica: las especies que dominan el cuadro ecológico de los bosques del subpáramo del páramo de anaime son encenillo (weimannia auriculata d. don), nigüito (miconia sp) y palicourea sp con un 92, 76 y 31% del área basal total, respectivamente. esta última perteneciente a la familia rubiacea.
El análisis del valor de importancia para el bosque maduro arrojó como resultado una variedad de 14 especies, las que mayor abundancia, dominancia y frecuencia obtuvieron dentro del inventario realizado fueron: Weimannia aurículata D. Don pertenecientes a la familia Cunoniaceae con 124,8%, y los Miconia sp con 94% y Miconia lignustrina Triana con 26,7% de la familia Melastomataceae. Además son especies las que poseen un mayor grado de endemismo en la zona. Presentan un alto epifitísmo con musgos, helechos, orquídeas y bromelias, no se encontraron lianas ni otros bejucos.
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D
E
F
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)LJXUD'LVWULEXFLyQGLDPpWULFDSDUDORVERVTXHVGHOD516$
45
4.1.3 Diversidad alfa y beta: la diversidad alfa de los tipos de bosque de la RNSA presenta bosques con altos niveles de heterogeneidad con promedio de 0,67, valor de dominancia según el índice de Simpson mostró que el bosque achaparrado en el páramo de Anaime tiene poca dominancia con respecto a los otros tipos de vegetación, lo anterior indica que son ecosistemas dominados por dos o tres especies pertenecientes a los géneros weimannia y miconia. Shannon mostró que la mayor diversidad se presentó en el tipo de vegetación subpáramo probablemente se debe al estado de conservación de estos bosques y a que se encuentran a una altura inferior de los otros bosques. Sin embargo el bosque maduro tiene una equidad significativa ya que alberga mayores especies endémicas. Estos bosques presentan altos niveles de betadiversidad debido a que comparten menos especies entre ellos.
Por otro lado, el índice de Chao 1 hace un ajuste de las especies que se pueden esperar en el sitio de muestreo, dada la cantidad de especies raras presentes en los individuos censados, haciendo relación entre el número de especies encontradas y el número de especies representadas por uno o dos individuos (Murillo, 2002). Donde se espera que el bosque subpáramo y maduro contengan el mayor número de especies con 16 especies y el tipo de vegetación achaparrada presenta una menor cantidad con solo 14 especies (ver Cuadro 8).
Cuadro 8. Comparación de la diversidad alfa para los bosques de la RNSA. Índice de diversidad alfa Subpáramo Tipo de bosque Maduro Achaparrado
Riqueza específica 15 14 10
Chao1 16 16 14,5
Índice de Simpson 4,8 3,6 3,2
Índice Uniformidad 0,63 0,74 0,65
Índice de Shannon – Wiener 2,00 1,67 1,50 Fuente: Autor, 2013.
46
paisaje. Para cada uno de los índices de diversidad beta se establecieron relaciones entre los tipos de bosque subpáramo-Maduro, Maduro-Achaparrado y vegetación Achaparrado-Subpáramo. El índice de complementariedad establece semejanzas o diferencias entre áreas, además de que es una variable de gran importancia en el manejo y conservación a nivel regional, el valor más alto se presentó en la relación entre los bosques Achaparrado con el bosque Subpáramo con 0,86 indicando que presentan diferencias notables entre ellos, tales como; el grado de fragmentación en el cual se encuentran los bosques achaparrados, aunque basados en (Murillo, 2002) el análisis de la biodiversidad no provee de un buen estimado para medir los efectos de la fragmentación en los paisajes y el grado de conservación en que se encuentran los bosques del subpáramo (Ver Cuadro 9).
