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“CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE CARBONO EN UN BOSQUE JOVEN Y MADURO DE Puya raimondii Harms,
VILCASHUAMAN – AYACUCHO”
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
TESIS
PRESENTADA POR LAS BACHILLERES:
JAQUELINE APOLINARIO DIEGO KAORY SAYRA CARMEN CÁRDENAS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO FORESTAL Y AMBIENTAL
HUANCAYO – PERÚ 2015
ii ASESORA:
Dra. Edith Pilar ORELLANA MENDOZA
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El presente está dedicado a Dios por ser nuestra guía y fortaleza para vencer los obstáculos que se nos presentan y por permitirnos cumplir una de nuestras metas en el ámbito profesional, también dedicamos el presente a nuestros padres por su apoyo incondicional en pro de nuestro desarrollo personal y profesional, así como a todas las personas que nos dieron palabras de aliento y confiaron en nosotras.
iv
AGRADECIMIENTOS
Expresamos nuestra gratitud sincera a las siguientes personas que contribuyeron en este trabajo de investigación, brindando valiosas sugerencias, críticas constructivas, apoyo material y moral.
A nuestros padres por ser claros ejemplos de perseverancia y lucha en sus vidas, por brindarnos todo lo que estuvo a su alcance para nuestra formación personal, no solo en el ámbito profesional sino también moral.
A nuestra asesora Dr. Edith Pilar Orellana Mendoza, por su inagotable apoyo durante esta investigación y por todos los aportes científicos recibidos, por su paciencia, tiempo, comprensión y disponibilidad en la revisión detallada del documento.
Al Blgo. William Ayala Hinostroza encargado de la Gerencia de Recursos Naturales del Gobierno Regional de Ayacucho, la misma que se encuentra a cargo del ACR Bosque de Titankayocc, por el apoyo del equipo administrativo y técnico facilitándonos enormemente la ejecución de las tareas que consideró el presente proyecto.
A los docentes de la Facultad de Ciencias Forestales y del Ambiente de la Universidad Nacional del Centro del Perú, por su apoyo intelectual que contribuyó a nuestra formación profesional y personal.
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ÍNDICE GENERAL
SECCIÓN PÁGINA RESUMEN
ABSTRACT
I. INTRODUCCIÓN ... 1
1.1. Objetivos del estudio ... 2
II. REVISIÓN DE LITERATURA... 3
2.1. Antecedentes de investigación ... 3
2.1.1. A nivel mundial ... 3
2.1.2. A nivel nacional ... 4
2.1.3. A nivel regional ... 4
2.2. Marco legal... ... 5
2.2.1. Internacional ... 5
2.2.2. Nacional ... 7
2.3. Bases teóricas ... 10
2.3.1. Ciclo del carbono...10
2.3.2. Cambio climático ... 11
2.3.3. Efecto invernadero ... 14
2.3.4. Mitigación del cambio climático ... 15
2.3.5. Capacidad de almacenamiento de carbono ... 16
2.3.6. Biomasa ... 16
2.3.7. Cuantificación de biomasa y carbono en los bosques ... 19
2.3.8. Descripción y características de P. raimondii ... 23
III. MATERIALES Y MÉTODOS ... 28
3.1. Descripción de la zona de estudio ... 28
vi
3.1.1. Lugar de ejecución ... 28
3.2. Materiales y equipos ... 34
3.2.1 Fase pre campo ... 34
3.2.2 Fase de campo ... 34
3.2.3 Materiales de laboratorio ... 35
3.2.4 Fase de gabinete ... 36
3.3. Metodología.. ... 36
3.3.1. Variables e indicadores de estudio ... 36
3.3.2. Contrastación de hipótesis ... 36
3.3.3. Tipo de investigación ... 37
3.3.4. Diseño de investigación ... 38
3.3.5. Población y muestra ... 38
3.3.6. Procedimiento del estudio ... 39
IV. RESULTADOS.... ... 58
4.1. Almacenamiento de carbono de P. raimondii ... 58
4.1.1. Determinación de la ecuación alométrica para P. raimondii ... 58
4.2. Almacenamiento de carbono en la biomasa aérea, subterránea y suelo del bosque ... 61
4.2.1. Densidad de masa de plantas de P. raimondii en el bosque de Titankayocc según estados de desarrollo ... 61
4.2.2. Biomasa vegetal del bosque según estratos y estados de desarrollo. ... 61
4.2.3. Carbono almacenado en el bosque según estratos y estados de desarrollo ... 65
4.3. Flujo anual de carbono ... 76
V. DISCUSIONES.... ... 80
vii
5.1. Almacenamiento de carbono de P. raimondii ... 80
5.1.1. Determinación de la ecuación alométrica para P. raimondii.. ... 80
5.2. Almacenamiento de carbono en la biomasa aérea, subterránea y suelo del bosque ... 81
5.2.1. Densidad de masa de plantas de P. raimondii en el bosque de Titankayocc según estados de desarrollo ... 81
5.2.2. Biomasa vegetal del bosque según estratos y estados de desarrollo ... 82
5.2.3. Carbono almacenado en el bosque según estratos y estados de desarrollo.. ... 83
5.3. Flujo anual de carbono ... 85
VI. CONCLUSIONES ... 86
VII. RECOMENDACIONES ... 87
VIII. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ... 88
ANEXOS... ... 92
viii
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA PÁGINA
1. Descripción de los Gases de Efecto Invernadero... ... 12
2. Ecuaciones alométricas para estimación de biomasa de raíces. ... 19
3. Distribución de P. raimondii por edades en Arequipa. ... 25
4. Distribución de P. raimondii por edades en Canchayllo, Junín. ... 26
5. Número de parcelas a muestrear. ... 42
6. Distribución de P. raimondii por edades en el bosque de Titankayocc. ... 45
7. Modelo ajustado de biomasa y carbono para P. raimondii. ... 58
8. Resumen del ajuste de los datos de biomasa (T) para P. raimondii por estado de planta. ... 60
9. Biomasa vegetal del bosque P. raimondii por unidad de área. ... 62
10. Carbono aéreo y subterráneo almacenado en el bosque de P. raimondii por unidad de área. ...66
11. Análisis de varianza del almacenamiento de carbono aéreo para estratos de densidad. ... 67
12. Comparación de medias de almacenamiento de carbono aéreo para estratos de densidad según Duncan. ... 67
13. Análisis de varianza del almacenamiento de carbono subterráneo para estratos de densidad. ... 68
14. Comparación de medias de almacenamiento de carbono subterráneo para estratos de densidad según Duncan. ... 68
15. Carbono almacenado por planta según estado de desarrollo. ... 69
16. Análisis de varianza del almacenamiento total de carbono según estado de desarrollo de la planta. ... 70
ix
17. Comparación de medias de almacenamiento total de carbono según estado de
desarrollo de la planta. ... 70
18. Carbono almacenado en el suelo a una profundidad de 25 cm por hectárea. ... 71
19. Análisis de varianza del alamcenamiento de carbono orgpanico en el suelo para estratos de densidad. ... 72
20. Resumen del carbono total almacenado según estratos por unidad de área ... 74
21. Análisis de varianza del almacenamiento total de carbono para estratos de densidad ... 75
22. Comparación de medias de almacenamineto total de carbono para estratos de densidad según Duncan. ... 76
23. Tasa de CO₂ fijadso anualmente por unidad de área ... 77
24. Análisis de varianza del flujo anual de carbono promedio TCO₂/ha/año para estratos de desarrollo de P. raimondii. ... 78
25. Comparación de medias del flujo anual de carbono promedio TCO₂/ha/año para estados de desarrollo de P. raimondii según Duncan. ... 78
26. Análisis de varianza del flujo de carbono promedio TCO₂/ha/año para estratos de densidad. ... 79
27. Carbono total y CO₂ fijado para el bosque de Titankayocc. ... 79
28. Ubicación geográfica de las parcelas evaluadas... 109
29. Inventario de plantas de puya extraídas. ... 111
30. Determinación de la biomasa total de las plantas inventariadas. ... 114
31. Determinación de la biomasa total de las plantas muertas. ... 133
32. Resumen de la biomasa y carbono almacenado por componente. ... 134
