UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO DIVISIÓN DE CIENCIAS FORESTALES “TABLA DE VOLUMEN PARA Pinus patula Schl. et Cham. EN EL ESTADO DE HIDALGO” TESIS PROFESIONAL Que como requisito parcial para obtener el Título de INGENIERO EN RESTAURACIÓN FORESTAL presenta: GABRIELA TENORIO GALINDO Chapingo, Texcoco, Edo. de México Noviembre de 2003 i Esta tesis “Tabla de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. en el Estado de Hidalgo” fue realizada por Gabriela Tenorio Galindo, dirigida por el Dr. Fernando Carrillo Anzures y asesorada por el Dr. Miguel Acosta Mireles. Ha sido revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado Examinador, para obtener el Título de: Ingeniero en Restauración Forestal Presidente Dr. Fernando Carrillo Anzures Secretario Dr. Miguel Acosta Mireles Vocal Dr. Gil Vera Castillo Suplente MC. Ángel Leyva Ovalle Suplente MC. Javier Santillán Pérez Chapingo, México, Noviembre de 2003. ii Esta tesis “Tabla de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. en el Estado de Hidalgo” fue realizada por Gabriela Tenorio Galindo, dirigida por el Dr. Fernando Carrillo Anzures y asesorada por el Dr. Miguel Acosta Mireles. Ha sido revisada y aprobada por el siguiente Comité Revisor y Jurado Examinador, para obtener el Título de: Ingeniero en Restauración Forestal Presidente Dr. Fernando Carrillo Anzures Secretario Dr. Miguel Acosta Mireles Vocal Dr. Gil Vera Castillo Suplente MC. Ángel Leyva Ovalle Suplente MC. Javier Santillán Pérez Chapingo, México, Noviembre de 2003. iii AGRADECIMIENTOS A la Universidad Autónoma Chapingo, por brindarme la oportunidad de formarme como profesionista. A la Fundación Hidalgo Produce, por el financiamiento para poder llevar acabo el presente trabajo. Al Dr. Raúl Ríos Sánchez, Director Estatal de Vinculación y Desarrollo del INIFAP, por su apoyo para conseguir el financiamiento del proyecto. A la Asociación de Prestadores de Servicios Técnicos Forestales de la Región de Zacualtipán - Tulancingo, por su ayuda en la toma de datos de campo. Al Dr. Fernando Carrillo Anzures por su tiempo dedicado a la dirección de esta tesis, así como la facilitación de material bibliográfico y sugerencias brindadas. Al Dr. Miguel Acosta Mireles, por sus valiosas aportaciones, y su tiempo dedicado a la elaboración y revisión de éste trabajo. Al Dr. Gil Vera Castillo y el M.C. Ángel Leyva Ovalle por sus sugerencias y su tiempo invertido en la revisión. Al M. C. Javier Santillán Pérez por su aportaciones a éste trabajo y su tiempo invertido en la revisión del mismo. iv DEDICATORIA A mi mas grande maestro : Jesucristo, por enseñarme la verdad. A mi Padre Laureano Tenorio y mi Madre Lorenza Galindo, por su enorme apoyo, sin ello no lo hubiera logrado. A mis hermanas: Yeni, Conchita, Leonor y a mi hermano: Alejo. A Alberto, por su ayuda y cariño que me ha brindado. Con cariño a mis sobrinos: Samuel, Yazareht, Abib, Habacuc, Karen y mi primo: Saúl. v ÍNDICE AGRADEMIENTOS............................................................................................................i DEDICATORIA...................................................................................................................ii ÍNDICE................................................................................................................................iii ÍNDICE DE CUADROS.....................................................................................................v ÍNDICE DE FIGURAS........................................................................................................vi RESUMEN...........................................................................................................................vii SUMARY............................................................................................................................viii 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................1 2. OBJETIVOS ..........................................................................................................................3 3. HIPOTESIS............................................................................................................................3 4. REVISIÓN DE LITERATURA ...........................................................................................4 4.1. Definición de tabla de volumen .........................................................................................4 4.2. Importancia de las tablas de volumen ..............................................................................4 4.3. Elaboración de tablas de volumen ....................................................................................5 4.3.1. Fundamentos teóricos ....................................................................................................5 4.3.2. Método Gráfico. ............................................................................................................9 4.3.3. Método analítico............................................................................................................9 4.3.4. Nomogramas..................................................................................................................9 4.3.5. Mediciones de campo ..................................................................................................10 4.3.6. Calculo de volúmenes individuales .............................................................................11 4.4. Modelos Matemáticos......................................................................................................13 4.4.1. Modelos Aritméticos ..................................................................................................15 4.4.2. Modelos logarítmicos ..................................................................................................16 4.5. Antecedentes a Nivel Mundial .........................................................................................17 4.6. Antecedentes a Nivel Nacional ........................................................................................19 4.7. Ecuaciones de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. ..........................................21 5. METODOLOGÍA................................................................................................................27 vi 5.1. Descripción de la zona de estudio....................................................................................27 5.1.1. Localización ................................................................................................................27 5.1.2. Climatología ................................................................................................................27 5.1.3. Geología ......................................................................................................................28 5.1.4. Orografía......................................................................................................................31 5.1.5. Fisiografía....................................................................................................................31 5.1.6. Suelos ..........................................................................................................................32 5.1.7. Hidrología....................................................................................................................33 5.1.8. Silvicultura ..................................................................................................................33 5.2. Descripción de Pinus patula Schl. et Cham. ...................................................................34 5.3. Distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham. ....................................................36 5.4. Muestreo ............................................................................................................................38 5.4.1. Selección del arbolado a medir....................................................................................38 5.4.2. Diseño de Muestreo .....................................................................................................38 5.4.3. Localización de la muestra ..........................................................................................38 5.4.4. Selección de la muestra ...............................................................................................40 5.4.5. Tamaño de Muestra .....................................................................................................40 5.5. Toma de datos ...................................................................................................................41 5.5.1. Equipo y personal ........................................................................................................41 5.5.2. Derribo del arbolado y medición de las variables .......................................................42 5.6. Obtención del volumen individual ..................................................................................42 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .........................................................................................44 6.1. Ajuste del modelo para generar la tabla de Volumen..................................................44 6.2. Selección del modelo a utilizar .......................................................................................44 6.3. Descripción grafica del modelo utilizado .......................................................................46 6.4. Obtención de la tabla de volumen...................................................................................47 6.5. Comparación del volumen estimado anteriormente con la tabla de volumen actual 49 7. CONCLUSIONES ...............................................................................................................51 8. LITERATURA CITADA....................................................................................................52 ANEXOS...............................................................................................................................60 vii ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1 Página Ecuaciones para estimar el volumen individual de los 12 árboles................. 2 Ecuaciones para calcular el 14 volumen........................................................ 3 Modelos aritméticos. Sin considerar evaluaciones de la 15 de la 16 forma................ 4 Modelos aritméticos. Considerando evaluaciones forma................. 5 Modelos logarítmicos. Sin considerar evaluaciones de la forma del árbol.......................................................................................................... 6 Modelos logarítmicos. Considerando evaluaciones de 16 la 17 forma.............. 7 Ecuaciones de cubicación para Pinus patula en la región de Chignahuapan, 24 Pue................................................................................... 8 Ecuaciones de cubicación para Pinus patula en la región de Perote, Ver............................................................................................................. 25 9 Lista de municipios y comunidades donde se realizó el muestreo.................................................................................................... 40 viii 10 Número de árboles y categorías diamétricas por sitio 41 muestreado........... 11 Análisis de varianza para la regresión estimada según el modelo LN Y = 2.3088 LN X – 8.1945................................................................. 12 45 Análisis de varianza para la regresión estimada según el modelo Y = 0.083638764 + 0.318479436 DN2H................................................. 13 45 Tarifa de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. para el Estado de 48 Hidalgo...................................................................................................... ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Página Distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham. en México, según Vela (1976) y Wormald 37 (1975)............................................................... ix 2 Ubicación de los municipios donde se realizaron los 39 muestreos.......... 3 Descripción gráfica del modelo 46 utilizado............................................... 4 Comparación entre los volúmenes estimados con la tabla de volumen de 1976 y los obtenidos con la ecuación de volumen propuesta................................................................................................. 49 x RESUMEN Se ajustaron ecuaciones para predecir el volumen total en sitios de aprovechamiento forestal del Estado de Hidalgo. Los datos provinieron de bosques de Pinus patula de extensiones variables de acuerdo al tamaño del frente de corta. En campo se tomaron datos de altura total, altura de fuste limpio, diámetro normal, diámetro del tocón a cada árbol antes de ser derribados, después se derribaron los árboles para poder dividirlos en trozas de dimensiones comerciales y posteriormente realizar la cubicación de cada árbol, por lo que se tomaron los siguientes datos: número de la troza, longitud de troza, diámetro de troza a diferentes longitudes, grosor de corteza. Una vez en gabinete se realizó la cubicación de los árboles muestra. Se adapto un modelo logarítmico con la variable diámetro normal la cual fue ajustada a los datos para obtener la ecuación para predecir el volumen. El objetivo principal fue definir una ecuación con la cual se elaborará la tabla de volumen para Pinus patula la cual muestre los volúmenes que existen en la actualidad para las zonas de aprovechamiento del Estado de Hidalgo y zonas aledañas semejantes. El modelo obtenido fue LN Vol = 2.3088 LN DN – 8.1945 el cual presento una R2 = 97. Desde hacia varios años no se había actualizado las tablas de volumen para esta región y para la especie en estudio, por lo cual se esperaba una subestimación o sobreestimación del volumen, debido al cambio de las condiciones de crecimiento de las masas arboladas de Pinus patula en el tiempo. Al comparar los datos encontrados en el presente trabajo, con los reportados anteriormente para esta zona por el Inventario Forestal del Estado de Hidalgo, se encontró que había una sobreestimación del volumen para casi todas las categorías diamétricas. Palabras clave: Pinus patula, tabla de volumen, extracción forestal, volumen total, relación diámetro – volumen. xi SUMMARY Equations to predict the total volume of forests in places of exploitation in the State of Hidalgo were adjusted. Data came from Pinus patula forests of variable extensions according to the size of front cut. Data from total height, height of clear diameter, normal diameter, diameter of the stump for each tree before felling was taken in the field. After trees were felled to cut them in logs of commercial dimensions they were given the cubic shape and to do this the following data was obtained: number of logs, length of logs, diameter of the logs at different widths, width of bark. Once in the office, the cubic equation of sampled trees was done. A logarithmic model was adapted with the diameter normal variable, which was adjusted to data in order to obtain the equation to predict the volume. The main objective was to define an equation to elaborate the table the volumen table for Pinus patula that shows the volumes, which exist at present for the utilization areas of the State of Hidalgo and surrouding regions. The obtained model was LN Vol = 2.3088 LN DN – 8.1945 which presented an R2= 97. The volume tables had not been put on date in this region since several years ago, particularly the tables for the species under the study, that is why an underestimation or overestimation was expected of the volumen due to the change of growing conditions of the tree masses of Pinus patula. When comparing data found in this study with the previous data reported for this area by the Forest Inventory of the State of Hidalgo, it was found that there was an overestimation of the volume for almost all the diametric categories. Keys words: Pinus patula, volume table, forest extraction, total volume, diameter-volume relation. xii 1. INTRODUCCIÓN En todo estudio de manejo para llevar acabo un aprovechamiento forestal una de las variables a conocer es el volumen de los árboles que se aprovecharán antes de que éstos sean derribados. Mediante mediciones del diámetro y altura se puede estimar el volumen de un árbol o bien del rodal a ser aprovechado. Con el uso de las tablas de volumen se puede establecer un manejo mas adecuado y mejor control de los aprovechamientos maderables, lo anterior garantiza un manejo sustentable del recurso maderable. Por eso, cotidianamente son usadas por los prestadores de Servicios Técnicos Forestales, de esta forma estiman el volumen de madera de los árboles basándose en la medición del diámetro y la altura de ellos. De acuerdo con los datos del Inventario Forestal Periódico del Estado de Hidalgo realizado por la Subsecretaría Forestal y de la Fauna en 1994, el estado cuenta con un a superficie total forestal de 1, 072, 997 ha. esto lo ubica en el 24° lugar con relación al total nacional y su producción maderable ocupa el 9° lugar en el ámbito nacional (SARH, 1994). En el estado de Hidalgo, se continua utilizando las tablas de volúmenes que fueron generadas en el año de 1976 por el Inventario Nacional Forestal. La estructura de