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Estimacion del combustible superficial en plantaciones de Pinus caribaea var. hondurensis L. del Programa Coloradito, Maderas del Orinoco C.A, Venezuela.

Surface fuel assessment in Pinus caribaea var. hondurensis L. plantations of the Coloradito program, Maderas del Orinoco C.A, Venezuela

1. Introduccion

Los incendios de vegetacion representan una gran preocupacion, pues si por una parte, el fuego desempena un importante papel en la manutencion de ecosistemas naturales (Soto, 2003), la propagacion descontrolada del mismo, puede representar una fuente de perturbacion permanente, trayendo consigo perdidas y danos a los ecosistemas forestales, llevando a la degradacion progresiva de los suelos (Carballas, 2004) y generando amenazas de caracter social (Haltenhoff, 2006).

El comportamiento del fuego depende mayormente de las caracteristicas del material vegetal, de las condiciones meteorologicas y de la topografia del sitio, todo ello influye en la propagacion y riesgo potencial del incendio (Alvear et al., 2003; Carballas, 2004; Renteria et al., 2005). La acumulacion de combustible es un factor determinante del riesgo de incendio, de acuerdo a la cantidad y continuidad de dicho material (Sanchez y Zerecero, 1983, citados por Najera et al., 2006). Barrionuevo y Lopez (2007) encontraron, en El Chaco Semiarido Argentino, 6,8 t/ha de combustible muy fino y senalan que este material es altamente inflamable, puede alcanzar temperaturas maximas de 500 [degrees]C a 600 [degrees]C y esa condicion se mantiene hasta por 1 o 2 minutos en la superficie del suelo; estos elementos sumados al deficit hidrico y los fuertes vientos hacen de la region evaluada una de las zonas mas vulnerables al impacto del fuego.

Pena y Pedernera (2004) senalan que la silvicultura preventiva es el manejo y planificacion de la vegetacion con el proposito de modificar la estructura del combustible y asi lograr mas eficiencia en la prevencion y disminucion del riesgo de incendios. Perez (2006) senala que la prevencion juega un papel importante en la labor de evitar que se inicien o propaguen focos de fuego en zonas rurales. Por lo tanto, los programas contra incendios no deben estar basados solo en la deteccion y control de los incendios, sino que tambien deben incluir un manejo de la vegetacion de tal manera que se impida la propagacion del fuego o su intensidad (Haltenhoff, 2006). Morfin et al. (2012) reiteran que es fundamental iniciar programas de evaluacion de combustible, con el fin de sugerir medidas para su control, como pilar fundamental dentro de las actividades de proteccion contra incendios.

La reduccion de combustible constituye una de las tecnicas mas economicas y practicas de prevencion de incendios en plantaciones (Ladrach, 1989). Deben aplicarse medidas de control enfocadas a eliminar, reducir y cortar la continuidad del combustible de manera que se haga mas facil y menos peligrosa la aplicacion de las tecnicas de combate; la modelacion de combustibles para un area determinada constituye una informacion valiosa para la formulacion de estrategias de prevencion y combate de incendios, ya que permite identificar y clasificar los combustibles en relacion al comportamiento del fuego esperado (Alvear et al., 2003; Perez, 2006). De hecho, Myers et al. (2006) indica que, en sus condiciones naturales, el pino caribe soporta fuegos de baja intensidad y sugieren que eso debe utilizarse con cierta frecuencia para reducir la cantidad de combustible; estos autores interpretan que algunos esfuerzos encaminados exclusivamente a suprimir el fuego pueden, en realidad, aumentar la probabilidad de incendios mas destructivos.

Las plantaciones forestales de Pinus caribaea var. hondurensis L., ubicadas en el oriente del pais en las sabanas de los estados Monagas y Anzoategui, se han visto gravemente afectadas por incendios de gran envergadura. Lozada y Morales (2012) indican que en los anos 2001, 2004 y 2010 el fuego consumio cerca de 18.000, 22.000 y 26.000 ha respectivamente; dichos autores senalan que "independientemente de las acciones que se tomen, la baja precipitacion de febrero-marzo genera alta incidencia de fuego".