Cuadro 9. Comparación de la diversidad beta entre los bosques de la RNSA. Tipo de bosque
Índice Beta-Diversidad Tipo de Bosque
Índice de Jaccard Achaparrado Maduro Subpáramo Achaparrado ---
Maduro 0,2 ---
Subpáramo 0,12 0,16 ---
Coeficiente de Sorensen
Achaparrado ---
Maduro 0,33 ---
Subpáramo 0,27 0,28 ---
Complementariedad
Achaparrado ---
Maduro 0,8 ---
Subpáramo 0,86 0,84 ---
Fuente: Autor, 2013.
47
Al comparar los resultados con estudios de caracterización de las plantas vasculares en ecosistemas de bosque de niebla del Parque Nacional Natural Chingaza, Duque & Ríos (2010) se obtiene que el índice de uniformidad promedio reportado en este estudio es un valor de 0,67, el cual es más alto (8%) que el encontrado en el área de comparación con 0,62, una de las razones de estas diferencias puede deberse a que el estudio en mención evalúa solamente la vegetación arbustiva y no considera la vegetación arbórea como en el presente, puesto que siendo áreas con condiciones climáticas y topográficas similares no debería encontrarse diferencias entre ellas.
4.2 BIOMASA ARRIBA DEL SUELO Y CARBONO
Según Segura (1999), se hace recomendable utilizar modelos que estimen la biomasa a través del dap, porque casi todos los inventarios forestales (por no decir que todos) cuentan con esta variable como medición obligatoria bien sea para cuantificar volumen, incrementos o para evaluar la dinámica de un bosque, por lo tanto son una herramienta disponible para determinar biomasa total. Con este modelo se realizaron las estimaciones de todos los árboles con diámetro entre 10 y 70 cm dap para los diferentes tipos de bosque de la Reserva Natural Semillas de Agua.
Teniendo en cuenta los costos de mediciones de variables en campo para la estimación de la biomasa total, es recomendable utilizar modelos que incluyan la variable dap, dado que modelos con variables como altura comercial y altura total pueden explicar más del 94% de la variabilidad de los datos, pero en muchos casos la altura total de un árbol no está completamente visible por presencia de otros árboles, esta razón es una de las ventajas que presenta la implementación del modelo de Lerma & Orjuela, (2013)
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E
F
)XHQWH$XWRU
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50
Los valores promedios encontrados en este trabajo estuvieron por encima 182% con 152,8 Mg/ha de los reportados en Araya et al (2009) que estimaron la biomasa promedio por encima del suelo en los andes colombianos con 54 Mg/ha, el único valor por debajo del reportado es el bosque achaparrado con 50 Mg/ha, ver distribución de la biomasa en el Cuadro 10.
Cuadro 10. Biomasa aérea total estimada para los bosques de la RNSA. Tipo de
Bosque Área (ha)
Biomasa aérea Media (Mg/ha)
Biomasa
total (Mg) Carbono (Mg/ha)
Achaparrado 2589 50 129450 25
Maduro 5370 173 929010 87
Subpáramo 1291,4 235 303479 117
Promedio 152,8 76
Fuente: Autor, 2013.
Dos especies de las 28 encontradas fueron las responsables de la mayor acumulación de la biomasa total con el 46,6 % en las 27 parcelas de monitoreo, la mayor aportación de biomasa fue Weimannia aurículata D. Don con 31,6 % de la biomasa total, seguido de Miconia lignustrina Triana con 15,0%. Presentando casi la mitad de la biomasa encontrada 94,2 Mg/ha en los tres tipos de bosques. Esto indica la importancia de estas dos especies, siendo las que conforman la estructura dominante y obviamente son las que presentan mayor carbono almacenado.
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El árbol de mayor biomasa total del bosque maduro representa un 6,0% del total de la muestra (n=151) en cambio el árbol de mayor biomasa total del bosque achaparrado representa un 6,8% del total de la muestra (n=133).
La cantidad de biomasa aérea almacenada en términos generales y para este tipo de bosques es relativamente alta, el promedio (152,8 Mg/ha) se encuentra dentro de los rangos establecidos (48,1 MgC/ha y 129,4 MgC/ha) para los bosques andinos de Colombia reportados por Phillips et al 2011, con excepción del Bosque Achaparrado; que presenta valores por debajo de lo establecido.
