Métodos de determinación de la biomasa
K. Kuusela y A. Nyyssönen
K. Kuusela es miembro del Instituto Finlandés de Investigación Forestal y A. Nyyssönen profesor de Ciencias Forestales en la Universidad de Helsinki. El presente articulo se basa en un documento presentado por la FAO a la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Fuentes de Energía Nuevas y Renovables, Nairobi, agosto de 1981.
Inventario silvícola en Colombia: para leña y carbón vegetal, otro modo de medir los bosques
En los inventarios forestales actuales, el volumen de la madera en pie tiene significados distintos en las diferentes áreas forestales. En las zonas templadas y boreales, por ejemplo, el inventario de los árboles se efectúa midiendo el tronco desde el suelo hasta la cima y estimando después el volumen total del tronco o el volumen del tronco a partir de cierto diámetro mínimo. Las especificaciones varían comúnmente según se trate de madera aserrada, madera para pasta de papel o residuos del madereo. El uso actual de la madera como leña es más bien limitado. En ciertas áreas es casi inexistente.
En zonas tropicales y subtropicales (incluidas las zonas de clima monzónico) los árboles se caracterizan a menudo porque una gran proporción de su volumen corresponde a la madera de las ramas. Los inventarios forestales en este caso consideran sólo el volumen del tronco limpio de las especies arbóreas comerciales. Sin embargo, el consumo de leña en estas zonas es mucho mayor que el consumo de madera destinado a la producción de tipo industrial.
|
Las técnicas tradicionales de inventariación para los montes templados y boreales se concentran sólo en las necesidades industriales. Para las necesidades de madera y carbón vegetal de los países en desarrollo son más útiles los inventarios de la biomasa porque tienen en cuenta las ramas, parte importante en las especies arbóreas de los montes tropicales. |
Durante el pasado decenio, especialmente en las zonas templadas, se ha producido un cambio notable: se ha dejado de considerar el bosque sólo como un sistema de producción de madera del tronco porque se ha caído en la cuenta de que todo el recurso orgánico es importante (Hitchcock y McDonnell, 1979). Como sólo alrededor del 55% del peso en verde del árbol completo puede corresponder al tronco y el resto a las ramas, al follaje y al sistema tocón y raíces (Young, 1979), los datos fidedignos sobre la biomasa pueden ayudar a concebir el bosque como un proveedor de energía en gran escala. Los inventarios de la biomasa son probablemente más necesarios en las regiones tropicales y subtropicales donde la escasez de leña es sumamente aguda.
Es preciso adaptar las metodologías a inventarios forestales que abarquen la estimación de la biomasa forestal total y del potencial de leña. La manera más natural y eficaz de comenzar los inventarios de la biomasa forestal leñera consiste en coordinar la recopilación de datos de la biomasa con la de otros datos de recursos forestales más convencionales. Con la experiencia adquirida en la estimación de volúmenes, se pueden utilizar los mismos principios básicos de diseño del muestreo, así como los conocimientos actuales sobre la teoría del muestreo estadístico y los métodos para construir y ensayar diseños rentables de inventarios de la biomasa (Ware, 1979). También deberá prestarse atención al incremento y a la disminución de la madera en pie.
En los inventarios de la biomasa se utilizan estos términos (Clark, 1979):
· La biomasa forestal consiste en el volumen total de plantas vivas de todas las especies en un momento dado y puede dividirse en tres grupos principales: árboles arbustos y otra vegetación.· El árbol completo se compone de una serie de partes que abarca las raíces, el tocón, el tronco, las ramas y el follaje.
· En tocón y raíces se incluyen el tocón, cuya altura la establece la práctica local, y todas las raíces. Con fines prácticos, frecuentemente se excluyen las raíces que tienen menos del diámetro mínimo especificado.
· Arbol por encima del tocón, significa todos los componentes del árbol salvo tocón y raíces. (En los inventarios de la biomasa forestal, a menudo se mide el árbol por encima del tocón, en lugar del árbol completo.)