33. Determinación del carbono orgánico en el suelo para el bosque de Titankayocc. ... 137
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ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA PÁGINA
1. Anomalía en la temperatura media anual mundial. ... 13
2. Emisiones mundiales de GEI Antropógenos. ... 14
3. Diagrama de la parcela de muestreo. ... 44
4. Esquema metodológico del procedimiento... 57
5. Regresión entre la biomasa total y el diámetro de copa de plantas adultas con inflorescencia. ... 59
6. Regresión entre la biomasa total con el diámetro basal y altura total de plantas jóvenes y adultas sin inflorescencia. ... 59
7. Número de plantas promedio por unidad de área encontradas en el bosque de P. raimondii según estratos. ... 61
8. Diagrama de caja (Box Plot) de biomasa seca de plantas jóvenes de P. raimondii por parcela... 63
9. Diagrama de caja (Box Plot) de biomasa seca de plantas adultas sin inflorescencia de P. raimondii por parcela ... 64
10. Diagrama de caja (Box Plot) de biomasa seca de plantas adultas con inflorescencia de P. raimondii por parcela ... 65
11. Comparación del carbono total almacenado por planta según estado de desarrollo. ... 69
12. Comparación en porcentaje (%) entre los depósitos de carbono por cada estrato del bosque. ... 73
13. Comparación del carbono total almacenado en el bosque de P. raimondii según estratos de densidad. ... 75
14. Flujo anual de carbono fijado por P. raimondii según estado dedesarrollo. ... 77
15. Camino al Bosque de P. raimondii – Titankayocc. ... 93
xi
16. Ubicación e instalación de las parcelas de muestreo. ... 93
17. Inventario total de los individuos encontrados por parcela. ... 94
18. Medición del diámetro a 1m del suelo (DAP 1 m). ... 94
19. Medición de la altura de la planta con clinómetro. ... 95
20. Medición de longitud de plantas caídas. ... 95
21. Medición del diámetro de planta adulta muerta. ... 96
22. Extracción total de las hojas de planta joven de P. raimondii. ... 96
23. Registro del peso fresco total de la planta en campo y toma de sub muestra para el laboratorio. ... 97
24. Extracción total de la vegetación herbácea/arbustiva en parcelas de 4 m². ... 97
25. Clasificación y registro del peso total fresco en campo de vegetación herbácea/arbustiva por separado. ... 98
26. Colecta de detritos y hojarasca en mini parcelas de 0.25 m². ... 98
27. Extracción y codificación de sub muestras según tipo de vegetación. ... 99
28. Extracción de sub muestras de P. raimondii para llevar a la estufa. ... 99
29. Extracción y pesado inicial de sub muestras de vegetación herbácea/arbustiva y hojarasca antes de llevar a la estufa. ... 100
30. Registro de peso seco diario de cada uno de los componentes según tipo. ... 100
31. Muestreo de suelo en calicatas de 0.3 x 0.3 x 0.25 m para determinar el carbono en el suelo. ... 101
32. Codificación de muestras de suelo para ser llevadas al laboratorio. ... 101
33. Registro del peso diario de las muestras de suelo para determinar la densidad aparente en el laboratorio de la FCFA - UNCP. ... 102
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ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO PÁGINA
1. Panel fotográfico. ... 93
2. Especies registradas en el ACR Titankayocc. ... 103
3. Base de datos. ... 109
4. Resultado de análisis de suelo. ... 138
5. Mapas. ... 148
xiii RESUMEN
La investigación se desarrolló en el ACR bosque de Puya raimondii Harms–Titankayoc en Ayacucho, área que alberga aproximadamente 200,000 ejemplares de esta especie que a la actualidad se encuentra en peligro de extinción (EN), producto de la quema extensiva de pajonales, sobrepastoreo y explotación de recursos que sigue sufriendo su población.
Como objetivo general se tuvo determinar el almacenamiento y flujo de carbono del bosque, la metodología utilizada fue semidestructiva, aplicada tras la estratificación según densidad de masa y estado de desarrollo; de esto se concluye que ambas influyen en el carbono almacenado por lo que se rechaza la hipótesis nula, ya que los valores para el estrato de densidad alta (161.461 TC/ha) fueron superiores a los otros, haciendo un promedio para el bosque de 126.413 TC/ha con un flujo anual de 4.246 TCO₂/ha/año; se tiene también que los valores alcanzados por las plantas adultas sin inflorescencia (17.918 TC/ha) fueron superiores a las adultas con inflorescencia (8.886 TC/ha) y jóvenes (4.926 TC/ha), mas no así individualmente; respecto a la ecuación alométrica, la lineal simple se ajusta mejor para plantas con inflorescencia y la lineal múltiple para plantas jóvenes y adultas sin inflorescencia; finalmente a nivel de componentes el suelo y plantas vivas destacan con 72.55 % y 25.07 % del carbono total almacenado respectivamente. El aporte del estudio radica, en la información científica base generada del bosque de P. raimondii, siendo de utilidad para conocer el potencial de este ecosistema y otros de similares condiciones como sumidero de carbono.
PALABRAS CLAVE: Puya raimondii Harms, almacenamiento y flujo anual de carbono, densidad de masa, estados de desarrollo, ecuación alométrica, sumidero de carbono.
xiv ABSTRACT
The research was conducted in the forest of Puya raimondii ACR Harms-Titankayoc in Ayacucho area which houses about 200,000 specimens of this species that is currently endangered (EN), product of extensive burning of grasslands, overgrazing and exploitation of resources that continue to suffer its population.
As a general objective was to determine the carbon storage and flow of forest, semidestructiva methodology was applied after the mass density stratification and stage of development; this is concluded that both influence the carbon stored so that the null hypothesis is rejected, because the values for the high density layer (161,461 TC / ha) were higher than the other, averaging 126,413 for the forest TC / ha with an annual flow of 4,246 TCO₂ / ha / year; it is also that the values reached by the adult plants without inflorescence (17,918 TC / ha) were higher than adults with inflorescence (8,886 TC / ha) and youth (4,926 TC / ha), but not individually as well;
regarding the allometric equation, the simple linear fits better for plants with inflorescence and multiple linear for young and adult plants without inflorescence;
finally at the component level the ground and live plants stand with 72.55% and 25.07% respectively of the total carbon stored. The contribution of this study lies in the scientific basis generated raimondii P. forest information be useful to know the potential of this ecosystem and other similar conditions as a carbon sink.
KEYWORDS: Puya raimondii Harms, storage and annual carbon flux, mass density, stages of development, allometric equation, carbon sink.
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I. INTRODUCCIÓN
El Perú es uno de los 10 países mega diversos del mundo, tiene el segundo bosque amazónico más extenso después de Brasil, la cadena montañosa tropical de mayor superficie, el 71 % de los glaciares tropicales, 84 de las 104 zonas de vida identificadas en el planeta, y 27 de los 32 climas del mundo (Ministerio del Ambiente del Perú, 2010). Un país que a la vista mundial alberga ecosistemas únicos, los que durante las últimas décadas están siendo gravemente alterados por la actividad humana; efecto que llego a ser alarmante mundialmente a partir de 1990 por los cambios generados en la temperatura del planeta, debido al incremento en la concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmosfera (dióxido de carbono, metano y óxido nitroso).
