texto en 
Español (pdf)
Artículo en XML
Referencias del artículo
Traducción automática
Enviar artículo por email
Citado por SciELO 
Similares en
SciELO 
Permalink
Introducción
Los incendios forestales son producto de las condiciones climatológicas, especialmente de sequías prolongadas, de la gran cantidad de material combustible acumulado y de un factor de ignición natural (rayos y vulcanismo) o humano, cuando son provocados (Estrada y Ángeles, 2007). Por ello es importante comprender los mecanismos que controlan los regímenes propios de estos siniestros (Zinck et al., 2011; Rodríguez, 2012).
El combustible forestal es uno de los principales elementos involucrados en la ocurrencia de esos fenómenos y es un factor determinante para definir el riesgo del evento, ya que el grado de peligro está en función de la cantidad y del tipo de material susceptible de quemarse presente en cada una de las áreas boscosas (Rentería et al., 2005).
Por su localización, la región de Los Chimalapas tiene en su mayor parte climas cálido, templado, húmedo, subhúmedo, cálido húmedo, semicálido subhúmedo, templado subhúmedo, lo que se debe a su relieve con pronunciadas diferencias de altitud (200 a 2 000 m), orientación y topografía. Su temperatura media anual fluctúa entre 22 a 24 °C y los valores medios de precipitación de 200 a 2 000 mm anuales (Rodríguez, 2014). Por otra parte, es un complejo mosaico de tipos de vegetación, que acentúa el valor biológico de la zona, y es considerada un área rica en biodiversidad y con un elevado índice de endemismos potenciales (Contreras, 2009). Destacan los siguientes tipos de vegetación: selva alta, mediana y baja; chaparrera; bosque mesófilo de montaña; bosque de pino, pino-encino y encino (Rojas y Ríos, 2012).
Las causas más frecuentes de los incendios forestales en los Chimalapas, Oaxaca son de origen antropogénico: actividades agropecuarias, quemas intencionales, cacería y problemas agrarios, mientras que un bajo porcentaje son atribuidos a causas naturales (rayos) (Grupo Mesófilo A. C., 2006). En la región el impacto ha sido cada vez mayor en los últimos años, el más crítico de los cuales fue en 1998, cuando se registraron 77 incendios que afectaron 210 564 ha (Anta y Plancarte, 2001). En el municipio San Miguel Chimalapa, la extensión dañada fue de 37 806 ha y se identificaron sitios con especial efecto, de los cuales sobresalen el bosque mesófilo, el bosque de coníferas y el de encinos (Asbjornsen y Gallardo, 2004).
La acción antropogénica y el cambio climático han alterado el régimen del fuego en varios ecosistemas forestales, por lo que se hace necesario conocer las cargas de combustibles (biomasa), ya que es el único factor del triángulo del fuego que se puede manipular (Rubio et al., 2016). Esta información permite implementar estrategias de manejo de los materiales susceptibles de quemarse, orientadas a su reducción y con ello, disminuir el riesgo de conflagraciones catastróficas (Chávez et al., 2016); asimismo, conforme el intervalo de los incendios forestales es mayor, se acumula más combustible y, por lo tanto, el alcance de un incendio será más importante (Xelhuantzi et al., 2011).
Por otra parte, la cantidad y calidad de los combustibles superficiales en los bosques son indicadores de las condiciones de vulnerabilidad y de riesgos de sufrir incendios en localidades específicas (Castañeda et al., 2015). La información así generada también contribuye a tomar decisiones relacionadas con el manejo del fuego, así como instrumentar acciones preventivas como las quemas prescritas, y de evaluación de los efectos de los incendios sobre los ecosistemas (Rodríguez et al., 2011; Villers et al., 2013).
Con base en todo lo anterior, el objetivo del presente estudio fue evaluar el contenido de biomasa arbustiva, herbácea, de la hojarasca y necromasa sobre el suelo en tres tipos de vegetación, como indicadores de riesgo de incendio en los bosques de San Antonio, municipio San Miguel Chimalapa, Oaxaca.
