efecto de los tratamientos silvicolas y sus impactos en la … · etapa de exclusión del tallo....
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Colima,, Mexico Mayo 14, 2014
Efecto de los Tratamientos Silvicolas y sus Impactos en la
Regeneración
Carlos Rodriguez-Franco
Associate Deputy Chief
FS Research and Development
Procesos afectando la dinámica de la
vegetación
Disturbios
Intensidad
Frecuencia
Magnitud
Catastrófico
Natural
Causados por el Hombre
No- Catastrófico
Natural
Terremotos,
Fuego
Tormentas de nieve,
Huracanes,
Deslizamientos de tierra,
Tornados,
Ataque de insectos y enfermedades
Inundaciones
Fuego
Pastoreo
Similar a los de arriba pero a menor escala
Fuente White, S.P. 1979. Pattern, process, and natural disturbance in vegetation. Botanical review 45:229 – 299.
Causados por el Hombree
Disturbios Forestales
Sequia
Plagas y
Enfermedades
Incendios
• Calentamiento y exceso de combustibles aumentan severidad del fuego en los regímenes de fuego con severidad de baja a mezclada.
• Muchos de los grandes incendios ocurren en bosques plagados y estresados por sequia.
Sequía, incendios forestales y plagas
Schwandt, J.W. 2006. Whitebark pine in peril: A case for restoration – current health assessment. R1-06-28. Coeur
d’Alene: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Region, 20 p.
Pinos en Elevaciones Altas
1,4 millones hectáreas
afectadas por
descortezador.
•por ejemplo, el pino
de corteza blanca sirve
como especie vital para
la supervivencia de
una especie de pájaro
conocida cono
Cascanueces de Clark,
osos y otras especies.
Flujos de carbono de la atmósfera a el bosque y viceversa. El carbono se almacena
principalmente en la madera viva y muerta y a la vez como los bosques crecen (adaptado
de Ryan y Law 2005).
Crecimiento en volumen de coníferas mixtas en
la región de suroeste del Pacífico en los US.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 5 15 25 35 45 55 65 75
Volu
me
m3/h
a
Edad del rodal (años)
Volumen (m3/ha)
Source: Smith, J. E., Heath, L.S., Skog, K.E., and Birdsey, R.A. 2006. Methods for calculating forest ecosystem and harvested carbon with standard estimates for
forest types of the United States. USDA. Forest Service. GTR NE-343.
Para efectos de reportes de estimaciones de carbono
ecosistemas forestales se consideran la fuentes de carbono
siguientes:(IPCC 2003)
Biomasa aérea, que incluye toda biomasa viva sobre el suelo incluyendo tallo, tronco, ramas,
corteza, semillas y follaje. Esta categoría incluye árboles vivos, ademas de el sotobosque vivo.
Biomasa subterranea, que incluye toda biomasa viva de raíces vivas grueso superiores a 2 mm
de diámetro.
Madera muerta, que incluye toda biomasa leñosa o en pie muerta, tirada en el suelo (pero que
no incluyan mantillo), o en el suelo.
Mantillo, que incluye el mantillo, capas húmicas y biomasa muerta con un diámetro inferior a 7,5
cm en transectos intersección, tirada en el suelo.
Carbono orgánico (SOC), todo el material orgánico, incluyendo raíces finas, en el suelo a una
profundidad de 1 metro pero excluyendo las raíces gruesas subterráneas.
Las dos fuentes de carbono de los productos cosechados de madera son:
Productos de madera cosechados en uso.
Productos de madera cosechados en los sitios de eliminación de residuos sólidos (SWD)
Bioxido de Carbono
• 45 del peso seco de las plantas es carbono, que viene del CO2 atmosférico convertido en carbohidratos mediante el proceso de fotosíntesis.
• La atmósfera contiene 350 ppm de CO2 y esta concentración baja limita la tasa de fotosíntesis.
• El aumento en la concentración de CO2 atmosférico debe ser recibido por los agricultores y silvicultores, debido a su efecto de "fertilización"directa sobre las plantas, pero este aumento de CO2 pueden provocar un aumento de la temperatura, conocida como el efecto invernadero, y un cambio en los patrones de precipitacion que indirectamente afectarán crecimiento vegetal y las actividades humanas de manera desfavorable.