En un esfuerzo por frenar este problema, se estableció la Convención Marco de las Naciones Unidas para el cambio climático (UNFCCC) y posteriormente se suscribió el Protocolo de Kyoto, del cual el Perú es miembro (Manzur y Alva, 2013). Entre las acciones que se tomaron estuvo la creación de mecanismos de mercado y como parte de ella el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), el cual permite que los países con metas de reducción de emisiones de GEI puedan adquirirlas de proyectos ejecutados en países en desarrollo, por lo que el Perú puede y viene aprovechado la ventaja de poseer extensiones de bosques naturales y suelos con capacidad de forestación;
lamentablemente en la actualidad aún existen aspectos limitantes, tales como la existencia de información acerca de estudios sobre cuantificación del contenido de carbono almacenado en ecosistemas naturales y especialmente en especies cuya conservación es prioritaria.
Tal es el caso de Puya raimondii Harms, la mayor Bromeliaceae de la zona altoandina de Perú y Bolivia, que presenta una forma de crecimiento paquicaule (“gigante”) lo que le proporciona un alto valor estético y científico con un gran atractivo turístico; pero, su población y área de distribución se ha reducido en los últimos años llegando a ser declarada en peligro de extinción (EN), según el Decreto Supremo N° 043-2006-AG.
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En la región de Ayacucho, provincia de Vilcashuamán se encuentra el bosque de P.
raimondii más denso a nivel nacional, cuyos elementos y procesos ecológicos generan beneficios importantes a favor de las poblaciones. Sin embargo según muestra el Plan Maestro Área de Conservación Regional -Titankayocc (2014), el bosque de P.
raimondii aún se encuentra vulnerable a la intervención antropogénica producto del desconocimiento de la población que utilizan aun áreas cercanas a esta como botaderos de basura a cielo abierto; además de realizar quema de pajonales de Puna y Puyas sin control alguno para realizar actividades de agricultura, disminuyendo así el beneficio ambiental que este brinda como ecosistema.
1.1 Objetivos del estudio Objetivo general
Determinar el almacenamiento y flujo de carbono del bosque de Puya raimondii Harms según estados de desarrollo y densidad de masa en Vilcashuaman, Ayacucho.
Objetivos específicos
Determinar la ecuación alométrica para P. raimondii Harms según estados de desarrollo utilizando variables dendrométricas.
Comparar el almacenamiento de carbono en la biomasa aérea, subterránea y suelo según densidad de masa.
Determinar y comparar el flujo anual de carbono del bosque de Puya raimondii Harms según estados de desarrollo y densidad de masa.
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II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Antecedentes de investigación
Si se trata de estudios sobre captura de carbono en bosques o plantaciones, dentro de los antecedentes se tiene:
2.1.1. A nivel mundial
Nadler, Meza, Torres y Jara (2001) en su estudio sobre Medición de carbono almacenado en los Bosques de la Reserva Nacional Malleco (RNM), IX Región, Chile;
determinaron la cantidad de carbono total almacenado por componentes, mediante un muestreo destructivo a nivel de árboles considerando la altura y la circunferencia a la altura del pecho como variables influyentes en la captura de carbono. Como resultado se obtuvo la cantidad de carbono por componente del bosque RNM, siendo los árboles de grandes diámetros, desechos y los suelos los que representan la mayor cantidad de carbono almacenado 89.9 % del total y solo el 0.1 % del total de carbono almacenado lo representan las hiervas, a pesar de su alta variabilidad; y que en conjunto representan 9 900 toneladas de carbono (TC).
En México, Jiménez (2010) utilizó ecuaciones alométricas de tipo potencial para estimar la biomasa y carbono en la parte aérea de Pinus hartwegii Lindl., en el Parque Nacional Izta-Popo, mediante un muestreo destructivo de 29 árboles de la misma especie utilizando como variable predictora el diámetro normal de los árboles;
obteniéndose como resultado una relación directa entre la cantidad de biomasa y el contenido de carbono, siendo este último mayor en el fuste con 64.91 %, seguido de las ramas con 24.19 % y menor en el follaje con 10.90 %.
Por otra parte Calderón y Solís (2012) realizaron la cuantificación del carbono almacenado en tres fincas en tres estados de desarrollo del Bosque de Pino (Pinus oocarpa, L.) Dipilto, Nueva Segovia, Nicaragua, a partir de un muestreo estratificado según estados de desarrollo (Bosque de regeneración, Bosque joven y Bosque
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maduro), obteniéndose como conclusión principal que el suelo cumple una función muy importante en el carbono acumulado; debido a los datos obtenidos que refieren que el carbono almacenado en el suelo para el bosque de regeneración, joven y maduro (310, 210 y 120 TC/ha respectivamente) es notablemente superior al de la biomasa aérea, en el cual los datos del carbono almacenado se invierten en sus diferentes estados, siendo la del bosque maduro (58.5 TC/ha) superior frente al bosque de regeneración (11.0 TC/ha), así mismo concluye que las cantidades de carbono acumuladas por el árbol son influenciados por la edad, densidad y biomasa acumulada en el árbol, siendo la captura menor a mayor edad del bosque y mayor en bosques de regeneración.
2.1.2. A nivel nacional
Larrea (2007), determinó las reservas de carbono en la biomasa aérea de combinaciones agroforestales de Theobroma cacao L. y la ecuación alométrica para la misma especie, en sistemas agroforestales de diferentes edades de la provincia de Mariscal Cáceres, región de San Martín. Como conclusión principal se tiene que la ecuación alométrica o modelo de biomasa, permite estimar la biomasa de forma específica para dicha especie a partir del diámetro tomado a 30 cm, debido a las ramificaciones que presenta esta especie, así mismo reafirma respecto a Theobroma cacao L. que la ecuación alométrica basada en el diámetro de la especie permite determinar la biomasa seca de la misma, más no sucede así en relación con su edad, ya que ésta no refleja siempre la biomasa real del árbol; sin embargo refiere que este modelo matemático difiere para cada tipo de especie y condiciones del lugar. Así mismo determino el flujo anual de carbono que fluctúa entre 0.99 a 8.02 TC/ha/años siendo mayor para plantaciones de 8 años.
2.1.3. A nivel regional
Gamarra (2001) estudio la estimación del contenido de carbono en plantaciones de Eucalyptus globulus Labill, en Junín, Perú; determinando así el potencial de cantidad de carbono almacenado y captado en el bosque de la especie mencionada propiedad de la comunidad Campesina de Hualhuas, a partir del diámetro y altura de los árboles, además de medidas adicionales de malezas, hojarasca y suelo. Como conclusión principal consideró que los parámetros tomados de altura y diámetro a la altura de pecho, permiten estimaciones exactas del total de contenido de carbono en las
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plantaciones de Eucalyptus globulus Labill, que la biomasa arriba del suelo almacena mayor cantidad de carbono con 73.03 TC/ha respecto a la biomasa del suelo que alcanza valores de 37.39 TC/ha, seguido de la biomasa abajo del suelo y hojarasca;
así mismo realizo un balance emisión-captura, cuyos resultados muestran que el CO₂ liberado anualmente por la C.C. de Hualhuas es mitigado en toda su amplitud por las plantaciones de eucalipto. Respecto a la tasa anual de carbono fijado estimo un promedio de 7.25 TC/ha/año, que a la fecha de su investigación hicieron un total de 26.61 toneladas de fijación de dióxido de carbono (TCO₂/ha/año).
2.2. Marco legal 2.2.1. Internacional
2.2.1.1. Conferencia de Naciones Unidas sobre el Medio Humano (1972)
Más conocida como Conferencia de Estocolmo, recogió las preocupaciones ecológico- ambientales que venían avivándose desde tiempo atrás por los movimientos ambientalistas y logró introducir en la conciencia de las personas, en la academia y en las agendas políticas nacionales y supranacionales, el interés por los temas ambientales y la economía; en especial, por los temas relacionados con la protección a los recursos naturales, especialmente los no renovables como minerales y energéticos (Observatorio de la Sostenibilidad en España, 2011).
