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Introducción
La investigación forestal en el sector gubernamental de México tiene una historia relativamente corta, si considera que el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales (INIF) fue creado en 1958. En este contexto, la investigación en manejo forestal se inició con en el Departamento de Manejo de Bosques, cuya estructura se organizó para atender diferentes aspectos del tema citado (Manzanilla, 1985). Por sus antecedentes y misión, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) se ha enfocado en la generación de conocimientos y transferencia de tecnologías para mejorar el manejo forestal en México (INIFAP, 2018).
En la actualidad, los ecosistemas forestales han cobrado importancia ante fenómenos globales como el cambio climático, además de la incorporación de nuevas visiones del bosque como la de proveer servicios ecosistémicos a la sociedad por medio de un manejo forestal sustentable (Aguirre-Calderón, 2015). Los servicios ecosistémicos o ambientales se definen como “aquellos beneficios que la población obtiene de los ecosistemas” (MEA, 2005). Se han identificado para los bosques templados de México servicios de provisión, regulación, servicios culturales y de apoyo al hábitat (Galicia y Zarco, 2014).
Tradicionalmente, el manejo forestal se define como la gestión de áreas forestales naturales para la producción maderable. En este sentido, requiere la aplicación de conocimientos de ecología, silvicultura, biometría, y comprende actividades encaminadas al aprovechamiento, conservación y fomento de los recursos forestales de manera ordenada, para satisfacer las necesidades de la sociedad actual y futura (Aguirre-Calderón, 2015). En los bosques templados se ha privilegiado el aprovechamiento forestal maderable sobre los servicios ecosistémicos, influencia que se observa en el desarrollo de la investigación forestal en México.
Por otro lado, existe la necesidad de lograr un mayor desarrollo científico y tecnológico que aumente la competitividad del sector forestal en el contexto de políticas como la apertura comercial en América del Norte (Álvarez-López et al., 2015). En algunos estudios se analiza el desarrollo del manejo forestal (Mendoza y del Ángel, 1999; Torres-Rojo et al., 2016) y los servicios ambientales (Torres y Guevara, 2002) enel país. También, se ha insistido en la importancia de la investigación para procurar un manejo forestal con bases científicas ante los nuevos escenarios nacionales e internacionales (Von Gadow et al., 2004; Aguirre-Calderón, 2015). Por lo anterior, es claro que la investigación científica en esos temas seguirá enfrentando retos importantes en el futuro.
Ante la compleja dinámica descrita, resulta necesario analizar el papel histórico de la investigación realizada en el INIFAP, por medio de las aportaciones científicas en el manejo forestal y los servicios ambientales, su magnitud y naturaleza, porque hasta ahora no se tiene una estimación de ellas en ambas disciplinas. Esta información es crucial para entender el impacto de la investigación, además de retroalimentar a las instancias gubernamentales encargadas de promover la actividad productiva en el ámbito forestal.
El trabajo que aquí se presenta consiste en una revisión de las aportaciones científicas del INIFAP durante las últimas décadas; para ello, se consideró como referencia la estructura de los sistemas de investigación del Instituto en dichos temas, y se ubicaron en el contexto histórico del desarrollo institucional desde su creación. Así, el objetivo planteado fue analizar las aportaciones del INIFAP durante sus primeros 35 años en la investigación científica sobre manejo forestal y servicios ambientales de bosques templados.
Contexto político y económico del sector forestal
La investigación forestal en el INIFAP está determinada por el contexto político del país y por la organización de la Administración Pública Federal. Desde su creación en 1985 como Órgano Administrativo Desconcentrado, el Instituto se constituyó como un Organismo Público Descentralizado, y en 2003 se convirtió en Centro Público de Investigación (Urbina, 2017).
En la presente revisión, se distinguen tres periodos de desarrollo de la investigación forestal institucional: el primero comprende de 1985 al 2000, el segundo de 2001 al 2010, y el tercero de 2011 a 2020. En los años 80, el sector forestal estuvo administrado por la Secretaría de Agricultura y Ganadería (SAG) con una política forestal que promovía los aprovechamientos maderables y la participación de los propietarios en la producción forestal (Caballero, 2017). Con la creación del INIFAP, la investigación forestal se integró a la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH), lo que significó un financiamiento limitado que se reflejó en la disminución del número de investigadores y Campos Experimentales Forestales.