Duque et al (2010) encontró que en los bosques montanos de Belmira (Antioquia) almacenan en promedio 114 Mg/ha en su biomasa aérea, valor por debajo del promedio para los bosques de la Reserva (34%) con 152,8 Mg/ha. Lo que indica que los bosques de la RNSA almacenan grandes cantidades de biomasa aérea, una explicación puede deberse a que los sitios donde se establecieron las parcelas presentan buenas condiciones de conservación por parte de la Reserva.
El valor total de biomasa presentado por IDEAM, 2011 para el país es de 14.919.524.648 Mg de biomasa, por lo cual podemos decir que la Reserva contiene el 0,008 % de la biomasa aérea total estimada de Colombia con 123,13X104 Mg para las 9.250,4 ha que comprende la Reserva, siendo este porcentual un valor más bajo que el reportado para los Parques Nacionales Naturales que según Corredor s.f. contienen alrededor del 15,6% en sus vastas extensiones.
La cantidad de carbono almacenado presentó el mismo comportamiento que la biomasa, el bosque subpáramo almacena mayor contenido de carbono en la biomasa aérea con 117 MgC/ha, con respecto a los otros tipos de bosques, seguido por el bosque maduro almacena en su biomasa aérea 86,7 MgC/hay la vegetación achaparrada almacena tan solo 25 MgC/ha, esta baja cantidad de carbono estimada en estas áreas puede justificarse por las actividades antropogénicas que han modificado la estructura de los bosques provocando la fragmentación de los mismos, no se encontraron diferencias estadísticas (P>0,05) en el almacenamiento de carbono dentro de los tipos de bosques, pero si existen diferencias (P>0,05) entre los tipos de bosque objeto de estudio.
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bosque (< 3100 m) y el bosque con menor cantidad de carbono es el achaparrado con 25 MgC/ha que se encuentra por encima de los 3500 m, lo que indica que a mayor altura menor es el contenido de carbono.
En promedio la cantidad de carbono almacenado por árbol es 0,074 MgC con un rango entre (0,025 y 0,120). Los valores registrados en pasturas en uso y pasturas conservadas de la RNSA del páramo de Anaime (Espinosa & Moreno, 2012) presentan 36,6 y 30,3 MgC/ha, lo que indica que los tipos de bosques de la Reserva presentan mayor carbono almacenado en su biomasa aérea (44% por encima) por lo que se pueden considerar grandes reservas de carbono forestal de gran significancia dentro de la Reserva y dentro del Páramo de Anaime.
Al Comparar los resultados de carbono en la biomasa aérea con el carbono orgánico del suelo (COS) se evidencia que es menor en los bosques altoandinos con 21,6 MgC/ha, seguido por pasturas conservadas con 22 MgC/ha y la cantidad mayor de carbono almacenado se obtuvo en pasturas en uso con 34,4 MgC/ha (Espinosa & Moreno 2012), existiendo diferencias notables entre los bosques, las pasturas conservadas y las pasturas en uso siendo valores por debajo de los reportados en este estudio, ratificando la gran capacidad de los bosques altoandinos para almacenar carbono en su biomasa aérea.
Phillips et al afirma que los bosques muy húmedo montano (bmh-M) de Colombia almacenan 65.957.223 MgC en su biomasa aérea, de los cuales la Reserva Semillas de Agua almacena el 0,93% con 615,64x104 MgC en las 9250,37 ha de bosque.
Al comparar los resultados con los estudios de paramos intervenidos del Parque Nacional Natural Chingaza y PNN Los Nevados se encontró que estos presentan menor almacenamiento de carbono con 17,3 y 38,1 MgC/ha respectivamente y para los bosques no intervenidos se encontraron datos de 22,4 y 21,5 MgC/ha para cada Parque Nacional (Torres, Peña, Zúñiga & Peña 2012) valores por debajo 76% del promedio de los reportados para los bosques de la RNSA.