2.2.1.2. Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y Desarrollo (1983)
Creada por la ONU con el objetivo de conjugar los temas de medio ambiente y desarrollo a nivel mundial, así como incrementar el nivel de comprensión y compromiso de los gobiernos y de las sociedades; siendo uno de sus mayores logros la publicación del informe final en 1987 más conocido como Informe Brundtland o Nuestro Futuro Común, que contiene uno de los diagnósticos más completos sobre medio ambiente producido por las Naciones Unidas, contó con la participación de instituciones públicas y privadas, además de audiencias públicas realizadas en los cinco continentes (Masmano et al. 2002).
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2.2.1.3. Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (1992)
Firmada en Río de Janeiro, surgió con el objetivo principal de estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida interferencias antropógenas peligrosas en el sistema climático; ese nivel debería lograrse en un plazo suficiente para permitir que los ecosistemas se adapten naturalmente al cambio climático, asegurar que la producción de alimentos no se vea amenazada y permitir que el desarrollo económico prosiga de manera sostenible (Organización de las Naciones Unidas 2002; citado en Zanabria, 2013).
2.2.1.4. Protocolo de Kyoto (1997)
Adoptada el 11 de Diciembre de 1997 en Kyoto, debido a que los lineamientos establecidos en la CMNUCC resultaban inadecuados para lograr los resultados que se estaban esperando con relación a la mitigación de los GEI. En ella se establecen obligaciones y responsabilidades relacionadas a la mitigación de los GEI que resultan exigibles para las partes que lo suscribieron, a partir de tres mecanismos:
Implementación Conjunta, Comercio Internacional de Emisiones y Mecanismos de Desarrollo Limpio (MDL); siendo uno de sus mayores logros los compromisos cuantificables en la reducción de emisiones principalmente de los países desarrollados (Manzur y Alva, 2013).
En el caso del Perú, ha asumido una serie de compromisos que debe implementar a nivel nacional, ha suscrito la Convención Marco de las Naciones Unidas para el Cambio Climático (CMNUCC) desde 1992; la Convención de Diversidad Biológica (CDB) y la Convención de Lucha Contra la Desertificación y Sequía, así como el Protocolo de Kyoto en el marco de la CMNUCC desde el 2002 y el Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad en el marco del CDB; a partir de entonces son dos las instituciones nacionales que velan por el cumplimiento de los compromisos adquiridos en virtud al Protocolo de Kyoto:
El Ministerio del Ambiente (MINAM), creado mediante Decreto Legislativo N° 1303 del 14 de mayo de 2008 y el Fondo Nacional del Ambiente (FONAM), creado mediante Ley N° 26793 en el año 1997; siendo la primera, la encargada de establecer las políticas ambientales y las políticas relacionadas al desarrollo sostenible de nuestro
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país, asimismo ha sido nombrada como la Autoridad Nacional Designada (AND) la que es encargada de velar por el cumplimiento de las actividades vinculadas al Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) por lo que cumple una importante función en el desarrollo e implementación de un marco jurídico que resulte adecuado para efectuar la promoción y ejecución de Proyectos MDL.
Por otro lado, el FONAM es un fondo ambiental sin fines de lucro que se encarga de realizar la promoción de las inversiones en proyectos ambientales que contribuyan efectivamente con la reducción de GEI (Manzur y Alva, 2013).
2.2.2. Nacional
La Constitución Política Peruana establece en su artículo 68° que el Estado está obligado a promover la conservación de la diversidad biológica y de las ANP, asimismo el artículo 1° de la Ley Nº 26834, Ley de Áreas Naturales Protegidas las define como: “espacios continentales y/o marinos del territorio nacional, expresamente reconocidos y declarados como tales, incluyendo sus categorías y zonificaciones, para conservar la diversidad biológica y demás valores asociados de interés cultural, paisajístico y científico, así como por su contribución al desarrollo sostenible del país”
(Garay, 2010).
2.2.2.1. Ley N° 28611 – Ley General del Ambiente La legislación ambiental del Perú señala:
“Artículo 94°”.- De los servicios ambientales
94.1 Los recursos naturales y demás componentes del ambiente cumplen funciones que permiten mantener las condiciones de los ecosistemas y del ambiente, generando beneficios que se aprovechan sin que medie retribución o compensación, por lo que el Estado establece mecanismos para valorizar, retribuir y mantener la provisión de dichos servicios ambientales; procurando lograr la conservación de los ecosistemas, la diversidad biológica y los demás recursos naturales.
94.2 Se entiende por servicios ambientales, la protección del recurso hídrico, la protección de la biodiversidad, la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero y la belleza escénica, entre otros.
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94.3 La Autoridad Ambiental Nacional promueve la creación de mecanismos de financiamiento, pago y supervisión de servicios ambientales.
“Artículo 95°”.- De los bonos de descontaminación
Para promover la conservación de la diversidad biológica, la Autoridad Ambiental Nacional tiene el deber de promover a través de una Comisión Nacional, los bonos de descontaminación, u otros mecanismos alternativos, a fin de que las industrias y proyectos puedan acceder a los fondos creados al amparo del Protocolo de Kyoto y de otros convenios de carácter ambiental.
2.2.2.2. Ley N° 29763 – Ley Forestal y de Fauna Silvestre
La Ley Forestal y de Fauna Silvestre (Ley N° 29763) LFFS, incorpora la valorización de los servicios ambientales de los bosques en relación a los derechos administrativos que el Estado otorga al respecto y le da un carácter fundamental. Asimismo establece como modalidad de aprovechamiento dentro de las concesiones con fines no maderables a las concesiones para ecoturismo, conservación y servicios ambientales.
En la Sección Segunda, Título III sobre la Conservación de los ecosistemas forestales y otros ecosistemas de vegetación silvestre y cambio climático, señala:
“Artículo 72°”.- Reconocimiento por el Estado y acciones de mitigación
El estado reconoce la importancia y necesidad de la conservación y manejo responsable y sostenible de los ecosistemas forestales y otros ecosistemas de vegetación silvestre para contrarrestar los efectos negativos del cambio climático.
“Artículo 73°”.- Manejo de bosques andinos
El estado reconoce la vulnerabilidad de los ecosistemas de bosques andinos frente a los efectos del cambio climático, por lo que propicia su protección y recuperación como medio de mitigación y adaptación a estos cambios. Promueve actividades de investigación y reforestación con fines de restauración ecológica, o forestación en dichas zonas, así como su aprovechamiento sostenible.
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2.2.2.3. Ley N° 30215 – Ley de Mecanismos de Retribución por Servicios Ecosistémicos
La Ley de Mecanismos de Retribución por Servicios Ecosistémicos (Ley N° 30215) LMRSE, surge para promover, regular y supervisar los mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos que se derivan de acuerdos voluntarios que establecen acciones de conservación, recuperación y uso sostenible para asegurar la permanencia de los ecosistemas.
En el Capítulo II sobre Mecanismos de Retribución por Servicios Ecosistémicos, señala:
“Artículo 4°”.- Finalidad de los mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos
Los mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos tienen la finalidad de asegurar la permanencia de los benefi cios generados por los ecosistemas.
“Artículo 5°”.- Retribución por servicios ecosistémicos
5.1 Mediante la retribución por servicios ecosistémicos, los contribuyentes de dicho servicio perciben una retribución condicionada a la realización de acciones de conservación, recuperación y uso sostenible de las fuentes de los servicios ecosistémicos por parte de los retribuyentes.
5.2 Las acciones a que se refi ere el párrafo anterior pueden ser las de conservación de espacios naturales, las de recuperación de algún espacio que ha sufrido problemas de deterioración o degradación ambiental y las de cambio hacia un uso sostenible de las fuentes de los servicios ecosistémicos, entre otras acciones que apruebe la autoridad ambiental.