En la última década del siglo XX, el sector forestal se transfirió a la Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. En ese lapso se fortaleció la idea de conservar y mejorar el medio ambiente, en concordancia con nuevos marcos legales. El ajuste influyó en el manejo forestal, ya que se impusieron medidas para proteger a la fauna silvestre y otros recursos, con el propósito de reducir el impacto de los aprovechamientos (Caballero, 2017).Además, el esquema de financiamiento de proyectos en el INIFAP cambió de un presupuesto asignado, a la creación de un fondo público-privado para atender más, efectivamente, los problemas de los productores agrícolas, no necesariamente forestales.
El segundo periodo (2001-2010) coincide con la fundación de la Comisión Nacional Forestal (Conafor) en el año 2001, y significó un gran impulso al sector tanto en lo operativo, como en la investigación. En el año 2002, se instituyó el Fondo Sectorial para la Investigación Forestal que impulsó fuertemente la investigación, no solo del INIFAP, a nivel nacional.
En el tercer periodo (2010-2020), la tendencia hacia un manejo forestal sustentable e incluyente se acentuó por diversos factores sociales e institucionales; entre ellos, por el reconocimiento del papel de los bosques en la mitigación del cambio climático. En consecuencia, la investigación forestal en el INIFAP se ha diversificado con temas de servicios ambientales, efectos del clima y eventos de disturbio en los bosques, sin descuidar aspectos tradicionales como la producción maderable. El financiamiento de la investigación forestal del Instituto también se ha favorecido con la participación de otras fuentes, además de los recursos autorizados a la institución.
Revisión bibliográfica
Se hizo una revisión exhaustiva de publicaciones científicas nacionales e internacionales con arbitraje y autoría de investigadores del INIFAP de documentos en línea, en primera instancia, y en algunos casos, también de material impreso. Las principales ediciones periódicas mexicanas en el sector forestal son Agrociencia (https://agrociencia-colpos.mx/index.php/agrociencia/about), Madera y Bosques (http://myb.ojs.inecol.mx/index.php/myb), Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente (https://revistas.chapingo.mx/forestales/?section=articles&subsec=issues) y la Revista Mexicana de Ciencias Forestales (antes Ciencia Forestal en México) (https://cienciasforestales.inifap.gob.mx/). La búsqueda de información comprendió el período de enero de 1985 a julio de 2020. Otras revistas nacionales fueron consideradas cuando el tema y nivel de participación institucional en los artículos fue relevante.
Para las revistas de origen internacional, la búsqueda se realizó a través de la plataforma del Conricyt en los sitios Web of Science, Scopus, Science Direct, SpringerLink, SciELO, Redalyc y Dialnet; como filtro inicial, se aplicó la afiliación institucional de los autores, después los temas de manejo forestal y servicios ambientales.
En todos los casos, los criterios para incorporar las contribuciones fueron: a) los autores principales (primero, segundo o de correspondencia) fueran investigadores activos, retirados o becarios del INIFAP, y b) el contenido de la contribución incluyera temas considerados en el INIFAP relacionados con el Manejo Forestal y Servicios Ambientales de bosques templados. Es decir, el manejo forestal comprende los temas que brindan soporte técnico-científico a diferentes aspectos: silvicultura, gestión de la producción maderable, regímenes de incendios y biometría. En el caso de los servicios ambientales, se consideraron estudios relacionados con cuantificación de carbono, intercepción de lluvia y variabilidad histórica del clima. Por su relevancia en los componentes geográficos de las dos áreas científicas, se integraron estudios en Geomática, referentes al procesamiento digital de imágenes de satélite y los Sistemas de Información Geográfica.
Dadas las limitaciones de espacio, en este documento se hace mención, únicamente, a una muestra representativa de cada tema. En el análisis de la información, se destacaron los periodos de desarrollo institucional ya indicados, así como el tipo de revistas en las que las contribuciones fueron publicadas. El análisis y las gráficas de los resultados se hizo con el software SigmaPlot ® Versión 10: Exact Graphs for Exact Science.
