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BIOMASA Y DEPÓSITOS DE CARBONO EN BOSQUES EN REGENERACIÓN DEL

ECOPARQUE BATACLÁN (CALI, COLOMBIA)

LINDA MARIANA CÁRDENAS HENAO

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

PROGRAMA ACADÉMICO DE BIOLOGÍA

SANTIAGO DE CALI

2012


ECOPARQUE BATACLÁN (CALI, COLOMBIA)

LINDA MARIANA CÁRDENAS HENAO

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Bióloga.

Directora

ALBA MARINA TORRES GONZÁLEZ

Bióloga Ph. D.




SANTIAGO DE CALI

2012

ii




SANTIAGO DE CALI

LINDA MARIANA CÁRDENAS HENAO, 1989


ECOPARQUE BATACLÁN (CALI, COLOMBIA).

TEMAS Y PALABRAS CLAVE:

Biomasa de vegetación, depósitos de carbono en la vegetación, depósitos de carbono en

suelos, bosques en regeneración, bosque seco tropical.

III

NOTA DE APROBACIÓN

El trabajo de grado titulado "Biomasa y depósitos de carbono en bosques en regeneración

del Ecoparque Bataclán (Cali, Colombia)", presentado por la estudiante LINDA

MARIANA CÁRDENAS HENAO, para optar al título de Bióloga, fue revisado por el

jurado y calificado-como:

APROBADOII

~JfkAlba Marina Torres González

Directora

Jurado

iv

A mi hermana, mi familia, amigos y profesores más cercanos,

quienes hicieron parte de este arduo proceso de formación,

procurando siempre su apoyo incondicional.

v

AGRADECIMIENTOS

A la profesora Alba Marina Torres González, por su apoyo incondicional durante tantos

años de formación y su interés para llevar a cabo esta investigación.

Al Departamento de Biología de la Universidad del Valle, su cuerpo docente y

administrativo, por su apoyo logístico en el uso de equipos, espacios académicos,

laboratorios y transporte.

A la alcaldía del Municipio de Santiago de Cali y su entidad adscrita, el Departamento

Administrativo de Gestión del Medio Ambiente (DAGMA – Cali), por su apoyo financiero

en la ejecución de este proyecto de investigación.

Finalmente, a los funcionarios del Ecoparque Bataclán y demás colaboradores de campo de

la Universidad del Valle, por su incansable trabajo e inmenso interés en el desarrollo de

este estudio.

vi

TABLA DE CONTENIDO

Página

1. RESUMEN................................................................................................................. 1

2. INTRODUCCIÓN..................................................................................................... 2

3. MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 7

3.1. Ciclo global del carbono………………………………………………………... 7

3.2. Los bosques tropicales como depósitos de carbono…..…………...………….... 9

3.3. Parcelas permanentes y el monitoreo del carbono en Colombia..…………....... 11

3.4. El bosque seco tropical y su importancia como sumidero de carbono….…....... 13

4. OBJETIVOS.............................................................................................................. 16

4.1. Objetivo general.................................................................................................. 16

4.2. Objetivos específicos........................................................................................... 16

5. HIPÓTESIS................................................................................................................ 17

6. MATERIALES Y MÉTODOS................................................................................. 18

6.1. Área de estudio..................................................................................................... 18

6.2. Establecimiento de parcelas permanentes……………………..………………….19

6.3. Censo de los individuos...……………..…….………………………….….......... 20

6.4 Medición de la biomasa en la vegetación………………………….…...…...…… 22

6.4.1. Medición de la biomasa en la vegetación leñosa……………...…………… 22

6.4.2. Medición de la biomasa en la vegetación herbácea…………...…………… 23

6.5. Medición del carbono en el suelo...……………………...……………………… 23

6.6. Análisis de datos….………………………….……….…………………………. 25

7. RESULTADOS……………………........................................................................... 29

7.1. Generalidades……………………….…………………………...……………… 29

7.1.1. Estrategia de regeneración natural con barreras de bambú............................. 29

7.1.1.1. Parcela No. 1 (PB1)………………………………….............................. 29

7.1.1.2. Parcela No. 2 (PB2)………………………………….............................. 30

7.1.1.3. Parcela No. 3 (PB3)………………………………….............................. 31

7.1.2. Estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú............................. 32

7.1.2.1. Parcela No. 1 (PRN1).……………………………….............................. 32

7.1.2.2. Parcela No. 2 (PRN2).……………………………….............................. 33

7.1.2.3. Parcela No. 3 (PRN3).……………………………….............................. 34

7.2. Biomasa total……………………….…………………………...……………… 35

vii

7.3. Biomasa de vegetación leñosa..…….…………………………...………………… 38

7.3.1. Biomasa total de vegetación leñosa.................................................................... 38

7.3.2. Biomasa aérea de vegetación leñosa................................................................... 39

7.3.3. Biomasa subterránea de vegetación leñosa......................................................... 46

7.4. Biomasa de herbáceas………...…….…………………………...………………… 48

7.5. Depósitos de carbono………...…….………………….………...………………... 49

8. DISCUSIÓN………………………................................................................................ 55

LITERATURA CITADA…………….............................................................................. 63

ANEXO A........................................................................................................................... 69

ANEXO B............................................................................................................................ 70

ANEXO C........................................................................................................................... 71

ANEXO D........................................................................................................................... 72

ANEXO E............................................................................................................................ 73

ANEXO F............................................................................................................................ 74

viii

LISTA DE FIGURAS

Página

FIGURA 1: Localización del Ecoparque Bataclán en Cali, Colombia. Fuente:

DAGMA..………………………………………………………………………………….1

FIGURA 2: Método de corrección directa de pendiente para medir el perímetro de las

parcelas permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali. La distancia total se calcula

sumando los tramos A, B, C y D.........................................................................………. 20

FIGURA 3: Recorrido del censo de individuos de la vegetación leñosa en las parcelas

permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali..…………………………………………. 23

FIGURA 4: Ubicación de los cuadrantes para muestreo de la biomasa de vegetación

herbácea en las parcelas permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali……………….... 24

FIGURA 5: Panorama de la parcela permanente No. 1 (PB1) en el bosque en regeneración

natural con barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.……….…...………… . 30


natural con barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali..……..………………... 31


natural con barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.………..……..……….. 32

FIGURA 8: Panorama de la parcela No. 1 (PRN1) en el bosque en regeneración natural sin

barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali………………………………...…... 33

FIGURA 9: Panorama de la parcela No. 2 (PRN2) en el bosque en regeneración natural sin

barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali…………………………...……..…. 34

FIGURA 10: Panorama de la parcela No. 3 (PRN3) en el bosque en regeneración natural

sin barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.………………………………... 35

FIGURA 11: Biomasa leñosa aérea, biomasa leñosa subterránea, biomasa de herbáceas y

biomasa vegetal total en bosques en regeneración natural con barreras de bambú (B) y sin

barreras de bambú (RN) del Ecoparque Bataclán de Cali……………………...………. 36

ix

FIGURA 12: Comportamiento de las variables de la vegetación leñosa en el análisis

factorial de componentes principales en los bosques en regeneración con barreras de bambú

del Ecoparque Bataclán de Cali....……………………………………………...………. 37

FIGURA 13: Comportamiento de las variables de la vegetación leñosa en el análisis

factorial de componentes principales en los bosques en regeneración sin barreras de bambú

del Ecoparque Bataclán de Cali………………………………………………...………. 38

FIGURA 14: Biomasa total de especies leñosas de la estrategia de regeneración natural

con barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali...……………………...………. 40

FIGURA 15: Biomasa total de especies leñosas de la estrategia de regeneración natural sin

barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.…………………………...………. 41

FIGURA 16: Biomasa aérea de especies leñosas en estrategias de regeneración natural con

y sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali..…………………...………. 43

FIGURA 17: Biomasa aérea de las especies leñosas de la estrategia de regeneración

natural sin barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.……..………...………. 44

FIGURA 18: Biomasa aérea de las especies leñosas de la estrategia de regeneración

natural con barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.……..……...………. 45

FIGURA 19: Biomasa subterránea promedio de dos estrategias de regeneración natural

con y sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali..……………...………. 47

FIGURA 20: Biomasa subterránea total, biomasa de raíces finas y gruesas de la estrategia

de regeneración natural con barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali...…. 47

FIGURA 21: Biomasa subterránea total, biomasa de raíces finas y gruesas de la estrategia

de regeneración natural sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.….... 48

FIGURA 22: Biomasa de herbáceas promedio en estrategias de regeneración natural con y

sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali……………………......……. 49

FIGURA 23: Carbono total, carbono de vegetación leñosa y herbácea depositado en las

parcelas permanentes en la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú del

Ecoparque Bataclán de Cali.…..……………………………………………...……….. 51

x

FIGURA 24: Carbono total, carbono de vegetación leñosa y herbácea depositado en las

parcelas permanentes en la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú del

Ecoparque Bataclán de Cali..………………………………………………...…….…. 52

FIGURA 25: Carbono depositado en el suelo de las parcelas permanentes en los bosques

del Ecoparque Bataclán de Cali ……………………………………………...………. 53

FIGURA 26: Carbono total depositado en el suelo y la vegetación de las parcelas

permanentes en los bosques del Ecoparque Bataclán de Cali ..……………...………. 54

xi

LISTA DE TABLAS

Página

TABLA 1: Reservas de carbono en la vegetación forestal (masa aérea y subterránea, viva y

muerta; incluyendo desechos leñosos) y los suelos (horizonte O y suelo mineral hasta una

profundidad de 1 m) de los bosques mundiales. Adaptado de: Brown (2003).………… 10

TABLA 2: Aportes de área, biomasa vegetal y carbono en los ecosistemas más importantes

del planeta. Adaptado de: Schelinger (2000) y Houghton & Skole (1990)…………….. 14

TABLA 3: Aporte de la biomasa total de especies leñosas comunes entre los sistemas de

regeneración natural con y sin barreras de bambú el Ecoparque Bataclán de Cali…….. 42

1

1. RESUMEN

La capacidad de los bosques de acumular carbono en la vegetación y el suelo los hace parte

primordial del ciclo del carbono y, por lo tanto, potenciales mitigadores del cambio

climático. Con el objetivo de medir la biomasa de la vegetación y los depósitos de carbono

en el Ecoparque Bataclán de Cali, Colombia (bosque seco tropical) en dos estrategias de

regeneración, con y sin barreras de bambú, se establecieron tres parcelas permanentes de

500 m2 en cada estrategia. En cada parcela se calculó indirectamente la biomasa de la

vegetación leñosa (biomasa aérea y subterránea) y directamente de la vegetación herbácea.

Posteriormente se calculó la cantidad de carbono depositado en la vegetación y los suelos

de cada estrategia. Se estableció que la biomasa total promedio en la zona de estudio fue de

24.19 Ton/ha y no se encontraron diferencias significativas en la biomasa entre las

estrategias de regeneración (p = 0.83 y U = 4). El 95 % de la biomasa fue aportado por la

vegetación leñosa, mientras que el 5 % lo aportó la vegetación herbácea. El depósito de

carbono total en el área de estudio fue de 28.7 Ton/ha y no existieron diferencias

significativas entre las estrategias de regeneración (p = 0.51 y U = 3), siendo el suelo el

que presenta la mayor proporción, aportando el 59 % del total. Se concluye que el estado de

regeneración del bosque es incipiente y que las barreras de bambú, después de 30 años de

establecidas, no tienen efecto sobre la biomasa o la acumulación de carbono en el bosque

en regeneración del Ecoparque Bataclán de Cali. Es necesario continuar potenciando la

regeneración y protección de estos fragmentos de bosque seco tropical como estrategia para

la mitigación del cambio climático.

