DISTRIBUCIÓN ESPACIAL, ESTRUCTURA Y VOLUMEN DE LOS BOSQUES DE ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa (Lozano, Hern. Cam. & Henao, J.E.) Nixon & Crepet) EN EL PARQUE NACIONAL NATURAL CUEVA DE LOS GUÁCHAROS

Dávila, D.E., Alvis, J.F., & Ospina, R. (2012). Distribución espacial, estructura y volumen de los bosques de roble negro (Colombobalanus excelsa (Lozano, Hern. Cam. & Henao, J.E.) Nixon & Crepet) en el Parque Nacional Natural Cueva de Los Guácharos. Colombia Forestal, 15(2), 207-214.

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL, ESTRUCTURA Y VOLUMEN DE LOS BOSQUES DE ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa (Lozano, Hern. Cam. & Henao, J.E.) Nixon & Crepet) EN EL PARQUE NACIONAL NATURAL CUEVA DE LOS GUÁCHAROS

Spatial distribution structure and volume of Colombian black oak forest (Colombobalanus excelsa (Lozano, Hern. Cam. & Henao, J.E.) Nixon & Crepet) National Natural Park Cueva de los Guácharos

David Eduardo Dávila¹, José Franco Alvis² & Román Ospina³

¹Universidad del Cauca. Popayán, Colombia. leonn329@hotmail.com
²Universidad del Cauca. Popayán, Colombia. falvis@unicauca.edu.co
³Universidad del Cauca. Popayán, Colombia. rospina@unicauca.edu.co. Autor para correspondencia.

Recepción. 1 de marzo de 2012 / Aprobación. 23 de julio de 2012

RESUMEN

Se determinó la distribución espacial de los bosques dominados Colombobalanus excelsa en el Parque Nacional Natural (PNN) Cueva de los Guácharos y su zona de amortiguación y se precisaron sus parámetros estructurales utilizando un inventario forestal estratificado. El inventario se realizó en cuatro fajas de 0.5 ha distribuidas en dos estratos: el primer estrato se localizó en el PNN Cueva de los Guácharos y el segundo en su zona de amortiguación. Cada faja estuvo conformada por parcelas de 20 x 50 m para registrar individuos con diámetros a la altura del pecho (DAP) = 10 cm, altura total, diámetro de copa y estado del árbol; asimismo, en cada faja se anidó una subparcela de 10 x 10 m para registrar individuos con DAP = 10 cm y alturas mayores a 3 m y el número de plántulas = 0.3 m de altura se estimó en subparcelas de 5 x 5 m. Se generaron modelos para estimar la altura y el volumen en función del DAP. Se reportaron un total de ocho rodales naturales de roble negro que alcanzaban las 2000 ha, de las cuales 28.3 ha se encontraron dentro del parque. Se registró una densidad de 281.7 árboles ha^-1, un área basal de 52.33 m² ha^-1 y un volumen de 761.65 m³ ha^-1. El factor mórfico para la especie fue de 0.76041. Se ajustaron seis modelos para estimar la altura y seis para volumen con ajustes de 0.90 y 0.98, respectivamente.

Palabras clave: bosque, distribución, forma, modelo, roble, volumen.

ABSTRACT

The spatial distribution of Colombobalanus excelsa forests in the Cueva de los Guácharos Natural National Park and its buffer zone was determined. The forest�s structural parameters were determined by conducting a stratified forest inventory that consisted of four plots of 0.5 ha distributed in two strata. The first stratum was located in the park and the second in its buffer zone. Each strip consisted of plots of 20 x 50 m within which individuals with diameters at breast height = 10 cm DBH were measured for total height, crown diameter and the condition of each tree. Within each strip a 10 x 10 m subplot was used to assess individuals with DBH = 10 cm and heights greater than 3 m. In addition the number of seedlings of height = 0.3 m were counted in subplots of 5 x 5 m. Models were generated to estimate the height and volume as a function of DBH. We report a total of eight natural stands of black oak reaching 2000 ha of which 28.3 ha were found within the park. We report a density of 281.7 trees ha^-1 with a basal area of 52.33 m² ha^-1 and a volume of 761.65 m³ ha^-1. The form-factor for the species was of 0.76041. Six models were fitted to estimate the height and six for volume adjustments of 0.90 and 0.988, respectively.

Key words: forest, distribution, shape, model, oak, volume.