· Tronco es la parte del árbol comprendida entre el tocón y la cima, excluidas las ramas y el follaje.
· Tronco comercial o tronco limpio es el fuste del árbol desde el tocón hasta el diámetro mínimo especificado.
· Madera de punta de tronco es la parte que hay entre el diámetro de la punta especificado hasta la cima del tronco; ésta es a menudo el componente principal de los residuos de madereo.
· Ramas abarca todas las ramas grandes y pequeñas, salvo el follaje.
· Follaje abarca hojas, yemas, flores y frutos.
La biomasa se mide en unidades de volumen, peso verde y peso seco. En todos los casos, salvo cuando se trate del peso seco, deberá indicarse el grado de humedad. El peso por unidad de volumen (peso específico) puede denominarse densidad; el peso seco en kilogramos por metro cúbico, se denomina densidad básica de la madera.
Inventarios convencionales
Las informaciones requeridas para un inventario forestal pueden dividirse en dos amplios grupos: información sobre la superficie e información sobre los árboles en relación con la superficie. Aquélla se refiere a la superficie forestal y a otras clases de uso de la tierra, así como a otros factores tales como la calidad del sitio, el tipo de rodal, el tamaño, la estructura y el estado del rodal, dentro del terreno forestal. La información sobre los árboles en relación con la superficie da a conocer cuantitativamente el volumen de madera en pie y su composición por especies, diámetros, clases de calidad y otros factores.
La telepercepción y las mediciones terrestres se utilizan conjuntamente para recoger datos para ambos grupos de informaciones. Debido a las grandes superficies y al gran número de árboles interesado, resulta indispensable la utilización de métodos de muestreo. Los trazados del muestreo están bien establecidos, pero precisan un constante perfeccionamiento. El muestreo polifásico se utiliza comúnmente en la estimación del volumen de los troncos. La primera fase consiste en medir el diámetro básico (a menudo el diámetro a la altura del pecho: dap) de todos los árboles en pie de la muestra. La segunda fase consiste en medir en forma más completa árboles de muestra; éstos constituyen una submuestra de la primera fase. Además del dap, se miden por ejemplo la altura del tronco o el tronco limpio y algunos diámetros más arriba. En la tercera fase, puede tomarse una submuestra de los árboles de muestra para hacer observaciones aún más detalladas.
Finalmente, puede talarse una submuestra de los árboles de la tercera fase («muestreo destructivo») y medirse en detalle para poder calcular los volúmenes unitarios de estos árboles. En ciertos casos, se miden varios diámetros, las alturas de estos diámetros y otros parámetros de árboles en pie.
Sin embargo, en lugar de estos métodos directos, es mucho más común utilizar los volúmenes unitarios derivados de las funciones o tablas de volumen del tronco. Las funciones se basan en varios árboles de muestra que deben representar, sin sesgo, los árboles de la superficie que haya de inventariarse. Las variables independientes en las funciones son dimensiones del tronco tales como el dap, la altura y diámetro a la mayor altura especificada. Además del volumen del tronco, las funciones indican a menudo el porcentaje de corteza, así como la cantidad de productos madereros y de madera delgada.
Inventarios de la biomasa
En los inventarios de la biomasa, el objetivo principal consiste en medir el árbol completo o todo el árbol completo a partir del tocón. Los procedimientos de medida son mucho más complicados que en los inventarios convencionales, en los cuales el objetivo principal es la estimación del volumen del tronco. Sin embargo, un inventario de la biomasa puede comenzar desde el mismo punto que un inventario forestal convencional. Por consiguiente, resulta igualmente importante obtener información sobre la superficie boscosa y su división en clases. Además, el conteo de los árboles de las parcelas de muestra puede llevarse a cabo de forma muy similar, aunque se requiere más trabajo para incluir los árboles de tamaño pequeño, los arbustos y posiblemente otros tipos de biomasa.