2

2. INTRODUCCIÓN

La alteración causada por las actividades humanas sobre los ciclos biogeoquímicos del

planeta ha sido drástica desde la revolución industrial (Prentice et al. 2001). Uno de los

fenómenos con mayor apogeo en la actualidad es el aumento de la concentración de CO2

atmosférico. Este aumento es causado principalmente porque la tasa de combustión de

carbono fósil está muy por encima de la tasa de absorción de CO2, es decir, se ha

sobrepasado la capacidad de carga de los sistemas biogeoquímicos reguladores de los

cambios atmosféricos (Hansen et al. 1981). Este gas de efecto invernadero ha incrementado

su concentración de 280 ppm durante el periodo pre-industrial, hasta cerca de 360 ppm en

la actualidad (Prentice et al. 2001).

La fotosíntesis es uno de los procesos con mayor capacidad de regulación del ciclo del

carbono, ya que mediante la captura de CO2 atmosférico, agua y energía proveniente de la

luz solar, se producen moléculas altamente energéticas como alimento para las plantas

(Fitter & Hay 2002). La capacidad de absorción de CO2 por parte de las plantas varía de

acuerdo a la estacionalidad de las diferentes zonas del planeta: en las zonas templadas,

durante el verano, la fotosíntesis es mayor que la respiración de los descomponedores, lo

que da lugar a un almacenamiento estacional de carbono orgánico en los tejidos de las

plantas y, por lo tanto, se produce un descenso estacional en la concentración de CO2

atmosférico (Schlesinger 2000). Durante el invierno los niveles de CO2 atmosférico se

elevan mientras los descomponedores siguen sus ciclos y las plantas están inactivas

fotosintéticamente por la pérdida de sus hojas (Schlesinger 2000).

3

En el trópico la relación es diferente, ya que al carecer de una estacionalidad climática

marcada (i.e. ausencia de estaciones) sus bosques se encuentran en actividad continua, por

lo cual la captura de CO2 es permanente durante todo el año (Schlesinger 2000). Sin

embargo, la crisis generada por la perturbación de estos ecosistemas clave ha creado un

desequilibrio notable en la dinámica general de los ciclos del planeta (Hansen et al. 1981).

Son pocos los hábitats que en la actualidad se encuentran fuera de la perturbación directa o

indirecta de las actividades antropogénicas, siendo ésta una de las causas principales de la

actual transformación del paisaje, la estructura y función de los ecosistemas (Sitzia et al.

2010). En consecuencia, el estado actual de los ecosistemas en el mundo y los graves

problemas de degradación que se han presentado en las últimas décadas por la

deforestación y la constante pérdida de diversidad biológica, han llamado la atención de

investigadores que buscan comprender las dinámicas de los hábitats perturbados y la

capacidad de los mismos de recuperar su estado natural (Silver et al. 2004). La perturbación

natural o antropogénica de los bosques conduce a una disminución de la capacidad de los

bosques de fijar y depositar el carbono en su biomasa (Torres et al. en imprenta A).

Adicionalmente, los recursos vegetales deforestados son utilizados como fuente de

combustible produciendo liberación adicional de CO2 atmosférico, y las tierras que son

deforestadas para extracción maderera son posteriormente utilizadas para actividades

agrícolas y pastoreo intensivo (Brown 2003). Los sistemas agrícolas producen biomasa

significativamente menor a los bosques, y por lo tanto, la capacidad de captura de CO2 es

mínima (Brown 2003). Así, la contribución que hace la perturbación de los bosques al

calentamiento global y al cambio climático es multidireccional e inevitable desde cualquier

punto de vista.

4

La crisis global causada por la deforestación es particularmente severa en los trópicos,

registrando la pérdida de 0.9 % del área total de bosques tropicales sólo en la década de

1990 (FAO 1995), con el agravante de que cerca del 40 % del contenido total de carbono de

la tierra (Dixon et al. 1994) y el 36 % de la productividad primaria neta (Field et al. 1998)

se concentra en los bosques tropicales. La influencia que estos bosques tienen sobre el ciclo

global del carbono, hace que tengan un gran potencial mitigador del cambio climático, dado

que almacenan grandes cantidades de carbono en la vegetación y en el suelo, e

intercambian carbono con la atmósfera (Brown 2003). Se estima que las emisiones de CO2

causadas por la deforestación y sus actividades asociadas en los bosques tropicales

representan aproximadamente 20 % de las emisiones totales de CO2 generadas por la

acción antropogénica (Honorio & Baker 2010).

Es por esto que el estudio de la capacidad de captura y retención de carbono en los bosques

tropicales es clave para la comprensión de la dinámica de las actividades humanas y sus

consecuencias sobre el equilibrio global del ciclo del carbono (Hansen et al. 1981).

Los bosques colombianos no han sido la excepción a la sobreexplotación y se han visto

ampliamente afectados por la deforestación y la pérdida de biodiversidad. Los ecosistemas

de Colombia son considerados estratégicos para las dinámicas biológicas del planeta por su

alto nivel de endemismo (DAGMA 2009a). El paisaje del Valle del Cauca y de Santiago de

Cali es uno de los casos más críticos que se presentan a nivel nacional, no sólo por la

deforestación de sus bosques sino por la poca capacidad de regenerarse en términos

temporales (DAGMA 2009a). El bosque seco tropical es la formación vegetal nativa del

5

valle geográfico del río Cauca (IAvH 1998) y en la actualidad es uno de los ecosistemas

más amenazados en el Neotrópico (Janzen 1988).

La urbanización y la deforestación para establecer el monocultivo de caña de azúcar, zonas

ganaderas extensivas y cultivos de menor envergadura, han causado la transformación del

paisaje natural del Valle del Cauca (IAvH 1998). Sin embargo, existen áreas suburbanas

con gran potencial para la conservación de la biodiversidad como los Ecoparques Bataclán,

Pízamos y Lago de las Garzas (DAGMA 2009b). Estos ecoparques son zonas que durante

las décadas de 1980 y 1990 recibieron una agresiva presión urbana que produjo el

detrimento de estos parches boscosos y de la calidad de sus suelos (DAGMA 2005). Estos

espacios han perdido los elementos de la vegetación que los hacían representativos de los

ecosistemas del valle geográfico del río Cauca y se encuentran aislados y sin conectividad

con las zonas boscosas aledañas al casco urbano (DAGMA 2009a).

El Ecoparque Bataclán, como todos los parches de ladera de Cali, ha sido objeto de

poblamiento intensivo y de explotación minera de carbón (Velásquez & Meyer 1994).

Estos factores han producido pérdida de la cobertura vegetal, erosión de los suelos, y la

contaminación de sus fuentes hídricas (DAGMA 2009a). Debido a las políticas de

conservación de los parches boscosos de Cali, que han sido implementadas en el

Ecoparque, se han empleado diversas estrategias de recuperación de los suelos y la

vegetación. En estas estrategias se incluye la siembra de especies nativas e introducidas, el

establecimiento de barreras de bambú chino en áreas pendientes, y la regeneración natural

(L. A. Forero com. pers.). La estrategia de regeneración natural consiste en dejar un área

determinada donde ocurre la sucesión natural de la vegetación. Por su parte, las barreras de

6

bambú proveen una protección adicional a dichas zonas, ya que el crecimiento de sus

rizomas permite la retención de los suelos erosionados (Londoño 1994). Sin embargo, los

efectos de las barreras de bambú y de la regeneración natural sobre la diversidad y el aporte

de biomasa de los fragmentos de bosque del Ecoparque no han sido estudiados. La presente

investigación se constituye en el primer análisis de biomasa y evaluación de los depósitos

de carbono realizado en los fragmentos de bosque seco de la ciudad de Santiago de Cali.

Los resultados de este estudio se establecen como la información de referencia básica para

monitoreos posteriores que posicionarán a los ecoparques de Cali como foco de

investigación en la conservación de bosques urbanos representativos de ecosistemas

amenazados, resaltando el valor de los recursos botánicos de la ciudad de Cali como parte

de la biodiversidad del país. Esta investigación presenta la base para una estrategia a

mediano y largo plazo para conservar y aprovechar el potencial de los bosques secos como

sumideros de carbono, consolidándose como un recurso ecológico, social y

económicamente viable para la mitigación del cambio climático.

7

3. MARCO TEÓRICO

3.1. Ciclo global del carbono

La concentración de carbono atmosférico, y en consecuencia la dinámica del ciclo del

carbono, se encuentra sujeta a las interacciones de estos gases con la superficie de la tierra,

entre las que se incluyen reacciones del ciclo carbonato-silicato, intercambio de gases con

los océanos, y los ciclos anuales de respiración de los organismos y fotosíntesis de los

organismos autótrofos (Schlesinger 2000). Los ciclos de respiración y fotosíntesis son los

de mayor importancia en el ciclo del carbono (Prentice et al. 2001). En condiciones

naturales, estas dos vías principales de transferencia de carbono entre la atmósfera y los

ecosistemas terrestres o los océanos, se encuentran en equilibrio, y representan un

intercambio total de 210 Pg C/año, de los cuales la mayor proporción (120 Pg C/año) es

capturada por los ecosistemas terrestres (Prentice et al. 2001). El proceso de fotosíntesis de

las plantas resulta en la acumulación de carbono en la biomasa vegetal y en el suelo, que

incorpora materia orgánica degradada de los organismos (Brown 2003).

La fotosíntesis es el proceso biogeoquímico que transfiere el carbono en forma oxidada de

la atmósfera (CO2), a las formas reducidas y orgánicas responsables del crecimiento en las

plantas (Schlesinger 2000). Estas formas reducidas pueden ser usadas como fuentes de

energía para procesos metabólicos en el mismo organismo autótrofo, como ser almacenadas

y depositadas como biomasa (Schlesinger 2000). Las plantas terrestres logran absorber un

total de 60 × 1015

g de CO2 por año y puede aumentar la absorción si se incrementa la

concentración de CO2, lo cual convierte a estos organismos en potenciales mitigadores del

abrupto aumento de la concentración de este gas en la atmósfera (Schlesinger 2000). No

obstante, la tasa de liberación del CO2 a la atmósfera actualmente está sobrepasando la

8

capacidad de absorción de los océanos y la vegetación, y la deforestación progresivamente

minimiza la absorción de este gas (Brown 2003). Este gas de efecto invernadero es el

principal contribuyente al calentamiento global y al cambio climático que actualmente

afecta todos los continentes del planeta (Schlesinger 2000), produciendo además

alteraciones drásticas en la salud y la posibilidad de conservación de los ecosistemas.

Históricamente, las concentraciones de carbono atmosférico han sido más altas en periodos

cálidos, mientras que las bajas concentraciones de este gas se han asociado con periodos

glaciares (Prentice et al. 2001). La asociación en términos de análisis históricos de las

concentraciones de carbono atmosférico, representa lo que actualmente se conoce como

efecto invernadero, fenómeno que se refleja directamente en la atmósfera terrestre y, por

supuesto, en el clima (Schlesinger 2000). Durante la última época glacial del planeta, la

concentración de CO2 varió entre 180 y 200 ppm, teniendo un aumento drástico hacia el

final de la misma, manteniéndose constante aproximadamente en 280 ppm hasta la

revolución industrial (Prentice et al. 2001). Hasta 1997, la cifra se elevó a 360 ppm,

experimentando una alta tasa de crecimiento en periodos muy cortos comparado con lo

ocurrido a lo largo de la historia de la tierra (Schlesinger 2000).

Adicional al aumento del CO2 atmosférico por la industrialización, desde la década de 1940

las emisiones de este gas han aumentado debido al uso extensivo de combustibles fósiles a

nivel mundial y a los cambios en el uso de la tierra, convirtiendo los bosques en terrenos

agrícolas en las zonas tropicales (Schlesinger 2000, Houghton et al. 2001).

9

De este modo, los modelos antiguos y actuales de uso de las tierras son responsables del

estado actual de las reservas y el flujo de carbono de los bosques mundiales (Brown 2003).