los rodales ha cambiado con el tiempo, tanto en sus condiciones dasométricas como epidométricas, por lo que es necesaria la generación de nuevas tablas de volúmenes, pues la falta de actualización de estas implica que haya una sobreevaluación o subevaluación de las existencias reales del volumen maderable en el bosque, situación que altera los planes anuales de corta y en general la buena planeación de aprovechamiento del recurso maderable. El hecho de realizar un aprovechamiento mayor a lo que se debe aprovechar anualmente, también trae como consecuencia el deterioro del bosque. xiii Pinus patula es una de las especies de mayor distribución natural a lo largo de la Sierra Madre Oriental, desde el sur del Estado de Nuevo León hasta el estado de Oaxaca, por lo que constituye una fuente de ingreso económico para las áreas naturales ubicadas en este rango (Monroy, 1995). El objetivo que se persigue en este trabajo es generar una tabla de volumen para Pinus patula Schl. et Cham., que sea aplicable a las zonas de aprovechamiento en el estado de Hidalgo y otras áreas de influencia que son similares en condiciones de crecimiento. xiv 2. OBJETIVOS • Generar una tabla de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. en el estado de Hidalgo. • Comparar las tablas que se utilizan actualmente en el estado con las que se generan en este trabajo para saber si el volumen de madera esta siendo sobreestimado o subestimado. 3. HIPOTESIS • El volumen de un árbol se relaciona con su diámetro y altura, por lo que es posible estimarlo partiendo del valor de segundas variables. xv 4. REVISIÓN DE LITERATURA 4.1. Definición de tabla de volumen Hush et al., (1972) definen tabla de volúmenes “como una expresión tabulada que establece los volúmenes de árboles de acuerdo a uno ó más de sus dimensiones fáciles de medir, tales como el diámetro normal, la altura y la forma”. Por otro lado Jiménez (1988), define una tabla de volumen como una expresión tabular o gráfica en la cual, el diámetro a 1.30 m. y la altura son las variables principales para determinar el volumen de un árbol. En tanto FAO (1980), define a las tablas de volumen como una tarifa, fórmula o gráfica, la cual proporciona el volumen de un árbol o un grupo de ellos por medio de algunas variables denominadas “entradas de la tabla o tarifa”. Avery (1967), menciona que el propósito de estas tablas es proporcionar una tabulación que exprese el “contenido medio” de árboles en pie de diversos tamaños y especies. 4.2. Importancia de las tablas de volumen Caballero (1972), menciona que pocas actividades dentro de la Dasonomía se equiparán en importancia a las que se utilizan para la elaboración de tablas de volúmenes. Estas constituyen el fundamento de los inventarios forestales, los que a su vez son el cimiento de los métodos de ordenación de montes. Este mismo autor indica que las dificultades prácticas de hacer evaluaciones directas de volúmenes arbolados en pie llevaron desde hace tiempo al desarrollo de metodologías tendiente a predecir, por medio de mediciones simple y directas (básicamente diámetro normal, la altura comercial o total y algunas evaluaciones relacionadas con las formas de los individuos), los volúmenes que en conjunto sustentan los árboles de una determinada masa o rodal. Otros autores como Quiñónez (2002), menciona que de no actualizarse las tablas de volumen para un determinado lugar o región, hay una sobreestimación de las existencias reales de madera por hectárea y, por lo tanto, un cálculo erróneo de la posibilidad de xvi producción anual. Menciona además, que con el uso de las tablas se logra una mayor precisión en dichos cálculos lo que favorece la recuperación del volumen cortado y el rendimiento sostenido a largo plazo. 4.3. Elaboración de tablas de volumen 4.3.1. Fundamentos teóricos Loestch et al., (1973) y Caballero et al., (1976), coincide en establecer que las etapas fundamentales en la construcción de ecuaciones de volúmenes son las siguientes: 1. Elección de la muestra. La muestra elegida para el trabajo debe ir acorde con los objetivos del mismo. Por medio de un muestreo preliminar se puede hacer una evaluación de la variabilidad de la población y en función de esta información, es posible calcular el tamaño de muestra que resulta óptimo para la población en estudio y los objetivos propuestos. Algunas consideraciones que deben tomarse en cuenta para este punto son las siguientes: • La muestra debe ser plenamente representativa de la población considerada. • El área de distribución de la muestra debe coincidir con el de la población. • La muestra debe incluir sujetos de todas las categorías diamétricas ocurrentes. 2. Variables a evaluar en campo. Chapman y Meyer (1949) clasifican las mediciones de variables a evaluar en campo en dos categorías: xvii a. Mediciones para determinar el grupo o clase al que pertenece el árbol. Estas mediciones son cuatro: diámetro normal, altura total, altura del fuste limpio y ocasionalmente un índice de forma. b. Mediciones requeridas para determinar las dimensiones de las trozas. Esta mediciones son: diámetro con corteza de las secciones extremas o bien el diámetro con corteza de la sección media de la troza, espesor de la corteza en cada una de las secciones extremas, o bien el espesor de la corteza en la sección media de la troza. Cuando la longitud de las trozas es desigual hay necesidad de medir cada una de ellas con aproximación de un centímetro. 3. Construcción de la tabla de volúmenes Para la construcción de la tabla se requiere de la cubicación de los árboles muestra. Las medidas que se toman para la cubicación de los árboles muestra en la elaboración de una tabla de volumen son de dos clases, las que sirven para la determinación de la clase o grupo de diámetro y altura a la que pertenece el árbol muestra y las que sirven para la determinación de las dimensiones de las trozas en que se dividen o se suponen divididos los árboles muestra, las mas comúnmente usadas son de 2.44 m (8 pies) y 4.87 m (16 pies). Una vez que se tiene el volumen de los árboles, se ajusta un modelo matemático, para obtener la ecuación que nos de la tabla de volumen, por medio de técnicas de regresión o usando procedimientos gráficos. De acuerdo con Romahn et al. (1994), existen siete criterios para la clasificación de tablas de volúmenes, siendo los más substanciales los siguientes: 1. Número de variables consideradas. xviii Las variables que se pretenden estimar a través de la medición o evaluación de otras variables más sencillas de captar es, siempre el volumen (variable dependiente). Sin embargo las variables independientes que se escogen para el efecto no siempre son las mismas. Casi en todos los casos interviene el diámetro, sin embargo, éste puede considerarse en exclusividad o en combinación con otras variables, básicamente la altura y alguna evaluación de la forma del árbol. Si se considera como única variable el diámetro normal, se conoce como “tabla local de volumen”, si se considera además del diámetro normal otra variable, recibe el nombre de “tabla estándar”. 2. Procedimientos de construcción. Los procedimientos, por los cuales se elaboran las tablas de volumen, se clasifican en tres grupos: procedimientos gráficos, técnicas de regresión y nomogramas, mas adelante estos se explicarán a detalle. 3. Extensión geográfica del área de aplicación. Toda tabla será de aplicación a una superficie forestal limitada. La limitación del uso de dicha tabla estará dada por la información levantada en el área de muestreo. En general las tablas locales, poseen un área de aplicación más restringida que la que corresponde a las tablas estándar. 4. Unidades en que se construyen. Las unidades de volumen varían de acuerdo al lugar donde se aplica la tabla. Algunas de las más importantes son las siguientes: • Tablas de volúmenes en metros cúbicos, en pies cúbicos. • Tablas de volúmenes en pies tabla. • Tablas de volúmenes en cuerdas. xix 5. Cantidad de volumen individual de árboles en que se basan. Se refiere, a la medición de los árboles muestra, teniendo así tres tipos básicamente, que son los de mayor relevancia. 1. Tablas de volumen de fuste limpio. 2. Tablas de volumen de fuste total 3. Tablas de volumen comercial 6. Tipo de material taxonómico que interviene. Las tablas de volumen se pueden realizar para una sola especie (tablas específicas), o también pueden construirse para varias especies (tablas compuestas). Hay una mayor exactitud, en las tablas especificas que en las compuestas, debido al cambió en características dasométricas de las especies. 