Materiales y Métodos
Descripción del área de estudio
La investigación se desarrolló en la localidad de San Antonio, perteneciente a la zona oriente del municipio San Miguel Chimalapa, Juchitán, Oaxaca, entre las coordenadas 16°39’27.56” N y 94°11’34.74” O, a una altitud media de 1075 m. El clima es AC(w2)(w) (semicálido subhúmedo), con humedad relativa alta, lluvias de verano con precipitación media anual de 576 a 3 300 mm y temperatura media anual de 20 °C (Rodríguez, 2014).
La vegetación asociada al encinar se caracteriza por incluir ejemplares de Liquidambar styraciflua L., Pinus pseudostrobus Lindl., Quercus corrugata Hook. y Q. peduncularis, Née, con diámetro normal (DN) de 20.0 ± 15.0 cm y altura (AT) de 14.6 ± 6.2 m. El estrato arbóreo del bosque mesófilo de montaña posee mayor variabilidad en DN (19.0 ± 13.0 cm) y menor en AT (12.1 ± 3.4 m), debido a la gran diversidad de especies que reúne, entre las que destacan: L. styraciflua, Cornus disciflora Moc. & Sessé ex DC., Cinnamomum effusum (Meisn.) Kosterm., Capparis sp, Ficus pertusa L. f., Podocarpus sp, Pinus pseudostrobus, Q. corrugata, Rheedia macrophylla (Mart.) Planch. & Triana, Sweetia panamensis Benth. y Ternstroemia pringlei (Rose) Standl. Por último, el bosque de pino, se identifica por la presencia de L. styraciflua, P. oocarpa, P. pseudostrobus, Q. corrugata y Q. crassifolia Humb. et Bonpl., registra las dimensiones más altas de DN (24.1 ± 18.5 cm) y de AT (14.8.0 ± 6.5 m).
Elección de sitios y muestreo de biomasa
En 2014 se realizaron recorridos en la zona con mayor frecuencia de incendios que tiene una extensión de 1 200 ha, en donde se ubicaron 15 sitios de muestreo de manera dirigida, con base en la variación de los factores topográficos, la distribución y tipo de vegetación; se buscaron contrastes en la densidad arbórea (denso, semidenso y fragmentado), áreas en las que existen 387, 347 y 261 árboles ha-1, respectivamente, de acuerdo a la clasificación de Castañeda et al. (2015).
Las unidades de muestreo de 0.1 ha se distribuyeron equitativamente en tres tipos de bosque: mesófilo de montaña, de pino y de encino, a partir de la pendiente, la exposición, la altitud y la posición topográfica (Figura 1).
Con el propósito de estimar la biomasa en el piso forestal se establecieron subsitios de 9 y 1 m2 dentro de los sitios de 0.1 ha. En cada parcela de 0.1 ha se registró el número de sitio, la exposición, la pendiente (%), coordenadas geográficas y altitud (los dos últimos datos se obtuvieron con GPS marca Garmin, modelo eTrex 20). Se realizó el inventario de los árboles registrando los siguientes datos: especie, diámetro normal (cm) medido con forcípula y altura total (m) con clinómetro marca Suunto PM5 modelo 66PC. El diámetro de los arbustos (<2.5 cm) se consideró a la altura del suelo, con un vernier marca Foy, modelo 128 in. También se corroboraron los datos topográficos de los sitios.