INTRODUCCIÓN

El roble negro (Colombobalanus excelsa) es una especie que forma asociaciones con altas densidades de individuos, en zonas con fuertes pendientes y suelos pobres; por lo general, en terrenos adyacentes a bosques de roble blanco (Quercus humboldtii) (IAVH, 2002; Manchola & Parra, 2006). De acuerdo con Cárdenas & Salinas (2006), C. excelsa (Fagaceae) es una especie endémica de los Andes colombianos considerada vulnerable y con una extensión cercana a los 1100 km², cuyas poblaciones solo se han registrado en los parques nacionales naturales Cueva de Los Guácharos (Huila), Farallones de Cali (Valle del Cauca) y en el Santuario de Flora y Fauna Guanentá alto Río Fonce (Santander). Los registros señalan que la especie ocurre entre los 1800 y 2200 m de altitud, con una temperatura media anual de 15.4°C y una precipitación promedio de 2996 mm al año. Generalmente, crecen en condiciones de bosque nublado y luminoso en los flancos internos de las cordilleras de los andes colombianos (Fundación Farallones, 2009).

En el departamento del Huila se ha registrado esta especie desde los 1400 m de altitud, donde no alcanza a formar rodales monoespecíficos (Manchola & Parra, 2006). Las plántulas y árboles juveniles son heliófilos, sus frutos son consumidos por ardillas y aves quienes dispersan las semillas, mientras que la polinización se realiza a través del viento (Fundación Farallones, 2009). Dávila (2010) estimó que el área aproximada cubierta por rodales de C. excelsa, en la zona de amortiguación del PNN Cueva de los Guácharos, es de 2000 ha. En esta zona se practican actividades de aprovechamiento de la especie sin orientación técnica, lo que hace necesario conocer mejor aspectos ecológicos de estos bosques, así como también parámetros productivos con el fin de poder orientar la actividad forestal hacia sistemas de producción sostenible de largo plazo como lo sugieren Wadsworth (1997) y Louman et al. (1991). Además, algunos rodales presentes en la zona de amortiguación del parque están constituidos por fragmentos, esto puede implicar que están sometidos a efectos relacionados con la fragmentación como cambios de temperatura, vientos y radiación, entre otros (Williams, 1991; Bustamante & Grez, 1995; Murcia, 1995; Kattan, 2002). En este sentido, el presente trabajo tuvo como propósito generar algunas bases técnicas para ayudar a facilitar futuras investigaciones con la especie C. excelsa, así como para orientar las prácticas de manejo forestal en los bosques dominados por esta. Un primer objetivo consistió en conocer la distribución espacial de los bosques de roble negro en el PNN Cueva de los Guácharos y su zona de amortiguación; en segundo lugar, determinar sus características ecológicas y silviculturales y por último, determinar el factor mórfico para la especie y se ajustar modelos para estimar la altura y volumen de los árboles en función del diámetro a la altura del pecho.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se realizó en el Parque Nacional Natural Cueva de los Guácharos y su zona de amortiguación, entre las coordenadas 1°37�56� N, 76°06�10� W y 1°42�44� N, 76°01�33� W, entre los 1500 y 2200 m de altitud. Para estudiar la distribución espacial de los bosques dominados por la especie C. excelsa, se tomó como base un mapa digital suministrado por la administración del parque. El mapa fue actualizado con información registrada en recorridos de campo tomando puntos y levantando polígonos correspondientes a los rodales, con ayuda de un GPS y con el empleo del sistema de coordenadas de Gauss con origen Occidente 4°35�56.57� N; 74°04�51.30� W como base. A partir del mapa de distribución espacial actualizado se identificó la existencia de varios fragmentos de bosques de roble negro con intervención antrópica, al interior de la zona de amortiguación del parque, y solamente un fragmento sin intervención dentro del área de reserva. Considerando esta situación, se hizo un inventario forestal estratificado con dos estratos: uno en la zona de reserva y otro en la zona de amortiguación. En cada estrato se levantaron fajas de 20 x 250 m, tres en la zona de amortiguación y una en el área del parque; cada faja se dividió en parcelas rectangulares de 20 x 5 m, en las que se registraron los individuos con diámetros a la altura del pecho DAP = 10 cm, altura, diámetro de copa, estado fitosanitario y coordenadas locales. Para registrar la regeneración establecida de C. excelsa (individuos con DAP = 10 y alturas mayores a 3 m), en cada faja se anidó una parcela de 10 x 10 m y para registrar plántulas con alturas mayores de 0.3 m se delimitó una subparcela de 5 x 5 m. Para la obtención del factor de forma para C. excelsa, se midieron los diámetros y las alturas de 25 árboles con un relascopio, considerando 5 estratos definidos por clases diamétricas (10 = DAP = 30 cm; 30 < DAP = 50 cm; 50 < DAP = 70 cm; 70 < DAP = 90 y DAP > 90 cm). El método para hallar el factor de forma fue el denominado factor de forma verdadero de Hohenald, citado por Prodán et al. (1997); con los datos de los 25 árboles se procedió a calcular su respectivo volumen total y a establecer las relaciones entre las variables registradas.