7. Aplicación a árboles individuales o masa arboladas. Las tablas de volumen enfocadas a un área relativamente grande, reciben el nombre de tablas estándar, aquí interviene datos de diámetro, altura y alguna evaluación de la forma. Si su área de aplicación es más restringida se conoce como tabla local, usando la relación diámetro – volumen. Loetsch et al., (1973) menciona que para la derivación de ecuaciones de volumen existen tres fases que son: 1. Selección de un número suficientemente grande de árboles representativos como muestra. xx 2. Medición de las variables dependientes e independientes para la derivación de la ecuación de volumen. 3. Canalizar diferentes funciones matemáticas y seleccionar aquella que proporcione el volumen. 4.3.2. Método Gráfico. Es el método más antiguo el cual requiere de pocos conocimientos matemáticos, consiste en arreglar la trayectoria de la distribución adecuada de las observaciones, en un diagrama de dispersión de puntos. De esta manera se obtienen una serie de curvas las que representan el volumen en función de algunas variables, altura, diámetro y forma del tronco, entre otras (Chávez, 1994). 4.3.3. Método analítico El método analítico se caracteriza por el uso del método de mínimos cuadrados para la estimación de los coeficientes de regresión. Mediante este método se evalúa la bondad de ajuste de cualquier recta o curva, cuya ecuación es conocida, además permite el cálculo de error de la estimación (Cantatore, 1980). Con la ayuda del método de cuadrados mínimos se busca el mejor ajuste, de las observaciones, a una función mediante una regresión. Lo que se pretende con la regresión es cuantificar la relación que existe entre una variable dependiente (volumen o coeficiente mórfico) con una o más variables independientes (diámetro, altura, forma), teniendo por consiguiente una regresión múltiple (Draper y Smith, 1966 citado por Chávez, 1994). 4.3.4. Nomogramas Esta técnica ha sido empleada básicamente en Norteamérica. Los nomogramas son gráficas en las que, por medio de una línea recta que une ejes graduados, se puede establecer la xxi relación existente entre una variable dependiente, eje variables independientes, eje “X” y “Y”. Se basa “Z” (eje de volúmenes) y dos en el principio de “conjugar el espaciamiento entre ejes, así como la graduación de cada uno de ellos”. Hoy en día los nomogramas han sido prácticamente sustituidos por metodologías estadísticas (Romanh et al., 1994). 4.3.5. Mediciones de campo Herrera (1995), menciona que las mediciones necesarias en campo para la elaboración de tablas de volumen se enfocan a parámetros dendrométricos, basicamente: diámetro, altura total o comercial y volumen. Los cuales se definen a continuación: a. Diámetro Diámetro a la altura del pecho: Se refiere al diámetro con corteza del árbol a 1.30 m sobre el nivel del suelo. Los aparatos usados para medir el diámetro son: Forcípula común, Cinta diamétrica y Regla Biltmore. b. Altura La altura del árbol es un parámetro resultante de medir la longitud de la línea recta, que inicia desde el nivel del suelo hasta la punta del árbol, se pueden distinguir las siguientes fracciones del árbol. La altura del fuste limpio se define como la longitud del fuste hasta la intersección de las primeras ramas verdes. La altura de la copa se refiere a la sección del árbol que inicia en la base de la copa, terminando en el ápice de la misma. Altura comercial: La precisión de esta medición esta en función de los fines que s requiera, por lo que se considera como parte del fuste que es aprovechada y está determinada por el diámetro de la sección superior o por defectos y por la altura del tocón. Los aparatos usados para medir la altura se conocen como Clinómetro Sunnto y Pistola Haga. xxii c. Volumen El volumen de un árbol se puede determinar mediante cálculos basados en los datos de diámetro y altura del mismo, así como el empleo de algún factor de forma, se puede determinar en árboles derribados y actualmente también es posible hacer el cálculo del volumen para árboles en pie, donde se recurre a medir alturas parciales y de diámetros en los puntos que se seleccionan como divisiones entre troza y troza, para el efecto se puede recurrir a el empleo de el relascopio o tele-relascopio de Bitterlich (Romanh et al., 1994). En general para obtener el volumen de los árboles se puede recurrir a una serie de fórmulas que pueden ser laboriosas, para trabajos de investigación, ó fáciles de obtener, cuando no se requieren datos exactos. 4.3.6. Calculo de volúmenes individuales Para determinar el volumen de un árbol de manera exacta, se cúbica cada una de las trozas correspondientes, siendo este procedimiento el que se utiliza en cualquier tipo de investigación en el que se requiera saber el volumen. Kramer y Akca (1988), menciona que básicamente existen dos metodologías para la cubicación de árboles: 1. Secciones absolutas La determinación del volumen mediante la medición de secciones absolutas, consiste en dividir el fuste en trozas de igual longitud (1,2 ,3 m), utilizando cualquier metodología para la cubicación del volumen. 2. Secciones relativas xxiii Cuando se usa las secciones relativas, el árbol se divide en cinco secciones de igual longitud, cada sección deberá tener 1/5 de largo de longitud total, asumiendo las secciones 2, 3, 4 en forma de un paraboloide y calculando el volumen en base a la fórmula de Huber (1828), quedando finalmente la siguiente ecuación: V = π / 4 *0.2*1*(d9 + d8...+d1) Donde: V = Volumen m3. L = Longitud m. d9, d8, d1 = Diámetro seccional cm. La manera más práctica de obtener el volumen de una troza o sección, es utilizando las fórmulas propuestas por Huber (1828), Smalian (1837) y Newton (Introducida a la medición forestal por Riecke en 1849), por ser más eficientes y rápidas, que usar el modelo de cuerpos geométricos correspondientes, donde la obtención del volumen resulta ser muy laboriosa. (Cuadro 1) Cuadro1. Ecuaciones para estimar el volumen individual de los árboles Ecuación Nombre Smalian V = (S1+S2) L Huber V = Sm L Newton V = 1/6 (S1+ 4 Sm + S2)2 Nota: Tomado de Romahn et al., 1994. Donde: V = Volumen m3. S1 = Área de la sección menor m2. S2 = Área de la sección mayor m2. Sm = Área de la sección media m2. xxiv L = Longitud m. xxv 4.4. Modelos Matemáticos La FAO (1980), define un modelo matemático como un conjunto de ecuaciones o gráficos que muestran las relaciones cuantitativas entre las variables. Comúnmente en la práctica se encuentra que existe una relación entre dos ó más variables y se desea frecuentemente expresar esta relación mediante una ecuación matemática que ligue estas variables, (Spiegel, 1961 citado por Chávez, 1994). Por medio de funciones de volumen o del coeficiente mórfico es posible una estimación más precisa del volumen de un árbol o masas de árboles. Este volumen se determina mediante los parámetros dendrométricos conocidos: el diámetro, la altura y el coeficiente mórfico, que son generalmente las variables utilizadas como independientes, para estimar la variable dependiente siendo en este caso el volumen (Hush et al., 1972). Los criterios utilizados por Zarate y Magalhaes (1987), en la selección de un modelo adecuado para la determinación del volumen, en un estudio sobre ecuaciones de volumen fueron: a. El coeficiente de determinación r2. Said y Zarate (1991), definen el coeficiente de determinación como la evaluación de una variable con respecto a otra. Caballero (1973), menciona que mientras la regresión trata la forma de relación entre dos o más variables, la correlación permite conocer el grado de asociación existente entre esas variables. Debido a lo anterior, se hace uso del coeficiente de determinación. b. El nivel de significancia El Nivel de significancia se define como el valor máximo de la probabilidad de error (Said y Zarate, 1991). Otros autores como Calot (1974), definen el coeficiente de determinación xxvi como un indicador de la proporción de la varianza total que se explica en relación con la magnitud del coeficiente de correlación, es decir explica el 25% de la variación total. c. Distribución de lo residuales. Se refiere a la diferencia de los valores observados de la variable dependiente, y los valores estimados de la misma variable. (Draper y Smith, 1966 citado por Chávez, 1994). Además menciona el uso de otros parámetros como: el índice de Furnival, la sumatoria de la desviación absoluta y la contribución de la variable independiente. En cuanto a Tabla de volumen, algunos de los modelos que se han empleado para establecer relaciones entre el volumen de un árbol y otros atributos del mismo (altura, diámetro, coeficiente mórfico), son los siguientes (Cuadro 2). Cuadro 2. Ecuaciones para calcular el volumen NOMBRE FORMA DE LA ECUACIÓN Factor de forma constante Y = b1 DN2 H Variable Combinada Y = b0 + b1 DN2 H Variable Combinada Y = b0 + b1 DN2+ b2 H + b3 DN2 H generalizada Logarítmico Y = b1 Db2 Hb3 Logarítmico generalizado Y = b0 + b1 D b2 2 H b3 Nota: Tomado de Clutter et al., (1983). Donde: Y = Medida del volumen. DN = Diámetro normal. H = Medida de altura. b0, b1, b2, b3 = Constantes a estimar. xxvii Otros autores como Husch (1963), citado por Romanh et al (1994), propone el empleo de modelos aritmético y logarítmicos en la elaboración de tablas de volumen. xxviii 4.4.1. Modelos Aritméticos Los modelos aritméticos son aquellos donde no intervienen logaritmos ni expresiones matemáticas complejas, como es la evaluación de una variable a una constante fraccionaria. Los exponentes que se utilizan en este tipo de expresiones son los dígitos 1 y 2, aunque esto no excluye la utilización de otros números enteros. Es común que se separen los modelos que evalúan alguna forma de los árboles de los que no. De acuerdo a lo anterior, se pueden resumir los modelos más importantes en la forma siguiente (Husch, 1963). Cuadro 3. Modelos aritméticos. Sin considerar evaluaciones de la forma Nombre Ecuación Del coeficiente mórfico constante V = a D2 A De la variable combinada V = a + b D2 A Australiana V = a + b D2 + c A + d D2 A Meyer modificada V = a +b D +c D A + d D2 A Comprensible V = a + b D + c D A + d D2 + e A + f D2 A De Naslund V = a + b D2 + c D2 A + d A2 + e D A2 De Takata V = ( D2 A / (a +b D)) Nota: Tomado de Romanh et al., (1994) Donde: V = Volumen m3 ó pies3. A = Altura m. D = Diámetro a la altura del pecho cm. a, b, c, d, e, f = Constantes a estimar. xxix Cuadro 4. Modelos aritméticos. Considerando evaluaciones de la forma Nombre Ecuación Abreviada V = a + b F D2 A De la variable combinada V = a + b F + c D2 A + d F D2 A Nota: Tomado de Romanh et al., (1994) Donde: V = Volumen m3 ó pies3. A = Altura m. D = Diámetro a la altura del pecho cm. F = Evaluación de la forma. a, b, c, d, = Constantes a estimar. 4.4.2. Modelos logarítmicos Dentro de los modelos logarítmicos encontramos a aquellos cuyo carácter exponencial permite expresarlos y resolverlos por medio del empleo de logaritmos. Al igual que los modelos aritméticos los modelos logarítmicos también se pueden separar en dos grupos, según empleen o no la evaluación de la forma de los árboles (Husch, 1963). Cuadro 5. Modelos logarítmicos. Sin considerar evaluaciones de la forma del árbol Nombre Ecuación De Schumacher V = a Db Ac; Log V = log a + b log D + c log A De Korsun V = a (D+1) b Ac ; Log V = log a + b log (D+1) + c log A De Dwight V = a Db A (3-b); Log V = log a + b log D + (3-b) log A De la variable V = a ( D2 A)b; Log V = log a + b log ( D2 A) combinada De Thornber V = a ( A/D)b D2 A; Log V = log a + a + b log (A/D) + log (D2 A) Nota: Tomado de Romanh et al., (1994) xxx Donde: V = Volumen m3 ó pies3. D = Diámetro a la altura del pecho cm. A = Altura del árbol m. Log = Logaritmo natural. a, b, c = Constantes a estimar. Cuadro 6. Modelos logarítmicos. Considerando evaluaciones de la forma Nombre Ecuación De forma a través del diámetro V = a Db Ac Dd log V = log a + b log D De la variable combinada V = log a + b log (FD2 A) Nota: Tomado de Romanh et al., (1994) Donde: V = Volumen m3 ó pies3. Log V = Logaritmo natural del volumen. D = Diámetro a la altura del pecho cm. A = Altura m. F = Evaluación de la forma. a, b, c, d = Constantes a estimar. 4.5. Antecedentes a Nivel Mundial Las ecuaciones de volumen, representadas en “forma de tablas de volúmenes”, se han venido empleando a partir de la segunda mitad del siglo XVIII (Husch, 1963). El inicio de uso de tablas de volúmenes en la forma conocida actualmente, fue usado en 1804, en xxxi Alemania, para la cubicación de especimenes de Haya (Fagus sylvatica), Henrich Cotta recibe el crédito de haber elaborado esta primer tabla (Spurr, 1952). Para Europa investigadores como Hundeshagen, Klaupretch, Huber, Koning, Grundner, Schwapparch y otros establecieron las bases de las metodologías modernas par la elaboración de tablas de volumen. Esta influencia tuvo repercusión en América, especialmente en Estado Unidos de Norteamérica y en Canadá, donde Bruce, Anderson, Schumacher, Roner, por mencionar solo algunos, cuyos trabajos se convertirían en las valiosas aportaciones al tema (De los Santos, 1976). En España, para 1961, Pita elaboró tablas de cubicación por diámetros normales y alturas totales para Pinus silvestris, Pinus halapensis, Pinus laricio, Pinus pinea, Eucalyptus globulus y Eucalyptus camaldulensis, donde menciona que la estimación de las existencias de los montes en ordenación tiende a simplificarse mediante el empleo de Tablas y Tarifas de cubicación que expresen el volumen en función de los diámetros normales y alturas totales obtenidos en un inventario. En 1981, Ugalde y Otárola, elaboraron tablas de volumen para Eucalyptus camaldulensis, en Nicaragua, donde encontraron que los modelos logarítmicos seleccionados para la elaboración de las tablas de volumen así como para la relación diámetro- altura presentaron coeficientes de determinación altos e Índices de Furnival y coeficientes de variación más bajos, dando un buen ajuste y una mejor predicción de las variable relacionadas. Fuera un poco de lo tradicional, Peri y Martinez (1998), elaboraron un estudio para predecir el crecimiento y la dinámica de plantaciones formada por Populus nigra como cortina rompevientos en la Patagonia, Argentina, donde usaron la función de SchumacherHall para la obtención del volumen, esto con el fin de cuantificar el área protegida de los cultivos y la rentabilidad maderera. La elaboración de un resumen sobre los trabajos realizados de este tema en las diferentes latitudes resulta imposible, pues son bastantes los casos de aplicación de las tablas de xxxii volumen, sin embargo en nuestro país hasta hace poco la información era relativamente escasa, pero hoy en día existen ya bastantes casos de la aplicación de esta metodología adaptada a diferentes tipos de masas para obtener una evaluación más precisa. 4.6. Antecedentes a Nivel Nacional Caballero (1971), dio a conocer una metodología conducente a la obtención de ecuaciones de volúmenes por medio del empleo de la llamada variable combinada, d2h, para Brosimun alicastrum, con un número de árboles igual a 23, siguiendo los lineamientos de una ecuación de regresión lineal simple. Así mismo, Zepeda (1983), utilizó el análisis troncal para generar datos para el cálculo de incremento volumétrico y genera dos tarifas volumétricas, una en función del área basal y la otra en función del diámetro normal, para Pinus hartwegii en la estación Forestal Experimental “Zoquiapan”, Edo. de México. Por otro lado Rodríguez y Moreno (1982), elaboraron una tabla de volúmenes sin corteza a través de análisis troncales para la especie de Pinus montezumae, en los bosque del campo Experimental Forestal “San Juan Tetla”, Puebla, México, quienes ensayaron el modelo Schumacher. Quiñónez (2002), generó tres ecuaciones para la determinación de volúmenes con información de análisis troncales para Pinus cooperi, Pinus duranguensis y Pinus teocote a partir de tres modelos matemáticos; el de la variable combinada para las dos primeras especies y el Korsun para la tercera. Otros autores como Pompa (1994), elaboró tablas de volúmenes fustales con y sin corteza para las especies de Pinus arizonica, Pinus chihuahuana, Pinus duranguensis, Pinus engelmannii, Pinus leiophylla y Pinus lumholttzi, en le estado de Chihuahua, donde ensayo modelos aritméticos y modelos logarítmicos. xxxiii Zepeda et al., (1994), proponen ecuaciones para estimar volúmenes fustales sin y con corteza y volúmenes rollo total árbol, así como coeficientes mórficos para tres especies del noroeste de Chihuahua (Pinus arizonica, Pinus duranguensis y Pinus engelmannii), haciendo uso del modelo de la variable combinada logarítmica. Rodríguez y Padilla (1976), elaboraron tablas de volúmenes fustal sin corteza y fustal con corteza para Pinus hartwegii y Abies religiosa Schl. et Cham., de la Estación Forestal Experimental Zoquiapan, Edo. de Méx. donde utilizaron el modelo de Schumacher. Musalem (1970), aplico los métodos que emplean el coeficiente mórfico en la elaboración de tablas de volumen para pinos del grupo ponderosa (Pinus engelmannii, Pinus arizonica y Pinus duranguensis), obtuvo cinco ecuaciones para estimar volúmenes, cuatro de ellas en base a coeficientes mórficos y la quinta basada en líneas de regresión. Entre los resultados obtenidos encontró que las ecuaciones que utilizan el coeficiente mórfico son sensiblemente iguales a los que se obtiene con ecuaciones estimadas por regresión. Muñoz et al., (2002), generan una tabla de volumen con corteza de doble entrada de volumen total árbol para Pinus montezumae para la región de Cd. Hidalgo, Michoacán, usando el modelo de la variable combinada. Otros autores