El ser humano ha afectado la composición de la atmósfera y, por lo tanto, todos los ciclos y

procesos asociados a la misma.

3.2. Los bosques tropicales como depósitos de carbono

El almacenamiento de carbono en los ecosistemas terrestres se divide entre el suelo y la

vegetación. El suelo alberga cerca del 75 % de las reservas de carbono del mundo, aunque

este valor puede variar de acuerdo a la latitud y al uso del suelo (Prentice et al. 2001). Los

bosques y praderas arboladas (o sabanas) son los mayores acumuladores de carbono,

representando el 47 % y el 25 %, respectivamente, de los depósitos de carbono del mundo

entre la biomasa viva y la necromasa (Prentice et al. 2001).

Los suelos y la vegetación de los bosques tropicales contienen alrededor de 428 Pg C, es

decir, el 52 % de las reservas de carbono de todos los bosques del mundo (tabla 1) (Brown

2003). Debido a la deforestación, los ecosistemas tropicales se comportaban como una

fuente neta de carbono relativamente grande (1.6 ± 0.4 Pg C/año) hacia la década de 1990

(Brown 2003), aún bajo la consideración de que en estos ecosistemas la producción

primaria neta anual puede alcanzar valores mayores a 1000 g C/m2 (Schlesinger 2000).

Al considerar la actual problemática que enfrentan los ecosistemas naturales y las

poblaciones humanas ante el cambio climático, existe un gran interés por monitorear el

ciclo del carbono en el trópico. La investigación en bosques tropicales permitirá entender su

10

aporte al ciclo del carbono a nivel global y los posibles impactos causados por el cambio

climático en la vegetación (Honorio & Baker 2010).

Tabla 1. Reservas de carbono en la vegetación forestal (masa aérea y subterránea, viva y

muerta; incluyendo desechos leñosos) y los suelos (horizonte O y suelo mineral hasta una

profundidad de 1 m) de los bosques mundiales. Adaptado de: Brown (2003).

Regíón / País Reservas de C (Pg)

Vegetación Suelos

Latitud elevada o zona boreal

FSU 63 111

Canadá 15 76

Alaska 2 11

Subtotal 80 198

Latitud media o zona templada

EUA 15 21

Europa 10 18

China 17 16

Australia 9 14

Subtotal 51 69

Latitud baja o zona tropical

Asia 41-54 43

África 52 63

América 119 110

Subtotal 212 216

Total 343 483

Los bosques tropicales en América y África, considerados primarios, han funcionado como

sumideros de carbono, presentando un aumento en la biomasa de una magnitud casi similar

a las emisiones por deforestación, ayudando a reducir el aumento de CO2 en la atmósfera en

las últimas décadas (Honorio & Baker 2010).

11

Los bosques tropicales son importantes acumuladores de carbono por la cantidad que

logran captar y retener en su biomasa en términos temporales. Un átomo de carbono puede

permanecer en la biomasa de una planta un promedio de 9 años; en los desiertos puede ser

retenido aproximadamente 3 años, mientras que en los bosques suele exceder los 20 años

(Schlesinger 2000). Así las zonas tropicales, que tienen la mayor cobertura de bosques del

mundo, logran alcanzar altas tasas de productividad primaria y de retención de carbono por

largos periodos de tiempo.

El valor de los ecosistemas tropicales como máximos captadores y acumuladores de

carbono se ve en detrimento debido a las múltiples presiones ambientales que enfrentan.

Esto hace necesario un ordenamiento territorial cuya finalidad sea aumentar la cantidad de

carbono en la vegetación y el suelo de los bosques, y esto es posible mediante el aumento

de la superficie y la biomasa de los bosques naturales (Brown 2003).

3.3. Parcelas permanentes y el monitoreo del carbono en Colombia

La dinámica del carbono en un bosque permite evaluar si éste está funcionando como una

fuente o como sumidero de carbono. La evaluación a largo plazo de parcelas permanentes

de monitoreo en ecosistemas es uno de los protocolos más importantes para evaluar la

dinámica del carbono (Vallejo et al. 2005). Adicionalmente, las parcelas permanentes

permiten monitorear la vegetación en escalas temporales amplias.

El punto de partida para el monitoreo del carbono en la vegetación es la estimación de la

biomasa vegetal que contiene un ecosistema, que es una variable ideal para cuantificar los

cambios de la vegetación a lo largo del tiempo (Vallejo et al. 2005). La biomasa es la

12

cantidad total de materia orgánica seca que se encuentra en un momento dado tanto por

encima como por debajo de la superficie del suelo (Vallejo et al. 2005).

La biomasa puede ser estimada por métodos directos, utilizando técnicas destructivas en las

cuales se extrae todo el material vegetal (herbáceo y arbóreo) incluyendo sus raíces (Nath et

al. 2009). La estimación de la biomasa por métodos indirectos se basa en relaciones

alométricas producto de regresiones estadísticas con variables fácilmente medibles (e.g.

DAP, altura total), biomasa aérea, subterránea y total de un individuo arbóreo o arbustivo

(Nath et al. 2009).

Las relaciones alométricas y la medición indirecta de los componentes de la biomasa total

es en la actualidad, el método más utilizado dado que requiere menos tiempo y recursos

económicos que las mediciones directas (Nath et al. 2009). Además, las variables utilizadas

en la medición indirecta del carbono también permiten establecer dinámicas ecológicas de

los bosques (Vallejo et al. 2005). Pese a la importancia actual de la medición de la biomasa

para estimar la cantidad de carbono depositado en los bosques, esta medición sólo se realiza

en una décima parte de las parcelas permanentes establecidas en el país (Vallejo et al.

2005).

En Colombia, la investigación ecológica a largo plazo con parcelas permanentes es

relativamente reciente. Según Vallejo et al. (2005), en el territorio nacional se han

establecido un total de 65 parcelas permanentes de diversas formas y áreas. La mayoría de

parcelas están en bosques húmedos tropicales, mientras que 17 parcelas, equivalentes al

26.15 %, fueron establecidas en bosques secos tropicales de las cuales 76.5 % se

13

encuentran en el departamento del Tolima, 17.6% en Bolívar y 5.9 % en Córdoba. En el

bosque seco tropical del Valle del Cauca existe sólo una parcela permanente de monitoreo

(Adarve et al. 2010, Torres et al. en imprenta B). Esto evidencia el déficit del conocimiento

en esta zona de vida y de la dinámica de los pocos fragmentos que aún sobreviven en el

Valle del Cauca. Por lo anterior, es una necesidad investigar la dinámica de la vegetación

con protocolos de monitoreo a largo plazo en el departamento.

3.4. El bosque seco tropical y su importancia como sumidero de carbono

El bosque seco tropical es uno de los ecosistemas más ampliamente distribuidos en los

trópicos (Jaramillo et al. 2003a). Debido a la fertilidad de los suelos y a características

climáticas favorables, el bosque seco ha sido eje central del desarrollo de gran cantidad de

poblaciones humanas, convirtiéndose en objeto de una intensa transformación (Janzen

1988).

En consecuencia, la reducción de los bosques secos es generada por la tala indiscriminada

cambiando el uso del suelo para la agricultura (Schelinger 2000). El bosque seco tropical es

el segundo ecosistema registrado en el mundo con menor área, y sin embargo es el tercero

con mayor aporte de biomasa y el cuarto en la cantidad de carbono depositado (tabla 2)

(Schelinger 2000, Houghton & Skole 1990). Si la frontera agrícola sigue avanzando en las

zonas de los bosques secos tropicales, la cantidad de biomasa sobre el planeta seguirá

reduciéndose en grandes proporciones, y la capacidad de mitigar el cambio climático

disminuirá drásticamente (Brown 2003).

14

En Colombia el bosque seco se distribuía originalmente en las llanuras del Caribe y los

valles interandinos del río Cauca y Magdalena, abarcando cerca de 8 146 000 ha (IAvH

1998). En el Valle geográfico del río Cauca la situación es alarmante ya que actualmente

sólo existen unos pequeños remanentes aislados de bosques naturales, que presentaron una

dramática reducción del 66% en su cobertura, entre 1957 y 1986 (IAvH 1998).

Actualmente, sólo existe el 3% de la cobertura de la vegetación original en el Valle del

Cauca, correspondiente a bosque seco tropical (IAvH 1998).

Tabla 2. Aportes de área, biomasa vegetal y carbono en los ecosistemas más importantes del

planeta. Adaptado de: Schelinger (2000) y Houghton & Skole (1990).

Ecosistema Área

(1012

m2)

Biomasa

vegetal media

(Kg C/m2)

Carbono en

la vegetación

(1015

g)

Producción

primaria

neta media (g

C/m2/año)

Productividad

primaria neta

(1015

g C/año)

Bosque tropical húmedo

y lluvioso 10.4 15 156 800 8.3

Bosque tropical seco 7.7 6.5 49.7 620 4.8

Bosque boreal 9.2 8 73.3 650 6

Bosque templado 15 9.5 143 430 6.4

Sabana de herbáceas y

arboladas tropicales 24.6 2 48.8 450 11.1

Estepa templada 15.1 3 43.8 320 4.9

Desierto 18.2 0.3 5.9 80 1.4

Tundra 11 0.8 9 130 1.4

Humedales 2.9 2.7 7.8 1300 3.8

Cultivos 15.9 1.4 21.5 760 12.1

Rocas y hielo 15.2 0 0 0 0

Total 145.2 --- 558.8 --- 60.2

Los estudios de la biomasa de los bosques secos de Colombia son bastante reducidos. En el

bosque secundario del Parque Natural Regional El Vínculo se ha registrado una biomasa

cercana a las 88 Ton/ha, incrementando sólo 2 Ton/ha/año (Torres et al. en imprenta B). La

funcionalidad de estos bosques secos tropicales como acumuladores de biomasa y depósitos

15

de carbono hacen importante la conservación de la diversidad y su potencial como

mitigadores del cambio climático.

16

4. OBJETIVOS

4.1. Objetivo general:

Evaluar la biomasa y los depósitos de carbono en dos estrategias de regeneración del

bosque del Ecoparque Bataclán (Cali, Colombia).

4.2. Objetivos específicos:

1. Medir y analizar las diferencias en la biomasa y la cantidad de carbono depositado

en las dos estrategias de regeneración natural del Ecoparque Bataclán, tanto en la

vegetación leñosa y herbácea, como en el suelo.

2. Establecer la cantidad de carbono depositado en la vegetación leñosa, a través del

cálculo de su biomasa aérea y subterránea en el bosque en regeneración del

Ecoparque Bataclán.

3. Estimar la biomasa y la cantidad de carbono depositado en plantas herbáceas en el

bosque en regeneración del Ecoparque Bataclán.

4. Estimar la cantidad de carbono depositado en el suelo del bosque en regeneración

del Ecoparque Bataclán.

17

5. HIPÓTESIS

La biomasa y la cantidad de carbono depositado en los bosques del Ecoparque Bataclán

dependerán de las características de la vegetación asociada a cada estrategia de

regeneración y será diferente entre las estrategias. Esta diferencia será influenciada por el

comportamiento de la altura total, el DAP y la densidad de la madera, los cuales variarán

por el efecto de la presencia o ausencia de las barreras de bambú.

18

6. MATERIALES Y MÉTODOS

6.1. Área de estudio

El Ecoparque Bataclán está ubicado en el costado oriental del Cerro de las Tres Cruces, en

la parte alta del barrio Juanambú, comuna 2 de la ciudad de Cali (figura 1). Esta área está

protegida por el Departamento Administrativo de Gestión del Medio Ambiente (DAGMA),

tiene una extensión de 18 ha y según sus características climáticas y altitudinales, pertenece

al ecosistema bosque seco tropical (bs-T) en la escala de Holdridge (1947).

Figura 1. Localización del Ecoparque Bataclán en Cali, Colombia. Fuente: Archivos

DAGMA.

