tratamientos silvícolas para asistir la regeneración
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Tratamientos silvícolas para asistir la regeneración arbórea
en bosques tropicales
Tarin Toledo Aceves
• Dinámica de claros.
• Regeneración de grupos funcionales.
• Regeneración en la Selva Maya.
• Efectos de tratamientos silvícolas sobre la regeneración.
Los bosques tropicales son:
• Altamente diversos.
• Muy dinámicos.
Disturbio: Es un evento discreto que causa daños en el desarrollo natural de un ecosistema, provocando la pérdida parcial o total de sus atributos.
Grime 1979.
Ejemplos: Incendios, heladas, huracanes, contaminación, invasión de plagas.
Los disturbios se pueden clasificar por:
Origen: Naturales y Antrópicos
Magnitud: Espacial y Temporal
www.colby.edu
Un árbol cae…
Sucesión secundaria
Sucesión secundaria
Aubreville en 1938 en La Costa de Marfil
• 1era fase: crecimiento denso de herbáceas, arbustos y trepadoras.
• 2da fase: dominancia por árboles pioneros de rápido crecimiento pero de corta vida (10-30 años).
• 3era fase: dominancia por árboles pioneros de larga vida (75-150 años).
• 4ta fase: dominancia por especies tolerantes de sombra.
“Gap formation is widely recognized as the driving force behind the establishment and growth of rain forest seedlings”.
Van der Hout 1999
≈ 75% de las especies de árboles en La Selva, Costa Rica dependen de la apertura del dosel para germinar o para crecer más allá de la etapa de juvenil.
Claros
Importa: • Tamaño • Orientación • Ubicación dentro del claro • Influencia sobre el sotobosque adyacente ¡Hasta 30 m!
Cantidad de PAR
Temp. max. Humedad relativa Calidad de luz R/FR
La competencia por luz es un proceso clave en bosques tropicales lluviosos. “Light partitioning hypothesis” Grubb 1977
Requerimientos de luz Pioneras ---------------------Tolerantes a la sombra
Las pioneras difieren de las no pioneras en su respuesta a los cambios en la disponibilidad de recursos.
Las pioneras son más plásticas en su respuesta al aumento
en la disponibilidad de recursos y competidores inferiores.
Claro pequeño
9 %
Claro mediano
15 %
Sotobosque
2%
Claro pequeño SG
Claro grande BG
Sotobosque FU Pionera Intermedia Tolerante
P< 0.05
• Los regimenes de perturbación natural están dominados por
perturbaciones parciales = dominancia de especies tolerantes a la sombra.
• Reemplazo de áreas enteras es raro.
Regeneración de árboles en la selva Maya
Una de las principales amenazas a la sustentabilidad en el manejo forestal de la Selva Maya son los problemas de regeneración de las especies de interés comercial
Swietenia macrophylla
Cedrela odorata
La intensidad de extracción es baja. Menor a la que se aplica en otros bosques tropicales, lo cual favorece la regeneración de especies tolerantes a la sombra.
Dado que la mayoría de las especies aprovechadas son demandantes de luz es importante determinar si las selvas bajo manejo cubren los requerimientos para el establecimiento de especies de interés.
El conocimiento de los requerimientos para el establecimiento de las especies de árboles comerciales es fundamental para diseñar sistemas de manejo más efectivos.
Área de estudio Ejido Tres Garantías
Superficie 32,265 ha
Temperatura promedio 26°C
Precipitación 1200 mm
Selva mediana
Selva mediana subperenifolia
Árboles de ~15 m de altura
25 – 50% de las especies de árboles son deciduas.
Especies dominantes: Manilkara zapota Brosimum allicastrum
Bosques expuestos a perturbaciones cíclicas. HURACANES
Los bosques en Quintana Roo fueron explotados por una compañía maderera de 1953 a 1983.
Posteriormente hubo una transición a una empresa forestal comunitaria.
Desde 1995 el ejido estuvo certificado por FSC.