En el bosque mesófilo y en el de encino se escogió un árbol de cada especie presente en los 15 sitios de manera aleatoria para el análisis destructivo de biomasa, a partir de la categoría diamétrica media (20 cm); en el caso del pinar se derribaron árboles procedentes de la categoría diamétrica de 25 cm. A 1.30 m de altura se obtuvo una rodaja de aproximadamente 5 cm de espesor y una muestra de viruta con el taladro de Pressler; ambas se pesaron en campo para efectos del peso fresco (g) con una báscula marca Ohaus, modelo CS500 con capacidad de 5 kg. Las muestras se identificaron y se llevaron al laboratorio del Instituto Tecnológico del Vale de Oaxaca (ITVO) para calcular su volumen fresco o verde (VV, cm3) por el método de desplazamiento en agua; ahí fueron secadas en estufa de convección modelo Memmert Beschickung/ Loading-Modell 100-800 a ±102 °C, hasta lograr un peso constante y llegar al peso seco (PS, g) de las piezas de interés. El cociente PS/VV dio como resultado la gravedad específica (GE, g cm-3) por especie, que se utilizó para transformar a biomasa el volumen de los árboles, que se derivó de las tablas de volumen del inventario forestal del estado de Oaxaca (Conafor-Semarnat, 2013).
En las unidades de muestreo de 9 m2 se cortó la parte aérea de los arbustos para cuantificar su peso verde total (g), posteriormente se seleccionó una muestra que se pesó en campo (PV, g). Las herbáceas, hojarasca y necromasa se muestrearon en el sitio de 1 m2; se determinó el peso total de cada componente en campo y el peso verde (g) de las muestras guardadas en bolsas de papel. Se anotaron los datos de las mismas para su identificación y se transportaron al laboratorio para su secado. Las muestras de arbustos, necromasa, hojarasca y herbácea se secaron en una estufa de convección (Memmert Beschickung/Loading-Modell 100-800) a ±70 °C hasta llegar al peso constante, y se pesaron de nuevo para calcular el peso seco (g) de cada componente con la misma báscula utilizada en campo.
Para cuantificar la biomasa en los compartimentos arbusto, hojarasca, herbácea y necromasa fue necesario calcular el factor de conversión (FC) que resulta de la división del peso seco y el peso verde de las muestras. Con el producto del peso fresco del material vegetal en el sitio y el FC se estimó la biomasa de cada uno de los compartimentos.
Carga de combustible
Las cargas de combustibles calculadas están consolidadas en dos estratos: 1) combustibles vivos (herbáceas y arbustos) y 2) combustibles superficiales muertos (hojarasca y necromasa). Esta variable se calculó en los sitios por compartimento, mediante las ecuaciones propuestas por Morfín et al. (2012) (Cuadro 1).
Cuadro 1 Ecuaciones utilizadas para determinar cargas de combustibles por compartimento en el piso forestal (Morfín et al., 2012).
C = Carga o biomasa (t ha-1); PS = Peso seco (kg); N = Tamaño de la parcela (m2); h = Profundidad de hojarasca (mm); d = Densidad aparente (t ha-1); k = Constante (1.234); GE = Gravedad específica (kg m-3); DC = Diámetro cuadrático (cm); L = Longitud de transecto (m).
Análisis estadístico
Se integró la base de datos de biomasa de la madera y de los compartimentos (hojarasca, necromasa, arbustos y herbáceas). Los datos de los compartimentos por tipo de vegetación se sometieron a un análisis de varianza y prueba de Duncan (P < 0.05) para la comparación de medias. Para la rutina de análisis se usó el paquete de cómputo SAS (SAS, 2005). Debido a la alta variabilidad en la biomasa y las cargas de combustible fue necesario usar la transformación Log(x) para cumplir la normalidad y homogeneidad de varianzas y detectar las diferencias estadísticas.
Resultados
Biomasa superficial y aérea
Los tipos de vegetación evaluados mostraron diferencias significativas (p < 0.009) en la biomasa del compartimento herbáceo, el cual fue significativamente (Duncan, 0.05) superior en el bosque de pino (2.11 ± 0.67 t ha-1), que en el bosque mesófilo de montaña (0.79 ± 0.41 t ha-1). Los mayores contenidos de biomasa en madera se concentraron en el bosque de encino (135.5 t ha-1), mientras que lo contrario ocurrió (43.31 t ha-1) en el bosque de pino. En virtud de la alta variabilidad en la madera, no fue posible detectar diferencias significativas mediante la comparación de medias de Duncan (Cuadro 2).