19

El Ecoparque Bataclán ha sido objeto de la implementación de diversas estrategias de

regeneración de los suelos y la vegetación. En estas estrategias se incluye la regeneración

natural con y sin el establecimiento de barreras de bambú chino (L. A. Forero com. pers.).

El sistema de regeneración natural consistió en dejar un área determinada para el

crecimiento espontáneo de la vegetación. Las barreras de bambú chino se plantaron como

una estrategia para la retención del suelo altamente degradado en esta zona. Es además una

barrera viva para evitar la continua intervención de los visitantes del Ecoparque sobre los

parches boscosos (L. A. Forero com. pers.).

6.2. Establecimiento de parcelas permanentes

Se seleccionaron áreas que tuvieran vegetación representativa de la regeneración natural en

cada una de las estrategias: regeneración natural sin barreras de bambú y regeneración

natural con barreras de bambú, para establecer las parcelas permanentes.

En agosto de 2011, se establecieron tres parcelas en cada una de las estrategias de

regeneración natural del bosque del Ecoparque Bataclán, para un total de seis parcelas

permanentes. Las parcelas se ubicaron en áreas alejadas de los bordes de los múltiples

senderos del Ecoparque, para evitar muestrear los cambios abruptos de cobertura vegetal.

Cada parcela permanente tiene una medida estándar de 20 m 25 m (parcelas rectangulares

de 0.05 ha), trazando el lado más largo de forma paralela a las curvas de nivel para

disminuir el error generado en las áreas con pendientes pronunciadas (Vallejo et al. 2005).

El perímetro de la parcela se trazó ubicando estacas de PVC de tres pulgadas en cada uno

de los vértices principales de las parcelas, realizando previa corrección directa de ángulo y

20

de pendiente. Se usó el método de corrección directa de la pendiente trazando una diagonal

sobre el terreno, como lo indica la línea punteada azul, y sumando los tramos A, B, C y D

(figura 2) (Vallejo et al. 2005).

Figura 2. Método de corrección directa de pendiente para medir el perímetro de las parcelas

permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali. La distancia total se calcula sumando los

tramos A, B, C y D.

Finalmente cada parcela fue dividida en cinco franjas (subcuadrantes) de 20 m × 5 m

(figura 3), con el objetivo de facilitar el censo de los individuos. Los subcuadrantes fueron

delimitados con tubos de PVC de media pulgada.

6.3. Censo de los individuos

El censo consistió en seleccionar los individuos de la parcela con un diámetro a la altura del

pecho (DAP) igual o superior a 2.5 cm (0.025 m). Cada individuo se marcó con placas de

aluminio previamente rotuladas con un numerador de golpe. El recorrido en cada

subcuadrante se hizo en sentido zig-zag, partiendo desde el punto 0,0 (subcuadrante 1) y

culminando en el punto 20,25 (subcuadrante 5) (figura 3).

21

Figura 3. Recorrido del censo de individuos de la vegetación leñosa en las parcelas

permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali.

En cada individuo marcado se trazó una línea con pintura indeleble a la altura del punto

óptimo de medición (POM), lo cual permitió fijar un lugar en el individuo para la medición

de la circunferencia a la altura del pecho (CAP, parámetro necesario para calcular el DAP)

tanto para el censo inicial como para las mediciones de los monitoreos futuros que se

realizarán en las parcelas establecidas (Vallejo et al. 2005).

Finalmente, se realizó la identificación hasta el nivel taxonómico de especie mediante la

toma de muestras de herbario que se procesaron y depositaron en el herbario CUVC. Para

cada individuo se registraron las características CAP, altura total y altura de fuste (altura a

22

la primera ramificación viva), con una cinta métrica y un clinómetro electrónico Haglöf

HEC-MP. El formato de censo se muestra en el Anexo A.

6.4. Medición de la biomasa en la vegetación

6.4.1. Medición de la biomasa de la vegetación leñosa

La biomasa de la vegetación leñosa se estimó a partir de los datos básicos del censo de los

individuos de cada parcela (DAP, altura total y altura de fuste) y la densidad de la madera.

La densidad de la madera se midió para cada especie y se calculó a partir de trozos

colectados en campo de ramas con un diámetro mínimo de 2.5 cm. Los troncos fueron

secados en un horno de herbario a 70 °C durante cuatro semanas. Posteriormente, los

troncos fueron pulidos en un torno de ebanistería, en el cual se les retiró la peridermis y

fueron convertidos en cilindros de madera de dimensiones variables. Dichos cilindros

fueron secados nuevamente a 70 °C durante 36 horas. Finalmente, se midió la longitud y

diámetro de los cilindros con un calibrador digital MITUTOYO CD-15C, y el peso

registrado en una balanza analítica Mettler Toledo AL204. Se calculó la densidad de la

madera con la ecuación 1.

= m / ( r2 h)

Ecuación 1

Dónde,

: Densidad de la madera.

m: Peso seco del cilindro de madera (g).

r: Radio de la base del cilindro de madera (cm).

23

h: Altura o longitud del cilindro de madera (cm).

6.4.2. Medición de la biomasa de la vegetación herbácea

Para estimar la biomasa total de plantas herbáceas asociadas a cada estrategia de

regeneración, en cada parcela se muestrearon las plantas herbáceas (incluyendo la raíz) en

cuatro cuadrantes de 1 m × 1 m cada uno. Los cuadrantes se ubicaron de forma paralela a la

parcela, a una distancia de 5 m de los cuatro lados de la misma (figura 4). Las plantas

extraídas de cada cuadrante (i.e. hierbas y plántulas) fueron rotuladas y transportadas en

bolsas plásticas. Posteriormente, fueron empacadas en sobres de papel periódico y secadas

en un horno de herbario a 70 °C durante un período de cuatro semanas.

Finalmente, las muestras fueron pesadas en una balanza OHAUS Modelo CT600-S para

obtener la biomasa total por metro cuadrado.

6.5. Medición del carbono en el suelo

Se tomó una muestra de suelo de 12 cm de profundidad en cada parcela. Las muestras

fueron analizadas con el método de digestión húmeda de Walkley-Black para detección de

carbono orgánico en el laboratorio de suelos de la escuela de Ingeniería Agrícola de la

Universidad del Valle. La densidad aparente del suelo de cada parcela fue analizada con el

método del terrón parafinado en el laboratorio de microbiología ambiental de la escuela de

Ingeniería Agrícola de la Universidad del Valle. El carbono contenido en el suelo se calculó

con la fórmula propuesta por Vallejo et al. (2005) (ecuación 2), extrapolando los resultados

obtenidos de cm2 a hectáreas (ha).

24

Figura 4. Ubicación de los cuadrantes para muestreo de la biomasa de vegetación herbácea en

las parcelas permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali.

CS = DA FC P A

Ecuación 2

Dónde,

CS: Carbono en suelo (Ton C/ha).

DA: Densidad aparente del suelo (g/cm3).

FC: Contenido de carbono del suelo (%).

P: Profundidad de muestreo (cm).

A: Área de la sección transversal de la muestra de suelo (cm2).

25

6.6. Análisis de datos

A partir de las mediciones de CAP se calculó el DAP, mediante la ecuación 3. Para calcular

la biomasa tanto aérea como subterránea de cada individuo, se aplicaron fórmulas

alométricas de regresión estadística utilizando las variables medidas previamente.

DAP = CAP/π

Ecuación 3

Dónde,

DAP: Diámetro a la altura del pecho (cm).

CAP: Circunferencia a la altura del pecho (cm).

La estimación de la biomasa aérea de las especies leñosas se hizo con base en la ecuación

propuesta por Álvarez et al. (en imprenta) (ecuación 4), según los ajustes generados para

bosque seco tropical en Colombia. Posteriormente, estos resultados generados en Kg se

extrapolaron a Ton/ha.

Ln(BA) = (-2.217 + 2.081) (Ln(D)) + (0.587 Ln(H)) + (1.092 Ln( ))

Ecuación 4

Dónde,

BA: Biomasa aérea (Kg).

D: DAP (cm).

H: Altura total (m).

: Densidad de la madera (g/cm3).

26

Para el cálculo de la biomasa subterránea de las especies leñosas se estimó la biomasa de

raíces gruesas (> 5 mm) y de raíces finas (≤ 5 mm). La primera se hizo mediante la fórmula

propuesta por Sierra et al. (2001) (ecuación 5), la cual fue calibrada con una muestra de

árboles presentes en bosques secundarios y primarios.

LnBRg = (-4.273 + 2.633 Ln (D))

Ecuación 5

Dónde,

BRg: Biomasa de raíces gruesas (Kg).

D: DAP (cm).

Para estimar la biomasa de raíces finas se utilizó la fórmula propuesta por Sierra et al.

(2001) (ecuación 6), la cual se fundamenta en el área basal de la parcela.

BRf = 6.9981 + 0.2879 (AB)

Ecuación 6

Dónde,

BRf: Biomasa de raíces finas (Ton/ha).

AB: Área basal de la parcela (m2/ha).

El área basal es la superficie de una sección transversal del tallo o tronco de un individuo a

determinada altura del suelo y se calculó con la ecuación 7 (Rangel & Velázquez 1997).

27

AB = (π/4) (DAP) 2

Ecuación 7

Dónde,

AB: Área basal del individuo (m2).

DAP: Diámetro a la altura del pecho (cm).

El área basal total de la parcela se calculó con la suma del área basal de todos los

individuos expresada en unidades de área (m2) por unidad de superficie de terreno (Rangel

& Velázquez 1997).

Para obtener la biomasa aérea de bambú se utilizó la fórmula propuesta por Nath et al.

(2009), ajustada para la especie Bambusa vulgaris. Los valores de los coeficientes fueron

tomados del ajuste alométrico de dicha especie para el año en el que se desarrolló dicho

estudio (ecuación 8).

Log BA=2.281 + 2.149 Log D

Ecuación 8

Dónde,

BA: Biomasa aérea total (g).

D: DAP (cm).

El valor de la biomasa de la vegetación se multiplicó por un factor de 0.5 para obtener la

cantidad de carbono (en peso por área) depositado en la vegetación muestreada de cada

parcela. Este factor es el resultado de un gran número de estudios que han demostrado que

28

el carbono, en promedio, representa el 50 % del peso seco de la materia vegetal

(MacDicken 1997, Fearnside et al. 1999).

Finalmente, para establecer las diferencias de la biomasa total y carbono por componentes

entre las dos estrategias de regeneración evaluadas, y para establecer las diferencias en el

aporte de biomasa de las especies compartidas entre estrategias, se efectuó una prueba U de

Mann-Whitney en el programa STATISTICA 7.0. Para establecer el comportamiento de las

variables y la influencia de éstas sobre la biomasa de especies leñosas (incluyendo biomasa

aérea, biomasa de raíces gruesas y biomasa de raíces finas), se realizó un análisis factorial

de componentes principales con el software SPSS 13.0.

29

7. RESULTADOS

7.1. Generalidades

En las seis parcelas permanentes censadas en este estudio con un área total muestreada de

3000 m2, se registraron 879 individuos leñosos (435 individuos en regeneración natural con

barreras de bambú y 444 individuos en regeneración natural sin barreras de bambú) y 1 411

tallos (648 en regeneración natural con barreras de bambú y 763 en regeneración natural sin

barreras de bambú), clasificados en 24 especies de 14 familias botánicas (21 especies en la

estrategia con barreras de bambú y 15 en la estrategia sin barreras de bambú).