El sistema de manejo utilizado es de Selección. •Ciclo de corta de 25 años. El área total bajo manejo se divide en 25 áreas y cada año se extrae de cada una 1 - 3 m3 / ha. •El diámetro límite es de 35 - 60 cm. •Los árboles que alcanzan el diámetro mínimo son derribados, creando claros que varían de tamaño. •Los árboles se cortan en secciones que son arrastradas por maquinaria a lo largo de carriles de arrime hacia los patios en donde son apilados. •Diferentes tipos y niveles de perturbación ocurren en la selva afectando la cobertura del dosel, la vegetación del sotobosque y el suelo.
Especies Nombre
local
Familia Tolerancia a la
sombra
Uso Nivel de
comercialización
Manilkara zapota Zapote Sapotaceae Shade tolerant Timber, latex
for gum
production,
edible fruits
Moderate
Aspidosperma cruentum Bayo Apocynaceae Shade tolerant b Timber High
Sickingia salvadorensis Chaktekok Rubiaceae Shade intolerant a Timber Low
Dendropanax arboreus. Sacchacah Araliaceae Shade intolerant a Timber High
Lonchocarpus castilloi Machiche Fabaceae Shade intolerant b Timber High
Bursera simaruba Chacah roja Burseraceae Shade intolerant a Timber, incense
and varnish,
medicine, fruits
for birds
Commercial
Metopium brownei Chechén Anacardiaceae Shade intolerant a Timber Commercial
Brosimum alicastrum Ramón Moraceae Shade tolerant a Timber, cattle,
edible seeds,
medicine
Potential
Aspidosperma
megalocarpon
Pelmax Apocynaceae Shade tolerant c Timber Commercial
Simarouba glauca Pasa’ak Simaroubaceae Shade tolerant d Timber, edible
fruits
Commercial
Especies de árboles estudiadas en la Selva Maya, Mexico.
Especies Nombre
local
Familia Tolerancia a la
sombra
Uso Nivel de
comercialización
Swartzia cubensis Katalox Fabaceae Root-sprouting a Timber Low
Swietenia macrophylla Caoba Meliaceae Shade intolerant Timber High
Calophyllum brasiliense Barí Clusiaceae Shade tolerant e Timber High
Piscidia piscipula Jabín Fabaceae Shade tolerant f Timber,
firewood,
medicine
Potential
Caesalpinia platyloba Chakté viga Fabaceae Shade tolerant f Timber High
Platymiscium yucatanum Granadillo Fabaceae Shade tolerant f Timber High
Vitex gaumeri Ya’axnik Verbenaceae Shade intolerant a Timber Potential
Lysiloma bahamensis Tzalam Fabaceae Shade intolerant a Timber High
Cordia dodecandra Ciricote Boraginaceae Shade tolerant f Timber,
edible fruits,
medicine
High
Bucida buseras Pucté Combretaceae Shade intolerant Timber, bark
for dying
Commercial
Cedrela odorata Cedro Meliaceae Shade intolerant Timber High
Pseudobombax ellipticum Amapola Bombacaceae Shade intolerant Timber Commercial
Especies de árboles estudiadas en la Selva Maya, Mexico.
Diseño de muestreo
1990
1993 1996
2004 2006
2005 10 transectos de 500 m x 2 m = 10,000 m2
Plántulas y juveniles se asignaron a las categorías: (I) Plántulas ≥ 50 cm y ≤ 1 m altura (II) Juveniles pequeños > 1 m añtura y ≤ 5 cm diámetro (III) Juveniles grandes >1 m altura y > 5 y ≤ 10 cm diámetro (IV) Rebrotes • Cobertura del dosel (%)
• Perturbación del suelo: (1) Presencia de mantillo (2) Mantillo parcialmente removido (3) Mantillo ausente y suelo no removido (4) Mantillo ausente y suelo removido • Perturbación : Dosel cerrado closed canopy forest (undisturbed) Claro canopy gap Patio log landing Carril de arrime skid road Camino primario primary road Camino secundario secondary road
Anualidad
1990 1993 1996 2004 2005 2006
Cobertura dosel (%) 77 ± 0.4 a 77 ± 0.4 a 77 ± 0.3 a 76 ± 0.5 ab 76 ± 0.4 ab 75 ± 0.4 b
Area de condición de disturbio (%)
Dosel cerrado 91 ± 0.02 95 ± 0.02 91 ± 0.02 64 ± 0.03 65 ± 0.03 65 ± 0.03
Claro 9 ± 0.02 3 ± 0.01 5 ± 0.02 24 ± 0.03 27 ± 0.03 22 ± 0.03
Carril de arrime 0 0.5 ± 0.004 2 ± 0.01 10 ± 0.02 8 ± 0.02 11 ± 0.02
Patio 0 0 2 ± 0.01 2 ± 0.01 0 0
Camino primario 0 0 1 ± 0.004 0 0 0
Camino secundario 0 2 ± 0.01 0 0.4 ± 0.004 0 2 ± 0.01
Porcentaje de cobertura del dosel y área muestreada (promedio ± 1 EE) ocupada por
diferentes condiciones de perturbación en sesi anualidades en la Selva Maya, Mexico.