Cuadro 2 Biomasa por compartimento superficial y aéreo en cada tipo de vegetación.
Letras distintas en la misma hilera indican diferencias estadísticas (Duncan, 0.05). La media es acompañada de ± desviación estándar.
En los tres tipos de vegetación evaluados no se verificaron diferencias estadísticas significativas (Duncan, p > 0.05) en la biomasa acumulada en los compartimentos arbusto, hojarasca y necromasa. De ellos, la hojarasca del bosque de encino registró la cifra más alta (7.33 t ha-1) (Cuadro 2).
La acumulación total superficial de biomasa, sin contar la madera de árboles, en cada tipo de vegetación presentó diferencia estadísticamente significativa (p = 0.08). En el bosque de encino y en el de pino los valores fueron de 15.248 y 11.192 t ha-1, respectivamente, mientras que en el bosque de mesófilo de montaña el promedio total fue de 8.778 t ha-1 (Cuadro 2 y Figura 2).
Carga de combustible forestal por compartimento y total
Los tipos de vegetación evaluados tuvieron diferencias en la carga acumulada de combustible forestal en herbáceas (Duncan, p = 0.009), con valores superiores en el bosque mesófilo de montaña. Este compartimento acumuló más cantidad de combustible en dicha asociación vegetal, con respecto a los bosques de encino y de pino; para las herbáceas fue de 0.56 t ha-1 y para la necromasa, 0.66 t ha-1. En contraparte, la hojarasca y el arbustivo (p ≥ 0.08) no confirmaron diferencias significativas, con un promedio de combustible de 1.26 y 0.13 t ha-1, respectivamente; la necromasa tuvo la mayor variabilidad (Cuadro 3).
Cuadro 3 Cargas de combustible superficial por compartimento y tipo de vegetación.
Letras distintas en la misma hilera indican diferencias estadísticas (Duncan, 0.05). La media es acompañada de ± desviación estándar.
Al sumar la biomasa presente en los diversos compartimentos (herbácea, hojarasca, necromasa y arbustos) de cada tipo de vegetación, resultó una biomasa total de 2.61 t ha-1, en el bosque mesófilo y de 2.01 t ha-1, para el bosque de encino, cantidades significativamente diferentes (Duncan, 0.05) (Figura 3). Las características topográficas de los sitios y, principalmente, sus pendientes pronunciadas que varían de 28 a 60 %, influyen en la acumulación escasa de combustible que, probablemente, durante las temporadas de lluvias arrastran cuesta abajo la hojarasca y la necromasa, lo que evita que se acumulen cantidades excesivas de combustible en los sitios. La ladera del área de estudio está orientada hacia el noreste, este, norte, noroeste y suroeste, mientras que la altitud varía en un intervalo de 1 323 a 1 504 m.
Discusión
En un bosque de pino y de encino de Pueblo Nuevo, Durango, Rentería et al. (2005) determinaron que las mayores concentraciones de combustibles se presentan en áreas con baja pendiente (>20 %); este factor varió de 28 a 60 % en el área del presente estudio, aunado a lo cual hay que considerar que en la zona ocurren precipitaciones de 1 900 mm anuales en promedio, para explicar que existen condiciones que promueven el arrastre de la hojarasca y la necromasa a sitios pendiente abajo y se evita con ello, la concentración excesiva de biomasa en el piso forestal de los sitios evaluados.
Aguilar et al. (2011) indican, en bosques, una biomasa seca acumulada en hojarasca de 1.70 a 20.10 t ha-1. Los resultados obtenidos para dicho compartimento en la investigación que se documenta muestran una variación de 2.81 a 7.33 t ha-1; el último valor corresponde al bosque de encino. Rodríguez et al. (2011) calcularon las cargas de combustibles en selva, con valores de 0.023 a 6.81 t ha-1 en hojarasca; cifras similares a las referidos por Rocha y Ramírez (2009), con una carga de 6.58 ± 0.27 t ha-1 para encinares en Chiapas, y en el caso de la región de Los Chimalapas se obtuvieron valores dentro del intervalo citado por dichos autores.