Silvicultura y Biometría
Los estudios realizados en el INIFAP son escasos, pero muy importantes; destacan los sistemas basados en modelos de regeneración y mortalidad en bosques de Pinus arizonica Engelm., en Chihuahua (Islas y Mendoza, 1989) enfocados a la restauración; y los modelos de crecimiento de P. montezumae Lamb., en Puebla (Zepeda y Acosta, 2000) con un enfoque de producción. Estos trabajos, esenciales para la toma de decisiones, son notables desde el primer periodo con temas de dispersión de semillas de P. montezumae (Acosta y Musalem, 1986); regeneración de P. arizonica (Chacón y Sánchez, 1986); Abies religiosa (HBK) Schltdl. et Cham. (Nieto et al., 2003) y de otras coníferas (Pérez et al., 2007). Las investigaciones de manejo forestal y silvicultura fueron más comunes en los dos primeros periodos (1985-2000 y 2001-2010) y menos en el tercero (Figura 1); aunque con más diversificación, ya que incluyen investigaciones de conservación de hongos (Zamora et al., 2018) y de la fauna silvestres (Chávez-León, 2019) en áreas bajo manejo forestal. La aportación del INIFAP en esos temas se refleja más en revistas nacionales, principalmente, en la revista institucional (Figura 2B).
Figura 1 Tendencia de la producción científica del INIFAP por temas de investigación relacionadas con Manejo Forestal y Servicios Ambientales durante tres etapas de desarrollo.
Figura 2 Trabajos de investigación sobre biometría (A) y manejo forestal y silvicultura (B) desarrollados por investigadores del INIFAP.
Una tendencia diferente se observa para los estudios de biometría, que son de gran relevancia para el desarrollo de una silvicultura más cuantitativa en México. Durante los tres periodos, se advierte una notable contribución institucional (Figura 1) en temas de modelación estadística del crecimiento, rendimiento e índices de sitio.
Cabe destacar que el INIFAP ha sido, en el país, una institución pionera en estudios forestales cuantitativos de largo plazo, resultado del desarrollo de una metodología e implementación de una red nacional de Sitios Permanentes de Investigación Silvícola (SPIS) (Manzanilla, 1985); los cuales fueron la base para los primeros ensayos de modelación del crecimiento de coníferas de importancia comercial en México. Al respecto, Mas y Pahua (1989) presentaron los resultados de más de dos décadas de mediciones en Michoacán; Martínez et al. (2019) hicieron una revisión histórica de la aportación institucional en el rubro de monitoreo forestal en los SPIS ubicados en el norte de México. Esta iniciativa constituye el antecedente más claro de una estrategia formal de monitoreo de largo plazo de los bosques templados mexicanos bajo manejo.
Derivado de lo anterior, el INIFAP también fue pionero en los estudios de calidad de sitio para P. montezumae (Rodríguez et al., 1988), índices de competencia en P. cooperi C. E. Blanco (Valles-Gandara et al., 1998) y en la predicción del crecimiento y rendimiento tanto de P. montezumae (Zepeda y Acosta, 2000), como de P. rudis Endl. (Magaña et al., 2008).
Otro aspecto relevante es el manejo del potencial productivo de los bosques por medio de diagramas de densidad. Este tipo de estudios en el INIFAP son más notables en el tercer periodo, con aportaciones metodológicas importantes (Quiñonez-Barraza et al., 2018; Quiñonez-Barraza y Ramírez-Maldonado, 2018; Tamarit-Urias et al., 2020). También, se han abordado los modelos de estimación del volumen maderable por sistemas compatibles de ahusamiento para varias especies del norte de México (Quiñonez-Barraza et al., 2014). Al respecto, se han publicado varios trabajos en revistas internacionales; sin embargo, predominan las publicaciones en revistas nacionales (Figura 2A).
Regímenes de incendios
Uno de los factores ecológicos de gran relevancia en el manejo de los bosques templados son los incendios, cuya frecuencia e intensidad influyen en su dinámica (Rodríguez-Trejo y Fulé, 2003). Se ha observado que el manejo forestal modifica los regímenes de incendios debido a los cambios en la estructura y composición de las masas forestales que conllevan las actividades propias del manejo forestal (Cerano-Paredes et al., 2016). Los estudios dendropirocronológicos permiten establecer su frecuencia, extensión, intensidad, año y época en que ocurrieron (Cerano-Paredes et al., 2015). Dicha información es crucial para la prescripción de quemas controladas y la reincorporación de la función del fuego en áreas bajo manejo.
