0063-B4
Víctor Meza, Fernando Mora, Eladio Chavés, William Fonseca 1
Se presentan los resultados del análisis comparado de la evolución del crecimiento y la edad de dos bosques húmedos tropicales para 15 y 12 años de medición, respectivamente, de los cuales uno se mantiene inalterado y el otro ha sido intervenido en una ocasión. La investigación se realizó en Golfito, Puntarenas, parte sur del país y en Cuatro Esquinas, Sarapiquí, parte norte de Costa Rica y busca comparar el crecimiento diamétrico a través de las curvas de crecimiento por clase diamétrica. También se estudió el incremento corriente anual (ica), para cada bosque y se obtuvieron los incrementos anuales ajustados (ica's ajustados) mediante modelos polinomiales de segundo grado, los cuales fueron utilizados en el cálculo de los tiempos de paso; estos, a su vez, sirvieron para determinar los ciclos de corta y construir las curvas de crecimiento acumulado para los bosques bajo estudio.
El incremento corriente anual promedio para todas las clases diamétricas fue 0.65 cm/año, en Golfito y 1.18 cm/año para Cuatro Esquinas; esto representa una diferencia en el crecimiento diamétrico de 0.53 cm/año, indicando que en el bosque manejado de Cuatro Esquinas el crecimiento fue, en promedio, un 45% mayor que en el bosque de Golfito.
El crecimiento y el rendimiento forestal son dos de los criterios más importantes para el manejo y para el aprovechamiento de la madera, es por esto, que estos conceptos han sido objeto de estudio por parte del Instituto de Investigación y Servicios Forestales (INISEFOR), que a partir de los años 80's procedió a la instalación de una red de parcelas permanentes de muestreo, en bosques naturales que habían sufrido o no algún grado de intervención.
El presente estudio realizó la comparación de las tasas de crecimiento y la edad estimada de dos bosques húmedos tropicales en Costa Rica, a partir del análisis de los datos de dos parcelas permanentes de muestreo, de una hectárea de extensión cada una. Una de las parcelas en estudio, se encuentra localizada en el Refugio Nacional de Fauna y Vida Silvestre de Golfito, en la Provincia de Puntarenas. Este bosque nunca ha sido intervenido, su topografía es quebrada y se encuentra a una altitud de 234 m.s.n.m. El mismo presenta una precipitación promedio anual de 4,817 mm y una temperatura promedio anual de 32º C.
La otra parcela se encuentra ubicada en Cuatro Esquinas, en el Cantón de Sarapiquí, Provincia de Heredia. Su topografía es plana-ondulada, con elevaciones medias de 40 a 60 m.s.n.m. La precipitación anual promedio de 3,850 mm, con una temperatura media de 25 ºC (Chaves 1994). En 1985 se realizó un primer aprovechamiento comercial, tradicional, extrayendo 40 m 3 /ha (Chaves 1994), luego del cual se aplicaron algunos tratamientos silviculturales, como corta de lianas, reducción del porcentanje de palmas y tratamiento de mejora.
En la actualidad, el bosque de Golfito ha sido medido en 8 ocasiones (1987-2002) y el bosque de Cuatro Esquinas en 8 ocasiones (1985-1997).
Tanto la parcela de Golfito como la de Cuatro Esquinas, tienen una extensión de una hectárea (100 m x 100 m) y están subdivididas en 25 subparcelas de 0.04 ha (400 m 2 ). Dentro de las mismas se midió con cinta diamétrica todos los árboles por arriba de 10 cm, hasta que en el año de 1992, en Golfito se procedió a medir los individuos mayores a 5 cm de diamétro a la altura de pecho; para Cuatro Esquinas esto se hizo a partir del año 1987.
Con los datos acumulados para Cuatro Esquinas en 12 años y para Golfito en 15 años, se procedió a calcular, para cada bosque, el diamétro medio cuadrático (dg) de todos los árboles por clase diamétrica. Posteriormente, se graficaron en conjunto las curvas de crecimiento de Golfito y Cuatro Esquinas, con el fin de confrontar el comportamiento de las mismas para una categoría de tamaño determinada.
Se calculó, el incremento corriente anual diamétrico promedio (icadg calculado u observado) con los valores del dg de cada clase (árbol promedio), sobre una base anual; esto requirió la conversión de los incrementos periódicos (ip) a incrementos anuales (ica).
