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• Juancho Rojas

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UNIDAD I

INTRODUCCIÓN A LOS INVENTARIOS FORESTALES

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de:

1. Definir qué es un inventario forestal.

2. Describir qué información básica se recolecta en un inventario forestal.

3. Conocer las clasificaciones sobre inventarios forestales.

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1.1 DEFINICIONES DE INVENTARIOS FORESTALES El termino inventariar significa cuantificar el recurso forestal desde los puntos de vista cualitativos y cuantitativos. Por lo que un inventario forestal es la operación tendiente a obtener datos relativos a los diversos parámetros del bosque y las manifestaciones del crecimiento, de acuerdo con la calidad de estación. (Padilla, 1987) El inventario forestal tiene como objetivo conocer la magnitud del recurso forestal, su superficie, su distribución, composición y existencias maderables. También, es la cuantificación y calificación de las especies forestales arbóreas y sus características ecológico– silvícolas. (Raymond, 1991) Un inventario forestal es el método usado para medir y registrar los datos del bosque, procesar estos datos de campo para obtener así información de la cantidad y calidad de los árboles y características del área boscosa, con un grado de detalle y precisión de acuerdo al objetivo previsto y la exactitud requerida. (Ferreira, 2005).

1.2 INFORMACIÓN BÁSICA QUE RECOLECTAN LOS INVENTARIOS FORESTALES Un inventario forestal es un procedimiento útil para obtener información necesaria para la toma de decisiones sobre el manejo y aprovechamiento forestal. En el manejo de bosques naturales y plantaciones, un administrador forestal normalmente debe tener a mano información confiable que le permita manejar su bosque, para que este produzca en forma sostenible la máxima cantidad de productos, de la mejor calidad, en el menor tiempo y al costo mas bajo posible. Todo inventario de recursos forestales debe recabar cinco tipos de información: área de bosques, localización y distribución por tipos de bosque, cantidad de recursos existentes, calidad de los recursos y cómo cambian éstos en el tiempo. Estos aspectos se discuten a continuación.

1.2.1 ÁREAS DE BOSQUE En el manejo forestal, hay dos momentos durante los cuales es importante medir y calcular las áreas de bosque.

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El primer momento es antes de empezar la planificación del manejo y el inventario en general. En ese momento, hay que conocer la extensión y las características principales de los recursos con los que se va a trabajar. El proceso de planificación difiere para bosques extensos, con varios tipos de vegetación, cada uno de tamaño diferente, y para bosques pequeños básicamente con un solo tipo de vegetación. El segundo momento para medir y calcular áreas de bosque es antes de la planificación del aprovechamiento, cuando ya se ha decidido cuánto y dónde se va a aprovechar cada año. En ese momento, hay que medir y marcar el área de corta anual como unidad productiva y administrativa. El área y forma del bosque se presentan en un mapa general, a una escala conveniente. En el mapa se incluyen los perímetros del bosque con indicación de los puntos de referencia (esquineros, cruces, árboles límites), las características naturales del bosque (ríos, mesetas, planicies, vertientes), carreteras, caminos, construcciones, entre otros. Asimismo, al mapa se le debe añadir los nombres de los propietarios vecinos. Se recomienda un error inferior al 1/100 ó 1% en la determinación de los perímetros. (Catie, 2002; Fundap, 1993)

1.2.2 LOCALIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE TIPOS DE BOSQUE Para la planificación de un inventario forestal, además de conocer la extensión del área de bosque se debe clasificar esa área según los tipos de bosque presentes. Con este fin se acostumbra dividir el área en rodales del bosque. Un rodal se define como la unidad mínima geográficamente continua de bosque, que tiene características homogéneas en cuanto a tipo de bosque, especie dominante, densidad, clase de edad, clase de altura, clase de pendiente y calidad de sitio. El término rodal es aplicado en plantaciones y estratos en bosques naturales. La rodalización es un trabajo de gran importancia que sirve de base al manejo para determinar de manera exacta y detallada los recursos del bosque, facilitar la localización y la organización de las cortas. Cualquier trabajo de manejo se refiere al área de los rodales. Se recomienda un error inferior al 1/10 ó 10% en la medición de las divisiones del bosque. (Fundap, 1993)

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1.2.3 VOLUMEN MADERABLE La medición del volumen es obviamente el resultado más importante del inventario, sin embargo, es la variable dasométrica que esta sujeta a mayores errores de medición. Por esta razón el inventario debe ser ejecutado cuidadosamente. Los resultados de volumen sirven para decidir sobre el orden cronológico de áreas de aprovechamiento anual y para dar una idea del volumen aprovechable en el presente. El volumen se puede calcular con la ayuda de tablas de volumen o empleando factores de forma, necesitando en ambos casos la determinación del diámetro y la altura de los árboles inventariados. (Catie, 2002; Fundap, 1993)

1.2.4 CALIDAD DEL VOLUMEN MADERABLE Los inventarios forestales deben medir la calidad de los fustes, es decir, la calidad de madera que existe en el bosque. La calidad de los fustes se mide solamente en los árboles tipo o en todos los árboles medidos, según las características de la vegetación que se este muestreando. Esta información se utiliza para determinar la estrategia de intervención en las operaciones silviculturales a aplicar, especialmente en los raleos. (Fundap, 1993)

1.2.5 DINÁMICA DE CRECIMIENTO El conocimiento de la dinámica de crecimiento ayudará a determinar el ciclo de corta del rodal y a sugerir la manera de controlar su evolución en el transcurso del tiempo. La dinámica de crecimiento de los árboles y del bosque se puede obtener analizando los datos de parcelas permanentes de medición (PPM), análisis fustales y a través de tarugos de incremento. Asimismo, en tablas de crecimiento previamente elaboradas. (Fundap, 1993)

1.3 CRITERIOS PARA CLASIFICAR LOS INVENTARIOS FORESTALES Dentro del concepto clásico se han definido varios tipos de inventarios clasificados según el método estadístico y según su objetivo. Esta clasificación se presenta a continuación.

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1.3.1 SEGÚN EL MÉTODO ESTADÍSTICO La clasificación de inventarios por método estadístico puede resumirse en el siguiente esquema:

Es decir, el tipo de inventario elegido debe considerar la medición total o una muestra con distribución al azar o sistemática. También, de acuerdo con las características del recurso, se debe considerar o no la división en estratos. (Catie, 2002)

1.3.2 SEGÚN EL OBJETIVO El inventario forestal debe ser definido bajo un objetivo, indicador del nivel de detalle, es decir el grado de precisión que debe tener el muestreo y la cantidad de información requerida. La clasificación de inventarios según objetivo considera los siguientes tipos:

a. Evaluación del potencial maderero

Consiste en la evaluación rápida del bosque, con el fin de conocer la disponibilidad volumétrica actual, puede ser sobre el volumen total de todas las especies o sobre determinadas especies de acuerdo a su uso.

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b. Evaluación para un plan de aprovechamiento

Además de conocer la potencialidad volumétrica, este tipo de inventario exige el conocimiento de las características del área con fines de extracción.

c. Evaluación para un plan de manejo

Este inventario requiere distribuir la volumetría por clase diamétrica y la capacidad de regeneración del bosque.

d. Evaluación de la dinámica del bosque

El propósito principal de este inventario es evaluar los procesos dinámicos que ocurren en el bosque; es decir, el crecimiento, mortalidad y reclutamiento de nuevos árboles a partir de un diámetro establecido.

1.3.3 CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL GRADO DE PRECISIÓN Malleux establece que la precisión de un inventario se indica a través del error de muestreo expresado como un porcentaje del volumen medio por hectárea. Usando el error de muestreo a un nivel de confianza de 95% (es el nivel más usado), como índice de grado de precisión. Los inventarios se pueden clasificar de la siguiente manera: a. Inventario de reconocimiento.

Consiste en una evaluación rápida del potencial forestal de una determinada superficie, con el fin de clasificarla “a priori” apta o no apta a una actividad económica. En el que, el error de muestreo no es necesario.

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Su ejecución se basa en el juzgamiento rápido del área, mediante un reconocimiento aéreo o un simple sondeo por la misma. Donde la experiencia profesional juega un papel muy importante. b. Inventario exploratorio.

Estos inventarios tienen como objetivo recolectar información básica para la evaluación y monitoreo de bosques a gran escala y de interés gubernamental principalmente, o bien para estudios de factibilidad de empresas forestales. Estos inventarios son de baja a mediana intensidad de muestreo (0.1% a 2% del área).

Tanto en el caso de bosques naturales como de plantaciones forestales, la información por recolectar se centra en el área de bosques, su localización y distribución por tipos y la cantidad y calidad de productos que contiene. (Catie, 2002).

El error de muestreo es entre 15-20%.

c. Inventario semi - detallado. Este tipo de inventario permite tener más información y de mayor confiabilidad, como para garantizar la instalación de un complejo industrial, Se ajusta a estudios de pre-factibilidad, siendo el error de muestreo aceptable no mayor al 15%. (CATIE, 1994)

d. Inventario detallado.

Es el de mayor nivel de confiabilidad y se ajusta a estudios de factibilidad. Este inventario no debe tener un error de muestreo mayor al 10%. (CATIE, 1994)

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UNIDAD II

ESTADÍSTICA BÁSICA PARA INVENTARIOS FORESTALES

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de:

1. Conocer los términos estadísticos que tienen relación con los inventarios forestales.

2. Aplicar un análisis de varianza a los datos provenientes de un inventario forestal.

3. Diferenciar los estadísticos y los parámetros que se obtienen de un inventario forestal.

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1.4 CONCEPTOS ESTADÍSTICOS

1.4.1 ESTADISTICA La estadística es una rama de la matemática que proporciona un conjunto de métodos y procedimientos que permiten reunir, organizar y analizar datos numéricos en forma adecuada para la toma de decisiones. La estadística puede dividirse de la manera siguiente: a) Estadística descriptiva. Su finalidad es procesar la información para que pueda ser interpretada fácil y rápidamente. Incluye la presentación de datos en gráficos y cuadros, así como el cálculo de resúmenes numéricos, tales como frecuencias, promedios y porcentajes. b) Estadística inferencial. Esta estadística proporciona una metodología para tomar decisiones sobre una población, siguiendo un razonamiento derivado de la evidencia de datos numéricos observados en una muestra en esa misma población. (Padilla, 1987)

1.4.2 POBLACION Una población se define como el conjunto de individuos con características comunes, cuyo conocimiento es objeto de interés desde un punto de vista estadístico. Se puede distinguir entre población de individuos y población de observaciones. Una población de individuos esta formada por todo el conjunto de individuos que poseen una característica previamente establecida; a partir de esta población de individuos se pueden generar una o varias poblaciones de observaciones que es el conjunto de todos los valores que puede tomar una variable de interés sobre la población de individuos.

1.4.3 MUESTRA La muestra es una parte o subconjunto de la población, la cual normalmente se escoge con el fin de recoger datos para generar información acerca de la población. La muestra debe ser representativa de la población para la cual deseamos generar información. Para obtener una muestra representativa de una población debemos estar seguros de que todos los elementos de la población posean igual probabilidad de ser seleccionados como parte de la muestra. (Catie, 2002)

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2.1.4.

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UNIDAD DE MUESTREO

Se define como la unidad más simple elegida para componer o medir una muestra, puede ser un individuo, un número dado de individuos, una unidad de superficie, etc. Es la unidad de muestra empleada para inferir las características de una población. (Padilla, 1987)

2.1.5.

MUESTREO

El muestreo es un procedimiento por medio del cual se seleccionan, miden o registran las características previamente determinadas, de la muestra de una población, con el objetivo de conocer esa población a través del estudio de tales muestras. (Padilla, 1987)

2.1.6.

VARIABLE

Característica o atributo que distingue o identifica a un objeto, individuo o unidad de muestreo. Se distinguen las siguientes variables. 

Variable cualitativa: es aquella en que no es posible hacer una medición numérica para describir el atributo, es decir, estas variables describen cualidades. Por ejemplo, color de follaje, forma de hojas, apariencia de un fruto, etc.



Variable cuantitativa: es aquella en que las observaciones son numéricas y son el resultado de una medición o un contero. Por ejemplo, la altura de un árbol, el peso de madera aserrada, la edad de una plantación, etc.



Variable continua: es aquella en la cual pueden ocurrir todos los valores posibles, existentes dentro de una amplitud de variación dada. Por ejemplo, entre dos posibles valores de biomasa (300 y 3001 kg), existe un número alto de posibles observaciones (300.001, 300.002, 300.003 ….. 300.999 kg).



Variable discreta: es aquella en la cual no ocurren todos los valores posibles que contiene una amplitud de variación dada. Es común encontrar variables discretas dentro del conjunto de los números enteros, ya que se generan a partir de conteos. Por ejemplo, el número de plantas por parcela, el número de insectos capturados en una trampa, el número de frutos de un árbol, etc. (Catie, 2002; Padilla, 1987)

II unidad

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2.1.7.

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ESTADISTICO

Un estadístico es un número que resume información contenida en una muestra. Los estadísticos no son valores fijos, sino que varían de muestra en muestra de una misma población, y por lo tanto solo pueden ser utilizados para generar inferencias inciertas acerca del verdadero valor del parámetro poblacional. (Catie, 2002) 2.1.8.

PARÁMETRO

Un parámetro es una cantidad numérica que define a una población con respecto a alguna característica. Aun en poblaciones finitas el parámetro rara vez llega a conocerse, por lo que comúnmente se estima a partir de muestras. (Padilla, 1987) 2.2.

ANÁLISIS DE DATOS

Los datos obtenidos con la evaluación y medición de todas las unidades de muestreo en la población (censo), o con la evaluación de una parte de las unidades de muestreo en la población (muestreo), se deben analizar para generar información utilizable. Comúnmente se utilizan técnicas estadísticas para analizar estos datos, y en inventarios forestales, las más utilizadas son las siguientes.

2.2.1.

DISTRIBUCION DE FRECUENCIAS

Una de las formas más sencillas de generar información a partir de datos de un gran número de observaciones de una variable es por medio de cuadros de distribución de frecuencias. Las distribuciones de frecuencias permiten observar tendencias o rasgos sobresalientes de las observaciones. Un cuadro de distribución de frecuencias es una agrupación de datos en clases exclusivas y exhaustivas. Para cada clase se registra el número de observaciones que pertenece a esa clase o categoría. Las clases deben ser exclusivas para que cada observación sea asignada a una única clase o grupo, y exhaustivas, para que todas las observaciones sean asignadas a alguna clase. Una vez que los datos están agrupados es posible observar las tendencias de las observaciones, tales como valores más frecuentes, dispersión de los valores, etc. Los valores del cuadro de distribución de frecuencias se pueden utilizar para construir histogramas o polígonos de frecuencia. (Catie, 2002)

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2.2.2.

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VALORES ESTADÍSTICOS DE MUESTREOS SIN ESTRATIFICAR

Son valores calculados que representan cierta característica, y que se llaman parámetros cuando se calculan de una población de observaciones, y estadísticos, cuando se calculan de una muestra. Los estadísticos más utilizados para inventarios sin estratificar con muestreo aleatorio y sistemático son los siguientes. _ A. MEDIA ARITMÉTICA (X) Es el índice de tendencia central más usado para describir una característica de la población; en una muestra proveniente de un inventario forestal se estima así: X

(X )

(2-1)

n

Donde: X = Volumen por parcela (m³/ha) n = Número de parcelas levantadas B. DESVIACIÓN ESTÁNDAR (S) Es el índice de dispersión más usado para medir la desviación de los valores individuales con respecto a la media. Un valor bajo indica que la población es homogénea, y un valor alto indica que la población es heterogénea. A partir de una muestra se puede estimar por:

S

( X )²  ( X ²)  n n 1

(2-2)

Donde: X² = Volumen por parcela al cuadrado

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C. COEFICIENTE DE VARIACIÓN (CV) Es un índice usado para medir la dispersión en términos relativos y equivale a expresar la desviación estándar como porcentaje de la media. El coeficiente de variación permite comparar la variabilidad de poblaciones que tienen diferentes medias, y se calcula así: S CV     100 X

(2-3)

D. ERROR ESTÁNDAR (Sx) Así como la desviación estándar mide el promedio de las desviaciones de las observaciones individuales con respecto a la media muestral, el error estándar mide el desvío de las medias muéstrales respecto de la media poblacional, y se calcula por la fórmula:

n  S   Sx   (2-4)    1   N  n  Donde: N = Área del bosque en has / Área de la parcela en has En la práctica, cuando n/N es igual o menor que 0.05, se puede considerar la población como infinita; también se puede considerar como población infinita un bosque con un área mayor de 400 hectáreas. Cuando la población es infinita, para el cálculo del error estándar se emplea la fórmula siguiente:

Sx 

S n

(2-5)

E. ERROR DE MUESTREO (Em) El error de muestreo es diferente para cada parámetro forestal (densidad, área basal y volumen) y también difiere de especie a especie. II unidad

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En general, el error de muestreo para una especie es mayor, para un grupo de especies se reduce el error y más todavía si se trata del total de especies. Se calcula por la expresión: Em  (Sx)  (t )

(2-6)

Donde: t = Valor t de Student (depende del nivel de confianza requerido y de los grados de libertad)

F. ERROR DE MUESTREO RELATIVO (Em%) El error de muestreo relativo es el error de muestreo expresado en porcentaje, y se calcula a través de la fórmula siguiente:  Em  Em%    100  X 

(2-7)

G. LIMITES DE CONFIANZA La media obtenida a partir de una muestra difiere de la verdadera media poblacional. La media poblacional está comprendida entre un límite inferior y un límite superior. Es decir, se puede estimar a través de las relaciones siguientes:

LCs  X  Em

(2-8)

LCi  X  Em

(2-9)

Donde: LCs = Límite de confianza superior LCi = Límite de confianza inferior

H. TAMAÑO DE LA MUESTRA

n

CV ²  t ² E²

(2-10)

Donde: II unidad

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n = número de parcelas a levantar CV = coeficiente de variación (%) t = valor t de Student (depende del nivel de confiabilidad requerido y de los grados de libertad) E = error de muestreo máximo requerido (generalmente se utiliza un 15%)

2.2.3. VALORES ESTADÍSTICOS DE MUESTREOS ESTRATIFICADOS Para realizar el análisis estadístico de un inventario forestal estratificado se utilizan las fórmulas siguientes:

A. MEDIA ESTRATIFICADA

Xe 

 ( Xj )  ( Nj )  Nj

Nj 

(2-11)

Donde:

Xe = Volumen estratificado (m³/ha) Xj = promedio de volumen del estrato j (m³/ha) Nj = tamaño del estrato j, expresado en número de parcelas Aj = área del estrato j (has) Tp = área de la parcela (has)

B. DESVIACION ESTÁNDAR ESTRATIFICADA Se 

Pj 

 (Sj)  ( Pj )  100

(2-13)

Xe

Aj At

(2-14)

Donde: Se = desviación estándar estratificada (%) Sj = desviación estándar del estrato j (m³/ha) Pj = proporción de cada estrato At = área total del bosque (has) II unidad

Aj Tp

(2-12)

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C. ERROR ESTÁNDAR ESTRATIFICADO

Sxe 

 (Sj )  ( Pj ) ²   (Sj)²  ( Pj ) n

(2-15)

N

At Tp Donde: Sxe = error estándar estratificado (m³/ha) n = número total de parcelas levantadas N

(2-16)

D. TAMAÑO DE LA MUESTRA

t ²   ( Sj )²  ( Pj )

ne 

( Ea )² 

Ea  ( Xe) 

(2-17)

t ²   ( Sj )²  ( Pj )

 Nj

E 100

(2-18)

Donde: ne = número de parcelas a levantar en todo el bosque t = valor T de Student (depende del nivel de confianza requerido y de los grados de libertad) Ea = precisión o error en unidades del valor (m³/ha) E = error de muestreo máximo requerido, generalmente 10% ó 15% E. DISTRIBUCION DE PARCELAS POR ESTRATO

NPe1  ne  Pj NPe 2 

(2-19)

ne  ( Sj )  ( Pj )  (Sj)  ( Pj )

(2-20)

Donde: NPe1 = número de parcelas que le corresponden al estrato j (distribución proporcional al área) NPe2 = número de parcelas que le corresponden al estrato j (distribución según la variabilidad de los estratos). II unidad

UNIDAD III

MÉTODOS PARA LA ELABORACIÓN DE MAPAS GENERALES

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de:

1°. Conocer los elementos esenciales que debe contener un mapa general.

