Densidad de las maderas mexicanas por tipo de vegetación con base en la clasificación de J. Rzedowski: compilación

Density of Mexican woods by vegetation type based on J. Rzedowski’s classification: compilation

José Antonio Benjamín Ordóñez Díaz^1*, Adolfo Galicia Naranjo¹, Nuria Julieta Venegas Mancera¹, Tomás Hernández Tejeda², María de Jesús Ordóñez Díaz³ y Raymundo Dávalos-Sotelo⁴

¹ Servicios Ambientales y Cambio Climático SACC, A.C. * Autor de correspondencia. jabordonez@hotmail.com

³ Centro Regional de Investigaciones Multidisciplinarias. Universidad Nacional Autónoma de México.

⁴ Instituto de Ecología, A.C., Xalapa, Ver.

Manuscrito recibido el 4 de noviembre de 2013.
Aceptado el 6 de octubre de 2015.

Resumen

Se realizó una revisión bibliográfica de la densidad básica de la madera de diversas especies con énfasis en especies maderables en México por tipo de cobertura vegetal. Los ecosistemas y las especies incluidas están basados en la clasificación de la vegetación de México elaborada por J. Rzedowski (1978) que, si bien es vigente, es necesario tomar en cuenta que hay nuevos avances en la identificación taxonómica y/o reclasificación. Se proporciona la densidad de la madera para 636 especies y se identifican 738 especies sin información. Asimismo, se proporcionan los datos de la densidad máxima y mínima por tipo de ecosistema y el listado correspondiente de la densidad por especie (sp.), por tipo de ecosistema. El conocimiento de la densidad de la madera, no solo permite darle un mejor uso como recurso natural, sino que adquiere relevancia en la conversión del volumen de las existencias reales (m³) a biomasa (t) y en particular para la estimación del contenido, captura o secuestro de carbono (C). Para esto último, el contar con el valor de la densidad de la madera, permite hacer estimaciones más precisas (de la biomasa y de las concentraciones de carbono). Este hecho ha tomado relevancia ante el mercado del secuestro de carbono como medida de conservación de la cobertura vegetal, el pago por servicios ambientales, en particular como estrategia en la mitigación del cambio climático y para los inventarios de emisiones de gases de efecto invernadero y MRV (monitoreo, reporte y verificación) de proyectos REDD (reducción de emisiones por deforestación y degradación evitada).

Palabras clave: biomasa, captura de carbono, ecosistema, recurso natural, reservorios de carbono y cambio climático, servicios ambientales.

Abstract

We conducted a literature review of the basic density of diverse species focused on timber species in Mexico by vegetation cover type. Ecosystems and species included are based on the classification of the vegetation of Mexico prepared by J. Rzedowski (1978) that even tough it is still considered the primary source of information on vegetation types, it is necessary to take into account that there are new developments in the taxonomic identification and/or reclassification. Whereupon, we list here the wood density values for 611 species and 785 species are identified as without information at the time. Also, we provide data of minimum and maximum values of density by ecosystem type, and the list corresponding to density by specie (sp.), and by ecosystem type. The knowledge of wood density, not only allows the better use of wood as a natural resource, but it becomes important in the conversion of real stock volume (m³) to biomass (t) and in particular to estimate the content, capture or carbon sequestration, where, by having the value of wood density, allows more accurate estimates (biomass and carbon concentrations). This fact has gained importance to the carbon sequestration market as a conservation measure of plant cover, payment for environmental services, in particular as a strategy for climate change mitigation and especially for greenhouse gases emission inventories and MRV of REDD’s projects.

Keywords: biomass, carbon sequestration, ecosystem, natural resources, carbon sinks and climate change, environmental services.

Introducción

La diversidad biológica en México comprende una gran variedad de paisajes y comunidades vegetales (Challenger, 2008). En el área que constituye el territorio nacional se pueden encontrar casi todos los climas del planeta; lo cual permite que se desarrollen la mayoría de los ecosistemas terrestres presentes en el mundo (Sarukhán et al., 2009). Esta biodiversidad es debida a la compleja orografía del país y a la convergencia de dos provincias biogeográficas, la Neártica y la Neotropical; cuya interacción permite la presencia y el desarrollo de diversos tipos de climas y de vegetación. Asimismo, propicia las condiciones para generar un alto número de endemismos tanto de especies vegetales como animales, lo cual ha permitido que México sea catalogado como uno de los 17 países con mayor biodiversidad a nivel mundial (Sarukhán et al., 2009).