En el Capítulo IV sobre Rol promotor del Estado y de las entidades competentes, señala:
“Artículo 11°”.- Rol promotor del Estado
Se resalta, la inversión pública y privada en la conservación, recuperación y uso sostenible de las fuentes de los servicios ecosistémicos (a), y el desarrollo tecnológico
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y el fortalecimiento de capacidades en la conservación, recuperación y uso sostenible de las fuentes de los servicios ecosistémicos (c).
“Artículo 12°”.- Funciones del Ministerio del Ambiente
Se destaca, fomentar el desarrollo e implementación de mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos en las áreas naturales protegidas, en coordinación con el Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (Sernanp) (c), incentivar la inversión en la investigación de la funcionalidad del ecosistema que integre el conocimiento científico y tradicional (f), y promover la conformación de estrategias de financiamiento que contribuyan con la sostenibilidad de los mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos (g).
2.3. Bases teóricas 2.3.1. Ciclo del carbono
El ciclo del carbono es considerado como un conjunto de cuatro depósitos interconectados: la atmósfera, la biosfera terrestre (incluyendo los sistemas de aguas frescas), los océanos y los sedimentos (incluso los combustibles fósiles); estos depósitos son considerados como fuentes o sumideros en función de la liberación o absorción de carbono, respectivamente; y este intercambio es denominado flujo. Los mecanismos principales del intercambio del carbono son la fotosíntesis, la respiración y la oxidación (Gonzáles, 2008).
Según Larrea (2007), el ciclo del carbono sucede a distintas velocidades, originando dos ciclos:
Ciclo biológico: Comprende los intercambios de carbono (CO₂) entre los seres vivos y la atmósfera, es decir la fotosíntesis; proceso mediante el cual el carbono queda retenido en las plantas y es devuelto a la atmosfera a través de la respiración. Este ciclo es relativamente rápido, estimándose que la renovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años.
Ciclo biogeoquímico: Regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo), este ciclo es de larga duración al verse implicados los mecanismos geológicos; sin embargo hay ocasiones en las que la materia
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orgánica no vuelve a la atmosfera quedando sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural.
Gonzáles (2008) menciona que el CO₂ que absorben las plantas a través de la fotosíntesis, conforma las materias primas como la glucosa, que participa en procesos fenológicos para la formación de componentes (flores, frutos, follaje, ramas y fuste) del árbol; estos a su vez proporcionan elementos necesarios para su desarrollo y el crecimiento en altura, diámetro, área basal y diámetro de copa principalmente.
El carbono se deposita en follaje, tallos, sistemas radiculares; pero principalmente en el tejido leñoso de los troncos y ramas principales de los árboles, estos componentes aportan materia orgánica al suelo y al degradarse dan origen al humus, que a su vez contiene CO₂; por esta razón "los bosques son considerados importantes reguladores en el nivel de carbono atmosférico”.
Según Gamarra (2001), después de los bosques, el suelo es la segunda fuente de carbono en importancia para el bosque y es importante notar que los valores representados solo reflejan el carbono contenido en los primeros 25 cm de profundidad.
2.3.2. Cambio climático
Estamos en una era en la que nadie es ajeno a los problemas ambientales; durante las últimas décadas ha cobrado importancia a nivel mundial el problema del cambio climático y calentamiento global, que de acuerdo a lo establecido por el artículo 1, inciso 2 de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), se entiende como “un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables”.
Hansen (1998; citado en Iranzo, 2006) en el año mencionado declaró la existencia de una relación causa-efecto entre la emisión de ciertos gases a la atmosfera y el incremento de la temperatura del planeta, identificados posteriormente como los 6 gases del efecto invernadero (GEI), responsables del calentamiento global, entre los
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que destaca, por su magnitud y efecto perjudicial sobre la capa de ozono, el dióxido de carbono (CO₂).
Tabla 1
Descripción de los Gases de Efecto Invernadero (GEI).
GEI Descripción
Dióxido de Carbono (CO₂)
Es un gas liberado como producto de la combustión de combustibles fósiles, algunos de procesos industriales y cambios en el manejo de los diversos usos del suelo.
Metano (CH4) Es un gas emitido en la minería de carbón, rellenos sanitarios, ganadería y extracción de gas y petróleo.
Óxido nitroso (N₂O)
Es un gas producido durante la elaboración de fertilizantes y en la combustión de combustibles fósiles.
Hidrofluorocarbonados (HFC)
Se emite en algunos procesos industriales y se los usa con frecuencia en refrigeración y equipos de aire acondicionado.
Perfluorocarbonados (PFC)
Desarrollados e introducidos como una alternativa para remplazar algunos gases que destruían la capa de ozono, estos gases son emitidos en una variedad de procesos industriales.
Hexafluoruro de azufre (SF6)
Es emitido durante la producción de magnesio y se aplica en algunos equipos eléctricos y líneas de transmisión.
Fuente: IPCC (1960).
En tal sentido el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, 2007; citado en Jiménez, 2010) afirma que el CO₂ es el GEI antropógeno más importante, así mismo que entre 1970 y 2004 sus emisiones anuales aumentaron en
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aproximadamente un 80%, pasando de 21 a 38 gigatoneladas (Gt) (1 Gt = mil millones de toneladas métricas) y el 2004 representaban un 77% de las emisiones totales de GEI antropógenos; por lo que su concentración en la atmósfera aumentó, pasando de un valor preindustrial de aproximadamente 280 ppm a 379 ppm en 2005.
2.3.2.1. Consecuencias del cambio climático
Actualmente se proyecta un aumento de los niveles de referencia de las emisiones mundiales de GEI de entre 9.7 y 36.7 GTCO₂-eq2 del año 2000 al 2030 (entre 25 y 90%). En esos escenarios, los combustibles de origen fósil mantendrían, según las proyecciones, su posición predominante en el conjunto de las energías mundiales utilizadas hasta más allá de 2030; por consiguiente, las emisiones de CO₂ procedentes de la utilización de energía aumentarían entre un 40% y un 110% entre 2000 y 2030.
Figura 1. Anomalía en la temperatura media anual mundial.
Fuente: NASA, NOAA, Oficina Meteorológica del R.U. (1960).
Estas altas concentraciones atmosféricas de CO₂, tienen muchas implicaciones en el cambio climático, al ayudar en la generación del efecto invernadero que modifica la temperatura en la tierra, a partir del cual se asocian otros problemas, porque de ello depende la cantidad de evapotranspiración de los océanos, la existencia de nubes, la presencia – ausencia de lluvia y, en consecuencia la producción y la escasez de alimentos (Agudelo, 2009).
14 2.3.3. Efecto invernadero
Caballero et al. (2007; citado en Jiménez, 2010) menciona que el efecto invernadero es un mecanismo natural por el cual la atmósfera de la tierra se calienta.
Los gases que forman a la atmósfera no pueden absorber la luz solar, de alta energía (ondas de longitud corta, cargadas hacia la luz visible y ultravioleta), por ello dejan pasar la mayor parte hacia la superficie de la Tierra; del 100% de luz solar que llega al planeta, el 30% es reflejado hacia el espacio (albedo), la atmósfera retiene solo un 20% de la energía solar y el 50% restante llega hasta la superficie terrestre, calentándola, al calentarse la superficie de la tierra transforma la luz solar en radiación de baja energía (ondas de longitud grande, cargadas hacia el infrarrojo) que refleja nuevamente hacia la atmósfera. Esa energía de onda amplia o infrarroja, sí puede ser absorbida de manera muy eficiente por algunos de los gases atmosféricos, de manera particular el CO₂ (pero también el vapor de agua, el metano y otros), siendo ésta la principal fuente de calor para la atmósfera.
Según El IPCC (2007; citado en Benítez, 2011) desde la era preindustrial se reconoce que las emisiones de GEI vienen en aumento y ejercen una presión sobre el sistema climático al cambiar la composición de la atmosfera, dicho resultado se expresa en un alza en las concentraciones de GEI, así como de la temperatura global promedio y sus efectos asociados.