Las diferencias significativas se muestran con letras diferentes (P < 0.05).
Resultados
Anualidad
1990 1993 1996 2004 2005 2006
Cobertura dosel (%) 77 ± 0.4 a 77 ± 0.4 a 77 ± 0.3 a 76 ± 0.5 ab 76 ± 0.4 ab 75 ± 0.4 b
Area de condición de disturbio (%)
Dosel cerrado 91 ± 0.02 95 ± 0.02 91 ± 0.02 64 ± 0.03 65 ± 0.03 65 ± 0.03
Claro 9 ± 0.02 3 ± 0.01 5 ± 0.02 24 ± 0.03 27 ± 0.03 22 ± 0.03
Carril de arrime 0 0.5 ± 0.004 2 ± 0.01 10 ± 0.02 8 ± 0.02 11 ± 0.02
Patio 0 0 2 ± 0.01 2 ± 0.01 0 0
Camino primario 0 0 1 ± 0.004 0 0 0
Camino secundario 0 2 ± 0.01 0 0.4 ± 0.004 0 2 ± 0.01
Porcentaje de cobertura del dosel y área muestreada (promedio ± 1 EE) ocupada por
diferentes condiciones de perturbación en sesi anualidades en la Selva Maya, Mexico.
Las diferencias significativas se muestran con letras diferentes (P < 0.05).
Resultados
Registramos un total de 3153 individuos.
60% tolerantes a la sombra:
Manilkara zapota 34%
Aspidosperma cruentum 26%
Con la excepción de estas 2 especies, la densidad de plántulas y juveniles es baja:
17 de las 22 especies estudiadas tuvo una densidad ≤ 16 plantas / ha.
Especies Nombre
local
Tolerancia a la
sombra
No.
individuos
No. individuos /
ha
Manilkara zapota (L.) Royen Zapote Shade tolerant 1079 180
Aspidosperma cruentum Woodson Bayo Shade tolerant b 803 134
Sickingia salvadorensis (Standl.) Standl. Chaktekok Shade intolerant a 271 45
Dendropanax arboreus (L.) Planch. &
Decne.
Sacchacah Shade intolerant a 264 44
Lonchocarpus castilloi Standl. Machiche Shade intolerant b 152 25
Bursera simaruba (L.) Sarg. Chacah roja Shade intolerant a 98 16
Metopium brownei (Jacq.) Urban Chechén Shade intolerant a 91 15
Brosimum alicastrum Sw. Ramón Shade tolerant a 85 14
Aspidosperma megalocarpon Müll.Arg. Pelmax Shade tolerant c 83 14
Especies arbóreas estudiadas en la Selva Maya, México.
No. total de árboles > 50 cm altura y < 10 cm dap muestreados en seis anualidades.
60%
Especies Nombre local Tolerancia a la
sombra
No.
individuos
No.
individuos /
ha
Simarouba glauca DC. Pasa’ak Shade tolerant d 67 11
Swartzia cubensis (Britton & Wilson)
Standl.