En el noreste de los Estados Unidos, donde por lo general la parcela de volumen es de radio variable y todos los árboles que tienen 11,8 o más cm de dap se cuentan por especies y productos, Tryon y Edson (1979) recomiendan un procedimiento en el que se reúnen los datos de biomasa en los árboles de tamaño inferior al comercial en una parcela de radio fijo de 0,008 ha, y se maestrean todos los troncos que tienen entre 1,59 cm y 11,5 cm inclusive de dup. Los árboles y arbustos se cuentan por especies y dap hasta la clase de 2,56 cm más próxima. Todos los árboles y arbustos de 1,28 cm o menos de dap se registran por especies y clases de altura hasta una altura mínima de 15,38 cm. Finalmente, se examina la regeneración en una parcela de 0,0004 ha (1,14 m de radio). Los troncos de 1,59 cm o menos de dap se cuentan por especies y clases de altura de 30.5 cm. Evidentemente, para otras zonas, los limites y tamaños deberán adaptarse consecuentemente.
Convencionalmente la madera se mide principalmente en unidades de volumen, pero cada vez se utilizan más las unidades de peso, que son obligatorias en los inventarios de la biomasa. El primer paso con estas unidades puede consistir en determinar el peso del tronco verde y seco. Para ello, es conveniente utilizar funciones en las que la densidad básica sea la variable dependiente y las variables independientes consistan en las dimensiones del tronco, la región climática y la edad del árbol o la tasa de crecimiento.
Las estimaciones de la densidad básica pueden basarse en los tarugos o gusanos sacados de los árboles de muestra con la barrena de incremento. Otro método consiste en tomar el peso seco de todas las partes del árbol completo exceptuado el tronco y expresarlo en relación con el peso seco del tronco, utilizando funciones que tengan como variables independientes características idóneas de los árboles (Kuusela y Hakkila, 1979). Un procedimiento alternativo es preparar funciones que den el peso del árbol directamente, con algunas dimensiones del tronco como variables independientes. Según la información facilitada por Harold Young de la Universidad de Maine, gran promotor de los inventarios de la biomasa, pueden formarse tres funciones locales que dan el peso de los árboles de diversos tamaños con sólo el diámetro o la altura como variable independiente.
Independientemente de los métodos utilizados para calcular las funciones, el procedimiento general para estimar el peso de cada árbol implica un «muestreo destructivo» basado en las variaciones siguientes (Hitchcock y McDonnell, 1979):
· talar el árbol y separar los materiales según los componentes del árbol completo;
· dividir y pesar los componentes por secciones;
· tomar submuestras de cada componente;
· determinar el volumen de las submuestras por inmersión en agua u otros métodos (facultativo);
· secar al horno y pesar las submuestras;
· determinar el peso total del material secado al horno de cada sección;
· aplicar factores de densidad, de peso verde y peso seco para cada componente;
· sumar los pesos de los componentes al peso del árbol completo.
El peso verde del árbol completo y sus componentes puede obtenerse de esta forma o mediante muestreo. Obtener el grado de humedad y el peso seco, por lo general, requiere trabajo de laboratorio. Normalmente, el peso seco es aproximadamente igual a la mitad del peso verde.
Los métodos para estimar el peso y el volumen de los arbustos y otra vegetación implican los mismos principios descritos para los árboles. Para este fin, a menudo se requieren estudios más bien especializados. Las variables independientes de las funciones del peso seco en este caso pueden ser, por ejemplo, la altura y la densidad de la vegetación.
Estimación de los movimientos de la biomasa
La biomasa forestal en cualquier fecha del inventario representa la madera en pie. El incremento y la disminución, determinados ambos por unidad de tiempo, cambian la cantidad de biomasa. La disminución de la madera en pie y sus componentes puede dividirse en salidas (corta por el hombre para obtener productos utilizables), residuos (principalmente residuos del madereo) y mortalidad (que abarca las partes de la madera en pie que mueren de manera natural).