Figura 2. Emisiones mundiales de GEI Antropógenos.
15 2.3.4. Mitigación del cambio climático
Es cierto que no existe una solución para este fenómeno, ya que el impacto que los GEI han tenido sobre nuestro planeta es tan fuerte que es inevitable que este continúe calentándose a pesar de que se reduzca sustancialmente la producción de GEI; aun así es necesario buscar respuestas y plantear estrategias integrales que contribuyan a disminuir el efecto causado.
Según Vine et al. (1999; citado en Andrade e Ibrahim, 2003) los GEI podrían reducirse a través de dos procesos:
Reducción de emisiones antropogénicas de CO₂.
Creación y/o mejoramiento de los sumideros de carbono en la biosfera.
La forestería puede contribuir a la mitigación del calentamiento global mediante la conservación, el secuestro, almacenamiento y la sustitución de carbono.
2.3.4.1. Los bosques como fuentes y sumideros de CO₂
Según Isaza y Campos (2007; citado en García y Sánchez, 2009), los ecosistemas forestales almacenan más del 80% de todo el carbono existente por encima de la superficie de la tierra y más del 70% del carbono orgánico en el sustrato.
Por su parte Chaturveni (1994, citado en Gonzáles, 2008) menciona que la actuación de los árboles como sumideros de carbono se produce cuando liberan oxígeno (O2), reteniendo el carbono en la biomasa, principalmente en la madera (contiene un 48%
de lignina y celulosa); para almacenar una tonelada de carbono es necesario producir 2.2 toneladas de madera.
En tal sentido Jiménez (2010) afirma que los bosques representan un papel importante en la regulación del clima mundial a nivel local y regional dado su papel para mantener temperaturas ambientales más bajas o la humedad relativa más elevada; su importancia radica en la intervención en la dinámica del carbono que puede ser como emisores de carbono (aproximadamente la cuarta parte de emisiones globales provienen de la quema de bosques, deforestación cambio de uso de suelo y la erosión) y como parte del almacenaje del mismo, por lo último estos pueden representar un papel clave en la generación de reducciones de carbono.
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2.3.5. Capacidad de almacenamiento de carbono
Se refiere a la posibilidad de producir un flujo de concentración de CO₂ a alta presión que pueda ser fácilmente transportado a un lugar de almacenamiento, por ello se considera una de las opciones para reducir las emisiones atmosféricas de CO₂ generadas por las actividades humanas.
Según Schulze et al. (2000; citado en Razo et al., 2013) la capacidad que tienen los ecosistemas forestales para almacenar carbono en forma de biomasa aérea varía en función de la composición florística, la edad y la densidad de población de cada estrato por comunidad vegetal; así mismo, Lagos y Vanegas (2003) refieren que la capacidad de almacenamiento de carbono varía de un bosque a otro, principalmente por la influencia de factores como: temperatura, precipitación, densidad de masa, tipo de suelo, pendiente, altura, condiciones topográficas, índices de crecimiento y edad, además que los bosques densos y aquellos que no han sufrido perturbaciones, tienen mayor capacidad para almacenar carbono que los bosques abiertos y de zonas arboladas, así como los bosques degradados.
Por su parte el IPCC (2007; citado en Jiménez, 2010) refiere que los bosques jóvenes vigorosos pueden retener una gran cantidad de carbono a medida que crecen; por el contrario, la vegetación y los suelos de los rodales maduros suelen almacenar grandes cantidades de carbono pero se suman a estas existencias, en todo caso sólo lentamente.
2.3.6. Biomasa
De acuerdo con el IPCC (2001; citado en Gonzáles, 2008) la biomasa se considera como la masa total de organismos vivos en una zona o volumen determinado; a menudo se incluyen los restos de plantas que han muerto recientemente (biomasa muerta); asimismo, la FAO (1998; citado en Gonzáles, 2008) considera que la biomasa es un elemento principal para determinar la cantidad de carbono almacenado en el bosque, debido a que la biomasa forestal permite elaborar previsiones sobre el ciclo mundial del carbono, que es un elemento de importancia en los estudios sobre el cambio climático.
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Por su parte Martínez (2011), afirma que la biomasa de una comunidad de plantas se define como su masa seca total e incluye follaje, ramas, tronco, hojas y raíces, pero excluye la hojarasca y la materia orgánica en descomposición; generalmente, se hace la distinción entre biomasa aérea y biomasa subterránea, tanto en aspectos conceptuales como metodológicos.
2.3.6.1. Biomasa aérea
Es el componente aéreo del estrato arbóreo que constituye uno de los principales almacenes de biomasa, el porcentaje del fuste sobre la biomasa total del árbol en general oscila entre los valores de 55 % al 86 %, y la porción radical varía entre 10 y 20 % del peso total del árbol (Martínez, 2011).
Incremento en biomasa. El análisis del incremento en biomasa ha conducido a silvicultores e investigadores a generar modelos que permitan estimar el peso de los diferentes componentes de árboles individuales los cuales generalmente se han calculado con base a las siguientes variables: diámetro normal con corteza (DNCC) y altura total (HT) (Garcidueñas et al. 1988, citado en Martínez, 2011).
Kramer y Kozlowski (1972; citado en Martínez, 2011) definen al incremento de la biomasa como la acumulación de la biomasa influenciado por factores internos tales como: edad, estructura, disposición de la planta, acumulación de hidratos de carbono y clorofila y externos como: luz solar, temperatura, concentración de CO₂ y humedad. Así mismo lo hace el Ministerio Agropecuario y Forestal (MAGFOR) (2005; citado en Calderón y Solís, 2012), el que afirma que la elevación de la temperatura y precipitación ejerce influencia en las concentraciones de carbono de la biomasa aérea, a través de la temperatura de 23 °C se controla el flujo de entrada de dióxido de carbono a la hoja y también la perdida de agua por la transpiración; también menciona que la densidad de los árboles del sitio influye dentro de las estimaciones de fijación de carbono, siendo en mayor magnitud a mayor densidad.
Por su parte Whitmore (1984; citado en Jiménez, 2010) menciona que el incremento en biomasa es el aumento de la masa forestal, el cual está en función de la edad y tiende a ser constante cuando esta alcanza la madurez debido a la declinación natural en la productividad primaria neta (PPN).
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Por otra parte Calderón y Solís (2012) afirman que la cantidad de biomasa acumulada se relaciona directamente además de los tratamientos silviculturales a la poda natural del árbol, que representa la hojarasca acumulada en la superficie, que juega un papel preponderante en la captura de carbono, puesto que al depositarse en el suelo se va descomponiendo formando la materia orgánica activa que en función al tipo de suelo, cantidad de agua y otros nutrientes se ira convirtiendo en materia orgánica estable y capaz de almacenar carbono.
2.3.6.2. Biomasa subterránea (sistema radicular).
El sistema radical es el componente del árbol que para el estudio de su biomasa ofrece grandes dificultades, generalmente cuando se realiza su análisis es necesario clasificarlo por lo menos en dos categorías: raíces principales y raíces secundarias, eso sin contar lo costoso que puede llegar a ser.
Según MacDicken (1997, citado en Gamarra, 2001) acerca de la biomasa subterránea menciona que la literatura de inventarios de carbono indica que un valor entre 10 y 15 % para determinar la biomasa abajo del suelo es conservador pero permite obtener un estimado aproximado de la biomasa sin incurrir en sobreestimaciones dañinas al proyecto. Por su parte el MINAM (2009) afirma que hay dos formas de efectuar la determinación de biomasa radicular, al igual que la biomasa arbórea que se describe más adelante se puede realizar por método destructivo o no destructivo:
Método destructivo. Se deben tomar sub muestras de las raíces, las cuales deben ser llevadas a laboratorio para obtener el peso seco y extrapolar el peso de cada componente, la sumatoria de los componentes nos dará un estimado del peso total; con éstos datos se realizan una serie de correlaciones entre el dato de la biomasa subterránea del árbol, que con algún dato dasométrico característico del individuo arbóreo, determinado mediante el inventario forestal para cada uno de los individuos arbóreos tumbados, como: diámetro, altura, densidad del árbol etc.