2°. Elaborar mapas generales empleando procedimientos fotogramétricos y cartográficos.

3°. Manejar los programas de Map maker Arcview y ArcGis para la elaboración de mapas generales.

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3.1.

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INTRODUCCIÓN

Un inventario forestal no se realiza sin un mapa del bosque a estudiar. Un mapa general debe contener cuatro elementos esenciales:    

Escala Indicador del norte Leyenda Datos generales

Por convención, los mapas se designan para que se lea el norte hacia arriba. La escala del mapa puede presentarse con números o mediante una escala grafica. La leyenda debe ser suficientemente clara y amplia para que cualquier persona pueda interpretar los símbolos que se dibujaron: tipos de bosque, veredas, caminos, ríos, etc. Existen varios procedimientos para elaborar mapas, tales como levantamiento del área con brújula y cinta, levantamiento con teodolito y estadía, levantamiento con unidades de GPS, utilizando sensores remotos como fotografías aéreas e imágenes de satélite. Estos procedimientos se describen a continuación.

3.2.

SENSORES REMOTOS

Dos ejemplos de sensores remotos son las cámaras que se utilizan para tomar las fotografías aéreas y las imágenes de satélite. Ambas técnicas permiten al profesional forestal clasificar los bosques según tipos, calcular sus respectivas áreas y elaborar mapas para facilitar la planificación y ejecución de inventarios forestales y planes de manejo forestal. A continuación, se discute brevemente sobre los aspectos más sobresalientes de los sensores remotos.

3.2.1.

FOTOGRAFÍAS AÉREAS

Las fotografías aéreas han sido utilizadas durante largo tiempo en los inventarios de recursos forestales. El uso de fotografías aéreas, no obstante, es preferible en áreas donde se necesita determinar tipos de bosque, o donde las fotografías ya existen y son relativamente recientes, o donde el bosque no ha estado sujeto a intervenciones humanas desde el momento en que se tomaron las fotos. También, donde los recursos para la interpretación son escasos, y el nivel de conocimiento de los bosques es bajo, la interpretación manual de fotos ofrece información de calidad aceptable para la planificación del inventario y el manejo.

III unidad

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En América Central, todavía se usan fotografías aéreas para la estratificación de los bosques y para la determinación del tamaño de áreas de cada tipo de bosque. El procedimiento para trabajar con fotografías aéreas puede resumirse en el siguiente:

1. Se arreglan las fotografías aéreas para tener visión estereoscópica. 2. Se fijan acetatos sobre las fotografías aéreas. 3. Mediante la observación detenida de las fotografías aéreas se van delineando sobre los acetatos los límites del bosque. La fijación de estos límites requiere de un conocimiento previo del área a trabajar, por lo tanto, la exactitud del mapa está en función del conocimiento que se tenga del sitio. 4. Habiendo delimitado el bosque, se procede a calcular el área del mismo, para lo cual se puede utilizar la técnica de la rejilla de puntos.

3.2.2.

IMÁGENES DE SATÉLITE

Para la planificación en gran escala, las fotografías aéreas han venido perdiendo terreno, a favor de las imágenes de satélite, ya que el costo de estas últimas se ha reducido notablemente. Así, el precio de las imágenes Landsat, pasó en el año 2001 de US$ 4000 por imagen a US$ 800 las imágenes georeferenciadas. Las fotografías aéreas, también han perdido terreno debido a que las imágenes de satélite son distribuidas en formato digital, lo cual facilita su almacenamiento, interpretación, calculo de áreas y producción de mapas de cobertura forestal. En el mercado existen programas de computación para mostrar, interpretar y editar imágenes de satélite, en Internet se pueden adquirir gratuitamente el Spring y Multispect; también se pueden adquirir programas de bajo costo como IDRISI, o programas sofisticados como el ERDAS. La clasificación de imágenes satelares generalmente llega a tipo de cobertura (bosque, pasto, agricultura, etc.); sin embargo, para la planificación de inventarios forestales, además se requiere conocer los tipos de bosque presentes. La resolución de las imágenes Landsat no es suficiente para este fin, y las imágenes SPOT aún son relativamente caras. Por esta razón, en América Central se ha utilizado una combinación de datos de campo (con GPS), mapas temáticos existentes e imágenes de satélite para la clasificación de bosques a escala de paisaje.

III unidad

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3.3.

20

MEDICIÓN Y CÁLCULO DE ÁREAS EN HOJAS CARTOGRÁFICAS

Las hojas cartográficas se pueden emplear para delimitar áreas de bosque. La precisión de este método depende básicamente de la habilidad que se tenga para interpretar y manejar las hojas cartográficas, y generalmente, se utiliza en la delimitación de áreas extensas cuando no existen los recursos para una delimitación más precisa. Utilizando hojas cartográficas, la delimitación de áreas boscosas puede realizarse a través del procedimiento siguiente:  Colocarse en el terreno en un lugar donde se puedan observar los límites del bosque, para lo cual se recomienda buscar “PARTES ALTAS”.  Ubicar en la hoja cartográfica el lugar donde se está haciendo la observación.  Luego de haberse ubicado en la hoja cartográfica, se empieza a observar las características del terreno donde pasan los límites del bosque (lomo de colina, ladera alta, ladera media, pie de monte, valle, depresión, etc.), esta información se busca en la hoja cartográfica y se van trazando los límites del bosque en ésta. Para hacer la delimitación más precisa, frecuentemente es necesario trasladarse a varios puntos para poder observar todos los límites del bosque.  Teniendo delimitado el bosque en la hoja cartográfica, se procede a calcular el área del mismo, para lo cual se puede utilizar la técnica de la rejilla de puntos.

3.4.

GEOPOSICIONADORES

La delimitación de áreas forestales con GPS (sistema de posicionamiento global) es uno de los métodos más modernos que se utilizan en la planificación de inventarios forestales. La exactitud del método depende básicamente de la precisión del GPS, existiendo aparatos con distintas precisiones, y por lo general los más precisos son los más caros. Este método tiene la desventaja de que en áreas pequeñas (menores a 2 hectáreas) si el GPS no es muy preciso, el error del levantamiento puede ser bastante alto. El levantamiento de datos con este aparato es muy fácil y se puede resumir en los aspectos siguientes:

III unidad

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 Se efectúan caminamientos por los límites del bosque, y con el Geoposicionador (GPS) se registran las coordenadas de estos límites. El registro de los datos se puede hacer directamente en la memoria del GPS o utilizando una boleta de registro.  Los datos del GPS se pueden vaciar en un computador utilizando programas como el MapSource.  La información del GPS se puede procesar en programas como ArcView, MapMaker y Autocad, en los cuales se elabora el mapa en forma rápida y confiable.

3.5.

LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS

Para inventarios forestales de áreas pequeñas (menores de 50 hectáreas), es común emplear los levantamientos topográficos con brújula para la delimitación del bosque. Esta técnica es sencilla y da resultados bastante precisos cuando se tiene la habilidad para manejar brújula. Los levantamientos topográficos con teodolito en bosques son raros, debido a su alto costo.

En un levantamiento topográfico con brújula se miden básicamente acimuts, pendientes y distancias, utilizando los instrumentos siguientes: brújula, clinómetro, cinta métrica de 50 metros y un formulario en donde se apuntan las mediciones y las observaciones. El levantamiento topográfico puede hacerse con cinco personas: el anotador de datos, el medidor de ángulos y pendientes, el jalador de cinta, el chapeador y el guía. Aunque el chapeador y el guía abren el camino, es a veces necesario tener uno o dos chapeadores más. El método de levantamiento topográfico que más se utiliza es el del POLÍGONO CERRADO, el cual consiste en empezar la medición desde un punto cualquiera, luego se van midiendo todos los límites del bosque hasta terminar en el punto de inicio. El caminamiento del perímetro del bosque debe hacerse con una persona que conozca bien sus límites, empezando por cualquier punto, aunque es preferible empezar desde un punto identificado con certeza sobre las hojas cartográficas, lo que permitirá después georeferenciar el bosque. Otra forma de georeferenciar el área consiste en tomar con GPS la coordenada del punto de inicio del levantamiento, la cual se utilizará para la georeferenciación del bosque. Habiendo recolectado los datos, el paso siguiente es la elaboración del mapa y el cálculo del área y el perímetro, lo cual puede hacerse a través de programas como MapMaker y Autocad. III unidad

UNIDAD IV

PLANIFICACIÓN DE INVENTARIOS FORESTALES OBJETIVOS DE LA UNIDAD Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de: 1°. Emplear criterios técnicos para determinar la forma y el tamaño más “adecuado” de las unidades de muestreo en un inventario forestal. 2°. Aplicar métodos estadísticos para determinar el tamaño de la muestra en los inventarios forestales. 3°. Emplear criterios técnicos para determinar el método de muestreo más “adecuado” según las características del bosque a inventariar. 4°. Planificar un inventario forestal tomando en consideración las características del área a inventariar.

Manual de Inventarios Forestales

4.1.

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DEFINICIÓN DE OBJETIVOS

Un inventario forestal debe tener objetivos específicos, que indiquen en forma clara el tipo, cantidad y calidad de la información a tomar. La fijación de objetivos debe hacerse en conjunto con la persona interesada. La fijación de objetivos debe determinar qué información de los árboles y del terreno se requiere y con qué grado de detalle y precisión. Si los objetivos del inventario no están bien claros, lo más probable es que al final la información obtenida sea mala debido ya sea a la ausencia o insuficiente descripción de algunas características de los árboles (o del terreno) o bien falta de precisión del muestreo. La solución no es tomar toda la información del bosque que es posible imaginar y con un alto nivel de precisión para cubrir cualquier solicitud de información, debido a que la toma de datos y el procesamiento de ellos es muy caro. La solución y lo que debe hacerse es determinar con anticipación en forma bien clara y precisa los objetivos del inventario. (Ferreira, 1994)

4.2.

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN BASE

Antes de iniciar un inventario forestal es necesario recopilar cierta información base, la cual permitirá hacer una mejor planificación del inventario. Entre los datos más importantes que se deben obtener se encuentran los siguientes:         

Tiempo y fondos disponibles para el inventario Apoyo logístico y organizaciones que participan en el inventario Accesibilidad, vías de comunicación y servicios existentes Inventarios previos, informes y mapas existentes (de suelos, vegetación, etc.) Lista de especies de árboles esperadas (comerciales, no comerciales, protegidas, etc.) Hojas cartográficas, fotografías aéreas o imágenes de satélite Estado legal de la propiedad Área total y colindancias Topografía general. (Catie, 2002)

IV unidad

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4.3.

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DEFINICIÓN DEL MARCO DE MUESTREO

No existe una receta fija para diseñar un inventario forestal. El diseño final depende del tipo de bosque, la información requerida, tiempo y fondos disponibles, entre otros. El tiempo y los fondos disponibles son los factores principales que afectan el diseño de un inventario. El mejor diseño de inventario es aquel que reporta resultados más precisos a un costo más bajo. En los inventarios forestales la unidad de muestreo es la parcela. Es muy importante definir su tamaño, forma y número, puesto que tienen mucha influencia sobre la calidad de los resultados y los costos del inventario. Estos aspectos se discuten a continuación.

4.3.1.

TAMAÑO DE LAS UNIDADES DE MUESTREO

La unidad de muestreo tradicional usada en los inventarios forestales, es la parcela que es una superficie fija de tamaño pequeño, de forma circular, cuadrada o rectangular. En general, para bosques jóvenes y densos, es más conveniente usar parcelas pequeñas; y para bosques más viejos y ralos, se utilizan parcelas grandes. Para elegir el tamaño de la parcela hay que considerar dos factores:  La representatividad  El tiempo de medición La representatividad se refiere a que la variación del bosque éste representada en la parcela (en las parcelas más grandes, la variabilidad es menor que en parcelas pequeñas). La guía principal para elegir el tamaño de la parcela es que ésta sea tan grande para incluir un número representativo de árboles, pero que sea lo suficientemente pequeña para que el tiempo de medición requerido no sea excesivo. Se recomienda como regla práctica, que el tamaño sea tal que incluya de 20 a 30 árboles medibles, que el árbol sea medible depende del diámetro mínimo fijado que puede ser 10, 15, 20 etc. (Ferreira, 2005) El CONAP recomienda para los bosques de Guatemala, los tamaños de parcelas siguientes:    

En bosques latifoliados cuya superficie es mayor a 10000 hectáreas, parcelas de 1 hectárea En bosques latifoliados cuya superficie es menor a 1000 hectáreas, parcelas de 2500 m2 En bosques de coníferas, parcelas de 500 m2 En bosques mixtos, parcelas de 1000 m2

Cualquiera que sea el tamaño de la unidad de muestreo escogida, este no debe variar en el mismo inventario. Hay que tener presente que los tamaños de las unidades de muestreo IV unidad

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siempre se refieren al plano horizontal, es decir, en terrenos inclinados hay que hacer la corrección de pendiente. (Catie, 2002; Ferreira, 1994)

4.3.2.

FORMA DE LAS UNIDADES DE MUESTREO

La consideración más importante para definir la forma de la parcela es el “efecto de borde”. Es más conveniente seleccionar formas con menor relación perímetro/superficie. La forma que mejor llena esta condición es la forma circular; con rectángulos largos y delgados o cuadrados muy pequeños el error de borde es considerable. A continuación, se presentan algunas consideraciones sobre las parcelas de uso más común en inventarios forestales.

a) PARCELA CIRCULAR La parcela circular se utiliza solamente en bosques con buena visibilidad, y no se recomienda en terrenos con pendiente fuerte. Una de las ventajas de esta parcela es que su trazo es fácil, ya que únicamente se necesita una cinta métrica. Para calcular el radio de la parcela se emplea la fórmula siguiente: _________________________ Radio (m) = Tamaño de la parcela en m2 / π

(4-1)

b) PARCELA CUADRADA La parcela cuadrada se emplea comúnmente en parcelas permanentes de medición (PPM), y en bosques con poca visibilidad. Para establecer la parcela cuadrada se necesita además de la cinta métrica, una brújula para medir los ángulos de 900 del cuadrado. Para calcular el lado de la parcela se utiliza la fórmula siguiente: _______________________ Lado de la parcela (m) = Tamaño de la parcela en m2

(4-2)

c) PARCELA RECTANGULAR Las parcelas rectangulares se recomiendan en bosques con poca visibilidad y en terrenos con pendiente fuerte. En áreas donde existan pendientes, se recomienda ubicar el lado más largo de IV unidad

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la parcela en forma paralela a la pendiente, esto con el objetivo de captar la mayor variabilidad posible (gradiente de crecimiento). Para establecer la parcela rectangular, se necesita una cinta métrica y una brújula para medir los ángulos del rectángulo. Los lados para parcelas rectangulares, podrían ser, por ejemplo:  Parcelas de 1000 m2 (25m x 40m)  Parcelas 800 m2 (25m x 32m)  Parcelas de 600 m² (20m x 30m)  Parcelas de 500 m2 (20m x 25m)  Parcelas de 300 m2 (15m x 20m). (Ferreira, 1994; Matteucci et al., 1982)

4.3.3.

TAMAÑO DE LA MUESTRA

Una vez determinado el tamaño de la parcela, la etapa siguiente es determinar el tamaño de la muestra, es decir, el número de parcelas a medir en el terreno. El tamaño de la muestra se refiere al área total por inventariar, expresado en número de parcelas de un tamaño definido. Para determinar el tamaño de la muestra, existen dos modalidades: método de la intensidad de muestreo y método del error de muestreo. Estos métodos se discuten a continuación:

a) MÉTODO DE LA INTENSIDAD DE MUESTREO En este método el tamaño de la muestra se estima aplicando un porcentaje de intensidad del área total, para lo cual se requiere bastante experiencia y habilidad para fijar el porcentaje; el método no deja de ser subjetivo y arbitrario. Por ejemplo, para un área grande o cuando no se requiere una exactitud alta, se puede fijar una intensidad del 2% al 5%. Para calcular el número de parcelas se utilizan las fórmulas siguientes:

Np 

Am Tp

(4-3)

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Am 

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Im  At 100

(4-4)

Donde: Np = número de parcelas a levantar Am = área muestreada (has) Tp = tamaño de la parcela (has) Im = intensidad de muestreo (%) At = área total del bosque (has) La experiencia en Petén (Guatemala), señala que en este tipo de bosques es más práctico inventariar con base en intensidades de muestreo, ya que permite simplificar el proceso de diseño y planificación del inventario forestal. Las intensidades propuestas están basadas en el mínimo necesario para alcanzar un error del 15%, respecto del volumen comercial para todas las especies en conjunto. En todo caso, después de realizar el inventario este debe incluir el error obtenido cualquiera que sea su valor. Si existiera un caso en que este sea mayor al 15% este debe ser aceptado.

A continuación, se presenta una propuesta de intensidades mínimas de muestreo aplicable a los bosques peteneros de la Reserva de la Biosfera Maya. Tabla 1. Intensidades de muestreo aplicable en bosques peteneros

Superficie a inventariar (has)

Intensidad mínima de muestreo (%)

Número de parcelas a levantar (de 1 hectárea cada una)

5,000 10,000 15,000 20,000 30,000 40,000 50,000 100,000

0.80 0.50 0.40 0.35 0.27 0.23 0.20 0.15

40 50 60 70 80 90 100 150

Fuente: Carrera, 1996. En el Altiplano Occidental de Guatemala, cuando no se hace un pre-muestreo, se recomienda referirse al cuadro siguiente para determinar la intensidad de muestreo a aplicar en función del área y tipo de bosque, y del error máximo de muestreo permitido.

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Tabla 2. Intensidad de muestreo recomendable en el altiplano Occidental de Guatemala

Intensidad de muestreo (%) Superficie a inventariar (has)

Bosques de coníferas

Bosques mixtos y latifoliados

15% de error de muestreo

20% de error de muestreo

15% de error de muestreo

20% de error de muestreo

20.4 10.2 6.8 5.1 3.4 2.5 2.0 1.0

12.5 6.2 4.2 3.1 2.1 1.6 1.2 0.6

30.3 15.2 10.1 7.6 5.1 3.8 3.0 1.5

18.1 9.0 6.0 4.5 3.0 2.3 1.8 0.9

5 10 15 20 30 40 50 100

Fuente: Fundap, 1993. El CONAP recomienda que para bosques de coníferas el error de muestreo permitido no debe ser mayor del 15%; mientras que para bosques mixtos se considera un máximo de error de muestreo permisible del 20%.