Las parcelas establecidas presentaron diferentes características generales, las cuales se

describen a continuación:

7.1.1. Estrategia de regeneración natural con barreras de bambú

7.1.1.1. Parcela No. 1 (PB1)

La parcela permanente No. 1 de regeneración natural con barreras de bambú (coordenadas

de punto 0,0: 3°27’38.5”N, 76°32’24.5”W), se ubicó en las inmediaciones del sendero de

deportistas, sobre la parte alta del mismo. Se encuentra a una altitud promedio de 1 198 m,

teniendo una variación de 1 145 msnm, en su parte más baja, hasta 1 220 msnm en su parte

más alta. La barrera de bambú se encuentra influenciando la parte noreste de la parcela,

correspondiente al lado B, entre los puntos 25,0 y 25,20 (figura 3). El área en la cual está

ubicada la parcela se caracteriza por tener el sotobosque en su mayor parte libre de matorral

y herbáceas, y se encuentra separado del sendero por un amplio tramo de barreras de bambú

(figura 5). Se registraron 274 tallos de 15 especies de plantas. Las especies dominantes

fueron Miconia prasina (116 tallos) y Eugenia biflora (50 tallos).

30

Figura 5. Panorama de la parcela permanente No. 1 (PB1) en el bosque en regeneración

natural con barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.

7.1.1.2. Parcela No. 2 (PB2)

La parcela permanente No.2 en bosque en regeneración natural con barreras de bambú, se

estableció en la zona más alta del sendero de barreras vivas, con coordenadas en el punto

0,0: 3°27’49.6”N, 76°32’18.2”W, a una altitud promedio de 1 179 m, teniendo su parte más

baja a 1 174 msnm y la más alta a 1 185 msnm. La barrera de bambú influencia la zona

noroeste de la parcela, entre los puntos 0,20 y 25,20 (figura 3). La zona muestra una alta

heterogeneidad de condiciones, mostrando hacia el lado noreste poca vegetación herbácea,

mientras que ésta se torna muy abundante hacia el lado suroeste y en la zona más baja de la

parcela, en el lado A, entre puntos 0,0 y 25,0, el cual es muy cercano a uno de los senderos

del Ecoparque (figura 6). Se censaron 280 tallos de 13 especies, registrando como especies

dominantes nuevamente a M. prasina (185 tallos) y E. biflora (27 tallos).

31



7.1.1.3. Parcela No. 3 (PB3)

La parcela permanente No. 3 ubicada en el bosque en regeneración con barreras de bambú

se estableció hacia el lado norte del sendero de barreras vivas, con coordenadas en el punto

0,0: 3°27’52.2”N, 76°32’18.4”W, a una altitud promedio de 1 194 m con su parte más baja

a 1 185 msnm y la más alta a 1 202 msnm. El área se caracteriza por tener gran cantidad de

pastos y herbáceas en los subcuadrantes 1 y 2 (figura 3), ubicados hacia la zona suroeste de

la parcela, la cual es la zona de influencia de la barrera de bambú más cercana (figura 7).

Adicionalmente, se observan rametos desarrollados de Bambusa vulgaris hacia el punto

0,20 y hacia el lado más bajo de la parcela (lado A, entre los puntos 0,0 y 25,0 –figura 3–).

32

Se registraron 97 tallos de 11 especies. Las especies dominantes fueron M. prasina (33

tallos) y Zanthoxylum rhoifolium (23 tallos).



7.1.2. Estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú

7.1.2.1. Parcela No. 1 (PRN1)

Esta parcela se encuentra ubicada en las inmediaciones del sendero de los deportistas (0,0:

3°27’40.5”N; 76°32’24.2”W) a una altitud promedio de 1 253 m, con su zona más baja a

1251 msnm y su parte más alta a los 1 256 msnm. La zona donde se ubica la parcela se

caracteriza por poseer gran cantidad de rocas de gran tamaño hacia el lado noreste y la zona

33

media con gran cantidad de pastos (figura 8). Se registraron 230 tallos de 6 especies, de las

cuales M. prasina (106 tallos) y Miconia rubiginosa (64 tallos) fueron dominantes.

Figura 8. Panorama de la parcela No. 1 (PRN1) en el bosque en regeneración natural sin

barreras de bambú del Ecoparque Bataclán de Cali.


La parcela No. 2 de la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú se ubicó en

las cercanías del sendero de los Eucaliptos, con coordenadas en el punto 0,0: 3°27’47.3”N,

76°32’20.3”W, a una altitud media de 1 189 m, desde 1 185 msnm hasta 1 191 msnm. La

parcela está influenciada por tres senderos hacia los lados A, C y D (figura 3), y hacia el

lado B se encuentran rocas de gran tamaño y pastizales altos (figura 9). Se censaron 246

34

tallos de 15 especies, de las cuales M. prasina y Clusia minor fueron dominantes con 128 y

32 tallos, respectivamente.




Finalmente, la parcela No. 3 se estableció a pocos metros de un derrumbe de suelo

blanquecino y erosionado en la parte más alta del sendero de los Eucaliptos (0,0:

3°27’43.3”N, 76°32’24.6”W) con una altitud promedio de 1 212 m, entre 1 212 y 1 221

msnm. Es una zona con alta pendiente y suelos notoriamente sueltos, la vegetación dentro

de la parcela es poco influenciada por pastos y otras herbáceas pese a que hacia el lado C

35

(figura 3) se encuentran en abundancia (figura 10). Se registraron 291 tallos de 7 especies,

siendo C. minor y M. rubiginosa dominantes, registrando 100 y 99 tallos, respectivamente.



El número de individuos y las especies registradas en cada parcela se muestran en el Anexo

B.

7.2. Biomasa total

La biomasa total compuesta por la biomasa de herbáceas y la biomasa de especies leñosas,

incluyendo biomasa subterránea y biomasa aérea de estas especies fue de 24.19 Ton/ha. El

comportamiento de cada estrategia de regeneración fue similar. En la estrategia de

36

regeneración natural con barreras de bambú, la biomasa total promedio de las tres parcelas

evaluadas fue de 23.42 Ton/ha, mientras que la del sistema de regeneración natural sin

barreras de bambú tuvo un promedio de 24.05 Ton/ha. De este modo, no se observan

diferencias en términos de biomasa en las dos estrategias de regeneración (U de Mann-

Whitney: p = 0.83 y U = 4) (figura 11). En ambas estrategias de regeneración, la biomasa

subterránea supera en dos o más veces a la biomasa aérea de plantas leñosas, y de 15 a 17

veces al aporte de biomasa de herbáceas (figura 11).

Figura 11. Biomasa leñosa aérea, biomasa leñosa subterránea, biomasa de herbáceas y

biomasa vegetal total en bosques en regeneración natural con barreras de bambú (B) y sin

barreras de bambú (RN) del Ecoparque Bataclán de Cali.

En la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú, las especies leñosas aportan

el 95.48 % de la biomasa total (72.49 % aportado por la biomasa subterránea, y 27.51 %

por la biomasa aérea) y la biomasa de las herbáceas el 4.52 % del total.

6.15

16.21

1.06

23.42

6.57

16.35

1.13

24.05

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

Biomasa leñosa

Aérea

Biomasa leñosa

Subterránea

Biomasa total

herbáceas

Biomasa total

Bio

ma

sa (

To

n/h

a)

Estrategia B

Estrategia RN

37

En el sistema de regeneración natural sin barreras de bambú el comportamiento es similar,

con un aporte a la biomasa total de las especies leñosas de 95.30 % (71.33 % de biomasa

subterránea y 28.67 % de biomasa aérea), y un aporte a la biomasa de 4.70 % de las

especies herbáceas.

En la estrategia de regeneración natural con barreas de bambú la densidad de la madera no

está relacionada con la biomasa aérea, lo que quiere decir que está más influenciada por la

altura total y el DAP de los individuos. En la estrategia de regeneración natural sin barreras

de bambú, la biomasa aérea está un poco más influenciada por la densidad de la madera, es

decir que adicional al aporte de la altura total y el DAP, la característica intrínseca de las

especies (densidad de la madera) está relacionado con el aumento de la biomasa aérea. Esto

se muestra en el aporte de la segunda componente del análisis factorial de componentes

principales (ACP) (Anexo C, figuras 12 y 13).

Figura 12. Comportamiento de las variables de la vegetación leñosa en el análisis factorial de

componentes principales en los bosques en regeneración con barreras de bambú del

Ecoparque Bataclán de Cali.

38

Figura 13. Comportamiento de las variables de la vegetación leñosa en el análisis factorial de

componentes principales en los bosques en regeneración sin barreras de bambú del


7.3. Biomasa de vegetación leñosa

7.3.1. Biomasa total de vegetación leñosa

La biomasa total promedio de individuos leñosos (incluyendo biomasa aérea y subterránea)

de la zona de estudio, calculada a partir del promedio de las dos estrategias, fue de 22.64

Ton/ha. La biomasa de individuos leñosos no tuvo diferencias significativas entre las dos

estrategias (U de Mann-Whitney: p = 0.82, U = 4).

La biomasa de especies leñosas promedio en la estrategia de regeneración natural con

barreras de bambú fue de 22.37 Ton/ha. La especie de mayor aporte en este sistema fue M.

prasina con una biomasa total promedio de 6.25 Ton/ha. En orden de importancia siguen

39

las especies Mangifera indica (4.66 Ton/ha), Z. rhoifolium (4.44 Ton/ha), E. biflora (1.66

Ton/ha) y C. minor (1.07 Ton/ha) (figura 14).

En la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú, la biomasa de individuos

leñosos promedio fue de 22.92 Ton/ha. La especie de mayor aporte fue M. prasina (7.14

Ton/ha) seguida de M. rubiginosa (4.72 Ton/ha), C. minor (3.76 Ton/ha), M. indica (2.24

Ton/ha) y Z. rhoifolium (1.71 Ton/ha) (figura 15).

De las 12 especies leñosas que están presentes en ambas estrategias de regeneración

natural, 10 especies tienen un aporte de biomasa similar (p < 0.05). Mientras que las

especies C. minor y M. rubiginosa tienen un aporte de biomasa mayor en la estrategia de

regeneración natural sin barreras de bambú (p < 0.05) (tabla 3).

Por otro lado, las especies que son exclusivas de cada sistema tienen aportes muy bajos a la

biomasa leñosa total, de 6.44 % en la estrategia de regeneración natural con barreras de

bambú y de 3.19 % en la estrategia sin barreras de bambú.

7.3.2. Biomasa aérea de vegetación leñosa

La biomasa aérea de los sistemas evaluados se comportó similar a la biomasa total ya que

no tuvo diferencias significativas entre las estrategias de regeneración (U de Mann-

Whitney: p = 0.51 y U = 3).

40

Figura 14. Biomasa total de especies leñosas de la estrategia de regeneración natural con


6.25

4.66

4.44

1.66

1.07

0.92 0.91

0.64

0.44

0.27 0.26 0.22 0.180.11 0.09 0.06 0.06 0.05 0.04 0.03 0.01

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00B

iom

asa

to

tal

pro

med

io (

To

n/h

a)

41

Figura 15. Biomasa total de especies leñosas de la estrategia de regeneración natural sin


7.14

4.72

3.76

2.24

1.71

1.34

1.04

0.66

0.11 0.07 0.04 0.03 0.02 0.01 0.010.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00B

iom

asa

to

tal

pro

med

io (

To

n/h

a)

42

Tabla 3. Aporte de la biomasa total de especies leñosas comunes entre los sistemas de

regeneración natural con y sin barreras de bambú el Ecoparque Bataclán de Cali.

Especie

Biomasa total promedio

(Ton/ha) U Mann-Whitney

Estrategia B Estrategia RN Valor p Valor U

Cinnamomum triplinerve 0.91 1.04 0.2752 2

Citrus limon 0.04 0.01 0.8273 4

Clusia minor 1.07 3.76 0.0495 0

Eugenia biflora 1.66 1.34 0.8273 4

Henriettella seemannii 0.64 0.11 0.3827 2.5

Mangifera indica 4.66 2.24 0.6625 3.5

Miconia albicans 0.11 0.01 0.8273 4

Miconia minutiflora 0.18 0.07 0.5127 3

Miconia prasina 6.25 7.14 0.8273 4

Miconia rubiginosa 0.92 4.72 0.0495 0

Myrsine guianensis 0.05 0.02 0.5127 3

Zanthoxylum rhoifolium 4.44 1.71 0.1266 1

La estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú presentó una biomasa aérea

promedio de 6.57 Ton/ha y la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú

tuvo una biomasa aérea promedio de 6.15 Ton/ha (figura 16).

