Área de estudio

El área de estudio se ubica en el municipio de San Juan Quiahije, al suroeste del estado de Oaxaca, México; pertenece a la región Costa, y de acuerdo al Registro Agrario Nacional (RAN), posee una extensión territorial de 24,914 ha. Se ubica dentro de las coordenadas extremas 16° 17´ 46” a 16° 21´ 33” latitud norte y 97° 17´ 54” a 97° 25´ 53” longitud oeste. El intervalo altitudinal del municipio va de los 680 a los 1970 metros sobre el nivel del mar. Limita al norte con los municipios de Santiago Minas y Santa Cruz Zenzontepec, al sur con Santa Catarina Juquila y San Miguel Panixtlahuca, al este con Santa Catarina Juquila y al oeste con Tataltepec de Valdés ^{(INEGI, 2023a)}. De acuerdo con información ambiental de ^{INEGI (2023b)}, la orografía es accidentada, con pendientes elevadas, de 15 a 60 %. Los suelos son delgados con prevalencia de Litosoles, Cambisoles y Regosoles, con materia orgánica variable pero predominantemente de 1 a 5 % y localizada mayormente en el horizonte más superficial de 5-25 cm. La vegetación corresponde a bosques de pino y de pinoencino en las partes más elevadas y a ecotonales de selvas subperennifolias y subcaducifolias en las partes de menor altitud ^{(INEGI, 2023b)}.

Obtención de los datos con el sistema SiPlaFor

Los datos fueron recolectados en 2021-2022 en la Unidad de Manejo Forestal (UMAFOR) 2012, donde se establecieron 450 sitios circulares de 1000 m², distribuidos completamente al azar en una superficie de 3043.09 ha, de acuerdo con lo recomendado en el manual de Sistema de Planeación Forestal de Bosque Templado ^{(CONAFOR, 2015)}.

En cada sitio se midieron la altura total (At, m) y el diámetro de los árboles mayores o iguales a 7.5 cm de diámetro normal (Dn). La At se midió con una pistola (Haga^®, Nuremberg, Alemania) y el Dn (cm) se midió con una cinta diamétrica (Forestry Suppliers, Inc., Jackson, Mississippi, EUA) La muestra total fue de 16,863 árboles, correspondientes a 25 especies.

Inventario Nacional Forestal (INF) vs Sistema Biométrico Forestal (SiBiFor)

Para conocer los intervalos de las diferencias en precisión que se obtiene entre ecuaciones de volumen pasadas y ecuaciones nuevas que representan a especies individuales, se optó por realizar un análisis comparativo entre las ecuaciones de los sistemas de cubicación del INF y del SiBiFor. Para el primer caso se tomaron en consideración las ecuaciones utilizadas en el INF para el estado de Oaxaca, las cuales se expresan en las ecuaciones 1 a 4, mientras que las ecuaciones del SiBiFor son de 5 a 7. Para el cálculo del volumen de ramas (Vram) se agregó el 10 % [3].

INF

SiBiFor

Donde: Vrta es el volumen rollo total árbol con corteza (m³), Vram es el volumen de ramas con corteza (m³), Vta el volumen total árbol con corteza (m³), Dn el diámetro normal (cm), At es la altura total (m) y β _i son los parámetros estimados.

En el Cuadro 1 se muestran los parámetros estadísticos que permitieron calcular el volumen de madera (Vrta + Vram = Vta) de todos los árboles muestreados.

Análisis estadístico

Se realizó una prueba t-Student con los volúmenes por ha estimados del INF y SiBiFor para verificar si las diferencias entre sistemas por especie eran estadísticamente significativas. Como hipótesis se asumió que la diferencia de los volúmenes obtenidos entre ambos grupos de ecuaciones es igual a cero, donde para cada prueba se obtuvo la probabilidad de rechazo (P ≤ 0.05). Para cada especie la diferencia se estimó a partir de sus respectivos valores individuales en forma directa y en porcentaje. El procedimiento anterior se realizó en el software R ^{(R Development Core Team, 2023)}.

Dado que los datos utilizan un marco de muestreo simple al azar (MSA), se usaron estos estimadores para calcular el promedio y los intervalos de confianza Vrta y Vta para SiBiFor e INF. Se determinó de manera práctica si los intervalos del 95 % se traslapaban. Finalmente, se consideró que la diferencia entre sistemas biométricos no es estadísticamente significativa al 0.05 de probabilidad de rechazo.