Ejemplo 4.1. En un área boscosa de 500 hectáreas se decidió realizar un inventario forestal con una intensidad de muestreo del 2%. Si las unidades de muestreo serán parcelas circulares de 1000 m2 cada una, ¿qué número de parcelas se deben evaluar en el campo? Utilizando la fórmula 4-4, el área a muestrear es igual a:

Am 

2  500has 100

Am = 10 has Finalmente, utilizando la fórmula 4-3, el número de parcelas a levantar es igual a:

Np 

10has 0.10has

Np = 100 parcelas (con una intensidad de muestreo del 2%)

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b) MÉTODO DEL ERROR DE MUESTREO Este método consiste en determinar el número de parcelas de muestreo tomando como base la variabilidad del bosque, y para medir esta variabilidad se usa el coeficiente de variación. En base solamente a la variabilidad de la población, un bosque heterogéneo necesita mayor número de parcelas que un bosque homogéneo, para obtener la misma precisión en el muestreo. Para calcular el número de parcelas en un muestreo simple se utiliza la fórmula 2-10, es decir:

n

CV ²  t ² E²

(4-5)

Donde: n = número de parcelas a levantar CV = coeficiente de variación (%) t = valor t de Student (depende del nivel de confiabilidad requerido y de los grados de libertad) E = error de muestreo máximo requerido (generalmente se utiliza un 15%) De la fórmula anterior, se deduce que el tamaño de la muestra está en función de la variabilidad del bosque (CV) y de la precisión requerida (E), y no del tamaño de la superficie del bosque a inventariar. El problema normalmente es que de antemano no se conoce el valor del coeficiente de variación. Este valor depende de la homogeneidad del bosque y del tamaño de las parcelas. En general, el coeficiente de variación del volumen, puede ir desde 35% para bosques homogéneos hasta 250% para bosques muy heterogéneos. En el Altiplano Occidental de Guatemala, el coeficiente de variación del volumen varía en general entre 22 y 32% en el caso de bosques de coníferas y entre 26 y 46% en el caso de bosques mixtos y latifoliados. La estimación del coeficiente de variación puede hacerse mediante un pre-muestreo (muestreo piloto) o por información de otros inventarios cercanos al área. Realizar un pre-muestreo tiene algunos inconvenientes de orden práctico. Entre los principales inconvenientes se reconocen los siguientes: 1°. Regresar al bosque en dos ocasiones para recolectar información, tiene repercusión en los costos del inventario.

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2°. Se necesitan por lo menos diez parcelas por estrato para tener un coeficiente de variación confiable. Utilizar un menor número de muestras puede llevarnos a serios errores de estimación. 3°. Si bien se argumenta que se puede hacer el muestreo piloto y después complementar el número de parcelas faltantes, esto no permite hacer una buena distribución sistemática de las parcelas. (Carrera, 1996; Ferreira, 1994)

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Ejemplo 4.2. En un bosque de 152 hectáreas se hizo un pre-muestreo con 10 parcelas de 500 m2 cada una, obteniendo un coeficiente de variación de 33.7%. Si el error de muestreo debe ser inferior al 15%, con un nivel de confiabilidad del 95%, determinar ¿qué número de parcelas se deben evaluar en el campo para obtener la precisión requerida? Utilizando la fórmula 4-5, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(33.7)²  (2.262)² (15)²

n = 25.8  26 parcelas

Como el valor “t de Student” varía de acuerdo al número de parcelas, y el cálculo anterior se basó en 10 parcelas, se debe calcular nuevamente el valor de “n” usando ahora un valor de “t de Student” para 26 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(33.7)²  (2.060)² (15)²

n = 21.4  21 parcelas

Se repite el cálculo ahora con un valor “t de Student” para 21 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(33.7)²  (2.086)² (15)²

n = 22.0  22 parcelas

Ahora empleamos un valor “t de Student” para 22 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(33.7)²  (2.080)² (15)²

n = 21.8  22 parcelas

Hasta aquí termina el cálculo, debido a que ya se dio la estabilización de “n”. Por lo tanto, se concluye que para obtener la precisión requerida se deben establecer 22 parcelas; como ya se levantaron 10 parcelas en el pre-muestreo solamente nos hacen falta 12 parcelas.

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4.4.

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DEFINICIÓN DEL MÉTODO DE MUESTREO

Una vez determinado el número de parcelas a medir, el paso siguiente es distribuir la muestra de parcelas en el bosque. Las parcelas se pueden distribuir en forma aleatoria, en forma sistemática, en forma estratificada y por conglomerados. En este paso se requiere analizar las diferentes opciones de muestreo y definir cuál es la que permite minimizar los costos del inventario y maximizar la precisión de las estimaciones. Los costos de un inventario están determinados principalmente por los tiempos de desplazamiento en el campo y los tiempos efectivos de medición. En este sentido, se debe dar preferencia a diseños de muestreo con una buena distribución de la muestra, de tal forma que se reduzcan el tiempo de desplazamiento y el de ubicación de las unidades de muestreo en el campo, ya que estos son, en realidad, tiempos no efectivos.

4.4.1. MUESTREO ALEATORIO En este diseño las unidades muestrales son seleccionadas aleatoriamente, sin que la elección de una influya en las otras. El muestreo aleatorio es muy útil cuando el parámetro que se quiere estimar se manifiesta de manera homogénea en la población. El análisis estadístico del inventario forestal se realiza utilizando las fórmulas que se presentan en las páginas 10, 11 y 12 de este documento. Entre las desventajas de este diseño está la inseguridad para establecer la ubicación exacta de las muestras en el bosque, los altos costos por accesibilidad, genera poca representatividad de la muestra cuando se evalúan poblaciones heterogéneas, y el hecho de no proporcionar datos confiables acerca de la configuración y topografía del bosque. (Catie, 2002; Ferreira, 1994) El procedimiento para distribuir las parcelas en gabinete se resume así: a. b. c. d. e.

Elaborar mapa base Definir forma y tamaño de la parcela de muestreo Delimitar el área de cada unidad de muestreo (utilizando MapMaker o ArcView) Enumerar parcelas de muestreo (sólo parcelas completas) Seleccionar aleatoriamente las parcelas de muestreo (selección sin reemplazo)

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Ejemplo 4.3. En un bosque de coníferas se hizo un inventario forestal, distribuyendo al azar 10 parcelas en un área de 52.3 hectáreas. Las parcelas establecidas fueron de forma circular y de 1000 m². La distribución de las parcelas se observa en la figura. En la figura, nótese que cada cuadrito corresponde al área de una posible parcela. Se numeraron aquellas parcelas que entraban completamente en los límites del polígono, por lo tanto, sólo estas parcelas entraron al sorteo.

1.4.2 MUESTREO SISTEMÁTICO El muestreo sistemático es el más utilizado en inventarios forestales de bosques naturales tropicales, a pesar de que en teoría este tipo de muestreo no está basado en las leyes de la probabilidad, lo que no permite calcular con precisión el error de muestreo. Sin embargo, se pueden introducir procedimientos especiales que validan el cómputo del error de muestreo, por ejemplo, la selección al azar de la primera muestra, parcela o transecto. En la práctica casi todos los inventarios realizados con muestreo sistemático son analizados utilizando las fórmulas del muestreo al azar (ver páginas 10, 11 y 12). Entre las ventajas del muestreo sistemático están la ubicación fácil de las parcelas, el costo del trabajo de campo es menor en comparación del método aleatorio, existe una distribución regular de las parcelas sobre toda la población inventariada, y se tiene la posibilidad de dibujar las características del terreno. El modelo sistemático de uso más común es por líneas, que consiste en definir líneas de muestreo equidistantes sobre las cuales se ubican las parcelas también equidistantes. Si la separación entre líneas es igual a la separación entre parcelas se llama distribución cuadrada y si la separación entre líneas es diferente a la separación entre parcelas, la distribución es rectangular. Generalmente en la distribución rectangular la separación entre líneas es mayor que la separación entre parcelas sobre la línea. (Catie, 2002; Carrera, 1996; Ferreira, 1994)

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El espaciamiento entre líneas de muestreo y entre parcelas, se determina con las fórmulas: L

Tp BI

(4-6)

S

Tp I

(4-7)

Im 

Am At

(4-8)

Am 

Tp  Np 10000

(4-9)

Donde: L = distancia entre líneas de muestreo en una distribución rectangular (m) S = distancia entre líneas de muestreo y parcelas en una distribución cuadrada (m) Tp = tamaño de la parcela (m²) B = distancia entre parcelas en metros (valor que debe fijarse previamente, mínimo 50 m) I = intensidad de muestreo (fracción) Am = área a muestrear (has) Np = número de parcelas At = área total del bosque (hectáreas) El procedimiento para distribuir las parcelas en el mapa se resume así: a. b. c. d. e. f.

Elaborar mapa base Definir forma y tamaño de la parcela de muestreo Definir la orientación de las líneas de muestreo Determinar la separación entre líneas de muestreo y entre parcelas Elegir al azar la primera parcela (a partir de ésta todas serán ubicadas sistemáticamente) Dibujar en el mapa las líneas de muestreo y las parcelas

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Ejemplo 4.4. En un inventario forestal de un bosque de coníferas se distribuirán en forma sistemática 10 parcelas de 1000 m2 sobre un área de 52.3 hectáreas. Si la distancia entre parcelas es de 100 metros, ¿determinar el espaciamiento entre líneas de muestreo en una distribución rectangular? Utilizando la fórmula 4-9, el área a muestrear es igual a:

Am 

1000m²  10 10000

Am = 1.0 has Luego, utilizando la fórmula 4-8, la intensidad de muestreo es igual a: Im 

1.0has 52.3has

Im = 0.01912 Finalmente, utilizando la fórmula 4-6, el distanciamiento entre líneas de muestreo es igual a: L

1000m² 100m  0.01912

L = 523 m Es importante mencionar que la fórmula 4-6 proporciona un dato aproximado, el cual podemos modificar a conveniencia; sin embargo, en la medida de lo posible el valor final que decidamos utilizar debe acercarse al valor obtenido por la fórmula. En la figura se presenta la distribución de parcelas de nuestro ejemplo. Nótese que todas las parcelas están ubicadas a la misma distancia, es decir, a cada 100 metros. Asimismo, se decidió que la distancia entre líneas de muestreo sería de 500 metros. Es importante mencionar que entre más líneas de muestreo establezcamos, mayor cobertura del área tendremos; sin embargo, esto ocasiona mayores costos del inventario, ya que necesariamente se debe incrementar la distancia entre parcelas de muestreo.

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1.4.3 MUESTREO ESTRATIFICADO El muestreo estratificado consiste en dividir el bosque en subunidades más homogéneas denominadas “estratos” y efectuar un muestreo independiente en cada estrato. Un estrato corresponde a una superficie boscosa con una o varias características en común desde el punto de vista fisiográfico (bosque de montaña, de colina, de llanura, etc.), florístico (dominancia de ciertas especies) o estructural (alto, medio, bajo). La experiencia en América Central es que una estratificación que combine características florísticas con características del suelo (pendiente, drenaje, humedad y pH) resulta muy funcional. Es importante que los inventarios forestales detecten los diferentes estratos y que los resultados de las existencias volumétricas se expresen a nivel de estrato. No obstante, existen áreas boscosas en donde no se detectan diferencias que permitan la estratificación. Tampoco es práctico tener más de cinco estratos diferentes en un inventario forestal. Para aplicar el muestreo estratificado se requiere de un conocimiento del bosque a evaluar, referente a su variabilidad. La estratificación puede hacerse a priori o a posteriori, si se hace antes o después de la realización del inventario. La estratificación es eficiente si la variación dentro de los estratos es pequeña y entre los estratos es grande. Los diferentes estratos pueden ser de forma y de superficie variable, y se constituyen únicamente de unidades homogéneas en cuanto al criterio de estratificación elegido y no necesariamente geográficamente continuas. En cada estrato el muestreo puede ser aleatorio o sistemático, y se emplean los mismos procedimientos de estos muestreos para distribuir las parcelas en el mapa. El número de unidades de muestreo en cada estrato puede ser proporcional a la superficie o a la variabilidad del mismo. En el primer caso, la intensidad de muestreo es igual en cada estrato, y en el segundo, se trabaja con base en la variabilidad del bosque. Si la intensidad de muestreo no es igual para todos los estratos, la distancia entre líneas de muestreo y parcelas debe ser ajustada de acuerdo con la intensidad de muestreo en cada estrato. De preferencia, las líneas de muestreo deben tener la misma orientación, aunque existen casos en donde por la forma y topografía que tiene el bosque, es necesario darles diferente orientación a las líneas de muestreo.

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Entre las ventajas del muestreo estratificado están:

 Mejora la representatividad, debido a que agrupa a individuos o poblaciones similares.  Aplicable a grandes extensiones y a agrupaciones de trozos separados de bosque.  Permite evaluar las masas forestales tropicales con alto grado de variabilidad. Una desventaja de este método se da en poblaciones con gran variabilidad, donde los estratos muchas veces resultan muy pequeños en extensión, por lo que no se puede hacer un muestreo de pequeña intensidad dentro de cada estrato. (Catie, 2004; Ferreira, 1994; Godínez, 1998a)

Ejemplo 4.5. Se hizo un inventario forestal en un bosque de coníferas, en un área de 52.3 hectáreas. El método de muestreo utilizado fue el estratificado sistemático. Se utilizo la densidad del arbolado como criterio de estratificación. En el estrato ralo se ubicaron 9 parcelas en un área de 15.2 hectáreas, y distanciadas a cada 50 metros. En el estrato denso se ubicaron 8 parcelas sobre un área de 37.1 hectáreas, y distanciadas a cada 75 metros. En ambos estratos, las parcelas fueron de forma circular y de 1000 m2. Observe que, por la forma del bosque, la orientación de las líneas de muestreo no fue la misma.

1.4.4 MUESTREO POR CONGLOMERADOS Debido a las fracciones de muestreo tan bajas que se utilizan en inventarios forestales, la cantidad de tiempo requerida para movilizarse de una unidad de muestreo a otra es considerable, cuando es comparado contra el tiempo real de medición. Por esta razón, la medición de parcelas en conglomerados es mucho más eficiente, dado que se reducen los tiempos de traslados entre unidades de muestreo. El diseño por conglomerados es muy utilizado cuando no es posible o es demasiado costoso construir una lista o mapa con todas las posibles parcelas en el bosque. También, se emplea en

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bosques donde las condiciones del terreno dificultan el caminamiento para establecer las unidades de muestreo. En un muestreo por conglomerados, la población se divide en conglomerados o unidades primarias, cada conglomerado está dividido en unidades más pequeñas o unidades secundarias. En un muestreo por conglomerados en dos etapas, se toma una muestra de unidades primarias y, luego, dentro de cada unidad primaria seleccionada, se toma una submuestra de unidades secundarias. Los conglomerados pueden seleccionarse aleatoriamente, o pueden estar en una población estratificada. La ventaja de un muestreo por conglomerados es que las mediciones se concentran en los conglomerados o unidades primarias. Para obtener estimaciones del promedio y error estándar no sesgado, se deben seleccionar las unidades primarias aleatoriamente. Sin embargo, es común en los inventarios forestales que las unidades primarias se seleccionen aleatoriamente y que el muestreo de las unidades secundarias se haga sistemáticamente dentro del conglomerado. El muestreo en conglomerados más frecuentemente utilizado en estudios biológicos y forestales es el muestreo en dos etapas o muestreo bietápico. En este diseño de “M” conglomerados, se escogen aleatoria o sistemáticamente “m” conglomerados. Luego, en cada conglomerado seleccionado en la primera etapa, se escogen aleatoria o sistemáticamente “n” unidades secundarias de “N” existentes en el conglomerado, en donde la suma de las “N” es igual al número total de unidades secundarias en la población. (Catie, 2002) El procedimiento para distribuir las parcelas en el mapa se resume así: 1. Elaborar mapa base 2. Definir forma y tamaño de las unidades primarias de muestreo 3. Definir forma y tamaño de las unidades secundarias de muestreo 4. Elaborar mapa con unidades primarias de muestreo 5. Seleccionar aleatoria o sistemáticamente las unidades primarias de muestreo 6. Elaborar mapa con unidades secundarias de muestreo (sólo de las unidades primarias seleccionadas) 7. Seleccionar aleatoria o sistemáticamente las unidades secundarias de muestreo

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Ejemplo 4.6. Un bosque de coníferas de 52.3 hectáreas, fue dividido en 34 bloques o unidades primarias (M) de 1 hectárea cada una. Los bloques o unidades primarias, están conformados por 20 parcelas cuadradas (N) de 500 m2 cada una. Aleatoriamente, se seleccionaron 2 unidades primarias (m); y en cada unidad primaria, se seleccionaron aleatoriamente 5 unidades secundarias (n). En la figura se presenta la distribución de unidades primarias y secundarias. En la figura, nótese que únicamente se tomaron en cuenta las unidades primarias de muestreo que entraban completamente en los límites del polígono, por lo tanto, sólo estas unidades entraron al sorteo. Asimismo, se observa que las unidades secundarias tienen una distribución aleatoria en cada unidad primaria seleccionada.

1.4.5 MUESTREO CON RELASCOPIO Este método se conoce también como muestreo con parcelas de tamaño variable, realizado con la ayuda de un instrumento llamado relascópio. La unidad de muestreo es un punto desde donde y con un giro de 360 grados se cuentan todos los árboles que a la altura del DAP son iguales o mayores que al ángulo horizontal que determine el relascópio. El método fue inventado por el forestal Austriaco Dr. Walter Bitterlich en 1947, y permite estimar directamente el área basal por hectárea.

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a. Principios teóricos del Relascopio

En el muestreo con parcelas de tamaño variable, el radio de la parcela varía en función del diámetro del árbol. Cada árbol tiene su propia parcela, y el área de la parcela es directamente proporcional al área basal del diámetro del árbol.

En la condición del árbol límite, es decir a la máxima distancia para que sea muestreado, la razón del diámetro del árbol/radio de la parcela es una constante. En la parcela de tamaño fijo (1000 m2 por ejemplo) el área basal por hectárea se obtiene calculando el área basal de cada árbol y la suma de las áreas basales se multiplica, por el factor de conversión que es 10 y que resulta de dividir 10,000m2 (1 ha) entre 1000 m2 (tamaño de la parcela).En la parcela de tamaño variable el área basal por hectárea que representa cada árbol se llama factor del área basal (F.A.B.) y se obtiene multiplicando el área basal del árbol por la razón 10,000/área de la parcela o sea:

4.5.

DEFINICIÓN DE LAS VARIABLES A MEDIR

En esta etapa se deben identificar las variables a medir en campo para generar la información necesaria para cumplir con los objetivos del inventario forestal.

Básicamente se deben identificar las variables que se medirán en el terreno y las variables que se medirán en los árboles, lo cual dependerá del tipo de inventario a realizar (Catie, 2002). Lo relacionado a la medición de estas variables se discute en la unidad 5 de este documento.

4.6.

DISEÑO Y ELABORACIÓN DE FORMULARIOS DE CAMPO

Una vez que se han definido las variables a evaluar, se deben diseñar los formularios de campo para la recopilación de información.

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El registro de las mediciones del inventario se hace en formularios que deben estar preparados antes del inicio del trabajo de campo. La elaboración de los formularios debe considerarse como una de las fases de planificación, que ha de ser precedida por algunas decisiones fundamentales, especialmente lo relativo a la información que ha de contener el inventario.

El tipo de formulario depende de la información a obtenerse, la que estará definida por los objetivos del inventario. El formulario debe ser simple, pero con espacio suficiente para recoger toda la información que se necesita (es preferible un tamaño pequeño).

No existe un formulario u hoja de registro único para anotar las observaciones o mediciones que se toman en el campo. La forma de registrar la información cambia según si el bosque es de una especie ó de varias especies.

Para una sola especie es muy común registrar las

mediciones agrupándolas en clases diamétricas. Para varias especies, existen distintas formas de registrar la información.

Cuando el procesamiento de la información será electrónico, toda o la mayor parte de la información a registrar en la boleta deberá hacerse en forma de códigos numéricos o alfabéticos, para lo cual será necesario elaborar una clave de dichos códigos. (Ferreira, 1994)

4.7.

ELABORACIÓN DE MANUAL DE PROCEDIMIENTOS

Para facilitar la recopilación de información, es conveniente que antes de iniciar el trabajo de campo se tenga elaborado un manual de procedimientos que incluya por ejemplo:       

Descripción del diseño de muestreo Llenado de formularios de campo Medición de distancias Localización y delimitación de unidades de muestreo Medición de variables y utilización de instrumentos Identificación de especies y recolección de muestras Procedimiento general para procesar la información. (Catie, 2002)

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4.8.