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Es importante recalcar que cada tipo de vegetación tiene su producción de biomasa que la diferencia de los demás bosques, por lo que se debe tener precaución a la hora de utilizar esta ecuación en otro tipo de ecosistema. Los datos aquí reportados pueden ser considerados como una alternativa de valoración del carbono almacenado en biomasa aérea del suelo de los bosques de la Reserva y del páramo de Anaime, Tolima. Por otro lado la variación de biomasa en los diferentes tipos de vegetación se encontró altamente correlacionada con los resultados de composición y diversidad florística.
Estos bosques desde el punto de vista de almacenamiento de carbono son altamente productivos, ya que según Espinosa & Moreno, 2012 el carbono promedio almacenado en pasturas degradadas y pasturas en uso cuenta con tan solo el 47,9% y 39,66% respectivamente del carbono encontrado en la biomasa aérea.
Se pudo comprobar cada una de las hipótesis de investigación en cuanto a biomasa aérea y carbono se refiere; la biomasa acumulada en los tipos de bosque (achaparrado, maduro y subpáramo) en la Reserva Natural Semillas de Agua (RNSA) presenta diferencias significativas y los bosques alto andinos del Páramo de Anaime encontrados en la Reserva Natural Semillas de Agua (RNSA) no almacenan grandes cantidades de carbono en su biomasa aérea.
4.3 EMISIONES EVITADAS POR DEFORESTACIÓN
Las emisiones anuales que se emitirían a la atmosfera si todo el bosque achaparrado de la RNSA se convirtiera a otro uso del suelo con 92x103 MgCO2e seguido del bosque maduro con 318x103 MgCO2e para el total del bosque subpáramo 429,4x103 MgCO
2e. Un proyecto REDD+ en la Reserva Natural Semillas de Agua podría evitar la emisión de 1,1 - 1,5 Tg CO2e en los próximos 20 años.
Del total de 387,7x106 MgCO2e que retienen los bosques húmedos premontanos (bh-PM) como sumideros (Phillips et al, 2011) la Reserva Natural Semillas de Agua (RNSA) almacena tan solo el 0,35%, de emisiones con 136,4x106 MgCO
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Cuadro 11. Carbono y emisiones evitadas para los bosques de la RNSA. Tipo de bosque Área
(ha) (MgC/ha) Carbono CO(Mg/ha) 2e/año Achaparrado
(3500-3600 m) 2589 25 91,7 Maduro
(3500-3600 m) 5370 86,7 318 Subpáramo
(2950-3100 m) 1291 117 429
Total 9250 839
Fuente: Autor, 2013.
Según Medina et al, (1999) en promedio un bosque maduro tiene fijados 600 MgCO2/ha y después de 50 años se llega al 75% de la biomasa total de un bosque, los bosques de la reserva almacenan valores muy por debajo, puesto que el bosque achaparrado contiene 91,7 MgCO2e/ha, el bosque maduro presenta 318,2 MgCO2e/ha y el más cercano es el bosque subpáramo con 429,4 MgCO2e/ha. Lo anterior nos indica que en general estos tipos de bosques no se encuentran en un estado cercano a la madurez, el más cercano es el bosque subpáramo y tampoco almacenan grandes cantidades de carbono en su biomasa aérea.
Según el Ministerio de Ambiente 2002 el incremento de los GEI en la atmósfera en los últimos años, ha despertado una preocupación mundial por los posibles efectos sobre el clima y el medio ambiente en general, Colombia no es ajena a esta situación, Del total de la emisión bruta de CO2 del país (52714 miles t/ha), las fuentes móviles aportan el 28 % seguidos por el sector de transformación con el 26% y el sector manufacturero el 20%. Algunos datos sobre las emisiones nacionales de CO2 se observan en el cuadro 12.