En la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú, las tres parcelas presentaron

una contribución más cercana al promedio. Mientras que en la estrategia de regeneración

natural con barreras de bambú las parcelas PB1 y PB2 presentaron una biomasa aérea más

alta que la PB3. La biomasa aérea de la parcela PB3 fue de 2.57 Ton/ha, aproximadamente

tres veces menos que el promedio de la estrategia con barreras de bambú y de 3.5 a cuatro

veces menos que las otras dos parcelas de la misma estrategia.

43

Figura 16. Biomasa aérea de especies leñosas en estrategias de regeneración natural con y sin

barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.

El aporte de biomasa aérea promedio de las especies registradas en la estrategia de

regeneración natural sin barreras de bambú, muestra los mayores aportes de M. prasina

(43.61 %), seguida de C. minor (20.06 %), M. rubiginosa (17.17 %) y E. biflora (8.73 %).

Las especies con menor aporte a la biomasa aérea promedio en esta estrategia fueron

Miconia albicans (0.27 %), Pachira speciosa (0.29 %) y Trichanthera gigantea (0.32 %)

(figura 17, Anexo D).

En la figura 18 y el Anexo D se muestra el aporte de biomasa aérea de las especies

registradas en la estrategia de regeneración con barreras de bambú, con mayor aporte de M.

prasina con 47.04 % de la biomasa aérea, seguida de E. biflora, Henrietella seemannii y M.

indica, con el 11.61 %, 7.11 % y 6.95 %, respectivamente. Por otro lado, especies como

Euphorbia tirucalli, Ficus elástica y Leucaena leucocephala, tuvieron aportes de biomasa

8.22

6.02

7.67

6.71

2.57

6.98

6.156.57

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

Estrategia B Estrategia RN

Bio

ma

sa a

érea

(T

on

/ha

)

Parcela 1

Parcela 2

Parcela 3

Promedio

estrategia

44

Figura 17. Biomasa aérea de las especies leñosas de la estrategia de regeneración natural sin


3.02

1.39

1.19

0.61

0.12

0.05 0.05 0.05 0.040.02 0.01 0.01 0.0074 0.0068 0.0062

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00B

iom

asa

aér

ea p

rom

edio

(T

on

/ha

)

45

Figura 18. Biomasa aérea de las especies leñosas de la estrategia de regeneración natural con


3.31

0.82

0.360.33 0.33

0.260.21

0.14

0.08 0.06 0.05 0.05 0.050.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.003

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Bio

ma

sa a

érea

pro

med

io (

To

n/h

a)

46

aérea promedio muy bajos en esta estrategia de regeneración (0.14 %, 0.23 % y 0.29 %,

respectivamente).

7.3.3. Biomasa subterránea de vegetación leñosa

La biomasa subterránea promedio de la estrategia de regeneración natural con barreras de

bambú fue de 16.21 Ton/ha, mientras que el promedio de la estrategia de regeneración

natural sin barreras de bambú fue de 16.35 Ton/ha. No existen diferencias significativas

entre la biomasa subterránea total de las dos estrategias de regeneración (U de Mann-

Whitney: p = 0.83 y U = 4).

Para el caso de la estrategia con barreras de bambú, la parcela PB1 fue la que tuvo una

mayor cantidad de biomasa de raíces finas y gruesas, presentando un total de 21.71 Ton/ha,

mientras que la parcela con mayor biomasa subterránea en la estrategia sin barreras de

bambú fue RN2, con un total de 23.97 Ton/ha (figura 19).

La biomasa aportada por raíces finas y raíces gruesas se muestra en la figura 20. En la

estrategia de regeneración natural con barreras de bambú, el aporte de las raíces finas a la

biomasa subterránea fue mayor que en la estrategia sin barreras de bambú (representando el

51.02 %, 65.48 % y 70.75 % en las parcela B1, B2 y B3, respectivamente). El aporte de la

biomasa de raíces gruesas a la biomasa subterránea de la estrategia con barreras de bambú

fue de 48.98 % en la parcela PB1, 34.52 % en la parcela PB2, y en la parcela PB3 de 29.25

%. Al aumentar la biomasa subterránea total, la biomasa de raíces gruesas y biomasa de

raíces finas, tienden a igualar su aporte.

47

Figura 19. Biomasa subterránea promedio de dos estrategias de regeneración natural con y

sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.

Figura 20. Biomasa subterránea total, biomasa de raíces finas y gruesas de la estrategia de

regeneración natural con barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.

21.71

11.24

14.47

23.97

12.45

13.84

16.21 16.35

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00


Bio

ma

sa s

ub

terrá

nea

(T

on

/ha

)

Parcela 1

Parcela 2

Parcela 3

Promedio

estrategia

21.71

14.47

12.24

11.08

9.478.66

10.63

5.00

3.79

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

B1 B2 B3

Bio

ma

sa s

ub

terrá

nea

(T

on

/ha

)

Biomasa

subterránea total

Biomasa raíces

finas

Biomasa raíces

gruesas

48

Por otro lado, la biomasa subterránea en la estrategia de regeneración natural sin barreras

de bambú es más equitativa en la parcela PRN2, en la cual las biomasa de raíces finas

equivale a 47.44 % y la de raíces gruesas a 52.56 %. La parcela PRN2 es la única en la que

el aporte de las raíces finas a la biomasa subterránea total es menor en proporción a las

raíces gruesas. En las parcelas PRN1 y PRN3 la biomasa de raíces finas es

considerablemente mayor a la de raíces gruesas, representando el 76.8 % y 68.44 % de la

biomasa subterránea total, respectivamente (figura 21).

Figura 21. Biomasa subterránea total, biomasa de raíces finas y gruesas de la estrategia de

regeneración natural sin barreras de bambú en el Ecoparque Bataclán de Cali.

7.4. Biomasa de herbáceas

La biomasa total de herbáceas fue en promedio de 1.09 Ton/ha. La estrategia de

regeneración natural con barreras de bambú tuvo un promedio de biomasa de 1.06 Ton/ha.

11.24

23.97

13.84

8.64

11.37

9.47

2.60

12.60

4.37

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

RN1 RN2 RN3

Bio

ma

sa s

ub

terrá

nea

(T

on

/ha

)

Biomasa

subterránea total

Biomasa raíces

finas

Biomasa raíces

gruesas

49

La parcela PB3 presentó el mayor promedio de biomasa de herbáceas con 1.23 Ton/ha

(figura 22). La estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú tuvo un promedio

de biomasa de 1.13 Ton/ha. La parcela RN2 presentó el mayor aporte promedio en biomasa

de herbáceas (1.77 Ton/ha) (figura 14). No hubo diferencias significativas en la biomasa de

herbáceas entre las dos estrategias de regeneración natural (U de Mann-Whitney: p = 0.51 y

U = 3).

Figura 22. Biomasa de herbáceas promedio en estrategias de regeneración natural con y sin


7.5. Depósitos de carbono

El carbono total depositado en la vegetación y el suelo en el Ecoparque Bataclán fue en

promedio de 28.7 Ton/ha. La estrategia de regeneración natural con barreras de bambú tuvo

un promedio de 31.07 Ton/ha y la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú

tuvo un promedio de 26.34 Ton/ha (Anexo F). Las estrategias de regeneración no

1.11

0.840.84

1.77

1.23

0.78

1.061.13

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00


Bio

ma

sa d

e h

erb

áce

as

pro

med

io (

To

n/h

a)

Parcela 1

Parcela 2

Parcela 3

Promedio estrategia

50

presentaron diferencias significativas en el depósito de carbono total (U de Mann-Whitney:

p = 0.51 y U = 3).

El carbono total depositado en la vegetación del bosque en regeneración del Ecoparque

Bataclán fue de 11.87 Ton/ha. La vegetación herbácea representó el 4.61 % del carbono

total depositado en la zona de estudio, con un promedio de 0.55 Ton/ha. La vegetación

leñosa aportó un 95.39 % del carbono total, con 11.32 Ton/ha.

La estrategia de regeneración natural con barreras de bambú tuvo un promedio de carbono

en la vegetación de 11.71 Ton/ha. El sistema de regeneración natural sin barreras de bambú

presentó un depósito de carbono en la vegetación de 12.02 Ton/ha (Anexo F). Las

estrategias no presentaron diferencias significativas en el carbono depositado en la

vegetación (U de Mann-Whitney: p = 0.83 y U = 4).

En la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú, la vegetación herbácea

aportó el 4.93 % (0.53 Ton/ha) del carbono total depositado, mientras que el 95.07 % de

carbono total fue aportado por la vegetación leñosa (11.18 Ton/ha) (figura 23). El aporte de

carbono en la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú en la vegetación

herbácea fue 4.56 % (0.57 Ton/ha) y en la vegetación leñosa fue 95.44 % (11.46 Ton/ha)

(figura 24).

Las parcelas en la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú mostraron un

comportamiento homogéneo o regular. En contraste, en la estrategia de regeneración

natural con barreras de bambú se observa que la parcela PB3 hace un aporte

51

considerablemente menor al promedio total de carbono en esta estrategia. En la estrategia

de regeneración natural sin barreras de bambú, la parcela RN2 fue la que mayor carbono

depositado registró, con un total de 16.22 Ton/ha, mientras que la parcela PB1 fue la de

mayor aporte en la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú, con un

depósito total de 15.52 Ton/ha.

Figura 23. Carbono total, carbono de vegetación leñosa y herbácea depositado en las parcelas

permanentes en la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú del Ecoparque

Bataclán de Cali.

El carbono depositado en el suelo del Ecoparque Bataclán fue en promedio 16.83 Ton/ha.

La estrategia de regeneración natural con barreras de bambú tuvo un promedio de 19.35

Ton/ha, mientras que la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú tuvo un

promedio de 14.31 Ton/ha de carbono depositado en el suelo (Anexo F). Las estrategias de

15.52

11.49

8.13

14.97

11.07

7.51

0.560.42 0.61

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

PB1 PB2 PB3

Dep

ósi

to d

e ca

rbo

no

(T

on

/ha

)

Carbono total

Carbono vegetación leñosa

Carbono vegetación herbácea

52

regeneración no presentaron diferencias significativas en el carbono depositado en el suelo

(U de Mann-Whitney: p = 0.83 y U = 4).

Figura 24. Carbono total, carbono de vegetación leñosa y herbácea depositado en las parcelas

permanentes en la estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú del Ecoparque

Bataclán de Cali.

En la estrategia sin barreras de bambú, la parcela PRN3 muestra el depósito de carbono en

el suelo más alto de la estrategia con 28.51 Ton/ha, mientras que en las parcelas PRN1 y

PRN2 fue 6.68 Ton/ha y 7.74 Ton/ha, respectivamente (figura 25).

9.05

16.22

10.80

8.63

15.34

10.41

0.420.89

0.39

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

PRN1 PRN2 PRN3

Dep

ósi

to d

e ca

rbo

no

(T

on

/ha

)

Carbono total

Carbono

vegetación

leñosa

Carbono

vegetación

herbácea

53

En la estrategia con barreras de bambú, la parcela PB3 tiene el mayor depósito de carbono

en el suelo con 35.98 Ton/ha, seguida de la parcela PB2 con 17.14 Ton/ha, y la parcela PB1

con 4.94 Ton/ha) (figura 25).

Finalmente, la proporción de carbono entre la vegetación y el suelo en el Ecoparque

Bataclán fue 41:59, siendo el suelo el mayor acumulador de carbono. En la estrategia de

regeneración con barreras de bambú, la proporción fue 38:62, mientras que en la estrategia

de regeneración sin barreras de bambú fue de 46:54. En la figura 26 se muestran los valores

de carbono en las dos componentes y el carbono total en cada estrategia de regeneración.