42

ORGANIZACIÓN Y CAPACITACIÓN DEL EQUIPO DE TRABAJO

La toma de los datos de campo es una de las etapas más importantes de un inventario forestal, pues proporciona la información básica para hacer cálculos y sacar conclusiones. La calidad de la información es dependiente de la calidad del personal de campo. La capacitación y organización del personal de campo es una actividad que debe hacerse siempre antes de iniciar el trabajo de terreno, y es la única manera de asegurarse que el personal sabe lo que está haciendo, y si lo sabe aumenta la posibilidad de hacerlo bien. Cada equipo de trabajo como mínimo puede estar integrado por:  Un jefe de equipo, quien deberá ser un técnico forestal con experiencia en inventarios, y cuyas funciones son: registrar las mediciones, controlar directamente las mediciones (especialmente la altura), indicar al ayudante la dirección de la línea que da la brújula.  Un medidor, quien será el responsable de medir distancias, el DAP y altura de los árboles, contabilizar la regeneración natural, y otras mediciones.  Un ayudante, quien deberá conocer el bosque y cuyas funciones son: brechar, ayudar en el trazo de la parcela y en la medición de distancias. (Ferreira, 1990) En esta etapa, se deben definir los procedimientos para realizar una evaluación de la calidad del trabajo de campo. Esto deberá ser realizado por la persona responsable del inventario.

4.9.

PROBLEMAS COMUNES POR UNA PLANIFICACIÓN DEFICIENTE

En la planeación y ejecución del inventario forestal se encuentran algunos problemas comunes, por ejemplo: mapas, hojas cartográficas y fotografías aéreas desactualizadas; equipo en mal estado, o falta de equipo; logística inadecuada (campamento con deficiencias de alojamiento, alimentación y ubicación); salarios, garantías y trato inadecuado. Los problemas que podemos encontrar en un inventario forestal, dan lugar a dos tipos de errores: errores no muestrales (sesgos) y errores muestrales (aleatorios). La optimización de un inventario consiste en minimizar los errores no muestrales y maximizar la eficiencia muestral. Para ello, es necesario individualizar y cuantificar las fuentes de error y desarrollar los procedimientos adecuados para minimizarlos. Esto se discute a continuación.

IV unidad

Manual de Inventarios Forestales

43

A. ERRORES NO MUESTRALES Errores de diseño:  

Distribución subjetiva de las unidades de la muestra Muestra no representativa por localización o concentración de unidades

Los mapas y los sistemas de información geográfica (SIG) ayudan a diseñar muestras más representativas y a minimizar este tipo de errores. Errores operacionales:   

Localización viciada de las unidades de muestreo Delimitación imperfecta de las unidades de muestreo Errores de medición de los árboles

La minimización de este tipo de errores se logra mediante la capacitación del personal operativo y con un adecuado control de las operaciones. Errores originados por el modelo dendrométrico: Los modelos dendrométricos simples, como el requerido para estimar la densidad o altura media de un rodal, no generan errores de importancia. En cambio, los modelos desarrollados para estimar un variado número de productos rollizos de diferentes calidades, sanidades y dimensiones, basados en modelos fustales y simuladores de trozado, pueden producir estimaciones altamente sesgadas. Errores de procesamiento de datos:   

Errores de codificación y registro de datos Errores de transferencia de datos Errores de procesamiento y análisis

El chequeo de archivos electrónicos y el control de la consistencia de resultados del análisis disminuyen los errores de procedimiento. Errores en la determinación de la superficie:   

Cartografía defectuosa Límites inadecuados que provocan la exclusión de superficies Apreciación sesgada de la superficie de bosque IV unidad

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44

B. ERRORES MUESTRALES Errores de diseño: 

Elección de diseños muestrales no apropiados para el tipo de inventario forestal.

Errores originados en modelos de simulación del muestreo: Los modelos de simulación mal planteados, con deficiencias e información incorrecta generan errores de importancia.

IV unidad

UNIDAD V

EJECUCIÓN DE INVENTARIOS FORESTALES

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de:

1. Decidir en qué situaciones se debe cambiar la ubicación original de una parcela en un inventario forestal.

2. Recopilar los datos de identificación, del terreno, dendrométricos y silvícolas en un inventario forestal.

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5.1.

46

UBICACIÓN Y DELIMITACIÓN DE PARCELAS

Después de haber planificado todos los aspectos relacionados a la ejecución del inventario forestal, se procede a la toma de datos de campo, que constituye la segunda operación importante de un inventario forestal. En un inventario forestal las mediciones se inician con la ubicación y delimitación de la parcela.

A. UBICACIÓN La ubicación inicial del centro o vértice de la parcela se hace con la ayuda de instrumentos como la brújula, el clinómetro, la cinta métrica, el GPS, etc. El centro o vértice de la parcela se sitúa en el terreno en una ubicación previamente determinada en la planificación del inventario y nunca se desplazará, excepto cuando el perímetro de la parcela incluye o se limita a zonas forestales no productivas, como por ejemplo: -

Carreteras principales o secundarias Áreas agrícolas y residenciales Ríos principales Barrancos abruptos, etc.

Entre las condiciones que no influyen en el desplazamiento del centro o vértice de la parcela podemos mencionar los taludes, rondas corta fuego, pequeños claros de bosque, árboles tumbados por el viento, pequeños ríos, entre otros. Cuando el centro o vértice de la parcela se sitúa fuera de los limites del bosque se elimina la parcela en ese sitio, pudiéndola ubicar en otra parte del bosque. Es preferible no medir que registrar medidas falsas, imaginadas o imprecisas.

B. DELIMITACIÓN

El centro o vértice de la parcela deberá marcarse con una estaca “grande” y desde este punto se procede a trazar los límites de la parcela, de acuerdo a la forma y tamaño que se han definido previamente. (Fundap, 1993) En el trazo de la parcela se deben compensar aquellas distancias donde existan pendientes mayores de 5º. La compensación de distancias puede hacerse con la fórmula siguiente: V unidad

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DC 

DH Cos

47

(5-1)

Donde: DC = distancia compensada DH = distancia horizontal Cos α = coseno de los grados de pendiente del terreno 5.2.

RECOLECCIÓN DE DATOS DE IDENTIFICACIÓN

Los datos de identificación se anotan en una boleta de campo previamente elaborada. El olvido de uno de estos datos puede obligar a no tomar en cuenta la parcela en los cálculos, por lo que la anotación de la información debe hacerse con cuidado. Los datos de identificación pueden incluir los siguientes: - Estrato. Numero de identificación del estrato, dado por el plan de inventario. - Rodal. Numero de identificación del rodal, dado por el plan de inventario. - Parcela. Número de identificación de la parcela, dado por el plan de inventario. - Fecha. Deberá anotarse el día, mes y año de la medición; estos datos permitirán verificar si no hay mala numeración de las parcelas y saber también cuántos días tomó la fase de campo del inventario. - Inicio y final de las operaciones. Tiempo necesario entre la llegada del caminamiento al centro o vértice de la parcela y el final de las operaciones en la parcela (separar estos dos tiempos). Esta información servirá para evaluar el rendimiento de los equipos de trabajo. - Operadores. Se debe anotar el número de personas que tomaron los datos en la parcela, y principalmente el nombre del o las personas que anotaron la información en los formularios. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993)

5.3.

RECOLECCIÓN DE DATOS DEL TERRENO

La recopilación de información del terreno permitirá tener información auxiliar para planificar de mejor manera el manejo del bosque. Las variables que se recopilan del terreno pueden ser las siguientes. V unidad

Manual de Inventarios Forestales

48

- Pendiente. Se refiere al grado de inclinación de los terrenos expresado en grados o porcentaje. El conocimiento de la pendiente es indispensable para la delimitación de la parcela. Cuando la pendiente es uniforme, basta con una sola medición; en aquellos sitios donde hay diferentes pendientes, se aconseja tomar las medidas de pendiente necesarias y calcular un promedio. Los procesos para calcular la pendiente de un terreno se utilizan las formulas siguientes:

P(%) 

DV *100 DH

(5-2)

P(%)  tan( ) *100

(5-3)

P( grados)  tan 1  P% / 100

(5-4)

Donde: P(%)= pendiente en porcentaje DV= distancia vertical DH= distancia horizontal = ángulo en grados - Textura del suelo. En el terreno, se puede apreciar la textura del suelo por el tacto, con un poco de experiencia. Las arenas empiezan a raspar entre los dedos a partir de 0.1 mm. La arcilla se distingue del limo por amasamiento: un poco de tierra húmeda que se frota entre los dedos se desmorona cuando es limo, no cuando es arcilla. La textura se puede clasificar en los siguientes grupos: franco limoso, arcilloso, arenoarcilloso, arenoso, grava y rocoso. El conocimiento de la textura del suelo puede ser de suma utilidad para planificar las actividades de aprovechamiento del bosque. - Exposición. Es la dirección respecto al norte de la pendiente de la parcela. Se distinguen las exposiciones siguientes: terreno plano, norte, noreste, noroeste, sur, sureste, suroeste, este y oeste. Esta información puede ser útil en la comparación de crecimientos de acuerdo a las distintas exposiciones que existan en el bosque. - Altitud. Puede tomarse con un altímetro o con un GPS. Esta información puede ser útil para la elaboración de curvas a nivel, especialmente cuando se esta utilizando el método de muestreo sistemático.

V unidad

Manual de Inventarios Forestales

49

- Fisiografía. Es la situación en el centro de la parcela respecto al relieve general (± 100 m a la redonda) y no al microrelieve de la parcela. Se distinguen las características fisiográficas siguientes: lomo de colina, ladera alta, ladera media, pie de monte, valle, terraza, depresión. - Erosión. La erosión es la acción de varios agentes climáticos y tiene como efecto la desaparición progresiva de la capa superficial del suelo. Se indica la presencia y el tipo de erosión presente en la parcela y alrededores (± 100 m a la redonda). En el campo se pueden encontrar los tipos de erosión siguientes: sin erosión, erosión laminar, erosión en surcos y erosión en cárcavas. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993)

5.4.

RECOLECCIÓN DE DATOS DENDROMÉTRICOS

La recolección de los datos dendrométricos constituye lo esencial del trabajo a realizar en una parcela. En una parcela se miden los árboles que están presentes en la misma, sin embargo, existen casos en donde no se sabe exactamente si un árbol entra o no en la parcela. En esta situación, se recomienda utilizar los criterios que se presentan en la figura siguiente:

Figura 1. Esquema para determinar si un árbol está adentro o no de la parcela. Las mediciones dendrométricas más comunes que se realizan en una parcela son el diámetro, la altura, incrementos y el estado físico del arbolado. Estos aspectos se discuten a continuación: 5.4.1.

MEDICIÓN DEL DIÁMETRO

La medición del diámetro está normalizado a una altura de 1.3 metros sobre el nivel del suelo, el cual se conoce como DAP (diámetro a la altura del pecho) o diámetro normal. En la parcela se mide el DAP con corteza de todos los árboles. Generalmente, el diámetro de referencia mínimo a medir es 10 cms, pero puede ser diferente según el objetivo del inventario, por ejemplo, en inventarios con fines de carbono se empieza las mediciones a partir de 5 cms.

V unidad

Manual de Inventarios Forestales

50

La medición se hace con cinta díamétrica, forcípula u otro instrumento adecuado al diámetro de los árboles. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993) 5.4.2. MEDICIÓN DEL GROSOR DE CORTEZA La medición del grosor de la corteza sirve para establecer una relación (lineal) entre el diámetro con corteza y diámetro sin corteza. Si la ecuación de volumen a emplear en el inventario usa el DAP sin corteza (lo más común es usar el DAP con corteza), necesariamente debemos conocer el espesor de corteza. La medición de corteza en árboles en pie se hace a la altura del DAP, y generalmente se utilizan los árboles a los que se les mide la altura (árboles tipo). Se requiere mucho cuidado y práctica para medir la corteza, se recomienda hacer 4 mediciones en cruz con el “medidor de corteza” y sacar un promedio. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993) 5.4.3.

MEDICIÓN DE ALTURAS

La altura es importante para el uso de tablas de volumen y en algunas ocasiones, puede servir para indicar la productividad de un sitio. Las mediciones de DAP y su correspondiente altura, se usan para establecer una relación local de DAP y altura. La medición de la altura se puede hacer con hipsómetro o clinómetro y se recomienda, siempre que las condiciones de visibilidad lo permitan, medirla con exactitud y no estimarla. Para las especies coníferas se mide la altura total del árbol, desde la base hasta el extremo de la copa. Para las especies latifoliadas de preferencia se mide la altura del fuste, desde la base hasta el punto de copa (inicio de las ramas más gruesas). La altura se puede medir también en número de trozas (generalmente de 5 m) que pueden salir de un árbol, cuando se utiliza el hipsómetro de Merritt principalmente. En los bosques de coníferas de Guatemala, usualmente se miden las alturas de los 2 ó 3 árboles más cercanos al centro de la parcela (árboles tipo). Cuando el rodal es muy heterogéneo, se obtienen por lo menos dos alturas por especie importante. Otro criterio que se emplea, consiste en medir un árbol por cada 100 m2 de parcela. En los bosques latifoliados de Petén se mide la altura comercial, la que esta dada por el largo de fuste aprovechable sin defectos, estimada en metros. Si bien, el uso de instrumentos para su medición da resultados más precisos, implica un mayor tiempo por lo que es poco práctico. No obstante, a veces se utiliza hipsómetro para hacer algunas comprobaciones y así calibrar mejor la estimación ocular. (Carrera, 1996; Ferreira, 1994; Fundap, 1993) V unidad

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5.4.4.

51

MEDICIÓN DEL INCREMENTO DIAMETRAL Y EDAD

En un inventario forestal la medición del incremento diametral y edad, generalmente sólo es posible en las especies coníferas, para lo cual se emplean los mismos árboles de la parcela a los que se les midió la altura (árboles tipo). Para la medición del incremento diametral y la edad del árbol se utiliza el Barreno de Pressler, que es una barra metálica hueca con uno de sus extremos afilado que se penetra en el árbol para extraer una muestra cilíndrica de madera (tarugo). Aunque las predicciones de crecimiento diametral a partir de tarugos pueden ser bastante buenas, la técnica no proporcionará información confiable acerca del crecimiento del bosque en su conjunto, especialmente lo referido a la mortalidad e ingreso de nuevos individuos. La medición se hace en los “árboles tipo” a la altura del DAP, perpendicular al eje vertical del árbol y barrenando siempre en diferentes direcciones (puntos cardinales) para obtener un buen promedio del crecimiento. En la obtención de la muestra de tarugos, se recomienda estratificar y obtener el número de tarugos en forma proporcional a la contribución de cada clase diamétrica al crecimiento en volumen. El error en la determinación del crecimiento depende básicamente del número de tarugos extraídos, por lo cual se recomienda un número entre 50 y 100 tarugos. La muestra extraída (tarugo) se coloca en un recipiente donde no se dañe o deforme, con la indicación de los números del árbol muestreado y de la parcela. La medición de los anillos se recomienda hacerla en oficina, porque en el campo no existen las condiciones suficientemente favorables. Esta técnica tiene la desventaja de estropear el árbol y de provocar podredumbres y coloraciones. Se recomienda tapar el hoyo con mastic y/o un tarugo de madera desinfectado. Antes del examen de las muestras, se tomará el cuidado de remojarlas en agua durante una hora para que retomen sus dimensiones iniciales. Se facilitará las observaciones si se cepilla una cara con una cuchilla de afeitar. En la muestra se hacen tres mediciones: a) largo de los últimos 5 anillos, b) largo total y c) número total de anillos del tarugo. Existe correlación entre el incremento diametral y el DAP. En rodales coetáneos la relación es una línea recta con pendiente positiva o negativa según la edad del bosque. En rodales disétaneos la relación es una curva que se representa por una parábola de segundo grado. Los datos obtenidos funcionan bien para proyecciones del crecimiento del DAP, área basal y volumen en períodos cortos no mayores de 5 años. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993) V unidad

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5.4.5.

52

MEDICIÓN DE LA CALIDAD DE FUSTES

La calidad del fuste se puede medir de dos formas, siendo éstas:  Estado físico. Árboles rectos, sinuosos, inclinados, bifurcados, etc.  Posición jerárquica. Árboles dominantes, codominantes, intermedios y suprimidos. Esta clasificación de los árboles servirá para determinar la estrategia de intervención en las operaciones silviculturales a aplicar, especialmente en los raleos. En los bosques latifoliados de Petén, la calidad del fuste se evalúa en todos los árboles medidos, cuantificando los “defectos visibles” en forma porcentual. (Carrera, 1996; Fundap, 1993)

5.5.

RECOLECCIÓN DE DATOS SILVÍCOLAS

Los datos silvícolas son utilizados para analizar sobre el tratamiento que se aplicará al rodal o al bosque que se está inventariando. Los datos silvícolas que más se evalúan son los siguientes.

5.5.1.

ESTADO FITOSANITARIO

La detección de plagas, enfermedades o daños diversos determinará la urgencia de intervención del rodal o de la parte del bosque. La detección de daños ayudará a fijar la estrategia que debe adoptar el dueño y los vecinos del bosque. El estado fitosanitario del árbol puede evaluarse así: - Sano - Daños por gorgojo - Daños por incendio - Daños por ocoteo - Daños por descortezamiento - Daños por pastoreo - Daños por aprovechamientos, etc. Además de identificar el estado fitosanitario, también se puede especificar el grado de daño que posee el árbol, en categorías como: daño leve, daño severo o árbol muerto. En el procesamiento de la información, se define el estado fitosanitario general del rodal y se obtiene un porcentaje de los árboles afectados por uno o varios daños. V unidad

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53

Esta información se utiliza para hablar con el dueño, los guardabosques y los vecinos del bosque, para descubrir cuáles son los riesgos de incendio, de presencia de plagas en los bosques vecinos, si la enfermedad o la plaga es endémica o si acaba de aparecer, si rebaños vienen a pastorear dentro del bosque, etc. (Ferreira, 1994; Fundap, 1993)

5.5.2.

REGENERACIÓN NATURAL

El conteo de la regeneración da una idea de la dinámica de regeneración del rodal y apoyará o descartará el uso de la regeneración natural en las cortas de aprovechamiento. La regeneración natural arbórea generalmente se mide en una subparcela, dentro de la parcela principal. El tamaño de la subparcela depende de la variabilidad de la regeneración. Si la regeneración es muy homogénea, el área puede reducirse hasta 4 m2. Por el contrario, si la regeneración se encuentra en parches o en individuos muy dispersos, el área puede subir a 100 ó 200 m 2. El tamaño más común es 50 m2. La regeneración natural se clasifica de diferentes maneras. A continuación, se presentan dos de las clasificaciones más comunes: a) Para los bosques de la región Occidental de Guatemala puede utilizarse la clasificación siguiente: 

Brinzal: individuo entre 0.3 a 1.5 m de altura



Latizal bajo: individuo mayor de 1.5 m de altura hasta 4.9 cms de DAP



Latizal alto: individuo entre 5.0 a 9.9 cms de DAP

b) Para los bosques latifoliados del Petén se utiliza la clasificación siguiente: 

Brinzal: individuo mayor de 30 cms de altura hasta 4.9 cms de DAP



Latizal: individuo entre 5.0 a 9.9 cms de DAP. (Beek et al., 1992; Carrera, 1996)

5.5.3.