De acuerdo con Arnaldos et al. (2004), las existencias de hojarasca dependen de las tasas de producción de cada tipo de comunidad vegetal; mientras que Villers et al. (2012) señalan que la acumulación de hojarasca está más relacionada con el porcentaje de árboles adultos en el sitio y menos con la orientación de la ladera o la composición de la vegetación. Por otra parte, Aguilar et al. (2011) determinaron la acumulación de necromasa en un intervalo de 0.15 a 22.64 t ha-1. En el presente trabajo, los valores evidenciaron una variación de 1.85 a 2.71 t ha-1, valores que están dentro del límite inferior de los obtenidos por Aguilar et al. (2011) para dicho compartimento.
La biomasa total superficial varió de 8.778 a 15.248 t ha-1, este último correspondiente al bosque de encino. Con base en las normas internacionales de cargas de biomasa que menciona Porrero (2001), esos números son bajos y no suponen altos riesgos de incendios forestales. La carga de combustible superficial consignada por Bonilla et al. (2013) en un bosque de encino-pino para los compartimentos hojarasca, herbácea y arbusto, fue de 1.73±6.17, 0.36±0.57 y 0.26±0.60 t ha-1, respectivamente; valores similares para los compartimentos evaluados en el presente estudio (Cuadro 2).
Castillo et al. (2003) indican que la mayor pérdida de biomasa se debe a los incendios forestales, a lo que habría de agregarse los efectos de su combustión, como la emisión de gases (dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxido nítrico). Según Llovet (2006), el suelo también se impacta severamente por ese fenómeno, en respuesta al incremento de la temperatura y la deposición de cenizas; asimismo, la vegetación y los horizontes orgánicos desaparecen parcial o totalmente, lo que modifica la incidencia de la lluvia sobre la superficie del suelo.
Rodríguez (2014) determinó las cargas de combustibles en San Miguel Chimalapa; sus resultados tienen similitud a los obtenidos en el presente estudio para el compartimento herbácea y arbusto, a excepción de la hojarasca que es superior en el bosque mesófilo y en el bosque de pino (Cuadros 3 y 4).
Rojas y Villers (2008) establecieron 2.09 t ha-1 de biomasa total para el bosque de encino, valores que son similares a los calculados en el trabajo que se documenta (Figura 3). Las normas internacionales consideran de 20 a 30 t ha-1 de alto riesgo, de 15 a 20 t ha-1 de riesgo medio y menos de 15 t ha-1 de riesgo bajo (Porrero, 2001). Por ello, el intervalo de 2.008 a 2.59 t ha-1 determinado en este estudio, el más alto de cuyas cifras se verifica en el bosque mesófilo de montaña, sugiere que el riesgo de incendios es bajo.
En el área de San Antonio Chimalapa, el clima es semicálido, subhúmedo (A)C(w2)(w), con humedad relativa alta, temperatura media anual de 20 °C y precipitación media anual varía de 576-3 300 mm, lo cual ayuda a que los riesgos de incendios sean bajos, pues según Muñoz et al. (2005) las condiciones meteorológicas (temperatura, humedad relativa y precipitación) son los factores más importantes que determinan el peligro y presencia de incendios forestales. Sin embargo, Torres et al. (2007) establecen que el estado de Oaxaca tiene un alto índice de riesgo de ocurrencia de incendios, lo que podría explicarse por las condiciones del medio físico y por la fuerte incidencia del factor humano.
Conclusiones
La biomasa total de los compartimentos herbáceo, arbustivo, hojarascas y necromasa en el bosque mesófilo de montaña, bosque de encino y bosque de pino son de 8.77, 15.23 y 1.07 t ha-1, respectivamente. En el primero se registran los indicadores de riesgo de incendios más altos (2.61 t ha-1), con respecto a la carga total de combustible sobre el piso forestal. El riesgo de incendios forestales en el área de estudio en los tres tipos de vegetación es bajo.