INF vs SiBiFor en volúmenes totales por ha (Vrta y Vta)

Una de las primeras dudas al utilizar las ecuaciones es si los resultados globales al acumular el total de especies por sitio generan diferencias en la estimación total. Esto es relevante, ya que la Ley general de Desarrollo Forestal Sustentable establece un límite del error de muestreo máximo del 10 % con una confiabilidad mínima del 95 %.

El Cuadro 2 presenta los estimadores de MSA para los volúmenes de madera usando cada sistema biométrico.

Al calcular los intervalos de confianza es posible ver que cuando se calcula el Vrta ambos sistemas ofrecen resultados estadísticamente iguales (0.05), pero SiBiFor es ligeramente más conservador en la estimación del volumen; es decir, ofrece la posibilidad de aprovechar el bosque de manera sustentable (Figura 1). Es el mismo caso cuando se comparan los resultados del Vta.

Figura 1 Intervalos de confianza en el cálculo de volumen total por hectárea de todas las especies.  

INF vs SiBiFor en volumen rollo total árbol (Vrta) y volumen total árbol (Vta) por especie

Las especies arbóreas del género Pinus resultaron con mayor volumen promedio por hectárea, siendo P. maximinoi (93.29, 102.62 m³ ha^-1) el caso más evidente, seguida por P. oocarpa (60.94, 67.04 m³ ha^-1) y P. douglasiana (25.03, 27.53 m³ ha^-1); en contraste, P. devonina y P. lawsonii presentaron un volumen menor, oscilando de 0.23 a 0.25 m³ y de 0.19 a 0.21 m³ ha^-1 respectivamente (Cuadro 3).

En lo referente al género Quercus, se distinguen Q. scytophylla (9.56, 10.52 m³ ha^-1), seguido por Q. acutifolia (5.34, 5.87 m³ ha^-1) y Q. elliptica, con valores de 4.77, 5.25 m³ ha^-1, mientras que Q. martinezii registró volúmenes considerablemente más bajos (0.04, 0.05 m³ ha^-1), incluso comparando con Arbutus xalapensis (0.20, 0.22 m³ ha^-1) y Clethra mexicana (3.00, 3.30 m³ ha^-1).

Las especies previamente mencionadas presentaron resultados similares al calcular su volumen con las ecuaciones propuestas por SiBiFor, evidenciando escasas diferencias significativas y un traslape efectivo de los intervalos de confianza.

En este contexto, es relevante destacar las diferencias de volumen promedio (ha) en Vrta y Vta para cada especie, al comparar los datos obtenidos de INF vs SiBiFor (Cuadro 3). Los resultados indican que en las 25 especies no se aprecian diferencias estadísticas significativas, enfatizando que las ecuaciones del INF tienden a sobreestimar ligeramente los valores de volumen en comparación con SiBiFor; sin embargo, es importante destacar que P. oocarpa fue la única especie en la que se observó una notoria diferencia absoluta de 8.47 (Vrta) y 10.29 (Vta) m³ ha^-1 entre ambos sistemas, aunque ésta no es estadísticamente significativa. En todos los casos, el SiBiFor se destaca como un enfoque más conservador para la estimación del volumen de los árboles dentro de los rodales.

Los resultados del Vta, en particular para el género Quercus, son en general más optimistas cuando se usa el SiBiFor. En este caso hay que destacar que las ecuaciones del INF son muy generales y todas las especies usan una sola ecuación Vrta, con la que después se calcula el Vta; además, los resultados podrían haber sido diferentes si se hubiese empleado el mismo porcentaje de ramas que se utiliza en la actualidad en algunos municipios del estado de Puebla (20 % para Pinus, 25 % para Abies y 30 % para Quercus y otras hojosas para obtener el Vta) (Cuadro 3). En el caso de Oaxaca, asignar 10 % parece razonable siendo que el SiBiFor estima un porcentaje aproximado entre 4 y 7 % para pinos y otras coníferas.