SOTOBOSQUE

El sotobosque influye en la extracción de los productos de un aprovechamiento forestal y en la regeneración natural o la repoblación artificial. Su diversidad de especies es también un indicador de la fertilidad o de las condiciones de crecimiento del lugar. V unidad

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54

Su ausencia puede provocar erosión y muchas veces indica una densidad excesiva del dosel arbóreo (necesidad de una intervención). La medición del estrato arbustivo se hace proyectando las copas sobre el suelo, y con base en esto puede definirse la clasificación siguiente:    

Estrato denso (entre 75% y 100% de ocupación de la superficie) Estrato de densidad media (entre 25% y 75% de ocupación) Estrato ralo (con menos de 25% de ocupación) Estrato ausente. (Fundap, 1993)

V unidad

UNIDAD VI

PROCESAMIENTO DE DATOS DE INVENTARIOS FORESTALES OBJETIVOS DE LA UNIDAD Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de: 1. Obtener las alturas medias por especie y estrato de un bosque inventariado. 2. Obtener los volúmenes por parcela y hectárea, y a partir de estos datos realizar un análisis 3. de varianza de las parcelas inventariadas. 4. Estimar el número de árboles, el área basal y el volumen por hectárea de un bosque inventariado. 5. Obtener el estado físico y fitosanitario de un bosque inventariado. 6. Estimar el número de individuos por hectárea de la regeneración natural. 7. Elaborar tablas de resumen de la información procesada en un inventario forestal.

Manual de Inventarios Forestales

6.1.

56

INTRODUCCIÓN

El procesamiento de los datos de un inventario forestal, condensa y transforma los datos tomados en el campo en algunos valores más fáciles de interpretar y en unidades directamente utilizables para el plan de manejo. Para procesar la información de un inventario forestal existe la alternativa de un procesamiento electrónico, empleando programas de computación como el MIRASILV, DATACONIF, EXCEL, etc. Que se justifica para inventarios en grandes extensiones de bosques La otra forma de procesar datos es el procedimiento manual, el cual puede emplearse cuando las parcelas son pocas y cuando no se tiene acceso a utilizar una computadora. El procesamiento de los datos se hace en varias etapas y niveles: primero al nivel de parcela, después al nivel de estrato o del rodal si se ha estratificado, y finalmente al nivel de bosque. Cada nivel utiliza fórmulas de procesamiento diferentes, lo cual se describe a continuación.

6.2.

OBTENCIÓN DE ALTURAS MEDIAS

El procedimiento que se describirá a continuación, se emplea en los inventarios forestales que utilizan la metodología de los árboles tipo. En los inventarios donde se mide la altura de todos los árboles este procedimiento no aplica. Para obtener la altura media de los árboles se deben emplear los datos de DAP y Altura de los árboles tipo. Estos datos son sometidos a un análisis de regresión simple, para obtener el modelo matemático de mejor ajuste (el que mejor relaciona el DAP con la altura). El análisis de regresión puede hacerse para una especie en particular, para un grupo de especies, para un estrato o para la totalidad el bosque, lo cual dependerá de la diversidad de especies que existan en el área inventariada. Los datos de DAP-Altura se pueden analizar utilizando diversos modelos matemáticos, siendo los más utilizados: H = a + b Ln DAP

(6-1)

H = 1.3 + a DAP + b DAP²

(6-2)

H = a + b DAP

(6-3)

H = a + b 1/(DAP)0.37

(6-4)

Ln H = a + b DAP

(6-5)

Donde: H = altura total o comercial (m) VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

57

DAP = diámetro a la altura del pecho (cms) Ln = logaritmo natural a, b = coeficientes de regresión Para realizar regresiones simples existen programas de cómputo específicos como el SAS, JMP, SYSTAT, etc. También se pueden utilizar procedimientos manuales, aplicando el método de los mínimos cuadrados. Un procedimiento manual se describe en el ejemplo 6.1. Ejemplo 6.1. En un inventario forestal se midió el DAP y la altura de 15 árboles tipo. Estos datos fueron sometidos a un análisis de regresión simple para obtener el modelo matemático de mejor ajuste. Para ilustrar el método de los mínimos cuadrados se utilizará el modelo matemático 6-1, es decir: H = a + b Ln DAP PASO 1: LINEALIZACIÓN DE MODELO MATEMÁTICO x = Ln DAP y = Altura total PASO 2: OBTENCIÓN DE SUMATORIAS Tabla 3. Linealización de modelos matemáticos

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

DAP (cm) 28.0 26.0 25.3 26.0 26.0 24.0 17.5 24.7 23.9 22.0 32.1 34.0 29.0 13.9 18.0 TOTAL

Ln DAP (x) 3.3322 3.2581 3.2308 3.2581 3.2581 3.1781 2.8622 3.2068 3.1739 3.0910 3.4689 3.5264 3.3673 2.6319 2.8904 47.7341

Altura total en m (y) 35.0 29.0 28.3 32.3 31.0 25.5 22.5 28.2 26.4 34.9 37.0 42.3 36.9 16.3 21.7 447.3

VI unidad

xy

x²

116.6272 94.4848 91.4318 105.2365 101.0010 81.0404 64.3995 90.4319 83.7904 107.8774 128.3477 149.1651 124.2532 42.8998 62.7211 1443.7075

11.1036 10.6152 10.4381 10.6152 10.6152 10.1000 8.1922 10.2836 10.0735 9.5545 12.0330 12.4352 11.3387 6.9268 8.3542 152.6791

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58

PASO 3: OBTENCIÓN DE COEFICIENTES

b

b

n( xy )  ( x)( y )

(6-6)

n( x ²)  ( x)²

15(1443.7075)  (47.7341)(447.3) 15(152.6791)  (47.7341)²

b = 26.117176 a  y b x

a

(6-7)

447.3  47.7341   26.117176 *   15  15 

a = -53.291907

PASO 4: OBTENCIÓN DE ESTADÍSTICOS Para un DAP de 28 cm, la altura del árbol es: H = -53.291907 + 26.117176 Ln (28) H = 33.7359 Para un DAP de 26 cm, la altura del árbol es: H = -53.291907 + 26.117176 Ln (26) H = 31.8004

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

59

Repetir los cálculos, hasta estimar las alturas de todos los árboles tipo que se utilizaron en la regresión. Luego obtener las sumatorias tal y como se ilustra en la tabla siguiente: Tabla 4. Cálculo de estadísticos

DAP (cm) 1 28.0 2 26.0 3 25.3 4 26.0 5 26.0 6 24.0 7 17.5 8 24.7 9 23.9 10 22.0 11 32.1 12 34.0 13 29.0 14 13.9 15 18.0 TOTAL

No.

Altura real (X) 35.0 29.0 28.3 32.3 31.0 25.5 22.5 28.2 26.4 34.9 37.0 42.3 36.9 16.3 21.7 447.3

Altura XY estimada (Y) 33.7359 1180.7553 31.8004 922.2109 31.0876 879.7785 31.8004 1027.1521 31.8004 985.8116 29.7099 757.6021 21.4607 482.8657 30.4607 858.9928 29.6008 781.4621 27.4374 957.5650 37.3048 1380.2782 38.8067 1641.5222 34.6524 1278.6718 15.4456 251.7632 22.1964 481.6628 447.3000 13868.0943

X²

Y²

(X-Y)²

1225.0000 841.0000 800.8900 1043.2900 961.0000 650.2500 506.2500 795.2400 696.9600 1218.0100 1369.0000 1789.2900 1361.6100 265.6900 470.8900 13994.3700

1138.1086 1011.2638 966.4377 1011.2638 1011.2638 882.6773 460.5615 927.8566 876.2095 752.8106 1391.6494 1505.9578 1200.7855 238.5665 492.6820 13868.0943

1.5980 7.8421 7.7706 0.2496 0.6406 17.7231 1.0801 5.1109 10.2454 55.6905 0.0929 12.2033 5.0519 0.7300 0.2465 126.2757

Coeficiente de determinación: r²

r²

n (  XY )  (  X )(  Y )

 n (  X ²)  (  X )²  n ( Y ²)  ( Y )²  15 ( 13868.0943 )  ( 447.3 )( 447.3000 )

15 ( 13994.3700 )  ( 447.3 )² 15 ( 13868.0943 )  ( 447.3000 )² 

r² = 0.90

VI unidad

(6-8)

Manual de Inventarios Forestales

60

Desviación estándar:

S

S

 ( X  Y )²

(6-9)

n 1

126.2757 15  1

S = 3.00 m

Cuadrado medio del error:

CMe 

CMe 

 ( X  Y )²

(6-10)

n2 126.2757 15  2

CMe = 9.71 m²

Los estadísticos que se obtuvieron sirven para establecer comparaciones entre distintos modelos matemáticos para determinar el mejor modelo. El modelo matemático seleccionado es utilizado para hacer los cálculos de volúmenes. La selección del mejor modelo matemático se hace así:  Para el coeficiente de determinación (r²), el mejor modelo matemático es el que tiene valores cercanos a 1.0. En general, valores mayores de 0.7 se consideran aceptables.  Para la desviación estándar (S) y el cuadrado medio del error (CMe), el mejor modelo matemático es el que tiene los valores más bajos.

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

61

6.3.

PROCESAMIENTO DE DATOS POR PARCELA

6.3.1.

CÁLCULO DEL VOLUMEN POR PARCELA

Ejemplo 6.2. En una parcela de 600 m² se midió el DAP de 12 árboles presentes, 8 de Quercus tristis y 4 de Pinus oocarpa. Los datos obtenidos corresponden a los siguientes: Tabla 5. Datos de campo por Parcela

Árbol No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Especie Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa Pinus oocarpa

DAP (cm) 15.4 17.4 21.4 23.4 27.9 23.6 22.8 31.4 34.5 17.7 21.6 16.5

Utilizando la información anterior, y las fórmulas siguientes, determinar el volumen por hectárea en esta parcela. Tabla 6. Ecuación de volúmenes por especie

Especie

Fórmulas

Pinus oocarpa

H = -11.661854 + 8.816598 Ln DAP V = 0.0268287659 + 0.0000287215 DAP² H

Quercus tristis

H = -53.291907 + 26.117176 Ln DAP V = -0.07851313 + 0.0000465508 DAP² H

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

62

PASO 1: OBTENCIÓN DE ALTURAS Y VOLUMEN Para el árbol No. 1 (Quercus tristis), que tiene un DAP de 15.4 cm, la altura es: H = -53.291907 + 26.117176 Ln DAP H = -53.291907 + 26.117176 Ln (15.4) H = 18.12 m Para el mismo árbol, el volumen es: V = -0.07851313 + 0.0000465508 DAP² H V = -0.07851313 + 0.0000465508 (15.4) ² (18.12) V = 0.1216 m³ Estos dos cálculos se repiten para todos los árboles de la parcela, teniendo el cuidado de utilizar la fórmula correcta para cada especie. El resumen de los cálculos se presenta a continuación:

Tabla 7. Cálculo de volúmenes por parcela

Árbol No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Especie Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa Pinus oocarpa

DAP (cm) 15.4 17.4 21.4 23.4 27.9 23.6 22.8 31.4 34.5 17.7 21.6 16.5

Altura (m) 18.12 21.31 26.72 29.05 33.64 29.27 15.91 36.73 39.19 13.67 15.43 13.05 TOTAL

VI unidad

Volumen (m³) 0.1216 0.2218 0.4910 0.6619 1.1405 0.6804 0.2974 1.6072 2.0928 0.2882 0.4776 0.2557 8.3361

Manual de Inventarios Forestales

63

PASO 2: OBTENCION DEL VOLUMEN POR HECTAREA El volumen por hectárea en una parcela, se puede estimar a través de la fórmula siguiente: Vhap 

Vp  10000 Tp

(6-11)

Donde: Vhap = volumen por hectárea de la parcela Vp = sumatoria de volumen de los árboles de la parcela (m³) Tp = tamaño de la parcela (m²) En nuestro ejemplo, el volumen por hectárea de la parcela es igual a: Vhap 

8.3361  10000 600

Vhap = 138.94 m³/ha

6.3.2.

CÁLCULO DE VALORES ESTADÍSTICOS DESCRIPTIVOS

Para determinar los estadísticos, parámetros y precisión del inventario forestal se necesita conocer el volumen por hectárea de todas las parcelas inventariadas. Asimismo, debemos conocer el área del estrato o bosque. Para ilustrar los cálculos se utilizará el ejemplo 6.3.

Ejemplo 6.3. En un bosque de 80.6 hectáreas de Pinus pseudostrobus se realizó un inventario forestal, para lo cual se establecieron 8 parcelas de 500 m². Con los datos de volumen de estas parcelas, determinar la media aritmética, la desviación estándar, el coeficiente de variación, el error estándar, los límites de confianza, el error de muestreo absoluto y relativo, y el cálculo del número de parcelas necesarias para tener un error del 15 por ciento a un 95% de confiabilidad.

VI unidad

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64

Tabla 8. Análisis estadísticos por parcela

Volumen en m³/ha

(Volumen)²

(X)

(X)²

1

86.34

7454.60

2

92.36

8530.37

3

110.41

12190.37

4

127.77

16325.17

5

84.98

7221.60

6

89.74

8053.27

7

90.66

8219.24

8

146.43

21441.74

TOTAL

828.69

89436.35

No. De parcela

MEDIA ARITMÉTICA

X

X 

(X ) n 828.69 8

_ X = 103.59 m³/ha Este valor nos indica que en promedio en las 8 parcelas inventariadas existe un volumen de madera de 103.59 m³/ha. DESVIACIÓN ESTÁNDAR

S

( X )²  ( X ²)  n n 1

89436.35  S

( 828.69 )² 8

8 1 VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

65

S = 22.66 m³/ha Este valor indica que el promedio de las desviaciones de los datos muestreados es de 22.66 m³/ha, con respecto a la media muestral (103.59 m³/ha).

COEFICIENTE DE VARIACIÓN S CV     100 X

 22.66  CV     100  103.59  CV = 21.88% Este resultado indica que la desviación promedio de los datos muestreados es de 21.88% con respecto al promedio general (103.59 m³/ha).

ERROR ESTÁNDAR

n  S   Sx      1   N  n   22.66     1 8  Sx   1612     8    

N

80.6 has 0.05 has

N = 1612

Sx = 7.99 m³/ha Este valor indica que el promedio de las desviaciones de los datos muestreados es de 7.99 m³/ha, con respecto a la media poblacional.

ERROR DE MUESTREO Em  (Sx)  (t )

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

66

Em = 7.99  2.365 Em = 18.90 m³/ha El valor de “t” depende del nivel de confianza requerido y de los grados de libertad (n-1). Para siete grados de libertad (nuestro ejemplo) y un nivel de confianza del 95%, el valor t es 2.365.

ERROR DE MUESTREO EN PORCENTAJE

 Em  Em%    100  X   18.90  Em%     100  103.59 

Em% = 18.25% Se puede interpretar este resultado afirmando, con un 95% de certeza, que el valor de la media poblacional esta en un rango de más o menos 18.25% con respecto de la media muestral.

LIMITES DE CONFIANZA LS  X  Em

LS = 103.59 + 18.90 LS = 122.49 m³/ha

LI  X  Em

LI = 103.59 – 18.90 LI = 84.69 m³/ha Se puede decir, con una probabilidad del 95% que la media real de la población no es menor a 84.69 m³/ha ni mayor a 122.49 m³/ha.

VI unidad

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67

TAMAÑO DE LA MUESTRA

n

CV ²  t ² E²

n

(21.88)²  (2.365)² (15)²

n = 12 parcelas Como el valor “t de Student” varía de acuerdo al número de parcelas, y el cálculo anterior se basó en 8 parcelas, se debe calcular nuevamente el valor de “n” usando ahora un valor de “t de Student” para 12 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(21.88)²  (2.201)² (15)²

n = 10 parcelas

Se repite el cálculo ahora con un valor “t de Student” para 10 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(21.88)²  (2.262)² (15)²

n = 11 parcelas Ahora empleamos un valor “t de Student” para 11 parcelas. Entonces, tenemos que el número de parcelas es igual a:

n

(21.88)²  (2.228)² (15)²

n = 11 parcelas Hasta aquí termina el cálculo, debido a que ya se dio la estabilización de “n”. Por lo tanto, se concluye que para obtener la precisión requerida se deben establecer 11 parcelas; como ya se levantaron 8 parcelas en el pre-muestreo solamente nos hacen falta 3 parcelas, las que deberán distribuirse en el bosque. VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

6.4.

68

PROCESAMIENTO DE DATOS POR ESTRATO

6.4.1. CÁLCULO DEL NÚMERO DE ÁRBOLES POR HECTÁREA El análisis del número de árboles por hectárea, por especie y por clase diamétrica proporciona información vital para determinar la factibilidad de realizar un aprovechamiento, la riqueza futura del rodal, y una idea sobre a cuál grupo ecológico pertenece una especie de interés. El número de árboles por hectárea se define como la suma de todos los árboles existentes en un área definida (1 hectárea), y se obtiene a través de la fórmula siguiente: Nha 

n  10000 Np  Tp

(6-12)

Donde: Nha = número de árboles por hectárea n = número de árboles (en cada clase diamétrica) Np = número de parcelas Tp = tamaño de la parcela (m²) Ejemplo 6.4. En un bosque mixto de 6.2 hectáreas se realizó un inventario forestal, para lo cual se establecieron 3 parcelas de 500 m². Los datos de estas parcelas son los siguientes: Tabla 9. Datos de campo en bosque mixto

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

ESPECIE

DAP (cms)

ESPECIE

DAP (cms)

Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Pinus oocarpa Pinus oocarpa

15.4 17.4 21.4 23.4 22.9 23.6 22.8 21.3 34.5 17.7 21.6 16.5

Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Pinus oocarpa Alnus arguta Pinus oocarpa Pinus oocarpa Pinus oocarpa

13.8 18.4 19.5 21.4 23.4 17.1 20.1 27.6 26.4 22.5 21.8 14.3

VI unidad

ESPECIE

DAP (cms)

Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Pinus oocarpa Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa Alnus arguta Alnus arguta Pinus oocarpa

18.9 17.7 17.3 18.2 25.8 22.9 19.8 14.2 15.8 19.7 17.9 16.5 24.2

Manual de Inventarios Forestales

69

Con estos datos, calcular el número de árboles por clase diamétrica, especie y hectárea. PASO 1: AGRUPACION DE LOS ÁRBOLES EN CLASES DIAMÉTRICAS Los datos de las parcelas se pueden agrupar por especie en diferentes categorías de diámetro, las cuales pueden tener diferente amplitud, por ejemplo: 5, 10, 15 ó 20 cms; lo más común es utilizar amplitudes de 5 y 10 cms. Los datos de nuestro ejemplo se agruparon en amplitudes de 5 cm, tal y como se observa a continuación: Tabla 10. Frecuencias por clase díamétrica y por especie del bosque mixto.

Clases diamétricas (cms)

Alnus arguta

Pinus oocarpa

10-14.9

2

1

15-19.9

10

6

20-24.9

8

6

25-29.9

2

1

30-34.9

1

0

Total por especie

23

14

Los datos de esta tabla, sirven de base para hacer los cálculos por hectárea del número de árboles, área basal y volumen.

PASO 2: ESTIMACION DEL NÚMERO DE ÁRBOLES POR HECTÁREA Empleando los datos del ejemplo 6.4 (3 parcelas de 500 m²) y de la tabla 10, calcular el número de árboles por hectárea en la clase diamétrica de 10-14.9 cm para la especie de Alnus arguta. Nha 

n  10000 Np  Tp

Nha 

2 10000 3  500

Nha = 13 árboles por hectárea Al aplicar la fórmula en cada dato de la tabla10, se obtiene por cada clase diamétrica el número de árboles por hectárea de este bosque, lo cual se observa en la tabla 11. VI unidad

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70

Tabla 11. Número de árboles por hectárea del bosque mixto

Especies

Clases diamétricas (cms)

Pinus oocarpa

Total por clase diamétrica

Alnus arguta

% del total

10-14.9 15-19.9 20-24.9 25-29.9 30-34.9

13 67 53 13 7

7 40 40 7 0

20 107 93 20 7

8.1 43.2 37.8 8.1 2.7

Total por especie

153

93

247

100.0

% del total

62.2

37.8

100.0

6.4.2.