Source: Kozlowski, T.T., Kramer, P.J. and Pallardy, S.G. 1991. The physiological ecology of woody plants. Academic Press Inc., USA. 657 p.
Diagrama del Resumen de las reservas de carbono forestal y la transferencia
de carbono entre las poblaciones
Estimaciones regionales de las reservas de carbono de encino-pino en
terrenos forestales después de la cosecha Matarras en el NE
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Live tree Standing dead
tree
Understory Down dead
wood
forest floor Soil organic
Ton
s C
/ha
Carbon Stocks
Age 0
Age 5
Age 15
Age 25
Age 35
Age 45
Age 55
Age 65
Age 75
Age 85
Age 95
Age 105
Age 115
Age 125
Source: Smith, J. E., Heath, L.S., Skog, K.E., and Birdsey, R.A. 2006. Methods for calculating forest ecosystem and harvested carbon with standard estimates for
forest types of the United States. USDA. Forest Service. GTR NE-343.
Crecimiento en Carbono de coníferas
mexcladas en la región de suroeste del
Pacífico en los US.
0 4.2
8.1
14.6
22.3
32.9
46.5
62.8
88.5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 15 25 35 45 55 65 75
Almacenes de carbono en arboles vivos (ton/ha)
Edad del rodal (años)
Source: Smith, J. E., Heath, L.S., Skog, K.E., and Birdsey, R.A. 2006. Methods for calculating forest ecosystem and harvested carbon with standard estimates for
forest types of the United States. USDA. Forest Service. GTR NE-343.
Crecimiento en volumen de coníferas mezcladas en
Suroeste de los US con el uso de matarrasa a 75 años
de la edad del rodal.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 5 15 25 35 45 55 65 75 75 85 95 105 115 125 135 145 155
Volu
me
m3/h
a
Edad del rodal (años))
Volumen (metros cubicos/ha)
matarrasa
Source: Smith, J. E., Heath, L.S., Skog, K.E., and Birdsey, R.A. 2006. Methods for calculating forest ecosystem and harvested carbon with standard estimates for
forest types of the United States. USDA. Forest Service. GTR NE-343.
Almacenamiento de carbono en el rodal y carbono en los productos de madera
cosechados en terrenos forestales después de la cosecha a matarrasas de coníferas
mixtas en la región del Pacífico suroeste
0
10
20
30
40
50
60
70
Live tree Standing
dead tree
Understory Down dead
wood
forest floor Soil organic Products in
use (t/ha)
In Landfills
(t/ha)
Emitted
with energy
capture
(t/ha)
Emitted
without
energy
capture
(t/ha)
Emitted at
harvest
(t/ha)
Ton
s/h
a
Almacenamiento de carbono
Age 0
Age 5
Age 10
Age 15
Age 25
Age 35
Age 45
Age 55
Age 75
0
50
100
150
200
250
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Carb
on
in
Ton
/Ha
Edad (años)
Carbono en USFS Western Washington (inventario permanente)
(carbón sobre el suelo)
*Source: CORRIM Fact Sheet 5 (March, 2009) www.corrim.org
**Source: Smith, D.M. 1986. The practice of silviculture. John Wiley and Sons, Inc. 8th Ed. USA, 527 p.
30 % Almacenamiento afectado por incendio o ataque de insectos de carbono
en arboles en pie por ha a 70 años de edad.
Carbono/ha en arboles en sin ninguna intervención
Smith (1986) señaló que hay una transferencia neta de carbono a la atmósfera cuando los bosques son destruidos y no
sustituidos por otros nuevos. Sin embargo, los bosques que están activamente acumulando madera eliminan dióxido de
carbono del aire. Silvicultura, especialmente destinada a la producción de madera, no es la causa de este problema, pero es
realmente una de las mejores soluciones disponibles.
Por ciento Total de las emisiones anuales de
gases de efecto de invernadero por Sector (2005))
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Electric Power
TransportationIndustry
Agriculture
Commercial
ResidentialAg Soils
Landfilled Urban Waste
Urban Trees
Forests and Wood Products
Sectors
Per
cen
t CO
2 E
q.