Dado que las ecuaciones utilizadas por el INF carecen de un parámetro (b _i ) destinado a estimar el volumen de las ramas de los árboles, se ha observado una sobreestimación del volumen total del árbol (Vta) de algunas especies maderables ^{(SEMARNAT, 2008)}. En contraste, las ecuaciones empleadas por el SiBiFor sí incorporan esta variable, por lo que los resultados son más conservadores y, en consecuencia, posibilitan su aplicación en planes de manejo forestal enfocados en la sustentabilidad ^{(Vargas-Larreta et al., 2017)}. En este contexto, es relevante mencionar que la idoneidad de la ecuación de Schumacher y Hall, recomendada por el SiBiFor para la estimación de volúmenes de ramas ha sido respaldada por la investigación llevada a cabo por ^{Guzmán-Santiago et al. (2020)}, quienes obtuvieron resultados favorables en el caso de Abies religiosa en 21 UMAFORs en ocho estados de la República Mexicana, lo que fortalece la confiabilidad y aplicabilidad de dicha ecuación en el ámbito de la silvicultura y el manejo sostenible de los recursos forestales. Para una mejor comprensión del comportamiento de ambos sistemas proyectaron los volúmenes con respecto al diámetro de cada árbol y por especie, tal como se ilustra en la Figura 2.

Figura 2 Comparación del volumen de ambos sistemas: A: Pinus pseudostrobus, B: P. douglasiana, C: P. maximinoi, D: P. montezumae, E: P. ayacahuite, F: P. oocarpa, G: P. devoniana, H: P. lawsonii, I: P. pringlei, J: P. teocote, K: Quercus acutifolia, L: Q. candicans, M: Q. castanea, N: Q. conspersa, O: Q. crassifolia, P: Q. elliptica, Q: Q. frutex, R: Q. laeta, S: Q. magnoliifolia, T: Q. martinezii, U: Q. ocoteifolia, V: Q. rugosa, W: Q. scytophylla, X: Arbutus xalapensis, Y: Clethra mexicana 

Aunque las diferencias en el volumen promedio por ha entre ambos sistemas no resultaron estadísticamente significativas (se puede usar cualquier sistema o una combinación entre sistemas de manera confiable), el SiBiFor representa una valiosa oportunidad para los prestadores de servicios técnicos especializados en la elaboración de programas de manejo forestal, así como para personas interesadas sobre el tema (estudiantes o investigadores de la rama). Al adoptar este sistema se logra un aprovechamiento forestal sostenible, respaldado por una herramienta silvícola cuantitativa de alta confiabilidad ^{(Santiago-García et al., 2015)}.

Los hallazgos presentados corroboran la pertinencia de la ecuación de Schumacher y Hall, tal como fue sugerido por ^{Vargas-Larreta et al. (2017)} al abordar la caracterización del volumen (Vrta-Vta) de 97 especies arbóreas de bosques templados y tropicales, donde obtuvieron coeficientes de determinación ajustados superiores al 90 %.

Esta ecuación en particular ha mostrado buenos resultados en estudios similares, tal como lo corroboran los hallazgos de ^{Simental-Cano et al. (2017)} al analizar 12 especies forestales, entre ellas especies de los géneros Pinus y Quercus. Es importante destacar que esta notable capacidad predictiva también ha sido observada en la investigación de ^{Guzmán-Santiago et al. (2020)}, quienes obtuvieron resultados aceptables en cuanto a Vrta, Vrma y Vta para Abies religiosa, evaluados en 21 UMAFORs correspondientes a ocho estados de la República Mexicana.

Este estudio es valioso para los núcleos ejidales y comunales involucrados en la gestión forestal, dado que hasta la fecha se carece de investigaciones referente al tema (INF vs SiBiFor) para la mayoría de las localidades de Oaxaca; por ende, este estudio adquiere un carácter referencial en el ámbito forestal, instando a la generación de futuras investigaciones con el propósito de enriquecer el conocimiento en esta área.

En diversos estudios, se ha constatado que la ecuación propuesta por ^{Schumacher y Hall (1933)} ha demostrado su precisión para estimar el volumen de diversas especies, tanto de climas templados como tropicales, basándose en criterios estadísticos respaldados por trabajos como los de ^{Bailey (1994)} y ^{Corral-Rivas y Návar-Cháidez (2009)}, entre otros autores.

Un ejemplo destacado de esta confirmación lo proporciona el estudio de ^{Vargas-Larreta et al. (2017)} donde se generó el SiBiFor para diversas especies en 11 estados de la República Mexicana. Es relevante destacar que el SiBiFor, en general, presenta resultados más conservadores, especialmente en la cubicación del Vrta, en comparación con el INF para la mayoría de las especies bajo análisis.