CÁLCULO DEL ÁREA BASAL POR HECTÁREA

Hay una correlación lineal relativamente alta entre el diámetro de la copa y el del fuste, según investigaciones, en los árboles que están en el dosel superior o mediano la relación entre copa y DAP es aproximadamente 20:1. Dicha relación permite usar el parámetro del área basal como un indicador del nivel de competencia en el dosel. Examinar la distribución diamétrica del área basal es una forma rápida de proporcionar información sobre la necesidad de realizar un tratamiento para reducir la competencia en el bosque entre los árboles comerciales y no comerciales. El área basal en general indica la calidad del sitio, entre mayor sea ésta, mejor será la calidad de sitio. El área basal sirve también de indicador de la densidad óptima para la regeneración natural del bosque. El pinabete (Abies guatemalensis) o los encinos (Quercus sp.) se regeneran bien bajo el dosel de otros árboles, mientras que los pinos necesitan de manera general bastante luz para regenerarse (área basal inferior a 15 m²/ha). En los bosques naturales del Altiplano de Guatemala, el área basal normal óptima se encuentra entre 15 a 20 m²/ha para el aliso (Alnus sp.), de 20 a 25 m²/ha para el pino colorado (Pinus hartwegii), de 25 a 30 m²/ha para el pino blanco (Pinus ayacahuite) y de 25 a 35 m²/ha para el ciprés común (Cupressus lusitanica). Para los bosques de Petén, a partir de 10 cm de DAP, el área basal varía de 18 a 35 m²/ha. (Fundap, 1993; Stanley, 1997) El área basal de un árbol es la superficie de la sección de su fuste a 1.3 metros sobre el nivel del suelo. El área basal de un bosque es la suma de todas las áreas basales de los árboles contados, inferida a la hectárea. El área basal por hectárea se obtiene a través de la fórmula siguiente: VI unidad

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ABha 

71

AB  n  10000 Np  Tp

(6-13)

AB  0.7854  DAP²

(6-14)

Donde: ABha = área basal por hectárea (m²) AB = área basal individual (m²) n = número de árboles (en cada clase diamétrica) Np = número de parcelas Tp = tamaño de la parcela (m²) DAP = diámetro a la altura del pecho (m)

Ejemplo 6.5. Utilizando los datos del ejemplo 6.4, calcular el área basal por clase diamétrica, especie y hectárea de este bosque.

PASO 1: AGRUPACION DE LOS ÁRBOLES EN CLASES DIAMETRICAS Como estamos utilizando los datos del ejemplo 6.4, este paso ya fue realizado (ver tabla 11).

PASO 2: ESTIMACION DEL ÁREA BASAL INDIVIDUAL Empleando los datos de la tabla 11, calcular el área basal individual en la clase diamétrica de 10-14.9 cms. AB  0.7854  DAP² AB  0.7854  (12.5 / 100)²

DAP = (10+14.9)/2

DAP = 12.5

AB = 0.0123 m² Este procedimiento se utiliza para estimar el área basal individual en cada clase diamétrica.

PASO 3: ESTIMACION DEL ÁREA BASAL POR HECTÁREA Empleando los datos del ejemplo 6.4 (3 parcelas de 500 m²) y de la tabla 11, calcular el área basal por hectárea en la clase diamétrica de 10-14.9 cms para Alnus arguta. VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

ABha 

AB  n  10000 Np  Tp

ABha 

0.0123  2  10000 3  500

72

ABha = 0.1636 m²/ha Al aplicar la fórmula en cada una de los datos de la tabla 11, se obtiene por cada clase diamétrica el área basal por hectárea, lo cual se observa en la tabla 12. Tabla 12. Área basal del bosque mixto (m²/ha)

Especies

Clases diamétricas (cms)

Pinus oocarpa

Total por clase diamétrica

Alnus arguta

% del total

10-14.9 15-19.9 20-24.9 25-29.9 30-34.9

0.1636 1.6035 2.1206 0.7919 0.5531

0.0818 0.9621 1.5904 0.3960 0.0000

0.2454 2.5656 3.7110 1.1879 0.5531

3.0 31.0 44.9 14.4 6.7

Total por especie

5.2327

3.0303

8.2631

100.0

% del total

63.3

36.7

100.0

6.4.3.

CÁLCULO DEL VOLUMEN POR HECTÁREA

La medida de volumen es obviamente el más importante resultado del inventario forestal, pero también es importante reconocer que está más sujeto a los errores de medición. Los resultados de volumen deben servir para decidir sobre el orden cronológico de áreas de aprovechamiento anual (AAA) y para dar una idea del volumen aprovechable en el presente. El volumen por hectárea es la suma de los volúmenes de los árboles contados en una hectárea, y se estima a través de la fórmula siguiente: Vha 

V  n  10000 Np  Tp

(6-15)

Donde: Vha = volumen por hectárea (m³) VI unidad

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73

V = volumen individual (m³) n = número de árboles (en cada clase diamétrica) Np = número de parcelas Tp = tamaño de la parcela (m²)

Ejemplo 6.6. Utilizando los datos del ejemplo 6.4, calcular el volumen por clase diamétrica, especie y hectárea de este bosque. Para estimar la altura y volumen, utilizar las fórmulas siguientes:

Tabla 13. Fórmulas de altura y volumen Especie

Fórmulas de altura

Fórmulas de volumen

Pinus oocarpa

Ln H = 0.641798 + 0.623055 × Ln DAP

V = 0.0268288 + 0.0000287215 DAP² H

Alnus arguta

H = 13.84462 + -57.31105 × 1/DAP

Vc = 0.1125761 + 0.00004148 DAP² H

V = volumen sin corteza (m³); H = altura (m)

Vc = volumen con corteza (m³) DAP = diámetro a la altura del pecho (cms)

Empleando los datos del ejemplo 6.4 (3 parcelas de 500 m²) y de la tabla 11, calcular el volumen por hectárea en la clase diamétrica de 10-14.9 cm para Alnus arguta.

PASO 1: AGRUPACION DE LOS ÁRBOLES EN CLASES DIAMETRICAS Como estamos utilizando los datos del ejemplo 6.4, este paso ya fue realizado (ver tabla 10).

PASO 2: ESTIMACION DE LA ALTURA H = 13.84462 + -57.31105 × 1/DAP H = 13.84462 + -57.31105 × 1/12.5 DAP = (10+14.9)/2 = 12.5 H = 9.26 m PASO 3: ESTIMACION DEL VOLUMEN INDIVIDUAL Vc = 0.1125761 + 0.00004148 DAP² H Vc = 0.1125761 + 0.00004148 (12.5) ² (9.26) Vc = 0.1726 m³

VI unidad

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74

PASO 4: ESTIMACION DEL VOLUMEN POR HECTAREA

Vha 

0.1726  2  10000 3  500

Vha = 2.3012 m³/ha Al aplicar las fórmulas en cada dato de la tabla 10, se obtiene por cada clase diamétrica el volumen por hectárea de este bosque, lo cual se observa en la tabla 13. Tabla 14. Volumen del bosque mixto (m³/ha).

Especies

Clases diamétricas (cms)

Pinus oocarpa

Total por clase diamétrica

Alnus arguta

% del total

10-14.9 15-19.9 20-24.9 25-29.9 30-34.9

2.3012 16.4564 18.6568 6.4200 4.2793

0.4531 5.0501 8.7617 2.3480 0.0000

2.7543 21.5065 27.4185 8.7680 4.2793

4.3 33.2 42.4 13.5 6.6

Total por especie

48.1136

16.6130

64.7266

100.0

% del total

74.3

25.7

100.0

6.4.4.

DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA HORIZONTAL DEL BOSQUE

El conocimiento de la estructura del bosque es fundamental para prescribir las intervenciones de manejo y más importante aún para determinar el rendimiento de los bosques por tipo de producto. El conocimiento del rango y distribución díamétrica permite una evaluación física y económica mucho mejor que utilizando valores promedios como el diámetro medio. La estructura horizontal de un bosque se puede describir mediante la distribución del número de árboles por clase diamétrica. Así se ha definido dos estructuras principales: las coetáneas o regulares y las discetáneas o irregulares. Una estructura COETÁNEA corresponde a un bosque en el cual la mayor parte de los individuos, de una o varias especies, tienen una misma clase de edad o tamaño. Esta estructura se expresa gráficamente con una curva en forma de campana. Las diferencias que se observan en el tamaño de los VI unidad

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75

árboles se deben a variaciones genéticas y a condiciones de crecimiento diferentes. Los bosques secundarios jóvenes corresponden con frecuencia a estructuras más o menos coetáneas. Las especies que presentan esta estructura, por lo general, corresponden a especies exigentes de luz: heliófitas efímeras o durables. Generalmente, en el manejo de estos bosques se utilizan sistemas silviculturales monocíclicos. En una estructura DISCETÁNEA, los individuos del bosque se encuentran distribuidos en varias clases de tamaño; lo que se representa mediante una distribución del tipo jota invertida. También es común encontrar bosques cuya curva de distribución es una J invertida incompleta; esto significa que algunas clases diamétricas se encuentran subrepresentadas (tienen pocos individuos) o sobrerepresentadas. Los bosques primarios intervenidos y no intervenidos, así como los secundarios maduros, presentan estructuras discetáneas, aunque en muchos casos de forma incompleta. En el manejo de estos bosques, se utilizan comúnmente sistemas silviculturales policíclicos. Una especie que presenta una estructura de J invertida indica que los individuos infantiles y jóvenes se encuentran bajo la sombra de árboles de mayor tamaño y edad, y que pueden sobrevivir bajo condiciones de menor iluminación: probablemente son esciófitos o esciófitos parciales. Sin embargo, en un bosque discetáneo, la distribución diamétrica individual de muchas especies puede ser coetánea. (Catie, 2001; Prodan, 1997)

VI unidad

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76

Ejemplo 6.7. Utilizando los datos del ejemplo 6.4, graficar la estructura horizontal que presenta este bosque. Para graficar la estructura horizontal del bosque, se utilizarán los datos de la tabla 11, colocando en el eje X, las clases diamétricas, y en el eje Y, el número de árboles por especie.

Alnus arguta

Pinus oocarpa

Número de árboles por hectárea

70 60 50 40 30 20 10 0 10-14.9

15-19.9

20-24.9

25-19.9

30-34.9

Clases diamétricas (cms)

Figura 1. Distribución diamétrica de los árboles del bosque mixto.

6.4.5.

CÁLCULO DE INCREMENTOS

La estimación del incremento del volumen es una aproximación, pero de vital importancia para el manejo, pues de su conocimiento dependen las decisiones que se tomen en relación a la corta anual. Entre los métodos para proyectar el volumen, uno de los más usados es el Método de Reynolds. Este método proyecta la tabla de rodal y se basa en el supuesto que los árboles dentro de cada clase diamétrica están distribuidos al azar. En cada árbol donde se obtengan muestras con el Barreno de Pressler, el incremento periódico anual diamétrico se obtiene a través de la fórmula siguiente:

VI unidad

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IPAd 

77

2 L  10 Nac

(6-16)

Donde: IPAd = incremento periódico anual diamétrico (cm/año) L = largo de los 5 ó 10 últimos anillos de crecimiento (mm) Nac = número de anillos de crecimiento (5 ó 10) Existe una relación entre el incremento periódico anual diamétrico y el DAP. La relación entre el incremento periódico anual diamétrico y el DAP se puede calcular por medio de un análisis de regresión, o también se pueden usar promedios de incrementos por clases diamétricas.

Ejemplo 6.8. Para ilustrar el Método de Reynolds, se utilizarán los datos de un inventario forestal realizado en un bosque de Pinus tecunumanii, en donde se extrajeron tarugos de madera en una muestra de 30 árboles tipo. Con los datos obtenidos en este inventario se estimará el incremento en volumen de este bosque, a partir de los datos de la tabla 15. Tabla 15. Valores dasométricos de un bosque de Pinus tecunumanii.

Clases diamétricas (cm) 10 – 14.9 15 – 19.9 20 – 24.9 25 – 29.9 30 – 34.9 35 – 39.9 40 – 44.9 45 – 49.9 50 – 54.9 TOTAL

Volumen individual (m³) 0.0787 0.1903 0.3679 0.6228 0.9653 1.4050 1.9511 2.6120 3.3962

No. de árboles por hectárea (actual) 56 42 37 27 14 11 5 2 0 194

IPAd (cm/año) 2.15 2.28 2.41 2.54 2.67 2.80 2.93 3.06

PASO 1. CALCULO DE LA TASA DE CRECIMIENTO La tasa de crecimiento se calcula dividiendo el incremento periódico anual diamétrico entre el intervalo de la clase así:

M 

IPAd C

(6-17)

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

78

Donde: M = tasa de crecimiento IPAd = incremento periódico anual diamétrico (cm/año) C = intervalo de la clase diamétrica (cm) Utilizando los datos de la tabla 15 y la fórmula 6-17, tenemos que la tasa de crecimiento es: Tabla 16. Tasa de crecimiento

Clases diamétricas (cm) 10 – 14.9 15 – 19.9 20 – 24.9 25 – 29.9 30 – 34.9 35 – 39.9 40 – 44.9 45 – 49.9 50 – 54.9

IPAd (cm/año) 2.15 2.28 2.41 2.54 2.67 2.80 2.93 3.06

M 0.430 0.456 0.482 0.508 0.534 0.560 0.586 0.612

PASO 2. CALCULO DE LOS MOVIMIENTOS DE CLASE Debido al crecimiento de los árboles una parte de ellos pasarán a la clase siguiente y el resto permanecerá en la misma clase. La razón de crecimiento indica el movimiento de árboles de una clase a otra. El movimiento de clases se obtiene a través de las fórmulas siguientes: MC1  Nha  M

(6-18)

MC0  Nha  MC1

(6-19)

Donde: MC1 = número de árboles que se moverán una clase diamétrica MC0 = número de árboles que permanecerán en la misma clase diamétrica Nha = número de árboles por hectárea (actual) M = tasa de crecimiento Utilizando los datos de la tabla 16, del paso 1, y las fórmulas 6-18 y 6-19, tenemos que los movimientos de clase corresponden a los siguientes:

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

79

Tabla 17. Movimientos de clase

Clases diamétricas (cm) 10 – 14.9 15 – 19.9 20 – 24.9 25 – 29.9 30 – 34.9 35 – 39.9 40 – 44.9 45 – 49.9 50 – 54.9

No. de árboles por hectárea (actual) 56 42 37 27 14 11 5 2

Movimientos de clase MC1 MC0 24.08 31.92 19.15 22.85 17.83 19.17 13.72 13.28 7.48 6.52 6.16 4.84 2.93 2.07 1.22 0.78

M 0.430 0.456 0.482 0.508 0.534 0.560 0.586 0.612

PASO 3. CALCULO DEL NÚMERO DE ÁRBOLES POR HECTÁREA EN EL FUTURO El número de árboles por hectárea que “teóricamente” estarán en el futuro, se obtiene a través de la fórmula siguiente: Nhaf  acumular (MC1  MC0)

(6-20)

Donde: Nhaf = número de árboles por hectárea en el futuro MC1 = número de árboles que se moverán una clase diamétrica MC0 = número de árboles que permanecerán en la misma clase diamétrica Utilizando los datos del paso 2 y la fórmula 6-20, tenemos que el número de árboles por hectárea en el futuro será igual a:

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

80

Tabla 18. Densidad futura

Clases diamétricas (cm) 10 – 14.9 15 – 19.9 20 – 24.9 25 – 29.9 30 – 34.9 35 – 39.9 40 – 44.9 45 – 49.9 50 – 54.9 TOTAL

Movimientos de clase MC1 MC0 24.08 31.92 19.15 22.85 17.83 19.17 13.72 13.28 7.48 6.52 6.16 4.84 2.93 2.07 1.22 0.78

No. de árboles por hectárea en el futuro 31.92 46.93 38.32 31.12 20.24 12.32 8.23 3.71 1.22 194.00

PASO 4. CALCULO DE VOLUMENES POR HECTAREA Los volúmenes por hectárea en el presente y en el futuro se estiman con las fórmulas siguientes: VA  Vi  Nha

(6-21)

VF  Vi  Nhaf

(6-22)

Donde: VA = volumen actual (m³/ha) VF = volumen futuro (m³/ha) Vi = volumen individual (m³) Nha = número de árboles por hectárea (actual) Nhaf = número de árboles por hectárea en el futuro

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

81

Utilizando los datos de la tabla 18, del paso 3, y las fórmulas 6-21 y 6-22, tenemos que el volumen actual y futuro por hectárea es igual a: Tabla 19. Volumen futuro

Clases diamétricas (cm)

Volumen individual (m³)

No. de árboles por hectárea (actual)

No. de árboles por hectárea (futuro)

Volumen actual (m³/ha)

Volumen futuro (m³/ha)

10 – 14.9

0.0787

56

31.92

4.407

2.512

15 – 19.9

0.1903

42

46.93

7.993

8.930

20 – 24.9

0.3679

37

38.32

13.612

14.097

25 – 29.9

0.6228

27

31.12

16.816

19.380

30 – 34.9

0.9653

14

20.24

13.514

19.538

35 – 39.9

1.4050

11

12.32

15.455

17.304

40 – 44.9

1.9511

5

8.23

9.756

16.058

45 – 49.9

2.6120

2

3.71

5.224

9.680

50 – 54.9

3.3962

0

1.22

0.000

4.157

194

194.00

86.776

111.656

TOTAL

PASO 5. CALCULO DE INCREMENTOS EN VOLUMEN DEL BOSQUE Los incrementos en volumen del bosque se estiman a través de la fórmula siguiente:

IPAv  VF  VA

(6-23)

Donde: IPAv = incremento periódico anual volumétrico (m³/ha/año)

Utilizando los datos del paso 4 y la fórmula 6-23, el incremento en volumen del bosque es igual a:

IPAv  111.656  86.776

IPAv = 24.880 m³/ha/año VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

6.4.6.

82

CÁLCULO DEL ESTADO FÍSICO DE LOS ÁRBOLES

El cálculo del estado físico de los árboles nos permite tener una idea de la calidad del estrato, lo cual es muy útil para definir las estrategias de intervención en el mismo. La tabulación de la información puede hacerse a través de dos métodos: utilizando porcentajes y/o valores por hectárea.

Ejemplo 6.9. Para ilustrar el cálculo del estado físico de los árboles se utilizarán los datos de 3 parcelas que se establecieron en un bosque mixto de 2.7 hectáreas. Los datos de las parcelas son los siguientes:

Tabla 20. Estado físico de los árboles

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

Especie

Estado físico

Especie

Estado físico

Especie

Estado físico

Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis

Sinuoso Bifurcado Sinuoso Recto

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis

Recto Bifurcado Recto Recto

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa

Sinuoso Recto Recto Recto

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa

Sinuoso Sinuoso Recto Bifurcado Recto Recto Recto

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa

Sinuoso Bifurcado Recto Sinuoso Recto Recto Sinuoso

Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis

Recto Sinuoso Sinuoso Sinuoso Recto Recto Recto

Pinus oocarpa

Sinuoso

Pinus oocarpa

Recto

Quercus tristis Pinus oocarpa

Sinuoso Recto

Con estos datos, calcular el estado físico a través de la metodología de porcentajes.

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

83

PASO 1: OBTENCIÓN DE FRECUENCIAS Los árboles de las parcelas se deben agrupar por especie y por categorías del estado físico, tal y como se observa en la tabla 21. Tabla 21. Frecuencias por especie y por categorías del estado físico.

Especie Pinus oocarpa Quercus tristis

Recto 11 9

Frecuencias del estado físico Sinuoso Bifurcado 3 0 10 4

Total 14 23

PASO 2: OBTENCIÓN DE PORCENTAJES Empleando los datos de la tabla 21, calcular el porcentaje de árboles rectos en Pinus oocarpa: %

11  100 37

% = 29.73 Al repetir este procedimiento para cada dato de la tabla 21, se obtiene el estado físico en porcentaje de los árboles del bosque, tal y como se observa en la tabla 22. Tabla 22. Estado físico de los árboles del bosque mixto (porcentajes).