Luego se obtuvieron los valores de icadg estimados (ajustados o corregidos) mediante modelos polinomiales, utilizando la opción de regresión multiple del programa STATGRAPHICS PLUS. Los "icadg ajustados", fueron graficados junto con los "icadg calculados", para cada bosque. Seguidamente, con los "icadg corregidos", se procedió a calcular los "tiempos de paso". Finalmente, se graficó el punto medio por clase diamétrica contra la edad acumulada para producir una curva de crecimiento continua para los árboles de Golfito y Cuatro Esquinas.
Distribución diamétrica de los bosques estudiados
La parcela de Golfito (bosque no intervenido) contaba a la última fecha de medición (2002) con un total de 659 árboles mayores a 5 cm de dap, distribuidos en 180 especies, 120 géneros y 42 familias, en comparación a Cuatro Esquinas (bosque manejado), que para el último año de medición (1997) presentaba 615 árboles mayores a 5 cm, pertenecientes a 80 especies, 63 géneros y 38 familias botánicas. Lo que indica que en el bosque inalterado se presentan 100 especies, 57 géneros y 4 familias más que en el bosque intervenido.
Distribución diamétrica de la muestra total
El Cuadro 1 presenta el número de árboles por clase diamétrica, como resultado de su evolución, a lo largo de los períodos comprendidos en el estudio del crecimiento. Es necesario mencionar que algunos árboles que fueron registrados al inicio del estudio en una clase diamétrica particular, crecieron posteriormente, quedando registrados en sucesivas clases diamétricas; esto explica la diferencia que presenta la distribución de la muestra total con respecto a la distribución registrada en la última medición.
Puede apreciarse que la masa en ambos casos presenta una distribución exponencial negativa (de jota invertida), típica de los bosques mixtos, irregulares, con una alta concentración de individuos en las primeras cuatro clases diamétricas (1823 árboles), lo que representa un 93% de la muestra total utilizada y una baja representación en las clases mayores a 60 cm, con 42 árboles (apenas un 2% de la muestra total).
Cuadro 1. Distribución diamétrica de los árboles pertenecientes al bosque de Golfito y Cuatro Esquinas incluidos en el análisis del crecimiento diamétrico. Bosque Húmedo Tropical, Costa Rica.
| Localidad | Punto medio de clase (cm) | ||||||||||||
7.5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
125 |
Total | |
| Número de árboles | |||||||||||||
| Golfito | 350 |
339 |
115 |
59 |
41 |
18 |
13 |
8 |
7 |
1 |
1 |
952 | |
| Cuatro Esquinas | 452 |
363 |
90 |
55 |
35 |
9 |
8 |
4 |
1016 | ||||
| Total | 802 |
702 |
205 |
114 |
76 |
27 |
21 |
12 |
7 |
1 |
1 |
1968 | |
En total se reportan 1968 árboles utilizados para ambos bosques, a lo largo de los dos períodos comprendidos en el estudio. Golfito cuenta con 952 de esos árboles y los restantes 1016 corresponden al bosque de Cuatro Esquinas.
Las curvas de crecimiento para los árboles de Golfito y Cuatro Esquinas fueron graficadas, en conjunto, por clase diamétrica, para mostrar el comportamiento de la clases menores y de las clases superiores. Las figuras 1 y 2 muestran las curvas de crecimiento del diámetro medio de las clases de 7.5 cm y 22.5 cm, respectivamente, las cuales son representativas de lo que ocurre en las primeras cuatro clases diamétricas, donde los árboles de Cuatro Esquinas superan ampliamente a los de Golfito en su crecimiento. Sin embargo, a partir de la clase de 27.5 cm, se comienza a marcar otro comportamiento, caracterizado por patrones de crecimiento muy similares para ambos bosques (Figuras 3 y 4), desapareciendo prácticamente, las diferencias entre el bosque manejado y el no manejado.
|
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|
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Los incrementos corrientes anuales se presentan en el Cuadro 2 y demuestran que para el bosque manejado siempre son mayores a los del bosque no intervenido; esto, a excepción de la clase de 75 cm, en donde Golfito supera en 0.11cm/año a Cuatro Esquinas. En cuanto al crecimiento por clase diamétrica, se determinó que la clase de 7.5 cm es la que presenta la mayor diferencia en el icadg observado con 0.82 cm/año, ya que Cuatro Esquinas con 1.12 cm/año crece 4 veces más que Golfito con 0.30 cm/año; en contraste a la clase de 45 cm, que registró la menor diferencia con 0.32 cm/año, entre ambos bosques.