Con este trabajo se pretende evaluar el combustible superficial, la masa forestal en pie y analizar sus correlaciones, en diversos rodales de distintas edades de Pino Caribe, ubicados en Coloradito, estado Anzoategui, con el fin de aportar elementos que puedan contribuir a un sistema mas eficiente de prevencion y control de los incendios en estas plantaciones.

2. Materiales y metodos

El estudio se realizo en el lote La Belleza, comprendido entre los municipios Soledad (Distrito Independencia, estado Anzoategui) y San Simon (Distrito Maturin, estado Monagas). Los rodales en estudio se ubican entre las coordenadas 476.480 y 477.960 K, 974.0 6 0 y 977.760 N. Garay y Valera (2001) senalan que la zona de vida corresponde a Bosque Seco Tropical; las caracteristicas climaticas indican promedios anuales de precipitacion entre los 950 y 1.100 mm, temperatura de 25,7 oC, humedad relativa de 83% y evaporacion entre 1.300 y 2.100 mm. Los suelos son arenosos, con muy baja fertilidad, alta concentracion de sesquioxidos de hierro y de aluminio, bajo contenido de materia organica, baja capacidad de intercambio cationico, baja disponibilidad de nitrogeno y fosforo, pH acido a extremadamente acido (Lugo, 2000).

Para este trabajo se seleccionaron los lotes plantados en 1989 y 1995 con P. caribaea var. hondurensis y en cada uno de ellos se tomaron cuatro rodales (Figura 1). Los rodales tienen un tamano de 1.000 x 1.000 m, se dividieron en 20 parcelas de 5 ha (1.000 x 50 m) y se selecciono al azar una de ellas para hacer el estudio.

La evaluacion del combustible superficial se realizo mediante un muestreo sistematico con subparcelas cuadradas de 1 [m.sup.2], en donde se utilizaron formaletas de madera para cuantificar las aciculas presentes. La primera sub-parcela se ubico a una distancia de 50 m en el eje X y a 2,5 m en el eje Y; posteriormente se colocaron cada loo m en X y cada 5 m en Y (Figura 2).
Figura 1. Distribucion de los rodales.

4165(IV) Ano: 1989          4136( iv) Ano: 1995
4166(111) Ano: 1989   via   4135(III) Ano: 1995
4167(II) Ano: 1989          4134(II) Ano: 1995
4168(I) Ano: 1989           4133(I) Ano: 1995


[FIGURA 2 OMITIR]

Se tomaron 4 medidas de profundidad del combustible superficial en cada una de las subparcelas, a fin de estimar el volumen de dicho material. Para determinar el contenido de humedad del combustible, se tomo una muestra de aciculas en cada sub-parcela y se llevo a la estufa durante 4 dias a 80 [degrees]C. Luego, se obtuvo el contenido de humedad de cada una de las muestras, mediante la ecuacion l:

Hc = [(Pv - Ps)/Pv] x 100 (Ec. 1)

Donde:

Hc = contenido de humedad, % Pv = peso verde, g Ps = peso seco, gr

Las caracteristicas estructurales de cada rodal (diametro, altura total, densidad y area basal) se evaluaron mediante el procedimiento convencional de la Empresa Maderas del Orinoco C.A., el cual consiste en un muestreo sistematico con IO sub-parcelas circulares de 250 [m.sup.2] (8,92 m de radio), dentro de cada parcela de 5 ha (Figura 3).