Especie

Recto

Estado físico (%) Sinuoso Bifurcado 8.11 0.00

Total

Pinus oocarpa

29.73

Quercus tristis

24.32

27.03

10.81

62.16

Sumatoria

58.9

32.4

8.7

100.00

VI unidad

37.84

Manual de Inventarios Forestales

6.4.7.

84

CÁLCULO DEL ESTADO FITOSANITARIO DE LOS ÁRBOLES

El cálculo del estado fitosanitario de los árboles nos permite tener una idea de la sanidad del bosque, lo cual es útil para fijar las estrategias que se deben adoptar en el manejo del bosque.

Ejemplo 6.10. Para ilustrar el cálculo del estado fitosanitario de los árboles se utilizarán los datos de 3 parcelas que se establecieron en un bosque de 3.2 hectáreas. Los datos son: Tabla 23. Estado fitosanitario de los árboles

PARCELA 1

PARCELA 2

PARCELA 3

Especie

Estado fíto.

Especie

Estado fito.

Especie

Estado fito.

Quercus tristis Alnus arguta Quercus tristis Alnus arguta

Sano Sano Fuste hueco Sano

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Alnus arguta

Sano Fuste hueco Sano Sano

Quercus tristis Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa

Sano Sano Sano Ocoteado

Quercus tristis Pinus oocarpa Quercus tristis Quercus tristis

Sano Ocoteado Sano Sano

Quercus tristis Pinus oocarpa Pinus oocarpa Quercus tristis

Sano Sano Ocoteado Sano

Quercus tristis Quercus tristis Alnus arguta Quercus tristis

Sano Sano Sano Sano

Pinus oocarpa

Sano

Pinus oocarpa

Sano

Pinus oocarpa

Sano

PASO 1: OBTENCIÓN DE FRECUENCIAS Los árboles de las parcelas se deben agrupar por especie y por categorías del estado fitosanitario, tal y como se observa en la tabla 24. Tabla 24. Frecuencias por especie y por categorías del estado fitosanitario.

Especie Quercus tristis Pinus oocarpa Alnus arguta

Frecuencias del estado fitosanitario Fuste Sano Ocoteado hueco 12 0 2 6 3 0 4 0 0

VI unidad

Total 14 9 4

Manual de Inventarios Forestales

85

PASO 2: OBTENCIÓN DE PORCENTAJES Empleando los datos de la tabla 24, calcular el porcentaje de árboles sanos en Quercus tristis: %

12  100 27

% = 44.44 Al repetir este procedimiento para cada dato de la tabla 24, se obtiene el estado fitosanitario en porcentaje de los árboles del bosque, tal y como se observa en la tabla 25. Tabla 25. Estado fitosanitario de los árboles del bosque (porcentajes).

Pinus oocarpa

Estado fitosanitario (%) Sano Ocoteado Fuste hueco 0.00 7.41 44.44 22.22 11.11 0.00

Alnus arguta

14.81

0.00

0.00

14.81

81.48

11.11

7.41

100.00

Especie Quercus tristis

Sumatoria

6.4.8.

Total 51.85 33.33

CÁLCULO DE LA ABUNDANCIA DE REGENERACIÓN NATURAL

El cálculo por hectárea de la regeneración natural nos da una idea de la dinámica de regeneración del bosque, lo cual es muy útil para definir las estrategias de repoblación del mismo, después de un aprovechamiento forestal. Para estimar el número recomendado de brinzales podemos considerar, como punto de partida, la cantidad que normalmente se siembra en plantaciones (1,111 individuos/ha). La competencia entre los árboles y otras especies vegetales no existe en una plantación, lo cual no es el caso de los brinzales en bosques naturales latifoliados húmedos; por eso el número recomendado de brinzales “comerciales” debe ser mayor de 1,111 por hectárea. Dada la alta tasa de mortalidad bajo condiciones naturales, se recomiendan 2,000 brinzales por hectárea como una cantidad adecuada. Otros investigadores han propuesto rangos aceptables de 988 a 2,470 brinzales por hectárea. (Catie, 2002)

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

86

La regeneración natural por hectárea se obtiene a través de la fórmula siguiente:

RNha 

CRN 10000 Np  Tp

(6-24)

Donde: RNha = regeneración natural por hectárea CRN = categoría de regeneración natural Np = número de parcelas Tp = tamaño de la parcela (m²)

Ejemplo 6.11. En un bosque de coníferas de 24.1 hectáreas se realizó un inventario forestal, para lo cual se establecieron 8 parcelas de regeneración natural de 50 m². Los datos de estas parcelas son los siguientes: Tabla 26. Regeneración natural

Parcela No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Especie Pinus pseudostrobus Pinus montezumae Pinus montezumae Pinus montezumae Pinus oocarpa Quercus conspersa Pinus pseudostrobus Pinus oocarpa Pinus oocarpa

Tipo de regeneración Brinzal Brinzal Brinzal Latizal bajo Latizal alto Latizal bajo Brinzal Brinzal Brinzal TOTAL

Número de individuos 4 10 5 12 8 6 9 20 15 89

Con estos datos, calcular la regeneración natural por hectárea de cada especie. PASO 1: AGRUPAR LA REGENERACIÓN NATURAL POR ESPECIE Los datos de las parcelas se deben agrupar por especie y por categorías de regeneración natural, tal y como se observa en la tabla 27.

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

87

Tabla 27. Frecuencias por especie y por categorías de regeneración natural.

Especie Pinus montezumae Pinus oocarpa Pinus pseudostrobus Quercus conspersa Total

Brinzal 15 35 13 0 63

Latizal bajo 12 0 0 6 18

Latizal alto 0 8 0 0 8

PASO 2: ESTIMACION DE LA REGENERACIÓN NATURAL POR HECTÁREA Empleando los datos del ejemplo 6.11 (8 parcelas de 50 m²) y de la tabla 27, calcular el número de brinzales por hectárea para Pinus montezumae.

RNha 

CRN 10000 Np  Tp

RNha 

15  10000 8  50

RNha = 375 brinzales por hectárea Al aplicar la fórmula en cada dato de la tabla 27, se obtiene la regeneración natural por hectárea de este bosque, tal y como se observa en la tabla 28. Tabla 28. Regeneración natural por hectárea del bosque de coníferas.

Especie Pinus montezumae Pinus oocarpa Pinus pseudostrobus Quercus conspersa Total por categoría de regeneración

Brinzal

Latizal bajo

Latizal alto

375 875 325 0

300 0 0 150

0 200 0 0

Total por especie 675 1075 325 150

1575

450

200

2225

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

6.5.

88

PROCESAMIENTO DE DATOS POR BOSQUE

Los procedimientos que se describen a continuación, sólo aplican cuando el bosque se ha estratificado (mínimo dos estratos). 6.5.1.

CALCULO DE VALORES ESTADISTICOS ESTRATIFICADOS

Después de haber realizado un muestreo independiente en cada estrato de bosque, se debe hacer un análisis estadístico (estratificado) para determinar la precisión del inventario en general. Los pasos a seguir se detallan en el ejemplo 6.12.

Ejemplo 6.12. En un inventario forestal se dividió el bosque en cuatro estratos diferentes, y se realizó un pre-muestreo en cada estrato. En los estratos se distribuyeron en forma sistemática 61 parcelas de 1000 m² cada una. Con los datos siguientes, determinar los valores estratificados de la media aritmética, la desviación estándar, el error estándar, y el cálculo del número de parcelas necesarias para tener un error del 15 por ciento a un 95% de confiabilidad. Tabla 29. Valores estadísticos estratificado

Estrato A B C D Total

Área del estrato en hectáreas (Aj) 9.4 18.3 17.6 190.0 235.3

Volumen medio del estrato en m³/ha (Xj) 112.2 42.9 29.7 96.0

Desviación estándar del estrato en m³/ha (Sj) 44.0 8.2 3.8 43.1

VI unidad

Número de parcelas levantadas por estrato 9 8 8 36 61

Manual de Inventarios Forestales

89

PASO 1: OBTENCIÓN DE SUMATORIAS Utilizando los datos de cada estrato, y las fórmulas de las páginas 15 y 16 de este documento, obtener las sumatorias siguientes: Tabla 30. Obtención de sumatorias del método estratificado

Estrato A B C D Total

Nj 94.0 183.0 175.6 1900.0 2352.6

Pj 0.0399 0.0778 0.0748 0.8075

La expresión Nj para el estrato A, se obtiene de la manera siguiente:

(Xj) × (Nj) 10546.80 7861.11 5210.05 182438.00 206055.96

(Sj) × (Pj) 1.76 0.64 0.29 34.78 37.47

(Sj)² × (Pj) 77.42 5.25 1.10 1498.02 1581.79

La expresión Pj en el estrato A, se obtiene de la forma siguiente:

Nj 

Aj Tp

Pj 

Aj At

Nj 

9.4 0.1

Pj 

9.4 235.3

Nj = 94.0

Pj = 0.0399

Este procedimiento se aplica para los otros estratos de bosque.

Este procedimiento se aplica para los otros estratos de bosque.

PASO 2: OBTENCIÓN DE LA MEDIA ESTRATIFICADA:

Xe 

 ( Xj )  ( Nj )  Nj

Xe 

206055.96 2352.6

__ Xe = 87.6 m³/ha

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

90

Este valor nos indica que en promedio en los cuatro estratos de bosque existe un volumen de madera de 87.6 m³/ha. PASO 3: OBTENCIÓN DE LA DESVIACION ESTÁNDAR ESTRATIFICADA

Se 

Se 

 (Sj)  ( Pj ) 100 Xe

37.47 100 87.6

Se = 42.8% Este valor nos indica que el promedio de las desviaciones de los datos muestreados en los cuatro estratos es de 42.8%, con respecto a la media muestral estratificada (87.6 m³/ha). PASO 4: OBTENCIÓN DEL ERROR ESTÁNDAR ESTRATIFICADO

Sxe 

Sxe 

 (Sj )  ( Pj ) ²   (Sj)²  ( Pj ) n

N

37.47²  1581.79 61

N

2353

235.3 0.1

N = 2353

Sxe = 4.7 m³/ha Este valor nos indica que el promedio de las desviaciones de los datos muestreados en los cuatro estratos es de 4.7 m³/ha, con respecto a la media poblacional. PASO 5: CALCULO DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA

ne 

t ²   ( Sj )²  ( Pj ) ( Ea )² 

ne 

t ²   ( Sj )²  ( Pj )

 Nj

 15%  Ea  (87.6)     100 

Ea = 13.14

(2)²  (1581.79) (2)²  (1581.79) (13.14)²  2352.6

ne = 36 parcelas

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

91

Este valor nos indica que para obtener la precisión requerida se deben establecer 36 parcelas. En el pre-muestreo se levantaron 61 parcelas, por lo tanto, se midieron más parcelas de las que realmente se necesitaban. En este ejemplo, el paso 6 ya no tendría sentido, sin embargo, se desarrollará solo con fines de ejemplificar los procedimientos de este paso.

PASO 6: DISTRIBUCIÓN DE PARCELAS POR ESTRATO Método A. Distribución según el área de los estratos Utilizando este criterio, las parcelas por estrato se distribuyen a través de la fórmula siguiente:

NPe1  ne  Pj

Entonces, utilizando el área de los estratos, las 36 parcelas deberán repartirse de la manera siguiente (ver datos del primer paso): Estrato A:

36 × (0.0399) = 1 parcela

Estrato B:

36 × (0.0778) = 3 parcelas

Estrato C:

36 × (0.0748) = 3 parcelas

Estrato D:

36 × (0.8075) = 29 parcelas

Método B. Distribución según la variabilidad de los estratos Utilizando este criterio, las parcelas por estrato se distribuyen a través de la fórmula siguiente:

NPe 2 

ne  ( Sj )  ( Pj )  (Sj)  ( Pj )

Entonces, utilizando la variabilidad de los estratos, las 36 parcelas deberán repartirse de la forma siguiente (ver datos del primer paso): Estrato A:

36 1.76 = 2 parcelas 37.47 VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

92

Estrato B:

36 0.64 = 1 parcela 37.47

Estrato C:

36 0.29 = 0 parcela 37.47

Estrato D:

36 34.78 = 33 parcelas 37.47

Es importante resaltar la diferencia entre estos dos métodos, ya que nos permite confirmar que el número de parcelas a muestrear no depende del tamaño del estrato sino de su variabilidad. Observe que el estrato A, a pesar de tener el área más pequeña que los estratos B y C, requiere de más parcelas que estos estratos. Por lo tanto, se concluye que las parcelas idealmente deben distribuirse de acuerdo a la variabilidad que presenten los estratos (método B).

6.5.2.

ELABORACIÓN DE TABLAS DE RESUMEN

Después de que se ha procesado toda la información de un inventario forestal, es aconsejable elaborar un resumen por estrato de la información edáfica, dasométrica y silvícola más importante. La información edáfica del bosque se puede resumir en una tabla de la manera siguiente: Tabla 31. Características edáficas del bosque

Estrato

Área (has)

Pendiente promedio (%)

VI unidad

Relieve predominante

Textura predominante

Manual de Inventarios Forestales

93

La información dasométrica del bosque puede resumirse en una tabla que considere la información siguiente: Tabla 32. Características cuantitativas del bosque

Estrato

Árboles por hectárea

Área basal (m²/ha)

DAP promedio (cms)

Volumen (m³/ha)

Altura promedio (m)

IMA (m³/ha/año)

La información silvícola del bosque se puede resumir de la manera siguiente: Tabla 33. Características cualitativas del bosque

Estado fitosanitario (%) Estrato

Árboles sanos

Árboles dañados

Regeneración natural por hectárea Brinzales

VI unidad

Latizales

Total

UNIDAD VII

MODALIDADES DE INVENTARIOS FORESTALES

OBJETIVOS DE LA UNIDAD Al finalizar la unidad, los estudiantes estarán en capacidad de:

1. Aplicar el modelo PROCAFOR para inventariar bosques de coníferas.

2. Aplicar la metodología que se utiliza para inventariar bosques latifoliados húmedos.

3. Aplicar la metodología de inventario que se utiliza para estimar carbono en ecosistemas forestales.

Manual de Inventarios Forestales

7.1.

95

INTRODUCCIÓN

El termino 'inventario forestal' ha sido utilizado en el pasado como sinónimo de “procedimientos para la estimación de recursos leñosos (principalmente maderables comerciales) contenidos en el bosque”. Sin embargo, la necesidad de recopilar información respecto de otros recursos no leñosos ha progresivamente modificado este concepto, para dar cabida a inventarios especializados para la recolección de información de recursos de fauna, flora, agua, recreación, fibras, plantas medicinales, frutas, lianas y muchos otros recursos no leñosos. Todos ellos buscan estimular el desarrollo de inventarios multi-recursos, en cuyo diseño y ejecución deben participar especialistas de diferentes disciplinas. En relación con esta nueva tendencia, es necesario señalar que, para la sociedad, el bosque ha dejado de ser solamente madera de aserrío; cada día hay más conciencia de que este también es la fuente de gran cantidad de bienes no maderables. Asimismo, nuestra sociedad reconoce que el bosque produce servicios ambientales, los que en muchos casos poseen mayor valor que la madera, pero para los cuales no se han desarrollado medidas de cuantificación. Actualmente se reconocen como servicios ambientales del bosque: la mitigación de gases con efecto invernadero, la belleza escénica, la paz y tranquilidad que un bosque da al ser humano, la conservación de biodiversidad y de recursos genéticos, la regulación de caudales y de la calidad del agua en las cuencas hidrográficas, y la prevención y atenuación de desastres naturales. Estas tendencias exigen un cambio de actitud en el profesional forestal; cambio que debe reflejarse en la utilización de las técnicas de inventario forestal como un medio para cuantificar y valorar, tanto los productos maderables y no maderables del bosque, como los servicios ambientales que este produce. (Catie, 2002)

7.2.

INVENTARIOS FORESTALES SEGÚN MODELO PROCAFOR

En el año de 1993, fue introducido a Guatemala el modelo centroamericano para la formulación de planes de manejo (modelo PROCAFOR). Este modelo proporciona las bases técnicas para realizar inventarios forestales y planes de manejo en bosques de coníferas. Los aspectos más sobresalientes de esta metodología se describen a continuación.

7.2.1.

OBJETIVOS DEL INVENTARIO

En el inventario forestal se persiguen los objetivos siguientes: 

Obtener información sobre el uso del suelo y las coberturas de cada estrato de bosque. VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

96



Conocer el volumen y crecimiento para determinar la corta permisible y las características del terreno para planificar el aprovechamiento.



Identificar los tratamientos silvícolas.

7.2.2.

DISEÑO DEL INVENTARIO

a) Rodalización del área Inicialmente se rodaliza el área para poder planificar y realizar el inventario forestal. Esta metodología se basa en la rodalización del bosque en estratos o clases de desarrollo (cuadro 12). Cuadro 12. Criterios para rodalizar el bosque según el modelo PROCAFOR. Código

Estratos o clases de desarrollo

Características

Regeneración no adecuada

La densidad no es suficiente para asegurar la regeneración del sitio. También pueden ocupar el sitio algunos árboles semilleros (no más de 4 m²/ha).

Regeneración adecuada

Son rodales con densidad aceptable. La altura promedio de las plantas es mayor a 1 metro. Generalmente no se pueden extraer productos comerciales. Pueden haber algunos árboles semilleros (no más de 4 m²/ha).

C2

Bosques jóvenes

Son bosques jóvenes que están en el período del raleo; es posible extraer producto como leña, aunque normalmente no es posible extraer trozas.

C3

Bosques medianos

Son bosques con edad media; en el raleo se pueden obtener algunas trozas y leña.

C4

Bosques maduros

Son rodales de densidad variada con árboles maduros y de volumen alto. El objetivo del próximo tratamiento silvicultural es la regeneración del sitio.

C5

Bosques

C0

C1

tratados

para

la

Son rodales cortados y tratados con el VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

regeneración natural

C6

Bosques de baja productividad

97

objetivo de favorecer la regeneración natural. La densidad de los árboles semilleros es normalmente entre 15 a 30 árboles por hectárea. La productividad del bosque ha bajado notablemente. La densidad es muy baja; la edad de los árboles es muy avanzada; la especie es incorrecta o de poco valor; el bosque esta destruido por incendios, el viento o los insectos.

b) Forma y tamaño de la parcela Las parcelas de forma circular son las más utilizadas. El tamaño de la parcela se define a través del cuadro siguiente. Cuadro 13. Determinación del tamaño de parcela según el modelo PROCAFOR. Tamaño de parcela según estructura: Estrato Homogénea Normal Heterogénea C0 100 m² C1 50 m² 50 m² 50 – 100 m² Regeneración C2 100 m² 100 m² 200 m² Jóvenes C3 100 m² 100 m² 200 m² Medianos C4 100 m² 200 m² 200 – 500 m² Maduros C5 200 – 500 m² 200 – 500 m² 200 – 500 m² C6 ó 100% ó 100% ó 100% Tratados

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

98

c) Tamaño de la muestra El número de parcelas dentro de cada rodal, este definido por el tamaño y estructura del mismo. En esta metodología el número de parcelas que se deben establecer en un rodal se obtiene de la tabla siguiente. Tabla 34. Determinación del número de parcelas según el modelo PROCAFOR

Área de rodal (has) 20

Número de parcelas según estructura Homogénea Normal Heterogénea 2–3 3–4 4–5 3–4 4–6 5–7 4–5 5–7 6–8 5–6 6–8 7–9 6–8 7–9 8 – 12 7–9 8 – 12 10 – 15

d) Método de muestreo Las parcelas se ubican dentro de cada rodal siguiendo un criterio sistemático.

e) Variables a medir Inicialmente en cada punto de muestreo se obtiene información del terreno, por ejemplo: el tipo de suelo, pendiente promedio, altitud, uso del suelo, etc. En esta metodología, para la medición de las variables dasométricas y silvícolas se combina la utilización de parcelas de dimensión fija y parcelas de dimensión variable (con relascopio).