Nota: Números negativos denotan secuestro; bosques, árboles y productos de madera secuestran 11 GI anualmente
Fuente: http:www.epa.govclimatechangeemissionsdownloads0607ES.pdf
U.S. Energy Consumption Overview 2008
All Imports
33.0 %
Coal
22.6 %
Renewable Energy
7.3 %
Natural Gas
24.0 %
Petroleum 37.4 %
Nuclear Electric
8.5 %
33.6 % Hydroelectric
7.0 % Wind
4.9 % Geothermal
53.2 % Biomass
1.2 % Solar
70% of biomass is wood based
Renewable Energy Total = 7.30 Quadrillion Btu
Energy Consumption = 99.304 Quadrillion Btu
Source: DOE/EIA – 00384 (2008) released June, 2009 www.eia.doe.gov/aer
• Aumentar la heterogeneidad espacial (es decir, en términos de composición, edad, estructura, etc.).
S.
Munso
n, F
HP
-R4
Silvicultura puede ser la
respuesta
Factores que afectan el crecimiento de los
arboles
Precipitación
Radiación Solar
Duración del día
Temperatura
Viento
Numero de días con luz
Suelo
Profundidad
Materia Orgánica
Disponibilidad de agua
Textura
PH
Contenido de nutrientes
Condiciones Climáticas
Orografía
Topografía
Altitud
Características intrínsecas de la especie: tolerancia, fuentes genéticas
Ahora hay que agregar los impactos del cambio climático
Espacio de Crecimiento
• Es la disponibilidad de luz, agua, nutrientes y bióxido de carbono. El espacio de crecimiento se vuelve limitante cuando uno de los elementos de crecimiento es limitado en su disponibilidad.
Desarrollo de una masa forestal
• Etapa de iniciación. Después de un disturbio, nuevos individuos y especies continúan apareciendo durante varios años.
• Etapa de exclusión del tallo. Después de varios años, no aparecen nuevos individuos y mueren algunos de los ya existentes. Los arboles sobrevivientes crecen más grandes y expresan las diferencias en altura y diámetro. Primero una especie y luego otra podrían parecen dominar el rodal.
• Sotobosque etapa de reinicio. Más tarde, el piso del bosque se cubre de hierbas y arbustos y la regeneración avanzada aparece nuevamente y sobreviven en el sotobosque, y crecen muy poco.
• Etapa de Madurez. Árboles de dosel superior muerende manera irregular, y algunos de los árboles del sotobosque comienzan a crecer en el dosel superior.
Chadwick, D. O., Larson, B.C. 1990. Forest Stand Dynamics. Biological Resource Management Series. McGraw-Hill, Inc., USA. 467 p.
Chadwick, D. O., Larson, B.C. 1990. Forest Stand Dynamics. Biological Resource Management Series. McGraw-Hill, Inc., USA. 467 p.
Rodal
Es un grupo contiguo
de arboles
suficientemente
uniforme en tamaño,
composición, y clases
de edad para ser
distinguido como una
unidad.
Tipos de masas arboladas
• Puras
• Mezcladas
• Coetáneas
• Incoetáneas
Tolerancia
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
Volu
men
m3H
a
Edad (años)
Tipos de turnos
Técnico Económico Físico Biológico
Relaciones entre el IMA, ICA, IPA
IPA = IMA cuando
el IMA alcanza su
máximo valor
IPA es mayor que
IMA cuando el IMA
no ha culminado
Definicion de silvicultura
• Definicion de espacio de crecimiento
• Definicion de tratamaientos silvicolas
• Tipos tratamientos silvicolas
• Consideraciones
• Tipos de masas arboladas (puras, mezcladas, coetaneas, incoetaneas)
• Definicion de turnos, estructura, clases sociologicas
• Definicion de aclareos
• Herramientas disponibles para aplicar la silvicultura.
• Conclusiones
Definición de Posiciones Sociológicas
Dominantes. Arboles de mayor altura y reciben luz en la copa por arriba y algo por los lados
Codominantes. Arboles que forman el estrato promedio y reciben luz solo por arriba de la copa
y poca de los lados.
Intermedios. Arboles debajo de los dos doseles anteriores y reciben poca luz por abajo y nada
por los lados.
Suprimidos. Son los arboles debajo de todos y no reciben muy poca luz.
Aclareos
Objetivo es la redistribución del incremento
de los arboles que quedan en pie a través
de la remoción de algunos de los arboles.