Para el procesamiento de los datos se utilizaron los programa "R" y SPSS v15.0[R], los cuales permitieron importar la base de datos previamente estructurada en el programa Microsoft Excel[R]. Con estos programas se calcularon las estadisticas descriptivas, analisis de varianza y correlaciones entre las variables y analisis de regresion. Se evaluo el siguiente modelo estadistico para comparar la produccion de combustible superficial de los rodales seleccionados (Ecuacion 2):

[Y.sub.ijk] = u + Edad[(A).sub.i] + Edad/parcela[(B).sub.i(j)] + [E.sub.ijk] (Ec. 2)

Mediante este modelo lineal general, se obtuvo la correlacion que existe entre la cantidad de combustible superficial en rodales de distintas edades (Y) y diferentes caracteristicas cuantitativas como la edad (A) y caracteristicas propias de la parcela (densidad de fustes por ha, dap y area basal), tomando en cuenta la edad (B).

[FIGURA 3 OMITIR]

[FIGURA 4 OMITIR]

3. Resultados y discusion

Los resultados para el volumen de aciculas demuestran que la mediana mas alta se ubica en el rodal II-22 anos y su variabilidad oscila entre 5OO y 1OOO [m.sup.3]/ha; por su parte en el rodal IV-16 anos se presentan los menores valores de volumen dentro del estudio, con una mediana cercana a 25O [m.sup.3]/ha y una variabilidad que va desde cero hasta valores superiores a 5OO [m.sup.3]/ha (Figura 4). El promedio del volumen en 16 anos fue 316 [m.sup.3]/ha y en 22 anos fue 487 [m.sup.3]/ha (Cuadro 1). El analisis de la varianza indica que hay diferencias estadisticamente significativas (p = 0,05) entre las edades y este factor es determinante para generar una variabilidad en el volumen de aciculas encontradas.

En cuanto al peso seco (t/ha), la mediana mas alta se observa en el rodal I-22 anos con un valor cercano a 4O t/ha, presentandose en esta misma parcela la menor variabilidad de los datos desde 3O hasta poco mas de 6O t/ha (Figura 5); en el rodal IV-22 anos se encuentra la mayor variabilidad de los datos desde O hasta casi 8O t/ha y la mediana mas baja esta en el rodal II-16 anos (20 t/ha). El promedio de IB anos es 28 t/ha y en 22 anos es 34 t/ha (Cuadro 2); sin embargo, el analisis de varianza indica que no hay diferencias estadisticamente significativas entre los valores de peso seco de cada edad.

[FIGURA 5 OMITIR]

Egunjobi y Onweluzo (1979) realizaron este tipo de estudio en plantaciones de P. caribaea de B anos de edad; la cantidad de combustible superficial encontrado fue de B [+ o -] 0,65 y 5,8 [+ o -] 0,31 t/ha en plantaciones aclareadas y no aclareadas, respectivamente. El valor reportado por Goldammer (1982) para el genero Pinus es 12 t/ha en plantaciones de 6-7 anos. Merino et al. (2003) evaluaron plantaciones de Pinus radiata en Espana, con edades entre IB y 29 anos y encontraron una biomasa de aciculas entre 3,B y 9,2 t/ha. Leon et al. (2011) reportan una acumulacion de 6,6 t/ha de hojarasca foliar en plantaciones de Pinuspatula de 43 anos en Colombia. Con estos argumentos se deduce que la carga de combustible superficial detectada en este estudio es considerablemente superior a la reportada en otras plantaciones similares y esa debe ser una de las principales razones para los devastadores incendios senalados por Lozada y Morales (2012). De hecho, Brown y Lugo (1982) indican que la acumulacion de hojarasca en diversas zonas de vida tropicales y sub-tropicales oscila entre 5,2 y 7,6 t/ha.

Para cada una de las edades se determinaron los promedios de dap, densidad, area basal y altura total, con la finalidad de realizar las comparaciones respectivas (Cuadro 3). El analisis de varianza indica que entre las edades no existen diferencias estadisticamente significativas relacionadas con estos parametros estructurales; el dap promedio es 22 cm, la densidad oscila entre 530 y 590 arboles/ha, el area basal esta alrrededor de 24 [m.sup.2]/ha y la altura total en 21 m.