como Navarro et al. (2000), elaboraron un cuadro de predicción de volúmenes de fuste para una especie piñonera (Pinus cembroides), en el suroeste de Coahuila. Los valores se calcularon usando tipos dendrometricos. Usando los valores de altura total, diámetro normal y volumen se probaron siete modelos de regresión no lineales y cuadráticos. Se eligió el modelo de la variable combinada por presentar un mejor ajuste. Las tablas de volumen no solo se han elaborado para especies de coníferas, cabe mencionar que Chávez (1994), realizo un trabajo sobre tablas de volúmenes para especies tropicales (Sikingia salvadorensis, Metopium brownei y Lysiloma bahamensis) usando modelos matemáticos. xxxiv Por su parte De los Santos (1976), elaboró tablas de volumen con corteza y sin corteza; y tarifas de porcentaje de corteza, para distintos grupos de especies de la Península de Yucatán (Cedro rojo, Blandas corrientes, Duras corrientes, Amapola, Caoba de planadas y Caoba de bajos). Otro ejemplo del empleo de esta herramienta para estimar volúmenes de especies tropicales, es el trabajo realizado por Caballero (1970), quien empleo el coeficiente mórfico en la estimación de volúmenes comerciales de cedro rojo, en la Península de Yucatán. El método propuesto, en este caso se basa en la división de la muestra en categorías de altura de fuste limpio y en el cálculo de una ecuación basada en coeficientes mórficos para cada una de esas categorías. 4.7. Ecuaciones de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. En cuanto a la obtención de volumen para Pinus patula, se han realizado varios trabajos, como el de Martínez (1973), quien empleo la ecuación logarítmica de Schumacher, para elaborar tablas de volumen de Pinus patula, Pinus hartwegii y Pinus ayacahuite. Para Pinus patula los resultados obtenidos a partir del diámetro normal y la altura fueron: Log V = 1.8480 Log D + 1.1698 log A – 1.4192 Donde: V = Volumen m3. D = Diámetro a la altura del pecho cm. A =Altura m. Log = Logaritmo natural. xxxv Que permite calcular volúmenes con corteza y: Log V = 1.8480 Log D + 1.1698 log A – 1.501 Donde: V = Volumen m3. D = Diámetro a la altura del pecho cm. A = Altura en m. Log = Logaritmo natural. Aplicable a volúmenes sin corteza, finalmente concluye el autor que para una mayor precisión, se requiere calcular una tabla de volumen por especie. Monroy (1989 a) reporto un modelo de regresión para la relación diámetro tocón – diámetro normal, en condición natural de Pinus patula, en la región de Huayacocotla Veracruz. El modelo ajustado presentó la expresión siguiente: Log DN = 0.376543082+1.07025887 log DT Donde: DN = Diámetro normal cm. DT = Diámetro del tocón cm. Log = Logaritmo natural. Dicho modelo presenta un coeficiente de determinación de 0.94, un cuadrado medio del error de 0.02837 y altamente significativo al nivel de probabilidad ( pr >0.0001). xxxvi El mismo autor (Monroy, 1989 b) elaboró una tabla de volúmenes para Pinus patula en la región de Huayacotla Veracruz, usando el modelo de la variable combinada (Cuadro 3), donde obtuvo la siguiente ecuación: Vol = 0.0286318371 + 0.0000370819 DN2 A Dónde: Vol = Volumen m3. DN = Diámetro normal. A = Altura en m. Con un coeficiente de determinación de 0.95. La tabla es aplicable a volúmenes sin corteza. Para esta región, Monroy (1989 c), reportó patrones de crecimiento en altura, diámetro normal y volumen para Pinus patula en condición natural, que permite sugerir la aplicación de un turno de 40 años, dado el cruce de curva de incremento medio y corriente anual en volumen. Por otro lado Zepeda y Almonte (1994) desarrollaron un sistema de cubicación para Pinus patula en la región de Chignahuapan, Puebla, donde se obtuvieron las ecuaciones siguientes (Cuadro 7). xxxvii Cuadro 7. Ecuaciones de cubicación para Pinus patula en la región de Chignahuapan, Pue. Ecuaciones para volumen fuste total Coeficiente de determinación Con corteza: Ln (VF cc ) = -10.13089567 + 0.9873 9942 Ln (Dncc2 H) R2 = 97.79% Sin corteza: R2 = 97.35% Ln (VFsc) = -10.50583393 + 1.01076910 Ln (Dnsc2 H) Ecuaciones para rollo total árbol Con corteza: Ln (VR cc ) = -10.00098077 + 0.98452917 Ln (Dncc2 H) R2 = 97.73% Sin corteza: R2 = 97.27% Ln (VR sc) = -10.37592003 + 1.00789894 Ln (Dnsc2 H) Ecuaciones para estimar volumen comercial a diferentes Alturas límites del fuste Coeficiente de determinación Con corteza VCcc = VFcc (1- 0.758774408 (H- h)2.08990696/ H2.01232158)) Pseudo R2 =98.70% Sin corteza VCsc = VFsc (1- 0.787101661 (H- h)2.019480220/ H1.949352648)) Pseudo R2 =98.78% Ecuaciones para estimar volumen comercial a diferentes diámetros límites del fuste Coeficiente de determinación Con corteza VCcc = VFcc (1 – 0.5422386((Dicc)2.8501128 /Dncc2.719324)) Pseudo R2= 93.44% Sin corteza VCsc = VFsc (1 – 0.863842((Disc)3.1539822/ Dncc3.0649789)) Pseudo R2= 91.28% xxxviii Donde: VF cc = Volumen del fuste con corteza m3. VF sc = Volumen del fuste sin corteza m3. VR cc = Volumen rollo total árbol con corteza m3. Dn cc = Diámetro normal con corteza cm. VR sc = Volumen rollo total árbol sin corteza m3. Dn sc = Diámetro normal sin corteza cm. VC cc = Volumen comercial con corteza m3. VF cc = Volumen del fuste con corteza m3. H = Altura 1 en m. h = Altura 2 en m. VC sc = Volumen comercial sin corteza m3. VF sc = Volumen del fuste sin corteza m3. Di cc = Diámetro límite con corteza cm. Di sc = Diámetro límite sin corteza cm. Dn cc = Diámetro normal con corteza cm. Dn sc = Diámetro normal sin corteza cm. Ln = Logaritmo natural. Zepeda (1994), desarrolló un sistema de cubicación para Pinus patula, en Perote, Ver., obteniendo los siguientes resultados (Cuadro 8). Cuadro 8. Ecuaciones de cubicación para Pinus patula en la región de Perote, Ver. Ecuación Forma de la Ecuación Coeficiente de determinación Volumen fuste total Ln (VFcc) = -9.559161 + 0.926984 R2= 97.42% ln (Dncc2 A); Volumen comercial a partir de alturas VCcc = VFcc (1 – 0.892483114((H- Pseudo R2= h)2.189222812/H2.166546700)); 98.92% límite xxxix Volumen comercial VCcc =VFcc (1-1(e(-3.128353706 tan (x))) 9.761579395) Pseudo R2= 96.59% a partir de diámetros límite diámetros a 10% de Ln (Drcc) = 0.200025 + 0.921963 ln (Dncc) R2 = 97.96% la altura total Donde: VF cc = Volumen del fuste con corteza m3. Dn cc = Diámetro normal con corteza cm. A = Altura m. VC cc = Volumen comercial con corteza m3. VF cc = Volumen del fuste con corteza m3. H = Altura 1 en m. h = Altura 2 en m. Dr cc = Diámetro al 10% de la altura real cm. Dn cc = Diámetro normal con corteza cm. Ln = Logaritmo natural. La información utilizada consistió en la reconstrucción del crecimiento de 90 árboles a través de análisis troncales, que se usaron como datos promedio para la detección del comportamiento de las variables registradas. Mas recientemente Valdez – Lazalde y Lynch (2000), realizaron un trabajo para estimar volumen comercial y total en rodales aclareados de Pinus patula en Puebla, donde encontraron que la ecuación de Schumacher y Hall se ajustó mejor a los datos y fue la seleccionada para determinar, cuantitativamente, el papel de las intensidades de aclareo en el rendimiento de volumen total y comercial de los rodales bajo estudio. Dicha ecuación presenta la expresión siguiente: Ln (Vi) = b0 + b1 S + b2 A+ b3 ln ( B) xl Donde: Vi = Volumen m3. S = Índice de sitio m. A = Edad del rodal (años). B = Área basal m2 ha-1 b0, b1, b2, b3 = Parámetros a estimar. Ln = Logaritmo natural. xli 5. METODOLOGÍA 5.1. Descripción de la zona de estudio 5.1.1. Localización El área de estudio comprende la distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham., en el estado de Hidalgo, el cual se localiza entre los paralelos 19º 33’ 50” y 21º 23’ 01” de latitud norte y los meridianos 97º 57’ 43” y 99º 54’ 36” de longitud oeste; situado al norte de la parte central del país, limita al norte con el estado de San Luis Potosí, al noroeste con Veracruz, al sureste con Puebla, al sur con Tlaxcala y México y al oeste con Querétaro. Comprende una extensión de 20 987 Km2 equivalente al 1.1% del total de la superficie nacional (Inventario Forestal Nacional, 1976). 