Katalox Root-sprouting a 47 8
Swietenia macrophylla King Caoba Shade intolerant 30 5
Calophyllum brasiliense Cambess. Barí Shade tolerant e 13 2
Piscidia piscipula (L.) Sarg. Jabín Shade tolerant f 12 2
Caesalpinia platyloba S. Watson Chakté viga Shade tolerant f 11 2
Platymiscium yucatanum Standl. Granadillo Shade tolerant f 10 2
Vitex gaumeri Greenm. Ya’axnik Shade intolerant a 8 1
Lysiloma bahamensis (L.) Benth. Tzalam Shade intolerant a 8 1
Cordia dodecandra A.DC. Ciricote Shade tolerant f 5 1
Bucida buseras L. Pucté Shade intolerant 4 1
Cedrela odorata L. Cedro Shade intolerant 4* 1
Pseudobombax ellipticum (Kunth)
Dugand
Amapola Shade intolerant 3 0.5
Especies arbóreas estudiadas en la Selva Maya, México. No. total de árboles > 50 cm altura y <
10 cm dap muestreados en seis anualidades. * árboles plantados.
Harvesting year
1990 1993 1996 2004 2005 2006
No.
trees /
m2
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
I- Seedling
II- Small sapling
III- Large sapling
IV- Re-sprout
Density (mean ± 1 SE) of 22 tree species registered in six harvesting year sites in
Selva Maya, Mexico.
Size class: I- seedling > 50 cm and < 1 m height; II- small sapling > 1 m height and <
5 cm diameter; III- large sapling >1 m height, < 5 cm and < 10 cm diameter; and IV-
re-sprouts.
Manilkara zapota
50 55 60 65 70 75 80 85
No. tr
ees / m
2
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
50 55 60 65 70 75 80 85
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
50 55 60 65 70 75 80 85
No. tr
ees / m
2
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
Sickingia salvadorensis Dendropanax arboreous
50 55 60 65 70 75 80 85
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
Aspidosperma cruentum
H = 36.58 *** H = 34.42 ***
H = 19.36 ** H = 14.1 *
I
II
III
Resprout
En general, las especies clasificadas como tolerantes a la sombra tuvieron densidades mayores en ≥ 75% de cobertura.
Pioner Pioner
0.00
0.00
Swartzia cubensis
Canopy cover (%)
50 55 60 65 70 75 80 85
No
. tr
ee
s /
m2
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
Swietenia macrophylla
Canopy cover (%)
50 55 60 65 70 75 80 85
0.0000
0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
0.0030
0.0035
H = 21.85 ** H = 14.64 *
Densidad de árboles registrados a lo largo de un gradiente de cobertura del dosel
registrados en seis anualidades en la Selva Maya, México.
I = seedling > 50 cm and < 1 m height;
II = small sapling > 1 m height and < 5 cm diameter;
III = large sapling >1 m height, > 5 cm and < 10 cm diameter;
and re-sprouts.
Pioner
Disturbance condition
log land. skid trail sec. road can. gap clo. can. prim. road
No.
trees /
m2
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
Shade intolerant trees
Shade tolerant trees
Manilkara zapota
Log. land. = Patio, skid trail = carril de arrime, sec. road = camino secundario, can.
gap = claro, clo. can. = dosel cerrado, prim. road = camino primario. All cutting areas
pooled together.
Condición de perturbación y densidad de plántulas y juveniles
de 22 especies de árboles en la Selva Maya, México.
Los resultados indicaron que los patios ocupan entre 1 y 5% de cada área de corta. El bosque no puede sostener la regeneración de caoba para una producción sustentable (Snook 1998), así como para la regeneración de otras especies intolerantes a la sombra. La tasa de creación de claros en la región es muy baja en comparación con otros bosques tropicales húmedos, y por lo tanto las oportunidades para que ocurra la regeneración en claros se dan después de los huracanes y del aprovechamiento extractivo Dickinson et al. (2001).
Se debe implementar un aumento en la apertura del dosel en aquellos sistemas en los que las especies de interés requieran tales tratamientos para asegurar la regeneración y la sustentabilidad económica de la operación Fredericksen y Putz (2003). Es importante considerar que estos bosques están expuestos a los huracanes frecuentemente y que la agricultura de roza-tumba y quema y la tala de árboles fueron prácticas comunes entre los mayas. Estas perturbaciones crearon las condiciones favorables de luz para especies pioneras.