Como referencia de las caracteristicas estructurales en plantaciones de pino, puede indicarse que Torres et al. (1998) evaluaron rodales de 6, 10 y 14 anos, y encontraron que la densidad oscila entre 940 y 1.300 ind/ha, la altura entre 7,8 y 15,5 m, el dap entre 14,2 y 19,3 cm y el area basal entre 18,7 y 26,1 [m.sup.2]/ha. Por lo tanto, los resultados del presente trabajo muestran que la edad mas avanzada induce a un dap y altura ligeramente superiores, menor densidad (probablemente por efecto de la mortalidad), pero el area basal esta dentro del rango encontrado por Torres et al. (1998) para las edades 10-14 anos. El hecho de que no haya diferencias estadisticamente significativas entre las edades, y el resultado particular del area basal, puede ser el reflejo de una alta competencia entre los arboles de estas plantaciones, que no han sido aclareadas; la situacion de competencia aparece cuando la disponibilidad de recursos es inferior al total de requerimientos de los individuos para lograr un crecimiento optimo (Brand y Magnussen, 1988). Se reitera que las plantaciones de pino evaluadas no han sido aclareadas y Silva (1994) indica que su turno estimado esta en 15 anos. Dicho en otras palabras, en esa edad (15 anos), la competencia es tan manifiesta que ya no ocurre una tasa importante de crecimiento y la explotacion del rodal es mas ventajosa que su mantenimiento en pie. Esta situacion de elevada competencia tambien puede ser la razon para que no exista diferencia significativa (entre las edades evaluadas) en el peso seco de las aciculas mencionado con anterioridad.

Se establecieron correlaciones entre las variables dap, altura, area basal y densidad de fustes y el peso seco y el volumen de aciculas a nivel de rodal, con la finalidad de evaluar las influencias que tienen unas con otras (Cuadro 4). Se observo que la variable cuantitativa de los rodales mas influyente en el volumen de aciculas es el area basal, arrojando un valor de correlacion de 0,34; en segundo lugar, esta la densidad con un valor de 0,17. En cuanto al peso seco se observo que esta mas correlacionado con el dap con un valor de 0,32. Se puede senalar que el area basal es la caracteristica mas influyente en cuanto a la cantidad de combustible dentro de las parcelas, tanto en peso seco como en volumen de aciculas. Sin embargo, en general los coeficientes de correlacion son bastante bajos y tal vez esto se debe a que se estan haciendo comparaciones entre valores obtenidos a nivel de rodal y no valores obtenidos dentro de las mismas parcelas; debe recordarse que las subparcelas de combustible tienen un tamano, forma y distribucion diferente a las subparcelas de evaluacion estructural. Esto indica que las futuras evaluaciones deben mejorar el diseno del muestreo.

[FIGURA 6 OMITIR]

La estimacion del combustible es uno de los elementos fundamentales en la prevencion y control de incedios forestales. Por ello se realizo un analisis de regresion (Figura 6) para obtener una ecuacion que aporte un valor aproximado del peso seco (t/ha) a partir del volumen de aeieulas ([m.sup.3]/ha), con base en todos los datos recolectados en campo. Se aprecia en el modelo de regresion lineal (Figura 6a) que el coeficiente de determinacion ([R.sup.2]) es 0,33 lo cual significa que apenas un 33% de la variabilidad del peso seco es explicada por este modelo de regresion; este es un valor bastante bajo y es ocacionado posiblemente por la alta dispersion que presentan los puntos; sin embargo, el analisis de varianza (Cuadro 5) demuestra que la regresion es estadisticamente valida y aceptable (Sign < 0,05). En el modelo polinomico (Figura 6b) se obtiene un [R.sup.2] ligeramente superior con un valor de 0,36 y la regresion sigue siendo estadisticamente aceptable. Para evaluar los modelos exponenciales y logaritmicos fue necesario reducir la base de datos eliminando los casos en que no aparecieron aciculas en las parcelas, lo cual es probable en el terreno (aunque muy extrano) pero no es viable para hacer el procesamiento estadistico. El modelo logaritmico (Figura 6c) muestra un [R.sup.2] de 0,04 y su analisis de varianza senala que la regresion no es aceptable (Sign > 0,05). En el modelo exponencial (Figura 6d) [R.sup.2] toma un valor de 0,07 y la regresion es aceptable (Sign < 0,05).