En la actualidad, de acuerdo con la cuarta Serie de uso de suelo y vegetación publicada por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi, 2007), la vegetación de México se agrupa en 57 clases. Sin embargo, como antecedente histórico, el poder estimar la gran biodiversidad vegetal en México ha sido la tarea de numerosos investigadores, entre los que se encuentran: Martens y Galeotti; Faustino Miranda; José Sarukhán; Jersy Rzedowski, entre otros. De acuerdo con la Conabio (1998), el termino de cobertura vegetal es empleado para referirse al conjunto de especies que tienen determinadas formas de vida o a la agrupación de especies que, por sus requerimientos y tolerancias ambientales, tienen características en común (p. ej. en su fisonomía, tamaño y desarrollo).

Basado en la información generada por diversos autores en el tema, en información de diversas regiones del país y en su trabajo propio, Jerzy Rzedowski inició uno de los primeros análisis sobre la riqueza florística del país, el cual culminó en la publicación del libro "Vegetación de México" (Rzedowski, 1978). En este trabajo se agrupan y describen 10 tipos principales de vegetación, entre los que se encuentran: bosque tropical perennifolio, bosque tropical subcaducifolio, bosque tropical caducifolio, bosque espinoso, pastizal, matorral xerófilo, bosque de encino, bosque de coníferas, bosque mesófilo de montaña, vegetación acuática y subacuática (manglar) y otros tipos de vegetación. Esta obra ha tenido una gran influencia en el conocimiento de la flora nacional, aún más allá de nuestras fronteras (Medrano, 2003; Sarukhán et al., 2009). Este trabajo representa uno de los listados florísticos más detallados por tipo de ecosistema, por ello, se decidió tomarlo como base para la elaboración para un primer listado de densidades de madera (o tallo de diversas especies sin especificar si son formas de vida arbustiva, palmas, magueyes, entre otras) para el presente estudio.

La densidad de la madera es propia de cada especie vegetal, depende de la cantidad y tipo de elementos celulares que la constituyen (Martínez, 2005). La mayoría de las propiedades físicas y mecánicas de la madera como: la dureza, el peso, la resistencia al impacto y a la abrasión están directamente relacionadas con la densidad; asimismo estas características se asocian con las condiciones climáticas que prevalecen en la región donde los individuos crecen (Rodríguez et al., 2015). De acuerdo con sus características, la madera puede ser empleada en la industria para la fabricación y/o producción de: escuadría, celulosa, triplay, postes, pilotes, leña, carbón y durmientes (Semarnat, 2011). Otro aspecto asociado con la densidad de la madera es su eficiencia como biocombustible. En México el consumo de leña a nivel residencial ocupa el tercer lugar como energético (Sener, 2012).

Crecimiento de la vegetación y captura de carbono

Ante la problemática actual que representa el calentamiento global, se han propuesto alternativas que permiten reducir las concentraciones de CO₂ atmosférico. La captura o secuestro de carbono es un modelo que permite retirar el CO₂ de la atmósfera (Ordóñez y Masera, 2001). En dicho modelo, la densidad de la madera se ocupa para calcular la biomasa aérea de cada tipo particular de vegetación. Con este cálculo, se puede realizar la estimación adecuada de la biomasa de un bosque y determinar los montos de carbono y otros factores químicos existentes en cada uno de sus componentes, lo que representa la cantidad potencial de carbono que puede ser liberado a la atmósfera, o retenido en una determinada superficie (Brown et al., 1997). Cabe señalar que la captura y el almacenamiento de carbono es proporcional al desarrollo de la cobertura vegetal forestal, la cual, se evalúa a partir de variables cuantitativas como: la altura, el diámetro a la altura de pecho (DAP) y la densidad de la madera (Mendizábal et al., 2011). Dichas características difieren entre especie y comunidades. En plantaciones forestales, al estar bajo selección direccional, las propiedades (fenotipo) de los árboles pueden diferir de lo registrado en otros ecosistemas (Ordóñez et al., 2001).