Figura 25. Carbono depositado en el suelo de las parcelas permanentes en los bosques del


4.946.68

17.14

7.74

35.98

28.51

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0


Ca

rbo

no

en

el

suel

o (

To

n/h

a)

P1

P2

P3

54

Figura 26. Carbono total depositado en el suelo y la vegetación de las parcelas permanentes en

los bosques del Ecoparque Bataclán de Cali.

11.71 12.02

19.35

14.31

31.07

26.33

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0


Ca

rbo

no

(T

on

/ha

)

Carbono vegetación (Ton/ha)

Carbono suelo (Ton/ha)

Carbono total (Ton/ha)

55

8. DISCUSIÓN

El Ecoparque Bataclán presenta una vegetación arbórea muy homogénea, cuyos parches

boscosos son áreas pequeñas y fragmentadas. El estado de regeneración del bosque del

Ecoparque es bastante incipiente, tanto en la estructura general que muestran sus individuos

leñosos, como por la dominancia de algunas especies de este tipo de crecimiento y el

abundante registro de herbáceas dentro y en los alrededores de las parcelas permanentes.

La baja biomasa de las especies leñosas de 22.64 Ton/ha registrada en el Ecoparque

Bataclán muestra el incipiente estado de regeneración de los parches boscosos que lo

componen. En bosques secos en regeneración del Valle del Cauca (Colombia), se ha

registrado biomasa superior a 80 Ton/ha (Torres et al. en imprenta B), es decir, cerca de 4

veces mayor a la registrada en el Ecoparque Bataclán. Por otro lado, bosques secos de

Bolivia tienen biomasa total de 259.85 Ton/ha (i.e. individuos con DAP ≥ 10 cm) (Araujo-

Murakami et al. 2006), valor diez veces mayor a lo encontrado en el presente estudio. Es

muy probable que las presiones ambientales sobre el Ecoparque Bataclán (e.g. minería y

poblamiento intensivo), influyan en la baja biomasa de sus bosques. En el Ecoparque

Bataclán son frecuentes los incendios forestales en época de verano intenso (DAGMA

2009a). Así, la regeneración de 30 años de estos fragmentos de bosque es interrumpida

constantemente por quemas que conducen a un crecimiento lento de la vegetación leñosa.

Sin embargo, hay especies en los fragmentos de bosque del Ecoparque resistentes a

quemas, como Miconia rubiginosa, que se ha registrado en zonas de sabanas altamente

expuestas a quemas e incendios ocasionales (Cavelier et al. 1998).

56

La biomasa total del Ecoparque Bataclán no está influenciada por la presencia o ausencia

de barreras de bambú. Después de 30 años de siembra de estas barreras, el bambú no está

afectando el desarrollo de la vegetación. De acuerdo a lo anterior, la hipótesis central del

trabajo se rechaza, ya que en ninguno de los parámetros analizados (i.e. biomasa total,

biomasa aérea y biomasa subterránea) las estrategias de regeneración mostraron diferencias

estadísticas significativas.

La biomasa subterránea presenta un aporte importante a la biomasa total registrada en las

parcelas de monitoreo, cercana al 72 % de la biomasa total. Esto puede explicarse por el

temprano estado de sucesión del bosque, ya que la biomasa subterránea tiende a tener

mayores contribuciones en bosques secundarios en etapas muy tempranas de recuperación

(Sierra et al. 2001). En bosques tropicales la biomasa subterránea suele aportar cerca de 8.5

% a la biomasa total (Jaramillo et al. 2003b), una proporción más baja que la registrada en

el presente estudio. Esta diferencia se debe a que la mayoría de las estimaciones de la

biomasa subterránea han sido realizadas en bosques húmedos tropicales. A diferencia de los

bosques secos, la vegetación de los bosques húmedos no posee un sistema radicular fuerte o

muy profundo, debido a que sus suelos presentan una capa muy delgada de materia

orgánica (BOSQUE HÚMEDO TROPICAL-<http:/www.parquesnacionales.gov.co>,

consulta: 7 agosto 2012).

En los bosques secos tropicales, las raíces alcanzan grandes profundidades para acceder a

suministros de agua subterránea durante la época de sequía (BOSQUE SECO TROPICAL-

<http:/www.parquesnacionales.gov.co>, consulta: 7 agosto 2012). En un bosque seco de

México, la biomasa subterránea alcanza valores de 30 Ton/ha, aportando cerca del 50 % de

57

la biomasa total (Castellanos et al. 1991), comparable con lo registrado en el presente

estudio. Adicionalmente, en el Ecoparque Bataclán las raíces tienden a ser profundas y

fuertes para lograr un anclaje en el suelo compacto e inestable, que le permitan a la

vegetación establecerse en las zonas pendientes que caracterizan el Ecoparque.

Por otro lado, la biomasa de raíces finas en el Ecoparque Bataclán tiende a permanecer casi

constante, mientras que la biomasa de raíces gruesas tiene una alta influencia del DAP y la

altura total de los individuos leñosos, como se ha encontrado en otros bosques secundarios

(Sierra et al. 2001).

En la estrategia de regeneración con barreras de bambú la biomasa está correlacionada con

la altura total, posiblemente debido a la competencia subterránea con de los rizomas del

bambú de las barreras. Las especies arbóreas que crecen cercanas al bambú tienden a

generar mayor crecimiento aéreo en comparación al crecimiento radicular, ya que el

aumento en la densidad de la mayoría de las especies de bambú en los bosques disminuye

el área basal de los árboles (Griscom et al. 2007). La competencia del bambú con otras

especies se debe al crecimiento generalizado de los rizomas que invaden los suelos del

bosque como una forma de reproducción vegetativa de este tipo de plantas (Mercedes

2006). De este modo la vegetación nativa es desplazada por los rametos de bambú

(Okutomi et al. 1996). Phyllostachys aurea, la especie utilizada como barrera en el

Ecoparque Bataclán, se considera adecuada para el control de la erosión de los suelos ya

que sus rizomas leptomorfos son altamente invasivos (Londoño 2004). Sin embargo,

después del proceso de retención de suelos el bambú compite con el crecimiento radicular

de las especies de la regeneración natural.

58

Aunque actualmente no hay diferencias entre la biomasa de la vegetación de las estrategias

sin barreras y con barreras de bambú, es probable que la expansión del bambú desplace

progresivamente a la vegetación que se encuentra en desarrollo (Okutomi et al. 1996). Los

efectos ecológicos a largo plazo del crecimiento masivo de la barrera de bambú podrían

afectar la composición de la vegetación del Ecoparque y su fauna asociada. Además, el

crecimiento del bambú está positivamente correlacionado con la temperatura y

negativamente con la humedad (Mercedes 2006), y por ambientes disturbados e

intervenidos (Griscom et al. 2007), como los del Ecoparque Bataclán.

Es posible que la competencia en el subsuelo de la vegetación con el bambú haga que la

planta obtenga el alimento necesario para sobrevivir, más no para almacenar biomasa y, por

lo tanto, mantenga bajo el carbono depositado, pues en un mayor número de tallos leñosos

el carbono se deposita en mayor cantidad y por más tiempo (Dong et al. 2003).

Adicionalmente, en el Ecoparque hay dominancia de especies leñosas con densidad de

madera media a baja y de especies herbáceas, lo que implica un depósito de carbono bajo.

Las especies dominantes en la regeneración natural del Ecoparque Bataclán tuvieron el

mayor aporte de biomasa aérea debido especialmente a su frecuencia, ya que las especies

dominantes son de densidad de madera media (Anexo E), cercana al promedio de 0.65

g/cm3 de las especies registradas hasta el momento a nivel mundial (Zanne et al. 2009).

La especie dominante en el área de estudio, Miconia prasina, es considerada una especie

pionera cuyo crecimiento es favorecido por ambientes disturbados (Weaver 1979) y

generalmente tiende a volverse dominante en bosques en sucesiones tempranas. M. prasina

59

ha sido registrada con dominancia hasta después de 20 años de inicio del proceso de

regeneración (Aide et al. 1995) y debido a su efectivo modo de dispersión ornitocórica

(Zimmerman et al. 2000) se dispersa fácilmente en este tipo de ambientes que son

reservorio temporal de gran cantidad de especies de aves. Esta especie tiende a crecer con

rapidez, caracterizándose por ser de vida muy corta y madera poco durable (Little &

Wadsworth 1964). El potencial como sumidero de carbono de M. prasina es reducido y,

por lo tanto, las condiciones de la zona en la cual esta especie es dominante, tenderá a tener

biomasa baja mientras se alcanza un estado de sucesión más avanzado. Sin embargo, su

función ecológica como parte de la sucesión del bosque, logrará dar paso eventualmente a

otras especies nativas de la zona (Zimmerman et al. 2000).

Clusia minor, la especie con el segundo mayor aporte en el sistema de regeneración natural

es una especie de amplia distribución que se ha registrado en los bosques secos tropicales

de Colombia (CATALOGUE OF THE VASCULAR PLANTS OF THE DEPARTAMENT

OF ANTIOQUIA –COLOMBIA-<http://www.tropicos.org>, consulta: 24 julio 2012),

debido a características fisiológicas como alta plasticidad en la aclimatación (Lûttge 2006).

Las especies de Clusia son las únicas en el neotrópico que aún siendo especies leñosas,

tienen un metabolismo CAM, por sus siglas en inglés Crassulacean Acid Metabolism,

(Borland et al. 1992, Lûttge 2006). Esto explica porque C. minor crece muy bien en los

bosques secos tropicales, adaptándose a condiciones de alta irradianza y pérdida de agua a

través de la superficie foliar, dispersándose exitosamente en el Ecoparque y consolidándose

como una especie pionera que acumula biomasa y carbono.

60

Eugenia biflora, otra de las especies con mayor aporte de biomasa en ambos sistemas, se

distribuye en bosques secos tropicales (CATALOGUE OF THE VASCULAR PLANTS OF

THE DEPARTAMENT OF ANTIOQUIA –COLOMBIA-<http://www.tropicos.org>,

consulta: 24 julio 2012) y en zonas expuestas de bosques húmedos (PLANTS OF SAINT

LUCIA <http://www.saintlucianplants.com>, consulta: 24 julio 2012). Esta especie suele

iniciar una dominancia en bosques de tierras bajas después de 30 años de procesos de

sucesión, pero se desconoce su comportamiento ante fuertes presiones ambientales (Chinea

2002). Adicionalmente, es posible que por la alta densidad de su madera, siga haciendo

aportes importantes de biomasa y carbono en este bosque en regeneración.

M. rubiginosa es ampliamente conocida por su dispersión ornitocórica (Marcondes-

Machado 2002), tiene una densidad de madera media pero logra un buen aporte debido a su

frecuencia. M. rubiginosa es típica de ecosistemas alterados y no suelen crecer más de 8 m

(FLORA MESOAMERICANA <http://www.tropicos.org>, consulta: 24 julio 2012), por lo

cual puede considerarse que el potencial de esta especie como sumidero de carbono es

limitada. Sin embargo, M. rubiginosa se ha encontrado comúnmente en zonas de sabanas,

áreas cuya vegetación es generalmente resistente a los incendios ocasionales (Cavelier et al.

1998). Es muy probable que el crecimiento de M. rubiginosa esté relacionado con los

incendios forestales, lo que sugiere que esta especie puede ser un sumidero de carbono en

condiciones en las que las demás especies podrían comportarse como fuente de carbono.