Cuadro 2. Relación del incremento corriente anual observado con el punto medio, para todas las especies incluidas en el estudio. Bosque Húmedo Tropical, Costa Rica.
| Localidad | Punto medio de clase (cm) | ||||||||||||
7.5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
125 |
Promedio | |
| Incremento corriente anual observado (cm/año) | |||||||||||||
Golfito |
0.30 |
0.34 |
0.48 |
0.72 |
0.94 |
0.71 |
0.86 |
0.95 |
0.78 |
0.75 |
0.28 |
0.65 | |
Cuatro Esquinas |
1.12 |
1.21 |
1.24 |
1.29 |
1.26 |
1.14 |
1.31 |
0.84 |
1.18 | ||||
| Diferencias | 0.82 |
0.86 |
0.76 |
0.58 |
0.32 |
0.43 |
0.46 |
-0.11 |
0.53 | ||||
| Relación * | 2.78 |
2.53 |
1.56 |
0.80 |
0.34 |
0.60 |
0.53 |
-0.12 |
0.82 | ||||
* Representa la relación del crecimiento diamétrico de Cuatro Esquinas con relación al de Golfito. |
El incremento corriente anual promedio para todas las clases diamétricas fue 0.65 cm/año en Golfito y 1.18 cm/año en Cuatro Esquinas, para una diferencia en el crecimiento diamétrico de 0.53 cm/año; esto significa que en el bosque manejado de Cuatro Esquinas el crecimiento fue un 0.82 veces más alto, en promedio, que en el bosque de Golfito. En relación con la variabilidad presentada por los "icadg observados" para cada tipo de bosque, es necesario destacar que existe una diferencia de 0.48 cm/año, entre el mayor incremento (clase de 65 cm) y el menor (clase de 75 cm), para el bosque de Cuatro Esquinas; esta diferencia es mayor en Golfito con 0.67 cm/año, entre el mayor (clase de 75 cm) y el menor (clase de 15 cm).
Incrementos corrientes anuales ajustados mediante modelos polinomiales
En las Figuras 5 y 6 se presentan los "ica calculados" y los "ica ajustados" mediante modelos polinomiales de grado 2, para ambos bosques. Al graficar ambos juegos de datos se ha respetado la misma escala con el fin de facilitar una comparación directa de los mismos. Se observa cómo los incrementos logrados por los árboles en Cuatro Esquinas superan en mucho la magnitud de los incrementos alcanzados por los árboles de Golfito. Se puede afirmar que el menor incremento reportado para el bosque manejado es similar a los incrementos mas altos conseguidos en el bosque no intervenido.
Se aprecia el excelente ajuste gráfico conseguido para ambos conjuntos de datos, siendo especialmente bueno el ajuste logrado para los datos del bosque manejado (Figura 6), donde los mismos evidencian muy poca dispersión alrededor de la línea de regresión. Por otra parte, los datos del bosque no intervenido (Figura 5) evidencian una mayor dispersión en torno a la curva ajustada por el modelo polinomial.
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El Cuadro 3 presenta los modelos ajustados para Golfito y Cuatro Esquinas. En ambos casos el modelo utilizado corresponde a un polinomio de segundo grado, ya que los incrementos corrientes anuales al ser graficados muestran un comportamiento parabólico que puede ser ajustado utilizando la opción de regresión múltiple de algún programa estadístico (Mora y Meza 2002).
Cuadro 3. Modelos polinomiales utilizados para ajustar los incrementos corrientes de Golfito y Cuatro Esquinas. Bosque Húmedo Tropical, Costa Rica.
Localidad |
Tipo de Bosque |
Modelo polinomial |
Golfito |
Sin intervención |
= 0.071465 + 0.023954*(PM) - 0.000178*(PM^2) |
Cuatro Esquinas |
Intervenido |
= 1.010029 + 0.016197*(PM) - 0.000246*(PM^2) |
* PM= Punto medio de clase diamétrica (cm) |
Las medidas estadísticas que evalúan el ajuste de los modelos aparecen representadas en el Cuadro 4, en donde se puede apreciar que los ajustes logrados, en ambos casos, son satisfactorios; sin embargo, es necesario destacar el modelo ajustado para Cuatro Esquinas donde los estadísticos demuestran un ajuste más alto.
Cuadro 4. Medidas estadísticas utilizadas para evaluar el ajuste de los modelos polinomiales, utilizados para estimar los incrementos corrientes de Golfito y Cuatro Esquinas. Bosque Húmedo Tropical, Costa Rica.