De acuerdo a los resultados obtenidos en el analisis de regresion, los modelos mas adecuados para la estimacion del peso seco a partir del volumen de aciculas son el modelo lineal y el polinomico; sin embargo, se considera necesario hacer estudios mas detallados para mejorar los coeficientes de determinacion en dichos modelos o analizar otras variables que pudieran influir en el peso seco, con el fin de evaluar modelos de regresion multiples que posiblemente puedan mejorar la estimacion.

4. Conclusiones

La evaluacion de las aciculas indica que existen 316 [m.sup.3]/ha en 16 anos y 487 [m.sup.3]/ha en 22 anos; el Anavar indica diferencias estadisticas altamente significativas (**) para las Edades (p = 0,01) y no significativas para Edad/Parcela (p = 0,05). El peso seco a los 16 anos es 28 t/ha y 34 t/ha a los 22 anos; el analisis de varianza muestra que para este estadigrafo no hay diferencias estadisticamente significativas entre las edades. Esta masa de aciculas es considerablemente elevada si se compara con los resultados reportados para otras plantaciones similares y ecosistemas del tropico.

En las caracteristicas estructurales tampoco hubo diferencias estadisticamente significativas entre las edades; el dap promedio es 22 cm, la densidad oscila entre 530 y 590 arboles/ha, el area basal esta alrrededor de 24 [m.sup.2]/ha y la altura total en 21 m. Obviamente, los valores de dap y altura son mayores a los reportados para otras edades menores; pero en el area basal se obtuvo un valor comprendido en el rango reportado para rodales entre 10 y 14 anos de edad. Se interpreta que los rodales analizados ya estan en competencia y no presentan un incremento importante en el crecimiento; esto se refleja en la inexistencia de diferencias significativas para el peso seco de las aciculas y para las caracteristicas estructurales.

Los analisis de regresion indican que los modelos, lineal y polinomico, son estadisticamente validos para estimar el peso seco de las aciculas a partir de su volumen. Pero los coeficientes de determinacion son muy bajos ([R.sup.2] entre 0,33 y 0,36).

Se considera recomendable hacer estudios mas detallados sobre la masa de las aciculas, tomando sub-parcelas de aciculas dentro de las parcelas estructurales y considerando las edades 5, 10, IS y 20 anos. Ademas, deberia incorporarse la evaluacion del tamano de copa y el tipo de suelo, ya que se estima que estos factores deben tener una alta influencia en la produccion de esta materia organica en la superficie del suelo. Esta investigacion podria aportar elementos importantes para el control de este tipo de combustible y hacer mas eficiente la prevencion y/o combate de los incendios que afectan a estos proyectos.

5. Agradecimientos

Al personal administrativo, tecnico y obrero de Maderas del Orinoco C.A. por su colaboracion en el desarrollo del presente trabajo.

6. Referencias bibliograficas

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JESUS DE LA ROSA (1), JOSE RAFAEL LOZADA (2)

Recibido: 17-09-13/Aceptado: 01-12-13

(1) Escuela de ingenieria Forestal, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales, universidad de Los Andes. Conjunto Forestal, via Chorros de Milla, Merida, 5101, venezuela, correo electronico: jesuspalmer@gmail.com.

(2) Grupo de investigacion manejo multiple de Ecosistemas Forestales, instituto de investigaciones para el Desarrollo Forestal, Facultad de Ciencias Forestales y Ambientales, universidad de Los Andes. Conjunto Forestal, via Chorros de milla, merida, 5101, venezuela, correo electronico: jolozada@ula.ve.
Cuadro 1. Promedio y Analisis de Varianza del volumen de aciculas en
cada rodal evaluado ([m.sup.3]/ha).