Sin embargo, el escaso conocimiento de los regímenes de incendios de los bosques ha limitado su utilización como herramienta silvícola. En la última década, en el INIFAP se ha generado una red de estudios sobre el tema, con lo que se determinó el papel de las variaciones meteorológicas en su frecuencia histórica. Los registros alcanzan al menos un siglo para algunas regiones (Cerano-Paredes et al., 2015, 2016) y para otras, cerca de los 600 años (Cerano-Paredes et al., 2021). La red comprende investigaciones en México y algunas localidades de Guatemala, con la colaboración de instituciones nacionales e internacionales; y los resultados se han publicado, principalmente, en revistas internacionales (Figura 3). Destaca que las publicaciones mantienen una tendencia creciente desde sus inicios (Figura 1); de ellas, las más representativas son las de Molina-Pérez et al. (2016) y Cerano-Paredes et al. (2019) en el norte de México; y Cerano-Paredes et al. (2015; 2016) en el centro del país.
Figura 3 Artículos sobre la reconstrucción de regímenes de incendios desarrollados por investigadores del INIFAP en colaboración con investigadores nacionales e internacionales.
Estas investigaciones han contribuido al conocimiento de: 1) la relación entre la variabilidad climática y la frecuencia histórica de incendios; 2) la influencia de los fenómenos de circulación general (El Niño Oscilación del Sur y la Oscilación Decadal del Pacífico) en la modulación de incendios extensos y severos para diferentes regiones del país; y 3) los cambios en la frecuencia del fuego en décadas recientes, atribuido al manejo y la supresión. Conocimientos que son relevantes en el contexto actual y futuro del manejo forestal, ya que es una actividad de largo plazo.
Estimaciones de Carbono
Ante los escenarios de cambio climático, la captura y el almacenamiento de carbono en los ecosistemas forestales son aspectos importantes en los programas de provisión de servicios ambientales. Los estudios que marcaron el inicio de esta línea de investigación en el INIFAP surgieron en el segundo periodo, con la generación de ecuaciones alométricas para determinar el contenido de biomasa y carbono en diferentes especies forestales (Acosta et al., 2002).
En el periodo actual (del 2011 al 2020), los estudios incluyeron la medición integral del carbono en otros componentes del ecosistema, como el sotobosque (Acosta et al., 2020) y brinzales (Martínez et al., 2020). Anteriormente, solo se consideraba la medición de carbono en la parte aérea de los árboles a través de modelos alométricos, principalmente de especies de clima templado frío (Acosta et al., 2002; Díaz-Franco et al., 2007; Avendaño et al., 2009; Carrillo et al., 2014). En el periodo más reciente, las investigaciones de este tipo en el INIFAP han evolucionado con un ritmo moderado (Figura 1) hacia una mayor diversificación en enfoques y componentes de los ecosistemas. Cabe señalar que los estudios se han publicado únicamente en revistas nacionales (Figura 4C).
Recarga hídrica
La recarga hídrica es otro de los servicios ambientales que tiene cada vez mayor relevancia en los bosques, ya que la cobertura forestal participa de manera importante en el balance hídrico, en los procesos de intercepción de la lluvia, su infiltración, evaporación y transpiración. Si bien, esos temas han sido reconocidos en el ámbito forestal, la línea de investigación surgió recientemente en el INIFAP, a partir del segundo periodo analizado (Flores et al., 2016) y mantiene una tendencia creciente (Figura 1). La mayoría de las publicaciones pertenecen a revistas cuya temática no solo es forestal (Figura 4B), lo que puede atribuirse a que estos procesos tienen causas y efectos que no se limitan a los bosques, aunque participan en su regulación y provisión.
En ese sentido, en INIFAP se han realizado proyectos de infiltración, su efecto en la recarga de acuíferos y la disponibilidad de agua para las plantas (López et al., 2016). Asimismo, se ha generado información sobre escorrentía superficial y su relación con la intensidad y volúmenes de precipitación por tipos de cubierta vegetal (Serna y Echavarría, 2002).
Otro aspecto de interés es la intercepción de lluvia para identificar el papel de la cobertura arbórea en el balance hidrológico. Se ha estimado la intercepción en función de la lluvia total en bosques de pino, encino y oyamel (Flores et al., 2016). Muñoz-Villers et al. (2012) evaluaron procesos como la transpiración, evaporación, intercepción de lluvia y niebla.