Bajo el modelo de pago por servicios ambientales, se ha encontrado en el ciclo del carbono una solución para reducir las emisiones de CO₂ atmosférico. En este ciclo, mediante la fotosíntesis, la masa forestal puede integrar el CO₂ a su biomasa y mantenerlo en reservorios de carbono. Lo anterior adquiere relevancia ante el emergente mercado de carbono y los compromisos de mitigación de gases de efecto de invernadero en México (Ordóñez, 2008).

El balance de carbono es uno de los más importantes en la naturaleza, puesto que determina los flujos de materia orgánica y también, en gran parte, el de otros elementos, como N, P y S (Valdés et al., 2011).

Objetivos

Por lo antes expuesto, uno los objetivos principales de este trabajo es recopilar, mediante búsqueda bibliográfica, la densidad de la madera por tipo de ecosistema para las especies de las que existe información, a modo de proveer de una base de datos que pueda ser empleada para futuras investigaciones en México.

Materiales y métodos

Con base en el listado florístico incluido en el libro: La Vegetación de México (Rzedowski, 1978), se tomaron diferentes especies (arbóreas, arbustivas, leñosas) registradas por tipo de ecosistema, con el fin de establecer una base de datos. Posteriormente, se realizó una revisión bibliográfica no exhaustiva de las densidades de madera publicadas en compilaciones como la de Sotomayor (2008); entre la bibliografía consultada se incluyeron artículos científicos, bases de datos internacionales de las densidades de madera, libros, además de consultar con especialistas en el tema. En muchos casos, no se pudo precisar el origen de los datos.

Se procedió a registrar la densidad de la especie vegetal en cuestión y/o el máximo y mínimo cuando se encontraron diferentes valores de densidad publicados para la misma especie. En los casos en los que no se encontraba información de alguna especie como opciones de investigación, se consideró pertienente no sugerir un valor para otras especies pertenecientes al mismo género por la incertidumbre asociada con los diferentes valores en la densidad de una misma especie.

Resultados y discusión

Se recopiló información en la literatura de la densidad de la madera en 636 especies diferentes, en los 10 tipos de vegetación evaluadas. Asimismo, se obtuvo la densidad máxima, la mínima y la promedio por tipo de ecosistema, la cual se muestra en g/cm³, los valores fueron redondeados a dos decimales (Tabla 1, Fig.1).

Cabe recalcar que solo se incluyen los registros para especies publicadas en la literatura técnica. El listado completo de las densidades de madera por tipo de ecosistema se encuentra en el anexo de densidades (Anexo 1). El número de especies que no cuentan con un valor de la densidad en la bibliografía consultada es de 738 (Anexo 2), lo cual abre la oportunidad a líneas de investigación en el tema. Es seguro que existen otras fuentes que no fueron consultadas que contienen información sobre esta importante propiedad física de la madera. Entre las referencias con mayor número de datos de especies publicados podemos citar las de Bárcenas (1995) que incluye información sobre las características físicas y mecánicas de 20 especies de la selva alta perennifolia y las de De la Paz y Dávalos-Sotelo (2008)que contiene datos sobre 24 especies de encinos (Quercus) mexicanos.

El bosque tropical caducifolio no solo tiene un mayor número de especies registradas, sino que también es el que presenta mayor variación en la densidad de la madera entre especies (Fig. 1). De manera contraria, en el popal solo se encontró un registro de densidad, debido a que la mayor parte de las especies publicadas corresponden a herbáceas y vegetación acuática. En cuanto al bosque tropical perennifolio se encontraron valores de densidad para 100 especies y no se encontraron para 65. La relevancia de este ecosistema radica en que es uno de los más complejos y biodiversos y presenta una alta variación de especies de un lugar con respecto a otro (Sarukhán et al., 2009).