Edad   Rodales                                Promedio   Desvest
       I        II       III      IV
16     474,00   296,25   224,25   271,25      316,44     234,21
22     505,75   638,75   521,25   281,20      486,74     259,83

Analisis de Varianza

Fuentes de      Suma de           Grados de   Fc         Pr(>F)
Variacion       Cuadrados         Libertad

Edad            671881            1           8,809      0,004
Edad/Parcela    889787            6           1,944      0,086
Error           5263045           69

Cuadro 2. Promedio y Analisis de varianza del peso seco de aciculas
(t/ha) en cada rodal evaluado.

edad   Rodales                             Promedio   Desvest
       II      II      III     IV

16     30,66   26,25   28,36   27,39       28,17      21,66
22     41,46   41,12   25,91   28,40       33,97      20,89

Analisis de Varianza

Fuentes de     Suma de         Grados de   Fc         Pr(>F)
Variacion      Cuadrados       Libertad

Edad           752             1           1,627      0,206
Edad/Parcela   1905            6           0,687      0,661
Error          31903           69

Cuadro 3. Caracteristicas estructurales de los rodales evaluados.

Edad                16      16      16      16      16      16

Parcela             I       II      III     IV      Media   DesvEst

dap (cm)            22,28   23,32   21,11   22,55   22,32   1,8
Densidad            532     536     624     660     588     172,4
AB ([m.sup.2]/ha)   22,19   24,02   22,53   27,42   24,04   6,3
ht (m)              20,44   21,03   19,97   20,67   20,53   1,0

Edad                22      22      22      22      22        22

Parcela             I       II      III     IV      media     DesvEst
dap (cm)            23,09   20,48   22,06   23,28   22,23     3,2
Densidad            600     560     652     320     533       200,9
AB ([m.sup.2]/ha)   25,49   24,53   28,26   18,61   24,22     7,8
ht (m)              21,5    19,11   21,52   23,28   21,35     2,6

Edad                Analisis de

Parcela             varianza
dap (cm)            n.s.
Densidad            n.s.
AB ([m.sup.2]/ha)   n.s.
ht (m)              n.s.

Abreviaciones: DesvEst (desviacion estandar); n.s. (no significativa);
dap (diametro a la altura del pecho); AB (area basal); ht (altura
total)

Cuadro 4. Matriz de correlaciones de las variables estudiadas a nivel
de rodal.

           AB     dap     Densidad     ht      Ps     Vol

AB         1,00   -0,15   0,87         -0,33   0,18   0,34
dap        --     1,00    -0,38        0,79    0,32   -0,39
Densidad   --     --      1,00         -0,60   0,15   0,17
ht         --     --      --           1,00    0,18   -0,32
Ps         --     --      --           --      1,00   0,28
Vol        --     --      --           --      --     1,00

Abreviaciones: AB (area basal); dap (diametro a la altura del pecho);
ht (altura total); Ps (peso seco); Vol (Volumen).

Cuadro 5. Analisis de varianza para los distintos modelos de regresion.

Modelo     Fuentes de   Suma de     gI   Media        F        Sig.
           Variacion    cuadrados        cuadratica

Lineal     Regresion    11313,704   1    11313,704    36,502   0,000
           Residual     23245,962   75   309,946
           Total        34559,667   76
Polino-    Regresion    12294,899   2    6147,449     20,432   0,000
mico       Residual     22264,768   74   300,875
           Total        34559,667   76
Logarit-   Regresion    909,777     1    909,777      2,845    0,097
mico       Residual     19825,762   62   319,770
           Total        20735,539   63
Expo-      Regresion    1,727       1    1,727        4,669    0,035
nencial    Residual     22,937      62   0,370
           Total        24,664      63
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Author:De la Rosa, Jesus; Lozada, Jose Rafael
Publication:La Revista Forestal Venezolana
Date:Jul 1, 2013
Words:4803
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