Para facilitar la estimación de las alturas, así como del volumen en pie de C. excelsa, se ajustaron seis modelos mediante el uso de los programas Curvexpert ProfesionalVersión 1.6, el cual puede de manera automática ajustar modelos usando tablas de datos con pares de variables XY, mediante técnica de regresión lineal y no lineal, interpolación o estrias (Hyams, 2010), y el estadístico SPSS_{versión 17}, con el cual se pueden importar datos de casi cualquier tipo de archivo y utilizarlos para generar informes tabulares, gráficos y diagramas de distribuciones y tendencias, estadísticos descriptivos y análisis estadísticos complejos (IBM, 2010). Por medio de este último software se pudieron realizar pruebas de normalidad de los datos y homogeneidad de varianzas, así como análisis de varianza para ayudar a validar la calidad de los modelos.

RESULTADOS

De acuerdo con el estudio de la distribución espacial de los bosques de roble negro en el PNN Cueva de los Guácharos y su zona de amortiguación, fueron reportados ocho rodales de roble negro (C. excelsa), que suman un total de 2000 ha, de los cuales siete fueron encontrados en la zona de amortiguación del parque. El rodal más extenso con 1321.1 ha se localizó en la zona de amortiguación en el municipio de Acevedo (Huila), mientras que dentro del parque solo se encontró un rodal con 28.3 ha (Tabla 1).

Por otra parte, se encontró que la densidad de individuos adultos de C. excelsa con diámetros a la altura del pecho mayores a 10 cm fue de 281.7 árboles ha^-1, mientras que el área basal fue de 52.34 m² ha^-1 y el volumen de 761.65 m³ ha^-1; como se observa en la tabla 2. El coeficiente de variación (CV %) para estos tres parámetros es relativamente bajo, lo que indica una homogeneidad de los mismos; además se encontró que el error de muestreo para las tres variables señaladas fue de 9.33 %, 8.89 % y 7.72 %, respectivamente, lo cual corrobora la baja variabilidad de estos atributos (Tablas 3 y 4). La distribución de los individuos por clase de diámetro fue en forma de �j� invertida, con un alto número de individuos en las clases inferiores; sin embargo, se encontró que existe una buena proporción de individuos en las últimas tres clases (Tabla 5). En este sentido se observó que el área basal de 27 m² ha^-1 y el volumen de 423 m³ ha^-1 en estas clases fueron altos, respecto de valores publicados por otros autores para algunas especies del género Quercus en Costa Rica, donde se registran entre 391 y 707 m³ ha^-1 (Blaser & Camacho, 1991; Orozco, 1991).

El coeficiente mórfico para C. excelsa fue de 0.76 con un coeficiente de variación del 14 %, para un error de muestreo 4.87 %, esto indica que este parámetro es estable para las diferentes clases de diámetros evaluados. Por otro lado, los coeficientes mórficos resultaron ser mayores para las clases diamétricas más altas, lo cual indica que los árboles de esta especie se asemejan más a un cilindro a medida que su diámetro aumenta: la tabla 2 relaciona los coeficientes mórficos por clases de diámetro reportados por el muestreo.

El modelo para estimar la altura de los árboles de C. excelsa en función del diámetro a la altura del pecho con el mejor ajuste fue el inverso de Harris, el cual presentó un coeficiente de correlación de 0.95 y un error estándar de 2.15 (Figura 1). Los otros seis modelos con sus respectivos coeficientes y errores se presentan en la tabla 6. Por otro lado, para la estimación del volumen, un modelo logístico resultó el de mejor ajuste, con un coeficiente de correlación de 0.988 y un error estándar de 0.623. La figura 2 muestra la función del modelo logístico y los modelos generados para la estimación de volumen de C. excelsa, se relacionan con sus respectivos estadísticos en la tabla 7.