Localidad |
R 2 |
R 2 ajustado |
SEE |
SCE |
CME |
F calc. |
Golfito |
0.899 |
0.875 |
0.089 |
0.064 |
0.0080 |
35.834 |
Cuatro Esquinas |
0.990 |
0.986 |
0.018 |
0.001 |
0.0003 |
211.097 |
En los Cuadros 5 y 6, se muestran los años que tardan los árboles de Golfito y Cuatro Esquinas, respectivamente, en pasar de una clase diamétrica a la siguiente. Para lograr esta estimación del tiempo se utilizaron los icadg promedio ajustados para cada bosque con el respectivo modelo polinomial utilizado.
Cuadro 5. Cálculo de los "tiempos de paso" para los árboles del bosque sin intervención. Golfito, Puntarenas, Costa Rica.
Punto medio (cm) |
7.5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
105 |
115 |
125 |
Intervalo de clase |
5-9.9 |
10-19.9 |
20 -29.9 |
30.-39.9 |
40-49.9 |
50-59.9 |
60-69.9 |
70-79.9 |
80-89.9 |
90-99.9 |
100-109.9 |
110-119.9 |
120-129.9 |
Amplitud de clase |
5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Número de árboles |
350 |
339 |
115 |
59 |
41 |
18 |
13 |
8 |
7 |
1 |
|
|
1 |
ica observado |
0.295 |
0.342 |
0.485 |
0.718 |
0.943 |
0.711 |
0.857 |
0.951 |
0.780 |
0.753 |
0.284 | ||
ica ajustado |
0.241 |
0.391 |
0.559 |
0.692 |
0.789 |
0.850 |
0.876 |
0.867 |
0.822 |
0.741 |
0.624 |
0.472 |
0.284 |
Tiempos de paso |
20.75 |
25.58 |
17.89 |
14.45 |
12.67 |
11.76 |
11.42 |
11.53 |
12.17 |
13.50 |
16.03 |
21.19 |
35.21 |
Edad acumulada |
20.75 |
46.33 |
64.21 |
78.67 |
91.34 |
103.10 |
114.52 |
126.05 |
138.22 |
151.71 |
167.74 |
188.93 |
224.14 |
Aún cuando la amplitud de las clases es idéntica, los "tiempos de tránsito" de los árboles por las mismas difieren grandemente y estas diferencias van a depender de qué tan rápido crecen los árboles de las clases analizadas; o sea, de las tasas de incremento diamétrico (Mora y Meza 2002).
Cuadro 6. Cálculo de los "tiempos de paso" para los árboles del bosque intervenido. Cuatro Esquinas, Heredia, Costa Rica.
Punto medio (cm) |
7.5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
Intervalo de clase |
5-9.9 |
10-19.9 |
20-29.9 |
30-39.9 |
40-49.9 |
50-59.9 |
60-69.9 |
70-79.9 |
80-89.9 |
90-99.9 |
Amplitud de clase |
5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Número de árboles |
452 |
363 |
90 |
55 |
35 |
9 |
8 |
4 |
|
|
Ica observado |
1.116 |
1.207 |
1.241 |
1.285 |
1.259 |
1.138 |
|
0.840 |
|
|
Ica ajustado |
1.118 |
1.198 |
1.261 |
1.276 |
1.241 |
1.157 |
1.023 |
0.841 |
0.609 |
0.329 |
Tiempos de paso |
4.47 |
8.35 |
7.93 |
7.84 |
8.06 |
8.64 |
9.78 |
11.89 |
16.42 |
30.40 |
Edad acumulada |
4.47 |
12.82 |
20.75 |
28.58 |
36.64 |
45.29 |
55.06 |
66.95 |
83.37 |
113.77 |
El ciclo de corta en Golfito se ve influenciado directamente por el crecimiento de las primeras cuatro clases diamétricas (7.5 cm - 35 cm), estas clases al ser comparadas con las de Cuatro Esquinas presentan las mayores diferencias en sus incrementos, ya que el "tiempo de transcurso" promedio para los árboles en las clases analizadas es de 19.68 años en Golfito y de solamente 7.15 años para Cuatro Esquinas. Posteriormente, esos "tiempos de transito" comienzan a igualarse hasta alcanzar las últimas clases donde son muy similares. Tal y como se puede apreciar al árbol promedio de Golfito le demanda 79 años llegar a la clase de 40 cm; en contraposición el árbol promedio de Cuatro Esquinas, que deberá invertir solamente 29 años para alcanzar el mismo diámetro, lo que indica una diferencia de 50 años.