5.1.2. Climatología Los climas de acuerdo con en el sistema Koppen modificado por García, destacan al norte y noreste los climas semicálido húmedo con lluvias todo el año (A) C (fm), semicálido húmedo con lluvias en verano (A) C (m) (w), templado húmedo con lluvias todo el año C (fm), templado húmedo con abundantes lluvias en verano C (m), templado subhúmedo con lluvias en verano C (w2) (w), C (w2) el noroeste y en la Sierra de Pachuca predominan los climas templados subhúmedos con lluvias en verano C (w2) (w), y al centro, suroeste y sur imperan el semiseco templado BS Kw (D.G.G.T.N. Carta de climas, 1981). xlii 5.1.3. Geología Las características litológicas y estructurales de las rocas que afloran en las provincias Sierra Madre Oriental, Eje Neovolcánico y Llanura Costera del Golfo del Norte, que cubren el estado de Hidalgo, indican que hubo diferentes eventos geológicos de tipo orogénico, que asociados al vulcanismo y al relleno de cuencas oceánicas dieron el carácter estructural a esta entidad. Aquí es donde se puede apreciar mejor el complejo desarrollo geológico del territorio nacional, ya que en la provincia de la Sierra Madre Oriental afloran las rocas más antiguas de México (Precámbrico) y junto con está una serie completa de unidades estratigráficas que abarca el Paleozoico Superior (Pérmico), todo el Mesozoico y el Cenozoico1. El relieve estructural de la provincia que cubre al estado fue modelado por diversos agentes que dieron las características morfológicas que ahora se manifiestan superficialmente. Se distinguen tres provincias: a. Provincia de la Sierra Madre Oriental Esta provincia abarca el mayor porcentaje del territorio de Hidalgo y está constituida principalmente por rocas sedimentarias, continentales y marinas; algunas muy antiguas en función de las características litoestratigráficas y estructurales de la provincia. En la porción correspondiente a la entidad se pueden diferenciar varios tipos de terrenos. Al oriente de esta región afloran, como "ventanas tectónicas" en el flanco occidental de la megaestructura denominada Anticlinorio de Huayacocotla, las rocas más antiguas que se conocen en el país, que se han correlacionado con rocas de terrenos metamórficos (gneises) "grenvillianos" que tienen edades hasta de 1,000 millones de años. A estos terrenos se les considera "el basamento" sobre el cual evolucionó la historia geológica del país; en esta porción aflora una secuencia estratigráfica muy completa, ya que existen rocas paleozoicas, 1 INEGI. Geología del Estado de /español/estados/hgo/geolo.cfm. 29-12-02. Hidalgo. http:// mapserver. inegi.gob.mx /geografía xliii mesozoicas y cenozoicas, que en conjunto forman un paquete rocoso de 4,000 metros de espesor. Aquí se encuentran algunas de las formas del relieve más espectaculares de la cordillera, que reflejan su complejidad estructural. La Sierra Madre Oriental presenta una importante escarpa frente a las rocas terciarias de la vecina provincia de la Llanura Costera del Golfo Norte. Además hay superpuestos extensos derrames de rocas volcánicas (basaltos y tobas) de considerable espesor, los cuales parece que han rebasado su dominio para situarse como una cobertura que protege a las rocas mesozoicas de la erosión. En las porciones central y occidental de esta provincia es notable el predominio de las rocas sedimentarias del Cretácico (calizas y calizas interestratificadas con lutitas). En los flancos de los anticlinales y en el centro de los sinclinales afloran las rocas del Cretácico Superior (calizas -lutitas) de la Formación Soyatal. b. Provincia del Eje Neovolcánico Esta provincia cubre también una porción del estado, sobre todo en el sur, y esta constituida predominantemente por rocas volcánicas terciarias y cuaternarias (brechas, tobas y derrames riolíticos, intermedios y basálticos), de composición y textura variada, las cuales forman en conjunto un extenso y grueso paquete que en algunas localidades, como Pachuca, alcanza varios miles de metros de espesor. Este conjunto ha sido superpuesto a las rocas sedimentarias mesozoicas por los fenómenos de vulcanismo. De estas últimas se encuentran algunos afloramientos que sobresalen en forma de cerros aislados en medio del dominio de las rocas ígneas, como en las localidades de Tula de Allende y Atotonilco de Tula, donde afloran cerros de caliza que tienen un uso industrial. La morfología de esta provincia es variada, se presentan diversos tipos de estructuras volcánicas bien conservadas, como son: conos cineríticos, volcanes compuestos, volcanes escudo y calderas, además de extensos flujos piroclásticos y derrames lávicos basálticos, que tienen forma de mesetas y planicies sobre las que se han originado algunos lagos, xliv debido al cierre de las cuencas. De este tipo de fenómenos quedan huellas en el lago de Tecocomulco. La interacción entre el clima y la composición litológica de las rocas volcánicas se hace más evidente en las zonas húmedas, donde afloran extensos derrames de rocas basálticas que han sido alteradas profundamente por el intemperismo fisicoquímico y han desarrollado suelos residuales, de color rojizo, que indican una fuerte oxidación de minerales férricos contenidos en las rocas ígneas y en el agua. c. Provincia de la Llanura Costera del Golfo Norte La Llanura costera cubre sólo una pequeña porción en el noreste del estado. Está constituida por rocas sedimentarias clásticas de origen marino, que únicamente en la zona limítrofe con el frente este de la Sierra Madre Oriental presentan una perturbación intensa, reflejo de los esfuerzos que sufrió dicha cordillera al plegarse hacia la planicie costera. Esta provincia se puede considerar como una porción de la plataforma gradual para formar parte del continente. Los sedimentos depositados sobre esta zona indican que al comienzo de su relleno era una cuenca marina profunda (Antefosa de Chicontepec), que gradualmente se fue llenando con gruesas secuencias de terrígenos. El rejuvenecimiento continuo de la plataforma costera ha permitido la erosión posterior de los depósitos marinos terciarios, que se encuentran desde el pie de la serranía alta hasta la planicie costera, con diferentes expresiones morfológicas en el relieve. La secuencia mesozoica se encuentra atravesada por cuerpos intrusivos terciarios de diversa composición (sienitas, monzonitas y granodioritas), que quizá indican una asociación entre las fases tectónicas (períodos de intensa deformación) y la actividad magmática. Tales rocas intrusivas afloran en las localidades de San Nicolás, Agua Florida, al occidente de Zimapán y al oriente de Nicolás Flores. xlv 5.1.4. Orografía La conformación física del estado es variable: la región septentrional y oriental son montañosas. El sistema orográfico es continuación de la Sierra Madre Oriental y se divide en dos sistemas, estas son: al oriente que proceden los estados de Puebla y Veracruz, internándose sobre los municipios de Acaxochitlán, Tenango de Doria, Huehuetla, Metepec, Agua Blanca y Tutotepec, atraviesa parte de Veracruz por el este del estado penetra la Huasteca formado por los municipios Xochiatipan, Yahualica, Huatla, Huejutla y Orizatlán, en el extremo noreste de Xochicoatlan, Molango, Lolotla, Calnali, Huazalingo y Tepehuacan donde cruza el río Amajac que marca la ribera opuesta a la formación del otro sistema sobre le cual abarca: Jacala, Pacula, La Misión, Picaflores, Chapulhuacán hasta seguir a otros estados del norte2. El sistema orográfico en el orden mencionado dentro del estado de Hidalgo forman: las sierras de Cuautepec, Tulancingo, Tutotepec, y Huehuetla; la alta de Zacualtipán, sigue hacia el sur para formar la sierra de Pachuca cuya vertiente noroeste continúa y se ramifica en Zimapán y Jacala. 5.1.5. Fisiografía El estado de Hidalgo presenta gran variación en sus condiciones naturales, comprende áreas pertenecientes a dos de las grandes provincias fisiográficas de México. El Eje Neovolcánico, que conforman regiones naturales, hacia el poniente se encuentra el Valle 2 Gobierno del Estado de Hidalgo. Información general del estado de Hidalgo. http://www.hidalgo.gob.mx/estado/informacion_general/geografia.asp. 1-12-2002. xlvi de Mezquital, formado por llanuras y algunas sierras; el sureste de la entidad se encuentran los llanos de Apan, que comparte éste con los de México y Tlaxcala; y al sur algunos terrenos pertenecientes a las zonas lacustres de la cuenca de México en las cercanías de Pachuca. La otra provincia es la Sierra Madre Oriental, que abarca la zona central y norte de Hidalgo con una diferenciación muy notable en sus características naturales. En la parte noroeste del estado, las sierras están constituidas por rocas volcánicas y en el centro se presentan sierras altas y mesetas, además de dos cañones. La zona noroeste del estado comprende tanto cañadas profundas y sierras bajas y hacia la costa abarca sierras y lomeríos en la huasteca Hidalguense (D.G.G.T.N. Carta fisiográfica, 1981). 