Una parte del material muerto, especialmente los troncos, los tocones y las raíces de las especies arbóreas coníferas de la zona de vegetación boreal, quedan como madera muerta en el bosque durante varios años, donde puede tener importancia como recurso leñero. Por consiguiente, deberá estimarse en ciertas zonas como parte de la biomasa. La mortalidad incrementa los recursos leñeras; las salidas y la putrefacción los diminuyen.
En los inventarios de la zona templada se utilizan parcelas de muestra temporales y las estimaciones del incremento se refieren, por lo general, solamente al volumen del tronco. Si es necesario estimar el incremento de otros componentes de la biomasa de los árboles, la proporción del incremento correspondiente al tronco puede utilizarse como pauta para obtener un resultado aproximado. La disminución se estima fundamentalmente mediante estadísticas de salidas, transporte y consumo. Las mediciones de los tocones pueden utilizarse también para estimar la disminución.
Estimaciones más seguras del incremento y la disminución de los diversos componentes de la biomasa forestal requieren medir unidades de muestreo en varias ocasiones sucesivas. Existen métodos bien establecidos para estimar los cambios de volumen del tronco de la madera en pie como función de tiempo, utilizando mediciones repetidas en parcelas de muestra permanentes. La estimación de los movimientos de la biomasa forestal total mediante remediciones es técnicamente posible, pero por cierto relativamente complicada y costosa. Otra posibilidad es llevar a cabo investigaciones especiales del incremento y la disminución para desarrollar funciones de regresión en las que los cambios probables se explican por las variables observables en los inventarios forestales.
Costos
Sólo se dispone de información dispersa sobre los costos de los inventarios de la biomasa forestal. En el noreste de los Estados Unidos, se ha demostrado que los inventarios y las estimaciones de la biomasa no suman más del 10% del costo total de todo el inventario (Tyron y Edson, 1979). Esta cifra puede justificar incluir la medición de las variables necesarias para el estudio de la biomasa en los inventarios forestales, incluso en el trópico.
Sin embargo, el costo depende mucho del número de árboles de muestra seleccionados para el muestreo destructivo, es decir árboles cortados y pesados para determinar la biomasa total y la de los componentes de los árboles. El costo del muestreo destructivo de la biomasa en los Estados Unidos fluctúa entre 100 y 300 dólares EE.UU. por árbol, según su tamaño. Debido a los altos costos de muestreo, más del 80% de los costos totales de inventario de la biomasa están relacionados con el muestreo destructivo (Hitchcock, 1979) Según Young, 30 árboles por especie, seleccionados mediante muestreo deliberado, son suficientes para formular una función de regresión y dos hombres pueden medir las variables en un período de seis semanas.
La biomasa de los árboles es relativamente más variable que el volumen comercial del tronco limpio. Por consiguiente, las funciones de la biomasa basadas en pocos árboles de muestra sólo pueden dar resultados provisionales (Cunia, 1979). Se ha descubierto que el peso de la copa del árbol es muy variable y que se necesitan aproximadamente 10 árboles por clase de 5,13 cm para estimar los pesos medios de las copas excurrentes con un margen de ±12% y que se requieren en cambio 17 árboles para estimar los pesos medios de las copas delicuescentes con un margen de ± 15 % (Clark. 1979).
Se observa con frecuencia en los inventarios forestales convencionales que es más difícil efectuar programas de muestreo en los bosques tropicales que en los bosques templados. También ocurre lo mismo obviamente en los inventarios de la biomasa forestal. Además, en los bosques tropicales mixtos el tronco limpio de las especies arbóreas comerciales sólo representa un, pequeño porcentaje del árbol completo y un porcentaje aún menor de la biomasa forestal. Por consiguiente, el volumen del tronco como característica clave no tiene el mismo valor que en los bosques templados. También hay que recordar que los bosques y otras zonas arboladas del trópico varían considerablemente. Las necesidades de inventarios de la biomasa y la presión en bosques marginales del trópico son por lo general mayores que en los bosques de mejor calidad. Además, hay que tener en cuenta asimismo la escasez de personal capacitado y equipo especializado.