Tipos de Aclareo
De Copa
Por lo Bajo
Selectivo
Libre
Mecanico
Densidad Una medida de la cantidad de vegetación por unidad de superficie
(expresada en # de arboles, AB o volumen/ha)
Producción Total, productividad y
PT
Productividad medida de la producción en
términos de volumen/ha/año
Producción parcial es la cantidad cosechada
Sistema Silvícola. Es un conjunto de tratamientos aplicados
durante la vida del rodal e incluye la corta de reproducción y los
aclareos.
Matarrasa. Remoción de la masa entera en una sola corta. Con regeneración natural o artificial.
Arboles Padres. Remoción de la masa madura en una sola corta, con excepción de una cantidad que servirá para regenerar la masa. Estos arboles se cortaran para liberar la regeneración cuando ya este establecida.
Protección. Remoción de la masa madura en arboles individuales o en grupos en una serie de cortas conducidas en un corto periodo de tiempo para crear masas coetáneas.
Selección. Remoción de la masa madura en arboles individuales o en grupos. La intención es crear huecos que serán cubiertos con una nueva clase de edad para producir masas incoetáneas.
Métodos de Monte Alto
Restauración de pino ponderosa
Antes Despues
Recuperación económica
16
Ecosystem Resilience
Landscape Heterogeneity
Example of forest structural
heterogeneity in response to
topographic position.
Inherent heterogeneity within
a real watershed in response
to basic environmental
factors.
En Hawaii , los disturbios en
ocasiones resuktan en
bosques no nativos
Bosque Tropical afectado por disturbios y
recuperado – efectos de especies Invasoras
En Hawaii, especies no-nativas sobrepasan
especies nativas al menos 2:1
Las manchas verdes son especies nativas
Bosque Tropical afectado por disturbios y
recuperado – efectos de especies Invasoras
Probability of MPB success as a function of cold temperature survival and
the Pine Structure Susceptibility Index. High probability suggests areas
where both climate, as it affects cold temperature survival probability, and
lodgepole pine stand structure are optimal.
1971-2000 Future
HIGHER
Bentz, B.J. et al. 2008. Climate change and western U.S. bark beetles: Rapid threat assessment. WWETAC. 79 p.
(http://www.fs.fed.us/wwetac/projects/bentz.html)
Como realizar evaluaciones de vulnerabilidad:
Adonde mover los arboles para que se adapten
en el futuro_
Integrated Restoration and Protection Strategy Framework: 19 Key Elements (Scenarios) Associated
With 6 Themes
Theme 1 – Vegetation Resilience
Scenario 1a: Community Fire Resilience
Scenario 1b: Vegetation Resilience and Current Departure from Desired Conditions
in Forested areas addressing resiliency and vulnerability
Scenario 1c: Vegetation Resilience and Vulnerability in non-forested areas
Theme 2 – Terrestrial Species Habitat
Scenario 2a: Whitebark Pine
Scenario 2b: Low Elevation Dry Forest Communities
Scenario 2c: Dry Shrublands (Low Elevation Sagebrush)
Scenario 2d: Aspen
Scenario 2e: Woody Draws
Scenario 2f: Mixed Grass Prairie
Scenario 2g: Riparian, wetland and seeps
Scenario 2h: Big game Winter Range
Scenario 2i: T&E Core grizzly bear habitat
Theme 3 – Watershed Management
Scenario 3: Watershed Quality (Sediment)
Theme 4 – Aquatic Species
Scenario4: Threatened, Endangered, and Sensitive Fish Species
Theme 5 – Recreation Settings and Opportunities
Scenario 5a: Safety
Scenario 5b: Investment Protection
Scenario 5c: Recreation Setting Restoration
Scenario 5d: Scenic Integrity Restoration
Scenario 5e: Scenic Integrity Protection
Theme 6 – Public Safety and Infrastructure Protection: Addressing Current MPB Outbreak and Fire Risks to Communities, Recreation
Sites and Infrastructure.
Scenario 6a: Community Fire Resilience
Scenario 6b: Recreation site Safety
Scenario 6c: Investment Protection
Key Element Scenario 1a: Community Fire Resilience –
Opportunity Scores to Restore Resilient Vegetation Adjacent to
Where People Live
Preguntas?
Science Serving
Society