Se puede observar en los Cuadros 5 y 6 que el árbol promedio alcanza el diámetro mínimo de corta (Dmc), a diferentes edades para cada tipo de bosque. Este diámetro en el caso de Costa Rica, se establece en 60 cm de dap. Para Golfito el Dmc lo alcanza el árbol promedio de la masa a los 103 años, en contraste al de Cuatro Esquinas que le toma solamente 45 años en alcanzarlo; partiendo en ambos casos de la clase de 7.5 cm. Es necesario aclarar que en el presente análisis no se incluyó el tiempo que tardan los árboles en alcanzar el diámetro de 5 cm. Según se puede apreciar, la diferencia en los ciclos de corta es de 58 años; o sea, que a través de una intervención silvicultural se ha logrado reducir el tiempo requerido para alcanzar el Dmc en más de la mitad del tiempo que le toma al árbol promedio de un bosque no intervenido en alcanzarlo.
Las figuras 7 y 8, muestran las curvas de crecimiento acumulado para Golfito y Cuatro Esquinas, respectivamente, las cuales fueron construidas al graficar el punto medio de las clases diamétricas contra la edad acumulada de los árboles promedio para cada bosque; estás últimas fueron calculadas con el método de los tiempos de paso (Mora y Meza 2002).
Se puede observar que ambas curvas de crecimiento muestran una forma sigmoidal. Cuatro Esquinas es más corta y con una pendiente más pronunciada, representando solo una porción o segmento de la curva desarrollada para Golfito. En comparación, la de Golfito es de forma más alargada y presenta dos puntos de inflección. Ambas curvas, manifiestan el patrón de crecimiento propio de cada tipo de bosque.
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El incremento corriente anual promedio para todas las clases diamétricas fue de 0.65 cm/año en el bosque de Golfito y 1.18 cm/año para el bosque de Cuatro Esquinas; esto representa una diferencia de 0.53 cm/año, lo que indica que el bosque manejado de Cuatro Esquinas crece en promedio un 45% más que el bosque no manejado de Golfito.
Las mayores diferencias observadas en el crecimiento por clase diamétrica se dan al comparar las primeras cuatro clases, donde los árboles de Cuatro Esquinas crecen, en promedio, 2.75 veces más que en Golfito y es a partir de la clase de 27.5 cm donde los incrementos tienden a igualarse para ambos bosques.
De acuerdo con los resultados encontrados y la evidencia que tenemos, todo hace suponer que la posición sociológica de privilegio alcanzada por los árboles mayores a 30 cm de dap, les brinda suficiente iluminación, lo que provoca que al aplicar cualquier tratamiento a la masa los árboles de las clases superiores no muestren ninguna respuesta.
A partir de los 5 cm de dap, el árbol promedio de Golfito alcanza el diámetro mínimo de corta (Dmc) de 60 cm a la edad de 103 años, en contraste al de Cuatro Esquinas que le toma solamente 45 años en alcanzar ese diámetro, lo que indica una diferencia en los ciclos de corta de 58 años; lo cual sugiere, que a través de una intervención silvicultural se podría reducir el período necesario para alcanzar el Dmc en más de la mitad del tiempo que le toma al árbol promedio de un bosque no intervenido para llegar a él.
Chaves, S.E. 1994. Crecimiento y dinámica del bosque húmedo tropical después del aprovechamiento. Ciencias Ambientales, Costa Rica. 11:12-22.
Mora, F. y Meza, V.H. 2002. Tasas de incremento diamétrico y determinación de la edad en un Bosque Muy Húmedo Tropical, Puntarenas, Costa Rica. Segundo Congreso Forestal Latinoamericano, 1, 2 y 3 de agosto, Guatemala.
1 Víctor Meza: [email protected]
Investigadores
Fernando Mora: [email protected]
Investigadores
Eladio Chavés: [email protected]
Director del Instituto
William Fonseca: [email protected]
Coordinador de programa
Universidad Nacional
Instituto de Investigación y Servicios Forestales
Programa de Manejo de Bosques y Plantaciones
Página web: www.una.ac.cr/inis
Campus Omar Dengo
Apdo.: 86-3000
Heredia, Costa Rica
Tels: (506)277-3851
(506)277-3852
Fax: (506)237-4151