Estudios paleoclimáticos
Entre los servicios ambientales derivados de los bosques, la regulación del clima es quizás el menos evidente desde el punto de vista documental en México. Aunque algunos estudios realizados en el INIFAP han mostrado los efectos de la cubierta forestal sobre las variaciones del microclima (González et al., 2015); la compresión de los procesos climatológicos a escalas mayores de tiempo y espacio es aún limitado. El calentamiento global impactará el desarrollo y el manejo de los bosques; por ello, el conocimiento de la variabilidad histórica del clima es clave para entender los servicios de regulación climática por los bosques.
En el Laboratorio Nacional de Dendrocronología del INIFAP durante los dos últimos periodos de esta revisión, se han desarrollado estudios que han permitido reconstruir la variabilidad de la lluvia por varios siglos (Villanueva et al., 2007a; Cerano et al., 2009, Cerano, 2011a; Stahle et al., 2011; Cerano et al., 2014; Villanueva et al., 2015). Algunos de esas investigaciones comprenden escalas geográficas amplias, y se basan en especies como Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco (Villanueva et al., 2011), Taxodium mucronatum Ten. (Villanueva et al., 2007b; Stahle et al., 2012) y Pinus hartwegii Lindl. (Villanueva et al., 2015).
A partir de los estudios paleoclimáticos se ha reconstruido la ocurrencia de sequías severas durante el último milenio y se ha analizado su impacto en el centro del país (Stahle et al., 2011). Gran parte de dichos estudios sustentan el “Atlas de Sequía para México”, que comprende el período de 1400 a 2015 (Stahle et al., 2016). Asimismo, se ha determinado la influencia de fenómenos climáticos de circulación general en la variabilidad de la lluvia en el norte (Cerano et al., 2011b; Villanueva et al., 2011) y centro del país (Cerano et al., 2013).
La mayor parte de las publicaciones sobre el particular corresponden a revistas nacionales; no obstante, hay varios títulos en revistas extranjeras (Figura 5); y un crecimiento más acelerado que en cualquier otro tema incluido en la presente revisión (Figura 1).
Figura 5 Trabajos de investigación en el área de Dendroclimatología desarrollados por investigadores del INIFAP en colaboración con investigadores nacionales e internacionales.
De los diferentes temas analizados, la Silvicultura muestra una ligera disminución en el tercer periodo. En contraste, la Biometría y Dendroclimatología mantienen una producción creciente en los dos últimos. En la evolución del INIFAP, los temas emergentes como los servicios ambientales tienen mayor desarrollo a partir del segundo periodo analizado. En general, los cambios institucionales en las últimas tres décadas, así como la disponibilidad del financiamiento han influido en el aumento reciente de la producción científica en los dos temas antes señalados (Figura 1).
Conclusiones y Perspectivas
Aunque la cobertura de investigación en Manejo Forestal y Servicios Ambientales en el INIFAP es considerable; el dinamismo del sector, los cambios tecnológicos y el contexto nacional implican retos importantes para la investigación institucional en ambas áreas científicas.
En los rubros de Manejo Forestal y Silvicultura es necesario continuar con la investigación sobre las interacciones de ambos, a fin de generar bases sólidas para la toma de decisiones (Monárrez-González et al., 2018). Se requiere el desarrollo de modelos que permitan analizar alternativas de manejo multipropósito, especialmente, en regiones donde la producción maderable es un objetivo preponderante. Se debe fomentar la obtención de conocimientos sobre sistemas silvícolas que favorezcan la provisión simultánea de servicios ambientales en el contexto de la producción maderable; enfoque indispensable ante los escenarios de incertidumbre asociados al cambio climático.
En los Servicios Ambientales como captura de carbono, la tendencia es hacia el desarrollo de modelos geoespaciales que cuantifiquen cambios en los almacenes de carbono derivados de prácticas de manejo de la vegetación a escalas geográficas mayores. En los servicios hidrológicos, una tarea importante será continuar las investigaciones en el ámbito hidrológico-forestal para contribuir en la toma de decisiones silvícolas, en el contexto de los esquemas actuales de pago por servicios ambientales. Respecto a la dendrocronología, existe una gran oportunidad para llevar a cabo nuevas líneas de investigación con aplicaciones en el manejo de bosques y cuencas. Los estudios históricos del fuego, en particular, deberán orientar esfuerzos para sustentar la incorporación de los regímenes de incendios como herramientas silvícolas. En estas perspectivas es muy probable que la investigación forestal en el INIFAP siga adaptándose a los cambios futuros, lo cual garantizará que el Instituto siga generando conocimientos y tecnologías en estos dos temas importantes para el progreso del sector forestal en México.