La única ventaja de medir la biomasa radicular es que en la mayoría de los casos la biomasa real medida va a ser mayor que los valores de bibliografía.
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Método no destructivo. Utilizando estimaciones conservadoras y poco controvertidas de biomasa radicular basada en la literatura para vegetación.
Tabla 2
Ecuaciones alométricas para estimación de biomasa de raíces.
Modelo Alométrico R² N Tipo de
bosque Fuente Y= exp[-1.085 + 0.9256*ln(BA)] 0.83 151 Todo Caims et al 1997
Y= exp[-1.085 + 0.9256*ln(BA)] 0.84 151 Bosques
tropicales Caims et al 1997
Y: Biomasa sea de la raíz (T/ha), BA: Biomasa aérea seca (T/ha).
Fuente: Orientación del IPCC sobre las buenas prácticas para UTCUTS, 2003.
2.3.7. Cuantificación de biomasa y carbono en los bosques
La estimación de la biomasa en los bosques es un tema relevante en relación con el problema del calentamiento global del planeta, es así que recientemente se ha incrementado el interés por estudiar el papel de los bosques en los ciclos de elementos biogeoquímicos, especialmente del carbono, y su relación con los gases de efecto invernadero.
Se parte del principio de que aproximadamente 50% de la biomasa estimada es carbono y, por tanto, puede ser adicionada a la atmósfera como dióxido de carbono (CO₂) cuando este se corta y quema (Gonzáles, 2008).
En el ámbito internacional se han iniciado estrategias para la mitigación del calentamiento global como las negociaciones de créditos de carbono, sin embargo para hacer realidad estas estrategias en proyectos forestales es necesario medir y monitorear el carbono almacenado, especialmente en el compartimiento de biomasa arriba del suelo (aérea); una manera de conocer esta biomasa es por medio de variables como el diámetro y la altura mediante el uso de ecuaciones de biomasa, que son las más utilizadas para estimar la captura de carbono en bosques, y como consecuencia se adoptan en la mayoría de las investigaciones relacionadas con
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cuantificación de biomasa en los bosques naturales (Acosta 2003, citado en Martínez, 2011).
Cancino (s.f.) menciona que entre las diferentes variables medidas en un árbol normalmente existe algún tipo de relación, a las que se les denomina en general relaciones alométricas, una de esas relaciones bastante usada en el área forestal es la relación entre la altura total del árbol y el DAP; en general a mayor DAP mayor es la altura total del árbol, dicha relación es bien descrita por una curva asintótica, hecho que se genera porque el incremento corriente anual en altura culmina (alcanza su máximo) antes que el DAP.
La relación entre la altura total y el DAP de los árboles es no lineal en las variables, ello significa que la relación no puede ser bien representada por una relación en la que se incluya el DAP en forma lineal, es así que la modelación de la relación requiere del ajuste de modelos no lineales en las variables; para ello la modelación mediante modelos lineales requiere modificar la variable independiente (DAP), la variable dependiente (altura) o ambas con el fin de obtener una relación lineal.
2.3.7.1. Métodos para calcular la biomasa
Según Cancino (s.f.), la determinación de la biomasa puede realizarse de varias maneras alternativas dependiendo del componente involucrado y de la cantidad de información disponible, pudiendo ser:
A. Métodos directos o destructivos
Incluyen mediciones en campo, cosecha y toma de muestras de la totalidad de la vegetación, teniendo en cuenta algunos criterios de evaluación; sin embargo aunque este método es más costoso y requiere de mayor tiempo, arroja resultados de alta confiabilidad en comparación con el segundo método.
Por su parte Gibbs et al. (2007; citado en Picard, Laurent y Matieu, 2012) respecto al método destructivo o directo propone tres casos específicos para la medición en campo:
Pesado directo de todos los compartimientos en el campo: Es el caso más frecuente, consiste en pesar directamente en el campo todos los
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compartimientos, dicho sistema propuesto es el resultado de varias campañas de campo efectuadas en rodales tanto de clima templado como tropical.
Pesado directo para ciertos compartimientos y mediciones de volumen y densidad para otros: El segundo caso es aquel que debido a dificultades de corta, obliga a efectuar mediciones semi destructivas que combinan el pesado directo de ciertas partes del árbol y mediciones de volumen y de densidad para otras.
La evaluación de la biomasa de estos bosques resulta especialmente difícil debido a la complejidad de la arquitectura de los árboles, especialmente en las zonas secas, donde la intervención humana es particularmente significativa debido a la escasez de recursos forestales y a la importancia de la demanda bioenergética.
Pesado parcial en el campo: El tercer caso es cuando se trata de árboles de dimensiones demasiado grandes para un pesaje completo a mano.
El método que se propone debe adaptarse a las circunstancias locales y a los medios disponibles, para ello los árboles seleccionados se cortan siguiendo prácticas adecuadas; el enfoque propuesto separa a los árboles que pueden pesarse manualmente en el campo (por ejemplo, los árboles de un diámetro < 20 cm) de aquellos que necesitan medios técnicos más consecuentes (los árboles de un diámetro > 20 cm).
B. Métodos indirectos
Entre los métodos indirectos para estimar biomasa, se encuentra la técnica de estimación por regresión mediante el uso de ecuaciones alométricas específicos para cada especie, donde los valores de inventarios forestales como diámetro (DAP) y altura se transforman a términos de biomasa, con la ayuda de modelos generales que suelen ser aplicados cuando los árboles son de grandes dimensiones; sin embargo para poder desarrollar los métodos indirectos es necesario contar con datos obtenidos de métodos directos. En ambos métodos, los valores obtenidos se extrapolan a una hectárea.
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Por ello se aconseja emplear modelos específicos para cada especie y que hayan sido construidos bajo condiciones similares a las del lugar donde se quieran aplicar, principalmente en términos de tamaño de árboles y densidad arbórea. (Andrade e Ibrahim 2003, citado en Larrea, 2007).
2.3.7.2. Modelos de biomasa o alométricos
Vallejo et al. (2007; citado en Gonzáles, 2008), mencionan que los modelos alométricos son ecuaciones matemáticas que relacionan la biomasa con variables del árbol medibles en pie, tales como el DAP, altura total y diámetro de copa, principalmente. Para el desarrollo de estos modelos es necesario realizar un muestreo destructivo de árboles; el tamaño de muestra debe ser definido de manera que el error de predicción del modelo resultante esté dentro de los rangos aceptados; en general, se estima que se obtienen valores del error aceptables con tamaños de muestra mayores a 20 individuos distribuidos sobre todos los rangos diámetros, respecto a ello MacDiken (s.f., citado en Larrea, 2007) menciona que estos modelos pueden ser construidos usando como mínimo una muestra representativa de 30 individuos.
La biomasa total de cada individuo se obtiene mediante la suma de la biomasa de los distintos componentes del árbol, una vez obtenida la biomasa total de los árboles muestreados se trata de obtener mediante técnicas estadísticas, relaciones directas entre la biomasa total del árbol y las variables del mismo medidas en pie; para el cálculo de biomasa viva con base en ecuaciones alométricas basta con diseñar un muestreo estadísticamente representativo en el que se midan las variables independientes de la ecuación alométrica seleccionada.