Sin embargo.... Bosques más abiertos pueden ser más suceptibles al daño ocasionado por los huracanes. La creación de claros muy grandes puede aumentar: El riesgo de incendios debido al aumento en la disponibilidad de material seco, La proliferación de vegetación competitiva. Se necesita un balance para desarrollar un sistema apropiado que promueva la regeneración y la productividad maderable, así como soportar la biodiversidad y la resiliencia y resistencia a los huracanes.
Es necesario aplicar estrategias apropiadas y tratamientos específicos dependiendo de cada patrón particular de regeneración, para mantener poblaciones viables de árboles en bosques que están expuestos a huracanes y a extracción.
Pinard et al. (1999) propusieron un sistema espacial mixto en donde se requiere el derribo en grupo (group felling) inmerso en una matriz de bosque en donde las perturbaciones están limitadas a claros de un sólo árbol.
Aún si la regeneración de especies arbóreas demandantes de luz es mejorada por la creación de claros múltiples, esta práctica está fuertemente limitada ¡¡por la falta de mercado para la variedad de especies!!
En Copén, Honduras el éxito de la regeneración de especies comerciales pioneras fue mayor en bosques bajo manejo (certificados) que en bosques sin extracción. La regeneración de Swietenia macrophylla esta amenazada por la supresión competitiva de la vegetación circundante. Bieri (2011)
En un bosque seco y en un bosque húmedo con tala selectiva en Bolivia, los tratamientos de liberación (chapeo y aplicación de herbicidas 2,4-D o glifosfato), no afectaron la sobrevivencia ni el crecimiento de juveniles en claros de derribo.
Pariona et al. (2003)
Los tratamientos silvícolas se aplican para mejorar el rendimiento de las especies arbóreas de valor comercial, incrementando su reclutamiento y tasas de crecimiento.
Sobrevivencia de plántulas de caoba después de ~ 5 años: 5% bajo el dosel 32% claros de derribo 50% claros hechos con maquinaria o quemados. La limpia aumentó 120% el crecimiento en los claros de derribo (similar al crecimiento en claros con quema) Hypsipyla grandella atacó a las plantas 44% claros con limpia 12% claros sin limpia
Colonización de claros por lianas:
•Lluvia de semillas.
•Banco de semillas.
•Plántulas existentes en el sotobosque.
•Adultos que crecen lateralmente.
•Rebrotes.
Los claros son ambientes favorables para las lianas:
30% de los tallos leñosos en un claro son de lianas.
Árboles cubiertos por lianas: En México 63% En Panamá 43% En Malasia 50% En el Amazonas 86%
≈ 80-90 % de lianas sobreviven a la caída
del árbol soporte.
El aumento en los niveles de CO2 favorece a las lianas Granados y Körner 2002
En un bosque en el Amazonas
en 20 años:
la densidad aumentó 4.03% por año
el area basal aumentó 4.60%
Phillips et al. 2002
La contribución de lianas a la composición de la hojarasca en un bosque
Neotropical aumentó de 10.9% en 1986 a 17.1% en 2002.
Wright et al. 2004
El ca,bio climático global podría generar una retroalimentación positiva en
el crecimiento de las lianas y en la tasa de recambio de árboles.
El corte de lianas previo a la extracción tiene efectos positivos:
Reduce el número de lianas que cubren las copas de los árboles.
Reduce el tamaño de los claros resultantes de la extracción.
Reduce el daño a los árboles remanentes.
Reduce la competencia con la regeneración. Pérez-Salicrup 2001
Las lianas proliferan en bosques manejados después de las extracciones.
Pueden arrestar la sucesión.
Efecto de los bejucos en la regeneración de árboles:
- Daño mecánico.
- Competencia por luz, agua y nutrientes.
Los árboles pioneros son considerados menos susceptibles al impacto de las lianas que las especies tolerantes a la sombra. (Putz 1989, Schnitzer et al. 2000, Schnitzer y Bongers 2002). Impacto de las lianas es dependiente de la especie arbórea Afectan la composición de la regeneración del bosque.