DISCUSIÓN

Con el presente estudio se logró evidenciar que las coberturas de roble negro C. excelsa en el área de distribución natural adyacente al PNN Cueva de los Guácharos se están reduciendo al igual que en otras zonas del país, donde esta especie comparte hábitat con el roble común Q. humboldtii. Esto se pudo corroborar con la existencia de fragmentos de bosque de roble negro rodeados por potreros y cultivos agrícolas en esta zona. Lo anterior plantea a estas zonas como estratégicas para establecer programas de conservación y estudiar los aspectos asociados a estas dos especies forestales (Palacio & Fernández, 2006). Además, bajo esta situación se vienen generando serias alteraciones de los ciclos hidrológicos, así como del carbono y sobre la biodiversidad como ha sido identificado en otras latitudes del trópico (Armesto et al., 1992). Estas actividades antrópicas afectan de manera considerable a la especie llevándola a aumentar su grado de vulnerabilidad tanto en esta zona, como a nivel nacional; de igual forma, opaca los esfuerzos que se vienen adelantando en el paisaje anexo al PNN Cueva de los Guácharos, desde los cuales se reconoce la importancia de los bosques de roble negro para la conservación de la biodiversidad en el nivel del paisaje (Manchola & Parra, 2006).

Otro aspecto por señalar sobre C. excelsa es que la especie siempre se había registrado por encima de los 1800 m de altitud; sin embargo, para este estudio se registraron rodales desde los 1400 m de altitud, esto contrasta con lo mencionado por la Fundación Farallones (2009).

La obtención del factor de forma (FM) real o verdadero para esta especie genera una gran ventaja en cuanto a la precisión de la cuantificación de volumen de la especie C. excelsa, en sus diferentes clases diamétricas. Los métodos existentes de factor de forma falso y estándar de 0.7 para especies tropicales, que son calculados a partir de muestras de 10 a 15 árboles por especie, sobreestiman el volumen ya que las clases diamétricas que se encuentran entre 10 y 50 cm no alcanzan a tener un factor mórfico de 0.7, mientras que para diámetros superiores este parámetro sería subestimado (CATIE, 1991; Prodán et al., 1997).

En relación con las existencias de área basal y volumen se puede observar que los bosques de roble negro (C. excelsa) de la zona presentan valores considerables en comparación con otros bosques de similares características, como los de Quercus humboldtii en la Cordillera Oriental y aun con los de Q. copeyensis Costa Rica, en donde el volumen por hectárea alcanza los 623 m³ (Blaser & Camacho, 1991). El volumen para la zona de estudio fue de 761.65 m³ha^-1, lo cual evidencia un alto potencial de estos bosques para almacenar carbono al igual que los bosques de C. excelsa registrados en Santander y Boyacá (Agudelo-Guinand, 2009). El avance en el desarrollo de modelos de altura y de volumen en función del diámetro servirá de soporte para las mediciones posteriores que se realicen en estos bosques con fines de manejo, así como para la cuantificación de biomasa y carbono.

CONCLUSIONES

De acuerdo con la distribución espacial que presentó el roble negro en la zona de estudio, se puede afirmar que la mayor proporción de estos bosques se encuentra localizada sobre la zona amortiguadora del parque y que algunas de estas zonas en las cuales abunda este tipo de roble representan las áreas más grandes. Por otro lado, se pudo observar que las variables de estructura de los rodales evaluados en los diferentes sitios de muestreo presentaron valores homogéneos, lo que se pudo corroborar con errores de muestreo bajos, esto indica que el tamaño de las muestras es recomendado para futuros estudios encaminados al manejo y conservación de estos bosques. El diámetro presentó una relación directa y estrecha con la altura y el volumen en pie de los árboles, esto permitió construir varias ecuaciones para estimar de manera rápida y precisa estos atributos. Este hecho facilitará la realización de otros estudios orientados hacia el manejo y conservación de estos bosques, también ayudará a que estos sean incorporados en proyectos REDD y REDD⁺ por el alto potencial que los mismos representan.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo fue desarrollado gracias a la colaboración de la Universidad del Cauca, a la asesoría de los profesores de la Facultad de Ciencias Agropecuarias y al apoyo logístico y técnico del PNN Cueva de los Guácharos, de las comunidades de San José de Riecitos, La Mensura y La Ilusión. Al coordinador del colegio San Adolfo don Federico Sterling Rincón y a las emisoras comunitarias San Adolfo 107 Digital de Palestina y la HJ doble K Pitalito.

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