Si bien, el objetivo de este estudio no es el de estimar las diferencias en cuanto a las densidades encontradas en la literatura para la madera de las diferentes especies que crecen en los tipos de vegetación identificados en el país, sí se puede observar una variación muy amplia en las densidades encontradas (Anexo 2).

La densidad es una característica importante de la madera, pues determina el valor y utilidad de la misma y está altamente correlacionada con otras propiedades como la resistencia mecánica, la rigidez, la conductividad térmica y el calor específico (Tuset y Duran, 1986; Bárcenas., 2000; Gutiérrez et al., 2010; Silva et al., 2010). El conocimiento de la variabilidad en las propiedades físicas y mecánicas de la madera es de fundamental importancia para los silvicultores y otros usuarios de la madera al momento de evaluar sus múltiples aplicaciones (Quintanar, 2002; Davel et al., 2005). Es decir, conocer aspectos básicos como la densidad de la madera se hace indispensable, ya que puede permitir un mejor aprovechamiento en términos de producción y manejo forestal (Silva et al., 2010; Goche et al., 2011).

Cabe señalar que la diversidad de las especies que se emplean en México en las plantaciones forestales se ha incrementado en los últimos años, incluyendo variedades nacionales e internacionales. Por ello, resulta de gran importancia el conocer el valor de la densidad básica de la madera para las especies forestales bajo manejo (Bárcenas y Dávalos, 2001; Sotomayor, 2008), así como la de especies presentes en ecosistemas naturales (Tamarit y Fuentes-Salinas, 2003). Diversos estudios indican que el mejoramiento genético en plantaciones forestales es factible y representa ventajas considerables en cuanto a tasas de crecimiento, ya sea en altura y/o en DAP (Valencia y Vargas, 2001). Sin embargo, para cada especie en particular se requiere conocer el grado de variación de la densidad de la madera, así como otras características de importancia económica (Gutiérrez et al., 2010).

En la actualidad, ante el emergente mercado de servicios ambientales, se ha planteado la captura de carbono como una opción viable para reducir la concentración de CO₂ en la atmósfera. En relación con esto, el valor de la densidad básica de una especie permite contemplar el valor de un bosque en términos de biomasa; la productividad total de la biomasa de un rodal no puede determinarse a menos de que se conozca la densidad promedio de la madera (Zobel y Talbet, 1988; Silva et al., 2010). Es necesario hacer una estimación adecuada de la biomasa presente en bosques, pues esto permite determinar los montos de carbono y otros elementos químicos existentes en cada uno de sus componentes y representa la cantidad potencial de carbono que puede ser liberado a la atmósfera, o almacenado en una superficie (Brown et al., 1997). De este modo, al contar con el valor de la densidad para más especies, se puede tener una mayor certidumbre para los trabajos de captura de carbono y pago de servicios ambientales aunado a la línea base, MRV en proyectos REDD (Ordóñez et al., 2001 y 2008).

Bajo esta nueva opción de mercado, conocer el valor de la densidad de la madera permite observar el valor socio económico de un bosque, pues está íntimamente relacionado con las propiedades físico-químicas de la madera (Silva et al., 2010), así como de las unidades caloríficas de la madera como combustible (Masera y Dutt, 1991). Algunas de las implicaciones del uso de leña como biocombustible son las emisiones de CO₂, carbono negro y orgánico volátiles, dichas emisiones, no solo contribuyen a incrementar las concentraciones de GEI, sino que también ponen en riesgo la salud de sus usuarios (Masera et al., 2007).

Conclusiones

La densidad de la madera es una de sus características más importantes porque tiene una relación directa con su uso final. El conocimiento de las propiedades físicas y químicas de la madera permite definir en qué procesos de transformación importantes se pueden aplicar (Quintanar, 2002). López y Valencia (2001) señalan que, por ejemplo, en P. greggii Engelm. y en P. strobus la densidad de la madera se incrementa con la altura y con la edad del árbol. Sin embargo en P. oocarpa se ha observado que la densidad está más relacionada con la altitud, ya que se registran valores más altos de densidad en las zonas más altas y menores en zonas bajas (Tamarit y Fuentes-Salinas, 2003). Como ya se mencionó, la densidad de la madera es un atributo variable y dependiente de múltiples factores. La variabilidad observada puede ser de utilidad para los silvicultores y es particularmente importante para la estimación del contenido y captura potencial de carbono (Ordóñez et al., 2001; Ordóñez y Masera, 2001).