MEDICIONES EN PARCELAS DE TAMAÑO FIJO:  Conteo de todos los individuos presentes en la parcela.  Selección de 2 a 4 árboles tipo (árboles representativos de la parcela), a los cuales se les mide las variables siguientes: 

DAP en centímetros (sin decimales)



Altura total en metros (sin decimales) VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

99



Edad total en años (obtenida con barreno de Pressler o a través del conteo de verticilos para los individuos pequeños)



Crecimiento de los últimos 5 años, a través de la medición de una muestra de madera extraída con barreno de Pressler.

MEDICIONES EN PARCELAS DE TAMAÑO VARIABLE  En cada punto de muestreo, con un relascopio se obtiene el área basal por hectárea, haciendo las correcciones del área basal en aquellos sitios donde existan pendientes mayores a 5 grados.  Este procedimiento se realiza solamente en los estratos C2, C3, C4, C5 y C6.

f) Procesamiento de la información Para procesar las variables dasométricas de volumen, índice de sitio, incrementos, etc., se utilizan curvas y tablas que han sido generadas a través de investigaciones forestales que se han realizado en Guatemala y algunos países de América Central. Para hacer los cálculos y análisis de datos se ha diseñado un programa especial para planes de manejo y planes operativos (SEP); sin embargo, este procesamiento también se puede hacer manualmente.

7.3.

INVENTARIOS FORESTALES EN BOSQUES LATIFOLIADOS HÚMEDOS

En la Zona de Usos Múltiples (ZUM) de la Reserva de la Biosfera Maya (RBM) en Petén, Guatemala, se está promoviendo el manejo forestal, mediante un proceso ordenado de otorgamiento de concesiones (comunitarias, industriales y mixtas), como estrategia para reducir la conversión del bosque a otros usos no sostenibles de la tierra, conservar la biodiversidad y contribuir al desarrollo socioeconómico de la región. En el presente documento se presentan los aspectos más relevantes en el diseño y planificación de inventarios forestales para la elaboración de planes de manejo en el sistema de concesiones de la RBM. Es necesario aclarar que la metodología que se detalla a continuación sólo se refiere a inventarios de productos maderables para bosques latifoliados húmedos y para áreas grandes (mayores de cinco mil hectáreas). Los inventarios de productos no maderables obedecen a otro tipo de diseños debido a sus características especiales.

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

7.3.1.

100

OBJETIVOS DEL INVENTARIO

En el caso de las concesiones forestales de la RBM el objetivo del inventario es recabar información confiable y al menor costo, de las características del área, así como información dasométrica que permita la elaboración del plan de manejo. Por lo tanto, en el inventario forestal se requiere la estimación de: –

Distribución y características de los principales estratos forestales.

–

Volumen comercial para todas las especies del bosque productivo bajo manejo (DAP  25 cm), con un error máximo de muestreo del 15% al 95% de confianza para el conjunto de estratos.

–

Distribución por clase díamétrica del número de árboles, área basal y volumen comercial de todas las especies por grupo comercial.

–

Abundancia de regeneración natural.

7.3.2.

DISEÑO DEL INVENTARIO

A continuación, se presentan los principales aspectos que se toman en cuenta al momento de iniciar la planificación y diseño de los inventarios forestales en la RBM.

a) Tamaño y forma de las parcelas En estos inventarios las parcelas tienen un tamaño de 1 hectárea. La forma de la parcela es rectangular, con dimensiones de 20  500 metros.

b) Tamaño de la muestra En el departamento del Petén se han realizado investigaciones para definir cuál es el tamaño “ideal” de la muestra para los bosques latifoliados húmedos. Con base a estas investigaciones se ha propuesto que el número de parcelas a levantar se determine a través de la tabla siguiente.

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

101

Tabla 35. Intensidades mínimas y número de parcelas de muestreo en función del área.

Superficie a inventariar (has)

Intensidad mínima de muestreo (%)

Número de parcelas a levantar (de 1 hectárea cada una)

0.80 0.50 0.40 0.35 0.27 0.23 0.20 0.15

40 50 60 70 80 90 100 150

5,000 10,000 15,000 20,000 30,000 40,000 50,000 100,000 Fuente: Carrera, 1996.

c) Método de muestreo En este tipo de inventarios se recomienda estratificar el área y luego en cada estrato establecer las parcelas en forma sistemática.

d) Variables a medir En estos inventarios la parcela de 1 hectárea (20  500 m) se divide en veinte subparcelas y se numeran para realizar un muestreo de los árboles, fustales, latizales y brinzales (ver esquema).

500 m

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1m

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

10 m

50 m

10 m 

 20 m  VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

102

Las variables a evaluar en cada individuo se detallan a continuación: Tabla 36. Variables a medir en bosques latifoliados húmedos

Individuo

Árbol

Fustal Latizal Brinzal

Dimensiones del individuo

Dimensiones de la subparcela

No. de subparcelas donde se evalúa

DAP  25 cm

10  50 m

Todas

Entre 10 y 24.9 cms de DAP Entre 5 y 9.9 cms de DAP  de 30 cms de altura y  de 5 cms de DAP

10  50 m

1, 7, 11 y 17

10  10 m

1, 7, 11 y 17

1  10 m

1, 7, 11 y 17

Datos a recolectar -No. de árbol -Nombre común -DAP -Altura comercial -Defectos -Nombre común -DAP -Nombre común -No. individuos -Nombre común -No. individuos

También se evalúan las variables del terreno, y entre las más importantes están las siguientes:    

Topografía: plana, ondulada, accidentada. Drenaje: excesivo, bueno, pobre, nulo. Estado del bosque: intervenido, no intervenido, sin bosque. Sitios arqueológicos: existe, no existe.

e) Procesamiento de la información Existen diversas fórmulas para determinar el volumen comercial. La FAO, en los años sesenta, realizó en Petén la medición de 336 árboles sin gambas y 465 árboles con gambas, calculando separadamente los dos grupos y utilizando 15 ecuaciones de regresión. Del análisis realizado, se determinó que para estimar el volumen comercial de las especies latifoliadas del Petén se debe utilizar la fórmula siguiente:

1 D  V  0.0567  0.5074  DAP²  Hc     100 

(7-1)

Donde: V = volumen comercial (m³) DAP = diámetro a la altura del pecho (cm) VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

103

Hc = altura comercial (m) D = defectos del árbol en porcentaje Si bien, esta fórmula, en opinión de muchos está descontinuada, se recomienda su utilización hasta la propuesta de otra fórmula que se ajuste mejor a las necesidades. (Catie, 1996)

7.4.

INVENTARIOS FORESTALES

PARA

ESTIMAR

CARBONO

EN

ECOSISTEMAS

En sitios forestales el carbono se acumula en cuatro fuentes:  Biomasa arriba del suelo (vegetación arbórea, arbustiva y herbácea)  Biomasa abajo del suelo (sistema radicular)  Hojarasca y materia vegetal muerta  Suelos Por lo tanto, el muestreo de carbono debe realizarse atendiendo a estas cuatro fuentes, lo cual se describe a continuación:

7.4.1.

DETERMINACIÓN DEL CARBONO ARRIBA DEL SUELO

Es muy importante hacer notar que el componente más importante de esta fuente de variación son los árboles, mientras que la maleza por su baja tasa de fijación puede dejar de muestrearse.  Muestreo: en las parcelas se deben registrar todos los individuos con un DAP > 5 cm. Se emplean los mismos principios de muestreo que se aplican en un inventario forestal normal.  Cálculos: la biomasa de los árboles se puede calcular por medio de las ecuaciones:

Tabla 37. Ecuaciones de biomasa para árboles latifoliados por zona climática

Zona climática

Ecuación

Seca: 4000 Y = 21.297 – 6.953 × DAP + 0.74 × (DAP)² mm/año y sin estación seca.

VI unidad

Rango de DAP (cm) 5 – 40

0.89

3 – 30

0.94

r2

0.84 5 – 148 4 – 112

0.97 0.90

Manual de Inventarios Forestales

104

Y = biomasa (kilogramos); AB = área basal (cm²);

DAP = diámetro a la altura del pecho (cms); exp = “e elevado a la potencia de […]”

Tabla 38. Ecuaciones de biomasa para otras especies

Especie Coníferas Palmas Café Banano

R2

Ecuación Y = exp [–1.17 + 2.119 × Ln (DAP)]

0.98

Y = 4.5 + 7.7 × H

0.90

Y0 = 0.67134058 + [0.00072208395 × exp(–H/–0.40531445)]

0.98

Y0 =

185.1209  881.9471  Ln( H ) / H ²

Y = biomasa (kilogramos);

Y0 = biomasa (gramos);

0.99

H = altura total (m)

El valor de biomasa en kilogramos es dividido dentro de 1,000 para obtener toneladas (t). Las toneladas son multiplicadas por 0.5 para obtener carbono (C). La razón por la que se multiplica por 0.5 para obtener carbono se debe a que la literatura indica que en promedio la materia vegetal contiene un 50% de carbono, una vez que se ha removido el agua. El valor de carbono es dividido dentro de la superficie de la parcela de muestreo (m²) para obtener tC/m². Al multiplicarlo por 10,000 m²/ha se obtienen tC/ha.

7.4.2.

DETERMINACIÓN DEL CARBONO ABAJO DEL SUELO

Para determinar la biomasa abajo del suelo, que consiste en el sistema radicular de la vegetación existente es conveniente estimarla como un porcentaje de la biomasa arriba del suelo. La literatura de inventarios de carbono indica que un valor entre 10 y 15% es conservador pero que permite obtener un estimado aproximado de la biomasa en esta fuente. Para cultivos como el café la literatura reporta que la proporción entre la biomasa arriba del suelo y la de raíces es de aproximadamente 30%.

7.4.3.

DETERMINACIÓN DEL CARBONO EN HOJARASCA Y MATERIA VEGETAL MUERTA

Esta fuente de biomasa se mide de dos maneras:

VI unidad

Manual de Inventarios Forestales

105

a) HOJARASCA  Muestreo: la hojarasca en sí, se colecta del suelo en subparcelas de 1 m², las que pueden estar colocadas en algún vértice de la parcela que se utiliza para medir árboles, siempre teniendo cuidado de colectar toda la capa de materia en descomposición incluyendo el humus y materia vegetal muerta que no esté en proceso de descomposición aún. Previo a la colecta de hojarasca, se debe eliminar cualquier vegetal “vivo” que este presente en la subparcela de 1 m². El material colectado en la subparcela se coloca en una bolsa de muestreo, se pesa y se anota el peso. Este procedimiento puede necesitar hacerse por partes debido al volumen de material presente y la capacidad de las pesas disponibles. El material pesado debe concentrarse en un sitio, homogenizarse y después sacar una muestra representativa (por ejemplo, lo que quepa en una mano), la que deberá colocarse en bolsas de papel debidamente numeradas e identificadas (es importante anotar el peso y un número de identificación).  Cálculos: una vez terminado el proceso de medición se procede a llevar las muestras al laboratorio, en donde se secan las muestras de hojarasca a 80 grados centígrados por 24 horas para determinar el peso seco. Para el cálculo de biomasa en esta fuente se obtiene el valor para el contenido de humedad. Este valor se calcula de la siguiente manera:

CH 

Phs  Pss Phs

(7-2)

Donde: CH = contenido de humedad Phs = peso húmedo de la submuestra (gramos) Pss = peso seco de la submuestra (gramos) Con el valor de contenido de humedad se procede a calcular la proporción del peso húmedo que corresponde a biomasa:

Y  Pht  Pht  CH 

(7-3)

Donde: Y = biomasa (gramos) Pht = peso húmedo total (gramos)

VI unidad

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106

Los valores obtenidos se dividen dentro de 1 000,000 para obtener toneladas. Este valor se multiplica por 0.5, lo que da toneladas de carbono fijado. Las toneladas de carbono se dividen dentro del total de metros muestreados para obtener tC/m². Este valor al multiplicarlo por 10,000 m²/ha nos proporciona tC/ha. 1

b) MATERIA VEGETAL MUERTA  Muestreo: la materia vegetal muerta se refiere a los árboles muertos ya sea en pie o caídos. Este material se mide en la misma parcela que se utiliza para la medición de árboles vivos. En el caso de los árboles muertos en pie se les debe medir el DAP. Si están caídos se deben medir dos diámetros en el tronco (en los extremos) y su longitud total.  Cálculos: Para el cálculo de biomasa, los árboles muertos en pie utilizan las mismas ecuaciones de los cuadros 16 y 17, con la condición de que sólo toman un 70% de la biomasa reportada por la ecuación. De esta manera la ecuación para árboles latifoliados de la zona húmeda podría quedar así: Y = {exp [–2.134 + 2.53 × Ln(DAP)]} × 0.7. De aquí en adelante, para obtener tC/ha, se emplea el mismo procedimiento que se utiliza en los árboles vivos. Para troncos caídos, se obtiene el volumen del tronco mediante la fórmula de Smalian y después con la densidad de la madera se define la biomasa, quedando la ecuación así: Y = Volumen (m³) × Densidad (kg/m³). Es importante contar con valores de densidad para las especies existentes en el área evaluada. Si se desconocieran valores de densidad para las especies encontradas se pueden tomar muestras de madera para determinar la densidad o utilizar un valor de 0.5. De aquí en adelante, para obtener tC/ha, se emplea el mismo procedimiento que se utiliza en los árboles vivos. 7.4.4.

DETERMINACIÓN DEL CARBONO CONTENIDO EN EL SUELO

Al medir el suelo se busca identificar cuál es el contenido de carbono en los primeros 30 cms de profundidad. Generalmente este componente tiene un alto valor de contenido de carbono. También es el componente que sufre menos alteraciones de su contenido de carbono. Si se trata de proyectos de reforestación en áreas degradadas, es posible que el carbono del suelo aumente significativamente y en casos como este es muy importante contar con mediciones iniciales y periódicas del contenido de carbono.  Muestreo: se recomienda utilizar la misma subparcela que se emplea en la medición de la hojarasca (de 1 m²). Para lo cual se debe colectar una muestra de suelo en el centro de la subparcela, haciendo un hoyo de 30 cms de profundidad. Prepare una muestra compuesta de suelo de la siguiente manera: homogenice y cierna el suelo colectado con una malla de 5 VI unidad

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107

mm, escoja aleatoriamente una muestra representativa y colóquela en una bolsa de papel debidamente identificada. Para determinar el contenido de carbono por unidad de área en el suelo, es necesario conocer la densidad aparente del suelo. Con este propósito se puede utilizar el método del “cilindro de volumen conocido”, el cual se describe a continuación: 1. Pese los cilindros y sus tapaderas e identifíquelo como peso 1 (P1). 2. Prepare la superficie del suelo (que esté lisa) a una profundidad de 5 cms. 3. Introduzca el cilindro en el suelo, para rellenar el interior del cilindro, sin comprimir (utilice aceite mineral si ocurre adhesión del suelo con el metal). 4. Remueva el exceso de suelo de los extremos y remueva el cilindro con el suelo. Guarde el cilindro de suelo en una bolsa o recipiente. 5. Coloque las muestras en un horno a 100 ºC por aproximadamente 72 horas. Después de secar, pese el cilindro más el suelo y regístrelo como peso 2 (P2). 6. Calcule la densidad aparente en gr/cm³: DA = (P1 – P2)/volumen del cilindro. Es importante explorar si al equipo se le facilita obtener la muestra verticalmente (como se describe arriba) u horizontalmente, introduciendo el cilindro en una “pared” del hoyo cavado para obtener la muestra de suelo. De acuerdo con los requerimientos del laboratorio que procesará las muestras se puede optar por únicamente obtener la muestra para densidad aparente y utilizar este mismo material para determinar materia orgánica.  Cálculos: las muestras de suelo se procesan para determinar el contenido de carbono (CC) en el suelo con el método de Walkley-Black u otro utilizado por el laboratorio disponible. El carbono contenido en el suelo se calcula a partir de los valores de porcentaje de carbono y densidad aparente con la siguiente fórmula: Carbono en el suelo (tC/ha) = CC × DA × P Donde: CC = contenido de carbono (%) DA = densidad aparente (gr/cm³) P = profundidad de muestreo (cms)

VI unidad

(7-4)

Manual de Inventarios Forestales

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ANEXOS Anexo 1. Tabla de t de Student 90%

95%

99%

1 2 3 4 5

0.10 6.314 2.920 2.353 2.132 2.015

0.05* 12.706 4.303 3.182 2.776 2.571

0.01 63.657 9.925 5.841 4.604 4.032

6 7 8 9 10

1.943 1.895 1.860 1.833 1.812

2.447 2.365 2.306 2.262 2.228

3.707 3.499 3.355 3.250 3.169

6 7 8 9 10

11 12 13 14 15

1.796 1.782 1.771 1.761 1.753

2.201 2.179 2.160 2.145 2.131

3.106 3.055 3.012 2.977 2.947

11 12 13 14 15

16 17 18 19 20

1.746 1.740 1.734 1.729 1.725

2.120 2.110 2.101 2.093 2.086

2.921 2.898 2.878 2.861 2.845

16 17 18 19 20

21 22 23 24 25

1.721 1.717 1.714 1.711 1.708

2.080 2.074 2.069 2.064 2.060

2.831 2.819 2.807 2.797 2.787

21 22 23 24 25

gl

gl 1 2 3 4 5

2.056 26 27 28 29 30

1.706 1.703 1.701 1.699 1.697

2.052 2.048 2.045 2.042

2.779 2.771 2.763 2.756 2.750

26 27 28 29 30

40 60 120 z

1.684 1.671 1.658 1.645

2.021 2.000 1.980 1.960

2.704 2.660 2.617 2.576

40 60 120 z Diseño: Ing. Edwin Sosa

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Anexo 2.Ecuaciones para estimar volumen total sin corteza en coníferas

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Anexo 3. Ecuaciones para estimar volumen total sin corteza para especies latifoliadas

VII unidad

Manual de Inventarios Forestales

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BIBLIOGRAFÍA BEEK, R. et al. 1992. Manejo Forestal Basado en la Regeneración Natural del bosque: Estudio de Caso en los Robledales de altura de la Cordillera de Talamanca, Costa Rica. Turrialba, Costa Rica. CATIE. 50 p. CARRERA, F. 1996. Guía para la planificación de inventarios forestales en la zona de usos múltiples de la Reserva de la Biosfera Maya, Petén, Guatemala. Turrialba, Costa Rica. CATIE. Informe técnico No. 275. 39 p. CONAP. 1999. Manual para la administración forestal en áreas protegidas. Guatemala. Documento técnico No. 5. 125 p. FERREIRA ROJAS, O. 1994. Manual de inventarios forestales. 2 ed. Siguatepeque, Honduras. ESNACIFOR. 97 p. ________. 1995. Manual de ordenación de bosques. Siguatepeque, Honduras. 128 p. ________. 2005. Herramientas para el Manejo de Bosques. Inventario Forestal, Siguatepeque, Honduras IV 141 p. FUNDAP-DISOP. 1993. Guía metodológica para la elaboración de inventarios para manejo forestal. Quetzaltenango, Guatemala. 92 p. GODÍNEZ, S. 1998a. Clasificación de superficies forestales. Documento docente del curso de Inventarios Forestales. CUNOROC/USAC. 6 p. GODÍNEZ, S. 1998b. Planificación de un proyecto de inventario forestal. Documento docente del curso de Inventarios Forestales. CUNOROC/USAC. 12 p. INAB. 1999. Manual técnico forestal. Guatemala. 110 p. MATTEUCCI, S; COLMA, A. 1982. Metodología para el estudio de la vegetación. EE.UU. OEA. Monografía No. 22. Serie Biológica. 169 p.

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