Para averiguar los recursos leñeros potenciales es preciso ampliar la función de los inventarios de la biomasa forestal. También hay necesidad urgente de encontrar métodos prácticos de estimación de la cantidad de otros componentes leñosos que tienen los árboles en pie además del tronco comercial. Se dispone de una literatura bastante amplia (Hitchcock y McDonnell, 1979), pero aún se necesita un esfuerzo considerable de investigación para satisfacer las necesidades cambiantes de los inventarios forestales.
Referencias
CLARK III, A. 1979 Suggested procedures for measuring tree biomass and reporting tree prediction equations. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 615-628.
CUNIA, T. 1979 On sampling trees for biomass tables construction: some statistical comments. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 643-664.
HITCHOCK III, H.C. 1979 Converting traditional CFI data into biomass values: a case study. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 596-614.
HITCHCOCK III, H.C. y McDONNELL, J.P. 1979 Biomass measurement: a synthesis of the literature. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 544-595.
KUUSELA, K. y HAKKILA, P. 1979 Steps towards biomass estimates in the Finnish National Forest Inventory. Comité de la madera de la CEPE, Comisión Forestal Europea de la FAO, Grupo de Trabajo FAO/CEPE sobre Economia Forestal, Grupo especial de trabajo sobre evaluación de recursos forestales. TIM/EFC/WP.2/AC.2/R.7. 9 págs.
TRYON, T.C. y EDSON, D. 1979 Forest biomass inventories in the north-eastern United States - state of the art. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 730735.
WARE, K.D. 1979 Statistical aspects in sampling for biomass inventory. Proc. For. Inventory Workshop, SAF-IUFRO. Ft. Collins, Colorado: 745-756.
YOUNG, H.E. 1979 Forest biomass as a renewable source of energy: inventory, productivity and availability. UNITAR Conference on long-term energy resources, Montreal. 18 págs.
|
Unasylva revista internacional de silvicultura e industrias forestales | |
|
RECORTE ESTE CUPON |
Sección de Distribución y Ventas FAO - Vía delle Terme di Caracalla 00100 Roma - Italia |
Deseo suscribirme a Unasylva por un periodo de un año ($8,00 *)
|
Deseo suscribirme a UNASYLVA por un periodo de un año ($8.00*) | ||||
|
Nombre:..................................... |
Dirección:................................................................................. | |||
|
Ocupación:................................. |
Ciudad:..................................... |
País:.............................. | ||
|
Edición solicitada: |
oEspañol |
oFrancés |
oInglés |
|
|
Forma de pago: |
oAdjunto cheque |
oGiro bancario |
oCupones de la Unesco |
oContra envío de factura |
|
* Para abonar el importe de la suscripción en moneda de su país diríjase al agente local de venta de la FAO. | ||||
DOCUMENTOS QUE TRATAN DE BOSQUES · LAS INDUSTRIAS FORESTALES · EL MEDIO AMBIENTE · LAS ESPECIES ZOOLOGICAS SILVESTRES · OTRAS MATERIAS FORESTALES AFINES
Volumen 1: Bibliografía anotada:
Volumen 2: Índice por autores y temas
Publicación y documentos del periodo 1967-73; 33350 referencias; 917 páginas.
Precio: 10 dólares EE.UU. ambos volúmenes
En caso de ediciones agotadas, todas las publicaciones de la FAO están disponibles en MICROFICHAS de 105 X 150 mm. Hasta 60 páginas de documento por ficha.
Precio: 1 dólar EE.UU.
Haga supedito a:
FAO, Sección de Distribución y Ventas
Vía delle Terme di Caracalla, 00100 Roma