Finalmente, Zanthoxylum rhoifolium es una especie que se distribuye en bosques secos

tropicales, premontanos y bosques húmedos, en los valles del río Cauca y Magdalena entre

otras zonas de Colombia (CATALOGUE OF THE VASCULAR PLANTS OF THE

61

DEPARTAMENT OF ANTIOQUIA –COLOMBIA-<http://www.tropicos.org>, consulta:

24 julio 2012). Es una especie pionera de tamaño medio y que tiende a tener un gran

potencial en recuperación de suelos haciendo parte de los bancos de semillas (Guimarães &

Proctor 2007). Las características de Z. rhoifolium son óptimas para los primeros estadíos

de sucesión en el Ecoparque Bataclán.

Las especies del Ecoparque Bataclán que actualmente producen más biomasa generan un

depósito de carbono significativo que aumentará si continúa el establecimiento de especies

pioneras y de especies nativas de vida media a larga. El incremento de las reservas de

carbono en la vegetación y el suelo depende de la conservación en los primeros estadíos de

recuperación de los bosques sucesionales, pues garantizan que el proceso continúe para el

establecimiento de un depósito de carbono amplio y duradero. La protección de bosques

cuyas densidades de carbono en la biomasa y el suelo son inferiores a su valor máximo

hace posible que estos bosques capten el carbono mediante regeneración natural o artificial

y el enriquecimiento del suelo (Brown 2003).

Finalmente, el carbono total depositado tanto en la vegetación como en el suelo del

Ecoparque tuvo una tendencia a ser mayor en el suelo, que aportó el 59 % del carbono total.

Esta alta proporción de carbono en el suelo es cercana a la registrada para los bosques

tropicales, en los cuales la cantidad de carbono tiende a depositarse en ambos componentes

por partes iguales (Brown 2003).

62

En la estrategia de regeneración natural con barreras de bambú, la diferencia es un poco

mayor, ya que el suelo aporta el 62 % del carbono total. En la estrategia de regeneración sin

barreras de bambú la cantidad es más equiparable ya que el 54 % del carbono total es

aportado por el suelo. Así, conforme aumenta el estado de regeneración de la zona, ambos

componentes aportarán por igual al depósito de carbono total (Brown 2003). Sin embargo,

esto sólo será posible si se logran controlar factores como la erosión de los suelos, de

manera que aumente su capacidad para retener el carbono (Rosenzweig & Hillel 2000) y a

su vez se logre el establecimiento de vegetación con mayor capacidad de retención de

carbono.

Se concluye que según la biomasa y la cantidad de carbono depositado en el Ecoparque

Bataclán, el estado de regeneración del bosque es aún incipiente. Adicionalmente, se

estableció que las barreras de bambú que protegen algunas zonas del Ecoparque no tienen

un efecto sobre la biomasa o la cantidad de carbono depositado. Sin embargo, es necesario

el monitoreo a largo plazo para evaluar si eventualmente la barrera se convierte en invasora

y desplace a la vegetación que está en proceso de regeneración.

63

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69

ANEXOS

ANEXO A

Anexo A: Formato de censo de parcelas permanentes usado en el Ecoparque Bataclán de

Cali.

70

ANEXO B

Anexo B: Cantidad de tallos de las especies registradas en cada parcela del Ecoparque

Bataclán de Cali.

Familia Especie Tallos por parcela

PB1 PB2 PB3 PRN1 PRN2 PRN3

ACANTHACEAE Trichanthera gigantea 0 0 0 0 2 0

ANACARDIACEAE Mangifera indica 38 0 4 0 14 1

CLUSIACEAE Clusia minor 20 13 5 36 32 100

EUPHORBIACEAE Croton gossypiifolius 1 8 0 0 0 0

Euphorbia tirucalli 1 0 0 0 0 0

FABACEAE Leucaena leucocephala 0 1 0 0 0 0

LAURACEAE Cinnamomum triplinerve 12 7 2 4 3 1

Persea americana 3 0 0 0 0 0

MALVACEAE Pachira speciosa 0 0 0 0 1 0

MELASTOMATACEAE

Henriettella seemannii 25 3 0 3 2 0

Miconia albicans 0 3 0 0 1 0

Miconia minutiflora 0 1 5 0 0 4

Miconia prasina 116 185 33 106 128 62

Miconia rubiginosa 0 16 12 64 20 99

MORACEAE Ficus elastica 1 0 0 0 0 0

MYRSINACEAE Myrsine guianensis 1 0 1 0 1 0

MYRTACEAE

Eucalyptus sp. 0 0 0 0 1 0

Eugenia biflora 50 27 9 17 31 24

Psidium guajava 1 6 0 0 0 0

OLEACEAE Fraxinus chinensis 0 0 2 0 0 0

POACEAE Bambusa vulgaris 0 0 1 0 0 0

Phyllostachys aurea 1 1 0 0 0 0

RUTACEAE Citrus limon 2 0 0 0 1 0

Zanthoxylum rhoifolium 1 9 23 0 7 0

71

ANEXO C

Anexo C: Matriz de componentes rotados del análisis de componentes principales (ACP) de

las variables y las biomasas aérea, subterránea y total del Ecoparque Bataclán de Cali

Convenciones: Estrategia B: estrategia de regeneración natural con barreras de bambú; Estrategia

RN: estrategia de regeneración natural sin barreras de bambú; DAP: diámetro a la altura del pecho

(cm); AT: altura total (m); AB: área basal (m2); DM: densidad de madera (g/cm

3); BRg: biomasa de

raíces gruesas (Ton/ha); BRf: biomasa de raíces finas (Ton/ha); BA: biomasa aérea (Ton/ha); BT:

biomasa total (Ton/ha).

Variable

EstrategiaB EstrategiaRN

Componente Componente

1 2 1 2

DAP 0.95882152 0.02426404 0.95467878 -0.02208559

AT 0.25763673 0.90191258 0.245775 0.87837905

AB 0.98745808 0.00270211 0.99501514 -0.02923562

DM -0.44060137 -0.02312366 -0.20083604 0.49346803

BRg 0.97546415 -0.01128248 0.97349418 -0.0229169

BRf 0.96096883 0.03473723 0.98918067 -0.01306282

BA -0.18959978 0.92149091 0.01305896 0.99373637

BT 0.98350626 0.06112059 0.991099 0.03416827

72

ANEXO D

Anexo D: Biomasa aérea, subterránea y total de las especies registradas en las parcelas

permanentes de cada estrategia de regeneración del Ecoparque Bataclán de Cali.

*La biomasa de estas especies en el sistema indicado es cero (0.00 Ton/ha) dada la ausencia

de las mismas en el sistema evaluado.

**Para el cálculo de la biomasa subterránea de estas especies sólo se tuvo en cuenta la

biomasa de raíces finas.

Especie

Biomasa aérea promedio

(Ton/ha)

Biomasa subterránea

promedio (Ton/ha)

Biomasa total promedio

(Ton/ha)

Estrategia B Estrategia RN Estrategia B Estrategia RN Estrategia

B

Estrategia

RN

Bambusa vulgaris 0.17051 ---* 0.09227

** ---

* 0.26278 ---

*

Cinnamomum triplinerve 0.13957 0.04988 0.76673 0.98696 0.90630 1.03684

Citrus limon 0.05136 0.02350 0.05963 0.01982 0.11098 0.04332

Clusia minor 0.36436 1.39107 0.70576 2.36905 1.07013 3.76013

Croton gossypiifolius 0.11727 ---* 0.21002 ---

* 0.32730 ---

*

Eucalyptus sp. ---* 0.04544 ---

* 1.93854 ---

* 1.98398

Eugenia biflora 0.81654 0.60546 0.84627 0.73541 1.66281 1.34087

Euphorbia tirucalli 0.00988 ---* 0.16257 ---

* 0.17244 ---

*

Ficus elastica 0.01606 ---* 1.29962 ---

* 1.31568 ---

*

Fraxinus chinensis 0.04174 ---* 0.14871 ---

* 0.19045 ---

*

Henriettella seemannii 0.50034 0.07142 0.46040 0.09926 0.96073 0.17067

Leucaena leucocephala 0.02055 ---* 0.02248 ---

* 0.04303 ---

*

Mangifera indica 0.48880 0.17897 6.50472 3.18283 6.99351 3.36180

Miconia albicans 0.15279 0.01848 0.17346 0.01445 0.32625 0.03293

Miconia minutiflora 0.07773 0.10787 0.18547 0.11260 0.26321 0.22047

Miconia prasina 3.30956 3.02459 2.93976 4.12034 6.24933 7.14494

Miconia rubiginosa 0.30871 1.19069 1.06852 3.52710 1.37722 4.71779

Myrsine guianensis 0.03357 0.03666 0.04134 0.01626 0.07491 0.05292

Pachira speciosa ---* 0.02032 ---

* 0.06215 ---

* 0.08247

Persea americana 0.04228 ---* 0.73831 ---

* 0.78059 ---

*

Phyllostachys aurea 0.03128 ---* 0.01065

** ---

* 0.04193 ---

*

Psidium guajava 0.08192 ---* 0.32568 ---

* 0.40760 ---

*

Trichanthera gigantea ---* 0.02228 ---

* 0.10693 ---

* 0.12921

Zanthoxylum rhoifolium 0.26085 0.14908 4.18348 4.99565 4.44433 5.14473

73

ANEXO E

Anexo E: Densidad de madera y número de inclusión de las especies registradas en las

parcelas permanentes del Ecoparque Bataclán de Cali.

Familia Especie

Densidad de

madera promedio

(g/cm3)

Número de

inclusión Herbario

CUVC

ACANTHACEAE Trichanthera gigantea 0.38425747 ---**

ANACARDIACEAE Mangifera indica 0.653764048 47824

CLUSIACEAE Clusia minor 0.622797284 47823, 50018,50019

EUPHORBIACEAE Croton gossypiifolius 0.632680976 47828

Euphorbia tirucalli 0.36561768 50012, 50048

FABACEAE Leucaena leucocephala 0.654319226 ---**

LAURACEAE Cinnamomum triplinerve 0.535851772 50017

Persea americana 0.412531222 ---**

MALVACEAE Pachira speciosa 0.60470006 ---**

MELASTOMATACEAE

Henriettella seemannii 0.818082523 47833, 50013

Miconia albicans 1.1911335 50035

Miconia minutiflora 0.722039205 50030

Miconia prasina 0.75198629 47825, 50014, 50015

Miconia rubiginosa 0.67335028 50038

MORACEAE Ficus elastica 0.418574434 ---**

MYRSINACEAE Myrsine guianensis 0.825188557 47826, 50043

MYRTACEAE

Eucalyptus sp. 0.962716667 50047

Eugenia biflora 0.734373719 47827, 50016

Psidium guajava 0.729659646 ---**

OLEACEAE Fraxinus chinensis 0.575458637 ---**

POACEAE Bambusa vulgaris ---

* ---

**

Phyllostachys aurea ---* ---

**

RUTACEAE Citrus limon 0.690715486 ---

**

Zanthoxylum rhoifolium 0.555699158 47414 *Las densidades de madera de estas especies no fueron calculadas debido a que la forma de

crecimiento de las especies de bambú y guadua es diferente a las especies leñosas

eudicotiledóneas, ya que su estructura general es un cilindro hueco. Adicionalmente, las

fórmulas de regresión para el cálculo de la biomasa de estas especies requieren únicamente

el DAP y han sido ajustadas a la estructura de las poáceas leñosas.

**

Colectadas estériles, por lo tanto no han sido incluidas en la colección del herbario

CUVC.

74

ANEXO F

Anexo F: Depósitos de carbono en la vegetación, el suelo y total en las parcelas de las

estrategias de regeneración del Ecoparque Bataclán de Cali.

Parcela

Carbono

vegetación

(Ton/ha)

Carbono

suelo

(Ton/ha)

Carbono

total

(Ton/ha)

PB1 15.5225 4.9394 20.4619

PB2 11.4874 17.1394 28.6268

PB3 8.1259 35.9804 44.1063

PRN1 9.0517 6.6835 15.7352

PRN2 16.2229 7.7352 23.9581

PRN3 10.7978 28.5127 39.3105

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