Efectos de tratamientos sobre la regeneración:
• Liberación de lianas.
• Liberación de árboles competidores para árboles de cosecha futura.
• Escarificación de suelo.
• Aclareos.
Sobre la densidad y crecimiento de plántulas y juveniles de 23 especies comerciales de árboles en un bosque tropical semi-deciduo, Bolivia.
Especies dominantes: Pseudolmedia laevis y Ampelocera ruzii.
Tratamientos aplicados en la concesión La Chonta, Bolivia. C = Control, N = Normal, LS = Silvicultura ligera, IS = Silvicultura intensiva
C N LS IS
Inventario ⃝ ⃝ ⃝ ⃝
Corte de lianas 6 meses antes de aprovechamiento ⃝ ⃝ ⃝
Planeación de carriles de arrime ⃝ ⃝ ⃝
Retención de 20% de arboles semilleros ⃝ ⃝ ⃝
Derribo direccional ⃝ ⃝ ⃝
Corte de árboles 50-70 cm dap ⃝ ⃝ ⃝ ⃝
Pre-marqueo de árboles futura cosecha > 10 cm dap ⃝ ⃝ ⃝
Corte de lianas 2-5 meses antes en arboles futura cosecha
⃝ ⃝ ⃝
Liberación post-aprovechamiento de árboles dominantes no-comerciales con cinchamiento
⃝ ⃝ ⃝
Escarificación de suelo ⃝
Cinchamiento de árboles no comerciales > 40 cm dap ⃝
Tasas de crecimiento de plántulas y juveniles de 23 especies de árboles en Bolivia.
U, Undisturbed = Sin perturbar BNG, border natural gap = borde de claro natural BLG, border logging gap = borde de claro de derribo NG, natural gap = Claro natural BST, border skid trail = borde de carril de arrime ST, skid trail = carril de arrime LG, logging gap = claro de derribo
Tasa de crecimiento de plántulas y juveniles de 23 especies de árboles en Bolivia.
Resultados
Los tratamientos tuvieron efecto positivo solamente sobre las especies pioneras de vida larga: las especies pioneras crecieron el doble que las tolerantes a la sombra y las intermedias.
Densidad de plantas < 10 cm dap de 23 especies.
Los tratamientos silvícolas deben aplicarse considerando las respuestas del grupo funcional.
Resultados
Los tratamientos silvícolas pueden mejorar la regeneración de especies comerciales. En La Chonta la regeneración de las especies pioneras de larga vida se beneficiarían de duplicar la intensidad de extracción y de la aplicación de tratamientos silvícolas adicionales (cinchamiento y corta de lianas). Los impactos del aprovechamiento sobre la regeneración varía dependiendo de las especies y de la región.
Tala de impacto reducido
Reduced Impact Logging
1. Inventario previo y mapeo de árboles.
2. Planeación de caminos, carriles de arrime, patios para minimizar impacto en suelos y proteger cuerpos de agua.
3. Corte de lianas en áreas con alta conectividad entre copas.
4. Construcción de caminos, patios y carriles de arrastre siguiendo guías amigables con el ambiente.
5. Uso apropiado de técnicas de derribo, cortes para reducir desperdicios.
6. Manipulación de los troncos hacia carriles de arrastre para asegurar que la maquinaria este siempre en los carriles.
7. Sistemas de arrastre que protejan suelos y vegetación residual.
8. Evaluación post-aprovechamiento.
www.itto.
Beneficios de la tala de impacto reducido (RIL):
Reduce impactos de maquinaria pesada sobre los suelos 25%
Aumento en almacenes de carbono de la vegetación remanente 50%
Protege a la regeneración avanzada 50%
¿Y porqué no se aplica?
Tala de impacto reducido = Tala de ganancia reducida
En particular cuando se restringe acceso a pendientes pronunciadas o se prohíbe arrastre en suelos mojados. En este caso se requieren mecanismos de control para promover el manejo sustentable de los bosques.
La aplicación de criterios ecológicos para simular la dinámica del bosque depende de:
Las especies de interés El tipo de bosque La historia de uso