Valencia y López (1999) así como Bárcenas y Dávalos (2000) enfatizan la importancia del conocimiento de la anatomía y propiedades físicas y mecánicas de la madera de las especies forestales como un factor indispensable si se quiere contar con una base sólida que permita determinar la adecuada utilización de las mismas. La densidad de la madera es una característica que está íntimamente relacionada con las propiedades de resistencia de la madera en la construcción y el rendimiento en la elaboración de pulpa para papel, así como con las unidades caloríficas generadas al utilizar la madera como combustible (Kollman, 1959).

La madera no es un material uniforme (Valencia y López, 1999), por el contrario presenta una alta variabilidad en sus propiedades, tal es el caso de la densidad (van Buijtenen, 1963 citado por Valencia y López, 1999), que en muchas especies disminuye del centro a la periferia y de la base hacia el ápice (Daniel et al., 1982; Hocker, 1984). Por supuesto, también se reconoce la variación que existe entre árboles, sitios, rodales y especies (Zobel y Van Buijtenen, 1989 citado por Valencia y López, 1999), que se emplea ampliamente en programas de mejoramiento genético forestal (Zobel y Talbert, 1988). Tamarit y López (2007) mencionan la importancia de la xilotecnología de los árboles tropicales de México.

Cabe señalar que el objetivo de esta compilación no es abordar la variabilidad de la densidad de la madera por especie y por tipo de ecosistema, independientemente de que se observe esto en las especies que conforman los ecosistemas y se destaque la categoría de megadiversidad en la vegetación que ocurre en nuestro país. Más bien, esta compilación se desarrolla con el fin de identificar los valores publicados de la densidad para especies descritas en los diferentes tipos de vegetación listados por el Dr. Rzedowski e indentificar las especies a las que les falta conocer ese valor.

Aspectos como la densidad de la madera tienen implicaciones diversas, entre las que se encuentran: las aplicaciones en la industria maderera, la mejora genética en plantaciones forestales, la captura de carbono y su eficiencia como biocombustible (Bárcenas y Dávalos, 2000). Por lo anterior, es recomendable abordar el estudio de las características de la madera mediante estudios de caso tanto para plantaciones forestales como ambientes naturales.

Se debe incluir en una segunda versión todas las especies descritas por el Dr. Rzedowski señalando si son árboles, arbustos, hierbas, con una relación taxonómica actualizada por si hubo cambio en los nombres de las especies. Es también importante señalar que sugerimos no usar valores genéricos o ponderados para la densidad de la madera asumiendo un comportamiento parecido por pertenecer a un mismo género o familia (en la primera versión del documento nos dimos cuenta de este error y de la incertidumbre asociada).

Agradecimientos

A Julia Martínez, Luis Conde, Aquileo Guzmán, Erika Tapia y Francisco Aviña del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC). Este estudio recibió apoyo del proyecto Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero para el Sector: Uso del Suelo, Cambio en el Uso del Suelo y Silvicultura, periodo 1990-2010. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales-Inecc-Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo-Pronatura Noreste A.C. y Servicios Ambientales y Cambio Climático SACC, A.C. A Magdalena Rovalo y Alicia Villarreal de Pronatura Noreste A.C. En particular a los revisores de la Revista Madera y Bosques que nos permitieron formular estas propuestas y mejorarlas. Finalmente, agradecemos a la M. I. Reyna Paula Zárate Morales, responsable de Producción Editorial de la Revista Madera y Bosques por la cuidadosa revisión editorial de la versión final de este manuscrito.

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Este documento se debe citar como: Ordóñez D., J.A.B., A. Galicia N., N.J. Venegas M., T. Hernández T., M.J. Ordóñez D. y R. Dávalos-Sotelo. 2015. Densidad de las maderas mexicanas por tipo de vegetación con base en la clasificación de J. Rzedowski: compilación. Madera y Bosques 21(Núm. esp.):77-126.