Según Zapata, Colorado y Del Valle (2003; citado en Larrea, 2007) el procedimiento más recomendado para estimar la biomasa en bosques tropicales, consiste en relacionar estas variables en una regresión lineal bajo las escalas logarítmicas, lo cual simplifica los cálculos e incrementa la validación estadística al homogeneizar la varianza sobre el rango de los datos; por ello se recomienda construir gráficos de puntos entre la variable dependiente y cada una de las variables independientes, para probar cuales modelos o ecuaciones de regresión explican mejor esta relación;
después se debe aplicar un análisis de varianza y escoger el o los modelos de mejor ajuste con la ayuda de algunos estadígrafos.
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Dependiendo del número de variables independientes (datos dimensionales) la ecuación puede ser una regresión lineal simple (una única variable, ej. DAP) o una regresión lineal múltiple (más de dos variables, ej. DAP, altura total, etc.), así mismo dependiendo de las circunstancias las ecuaciones pueden ser lineales o no lineales.
Regresión Lineal Simple: Y = a + b · X
Regresión Polinómica Simple: Y = a + b · X + c · X² + d · X³ + . . . Regresión Lineal Múltiple: Y = a + b · X1 + b2 · X2 + · · · + bn · Xn Regresión Exponencial: Y = a · b˟ --- log(Y ) = log(a) + log(b) · X Regresión Potencial: Y = a · Xᵇ --- log(Y ) = log(a) + b · log(X) Regresión Logarítmica: Y = a + b · lnX
2.3.8. Descripción y características de P. raimondii
P. raimondii es la más impresionante Bromeliaceae descubierta en el departamento de Ancash localidad de Cashapampa por Antonio Raimondi en 1867, fue denominada por él como Pourretia gigantea; posteriormente Harms, en 1928 hace la descripción en latín y le cambia el nombre en honor a su descubridor (Venero 1984, citado en Castillo y Palomino, 2008).
Cano et al. (2000; citado en Castillo y Palomino, 2008) la describe tomando en cuenta los siguientes aspectos:
2.3.8.1. Descripción de la especie
Reino : Plantae
División : Magnoliophyta
Clase : Liliopsida
Subclase : Zingiberidae
Orden : Bromeliales
Familia : Bromeliaceae
Subfamilia : PitCairniodeae
Género : Puya
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Nombre vulgar : Titanca, junco, ccara, kara, queshque, santon, titancayoc, ahuaranco, cuncush, etc.
Nombre científico : Puya raimondii Harms
El mismo autor la describe como una especie paquicaule altoandina (con el tallo grueso y carnoso), equivalente ecológica de las especies gigantes de Senecio y Lobelia africanas y de la Espeletia de los páramos del norte de los Andes.
2.3.8.2. Localización y distribución
La distribución de P. raimondii en el país no es bien conocida. Ancash parece ser el departamento que retiene la mayor población, seguido Calipuy la Libertad, Puno, Ayacucho, Apurímac, Cuzco y en la provincia de Huarochirí en el departamento de Lima, fuera del Perú seria aun abundante en Bolivia y Chile.
2.3.8.3. Crecimiento y floración
Lo más destacado de P. raimondii es el colosal tamaño de la planta adulta que alcanza una altura promedio de 8.3 m, incluyendo la inflorescencia pero puede llegar hasta los 15 m; el tallo mide en promedio 2.2 m de altura y el diámetro varía de acuerdo a su edad llegando a medir entre 0.4 a 0.6 m y en ocasiones hasta 1 m. A pesar de su tamaño esta especie tiene una raíz fasciculada y muy superficial; su contextura interna es fibrosa y la hoja que rodea al tallo es también fibrosa con una disposición en roseta y con espinas en forma de gancho en los bordes (Rivera 1985, citado en Castillo y Palomino, 2008).
La inflorescencia es una espiga compuesta, en el raquis central es grueso, fibroso y liviano, en ella se insertan alrededor de 200 espigas en forma ortóstica; en ocasiones solo la inflorescencia puede llegar a medir de 4 a 8 m de altura. Su crecimiento se inicia a principios de los meses de mayo y junio, comienza a florecer a finales de julio y en octubre llega a su máximo desarrollo continuando hasta mediados de diciembre;
seguidamente se inicia la fructificación para luego dispersar sus semillas en julio del año siguiente (Cerrate, 1979; citado en Salazar, 2010).
De acuerdo a Raimondi cada espiga contiene un promedio de 40 flores que pueden ser de color blanco, azul o rosado según el grado de madurez de la flor y el tipo de
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suelo en que se encuentra; las flores son actinomorfas, heteroclamídeas, de perianto doble, trímeras, androceo de 6 estambres en dos verticilios y gineceo de 3 verticilios.
El fruto es una cápsula loculiixa con 3 carpelos y 2 placentas por cárpelo, formando 6 lóculos hay un promedio de 135 semillas, en cada cápsula 810, por espiga alrededor de 32 400; lo que significa un total de 6’480 000 semillas por inflorescencia.
Otro aspecto importante es que es una planta semélpara, es decir que una vez que florece muere, su periodo vegetativo varía desde 40 a 100 años o más (Rivera, 1985;
citado en Salazar et al, 2010); aunque en el Jardín Botánico de la Universidad de California en Berkeley una planta tuvo un ciclo de vida de solo 28 años (Smith 1988;
citado en Salazar et al., 2010).
Referente a su crecimiento Salazar (2010), afirma que el crecimiento estimado de la planta es aproximadamente de 1 cm por mes, así que a los 28 años la planta podría alcanzar un tamaño vegetativo de 3.36 m aproximadamente; esto según los estudios que se realizaron en el laboratorio de Fisiología Vegetal de la Facultad de Ciencias Biológicas – UNMSM y las que se realizaron en el Parque Nacional Huascarán.
Debido a esto existen algunos autores que clasifican a esta especie en función a su altura que se encuentra directamente ligado a la edad de la planta o en función de sus características, es así que se tiene las siguientes clasificaciones:
Tabla 3
Distribución de P. raimondii por edades en Arequipa.
Edades Altura
Tiernos ≤50 cm
Juveniles > 50 cm y < 2 m
Adultos > 2 m, sin inflorescencia Adultos > 2 m, con inflorescencia
Fuente: Salazar y Villasante (2012).
26 Tabla 4
Distribución de P. raimondii por edades en Canchayllo, Junín.
Edades Características
Plantas tiernas
(regeneración natural) ≤80 cm de altura
Plantas jóvenes Sin inflorescencia
Plantas maduras Con inflorescencia
Fuente: Tueros (1998).
2.3.8.4. Ecología
Se encuentra en rodales aislados, desde pocos ejemplares a varios centenares, en los Andes del Centro y Sur del Perú y en el Altiplano peruano boliviano.
Se desarrolla entre los 3 800 a 4 500 msnm, de acuerdo al Mapa Ecológico del Perú de Joseph A. Tosi, además se distribuye en las formaciones vegetales Bosque húmedo – Montano Tropical (bh-MT) y Páramo muy húmedo – Subalpino Tropical (pmh-SaT).
Los rodales de mayor desarrollo y densidad muestran preferencia por lugares que reúne total o parcialmente las siguientes características:
Pendientes moderadas a muy fuertes.
Exposición Nor Oeste.
Mayor radiación solar en relación a la fisiografía colindante.
Terrenos rocosos.
2.3.8.5. Usos
Los usos que se da a esta planta varía de acuerdo al lugar, aunque en la mayoría de los casos, las hojas tiernas se emplean como forraje para el ganado ovino, para lo cual previamente queman las espinas prendiendo fuego al vegetal para evitar lesiones de los animales, fundamentalmente en el ganado ovino para evitar que se enreden en los garfios, siendo muy difícil su desprendimiento habiéndose comprobado la muerte de
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animales pequeños que no han sido rescatados a tiempo. Así mismo, para todos los lugares, los troncos de las plantas incluidas se emplean en la construcción de muebles rústicos como pequeñas bancas, sillas, puertas, pedestales, mientras los ejes florales sirven para las bóvedas de las casas o como dintales de puertas y ventadas.