5.1.6. Suelos Los suelos del estado de Hidalgo son variados, caracterizándose las zonas suroeste (Valle del Mezquital), sureste (Tulancingo) y las sierras; por presentar suelos delgados, migajones arenosos y arcillosos, pobres en materia orgánica y nutriente. La huasteca hidalguense tiene suelos medianamente profundos, migajones arcillosos, con un porcentaje medio de materia orgánica ligeramente ácidos y fértiles. Según la clasificación de suelos de la FAO/UNESCO, la parte noreste de la entidad presenta en el primer orden, Regosol calcárico más los segundos ordenes feozem calcárico, vértisol pélico, rendzina; al norte se hallan en la capa primaria Luvisol órtico, feozem háplico y las capas secundarias; Regosol calcárico, Regosol eútrico, lo que conforma la parte central abundan en los primeros ordenes feozem háplico, rendzina, castañozem cálcico; más los segundos ordenes Regosol eútrico, Regosol calcárico; al noroeste aparecen primariamente rendzina, litosol, Regosol calcárico y segundos horizontes solo de rendzina hacia el oeste los primeros ordenes corresponde feozem calcárico, Regosol calcárico, mas los segundos ordenes litosol, rendzina, finalmente al sur , suroeste y sureste, las capas primarias son feozem haplíco, vertisol pélico; más capas secundarias vertisol pélico, Regosol eútrico y feozem háplico (D. G. G. T. N. Carta edafológica, 1980). xlvii xlviii 5.1.7. Hidrología Tres son los sistemas hidrográficos que existen en Hidalgo, todos tributarios del Golfo de México. El primero es el Amajac, que nace en la Sierra Baja y se precipita sobre Omitlán, bordea los municipios de Actopan y Atotonilco el Grande, donde se incorpora al río Tizahuapan y más adelante sirve de límite a los municipios de Metztitlán e Ixmiquilpan. Continúa por el rumbo de Chapulhuacán y Tepehuacán de Guerrero, para salir finalmente por el estado de Veracruz. El segundo es el del río Metztitlán, que nace con el nombre de Tulancingo, cruza por Acatlán, Huasca y Atotonilco el Grande hasta llegar a la imponente barranca de Metztitlán. Aquí da origen a la laguna Metzca, de donde sale para unirse con el Amajac, cerca de Tlahuiltepa. El tercero está constituido por el río Moctezuma, originado al noreste de la ciudad de México; penetra al estado por el municipio de Tepeji del Río, donde recibe el nombre de río Tula. A lo largo de este recorrido recoge las aguas de varios afluentes, hasta llegar a los límites con el estado de Querétaro. Aquí se le unen los caudales de los ríos San Juan y Tecozautla, sitio en el que cambia su nombre por el de río Moctezuma3. Adicionalmente a estos sistemas existen otras corrientes de aguas autónomas, como las de los ríos Candelaria, Atlapexco, Hule, Tlacolula y Yahualica, que nacen en la Sierra Alta y riegan los terrenos de la Huasteca. Dos más, el Chiflón y el Huehuetla, pertenecen a la Sierra Tepehua. 5.1.8. Silvicultura El estado cuenta con 506, 525 ha arboladas de las cuales 72, 800 ha., corresponden a la selva y 433, 725 a bosques, que fueron subdivididas por la SARH (1982), en cuatro zonas para fines de explotación, la primera tiene102, 425 ha. de bosques, ocupa la porción noroeste con especies de pino, encino, con variación de masas puras, la segunda 219, 900 ha. arboladas de bosque y selva localizada hacia el este. La tercera tiene 155, 300 ha. de 3 Gobierno del Estado de Hidalgo. Información general del http://www.hidalgo.gob.mx/estado/informacion_general/geografia.asp. 1-12-2002. estado de Hidalgo. xlix bosque y selvas localizadas en el norte y noreste que conforman la huasteca hidalguense; finalmente la cuarta zona 28, 900 ha. Comprende el sureste que abarca las áreas agrícolas y vegetación semiárida. La vegetación natural de estas zonas esta bajo tres tipos de climas que son frío, cálido y semidesértico, por lo que se refiere al primer tipo cubre el centro y se encuentra diversas especies de pino, oyamel, encino y liquidambar; en la zona cálida localizada la noreste, existen especies como el cedro, palo de rosa, fresno, palo mulato, huacanaxtle, entre otras. En la zona semidesértica del sureste, abundan especies como el mezquite, cactáceas y agavaceas principalmente. Dentro de las especies maderables, el pino y el encino han sido las especies de mayor explotación en el estado, por lo menos durante el periodo de 1981 a 1985. Para 1986 los municipios con mayores aprovechamientos forestales fueron: Acaxoxhitlán, Agua Blanca, Cuautepec, Huasca de Ocampo, Santiago Tulantepec, Singuilucan y Zacualtipan (SARH, 1982). 5.2. Descripción de Pinus patula Schl. et Cham. Árbol de 30 a 35 m de altura y diámetros de 50 a 90 cm. Ocasionalmente se han encontrado individuos con 40 m. de alto y 1 m. de diámetro, pero son casos muy raros. El fuste es recto, cilíndrico y limpio de ramas en los primeros 20 m. Las ramas son horizontales un tanto caídas, formando una copa abierta y un tanto redondeada. Las ramas son delgadas, frecuentemente un poco caídas, con una corteza delgada y de un color rojo amarillento con un ligero tinte blanquecino en las partes más tiernas (Perry, 1991). Las hojas en fascículos de 3, ocasionalmente 4 y raramente 5; delgadas, de 15 a 25 cm. de longitud, colgantes o algo extendidas, de color verde brillante, con los bordes finamente serrados; estomas presentes en las caras dorsal y ventral de las hojas; 1 a 4 canales resiníferos, comúnmente 3, por lo general medios, ocasionalmente 1 o 2 internos; la pared exterior del endodermo delgada a ligeramente gruesa, 2 haces fibrovasculares contiguos l pero distantes, vaina del fascículo clara, de color café grisáceo, de 10 a 15 mm. de longitud y persistente (Eguiluz. 1978; Perry, 1991). Los conillos con pedúnculo, no solamente se encuentran en las ramas, también en el fuste principal, en grupos de 2, 3, 4 y hasta 10 o más, en grupos densos (Perry, 1991). Los conos tienen una forma largamente cónica, de 7 a 9 cm, a veces hasta 12 cm. Duros sésiles, reflejados algo encorvados, oblicuos y puntiagudos, generalmente agrupados en conjuntos de 3 a 6 conos. Con frecuencia se pueden observar sobre el fuste y en las ramas gruesas, y en este caso suelen ser solitarios, quedando embutidos en la corteza. Son de color amarillo ocre, con, tinte rojizo, lustrosos. Son tenazmente persistentes (no se desprenden de la ramilla aunque esta muera y caiga del árbol), abren parcialmente en diferentes épocas, pueden permanecer cerrados durante años; se pueden contar en promedio 134, 224 conos por m3 (Eguiluz, 1978; Martínez, 1992 y Perry, 1991). Las escamas de los conos son duras, casi uniformes, con el ápice redondeado, apófisis generalmente plana, ocasionalmente decaída; umbo deprimido; miden alrededor de 3 de largo por 1.5 cm. de ancho, presenta una pequeña espina que es pronto caediza. Las semillas son de color café oscuro a casi negro, muy pequeñas, de 5mm de longitud con un ala de color café claro de 17 mm. de longitud, ligeramente engrosada en la base donde se incrusta a la semilla. Con 4 a 5 cotiledones, comúnmente 5; 115,000 semillas por kg. (Perry, 1991). El sistema radicular de Pinus patula, consta de una raíz central, que penetra verticalmente en el suelo y un grupo de raíces secundarias, cuyo punto de origen esta en el cuello de la raíz principal, de un grosor casi similar al eje central (Vela, 1976). La madera es suave, débil, de color claro, ligeramente amarillo, con vetas moreno pálidas (Martínez, 1992). li 5.3. Distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham. En México, el Pinus patula es una especie que se encuentra ubicada principalmente en la Sierra Madre Oriental y Sierra Madre de Oaxaca, entre los paralelos 17° 15' a 23° 30' de Latitud Norte y meridianos 96° 20' a 100° 00' de Longitud W (Eguiluz, 1978). La zona de vegetación de Pinus patula, comprende los estados de Nuevo León, Tamaulipas, Querétaro, Hidalgo, Puebla, Veracruz, Oaxaca, el Distrito Federal y Tlaxcala (Perry, 1991). Se desarrolla en lugares templados y semicálidos y, de preferencia, húmedos (Martínez, 1992). De manera natural crece en masas puras y se desarrolla asociado con otras especies como Pinus greggii, Pinus maximinoi, Pinus pseudostrobus, Pinus teocote, y Pinus leiophylla. En el noreste de Oaxaca, se halla Pinus patula var. Longepedunculata. El intervalo altitudinal donde se encuentra Pinus patula, está entre 1, 500 a 3, 100 m.s.n.m. y se desarrolla mejor en sitios con buen drenaje (Perry, 1991). En el estado de Hidalgo ocupa de manera más representativa los Municipios de Molango, Pachuca, Zacualtipán, Acaxochitlán, Mezquititlán, Metepec y Agua Blanca (Figura 1) (Vela, 1976 y Wormald, 1975 citados por Monroy, 1995). lii Figura 1. Distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham. en México, según Vela (1976) y Wormald (1975). liii 5.4. Muestreo 5.4.1. Selección del arbolado a medir El estudio se llevo a cabo en los bosques de distribución natural de Pinus patula Schl. et Cham., en el estado de Hidalgo. Los árboles que conformaron la muestra debían presentar las siguientes características: ser representativos de la especie, estar completamente sanos, completos con un solo fuste y que sea recto. 5.4.2. Diseño de Muestreo Se llevó a cabo un muestreo simple aleatorio de cada uno de los individuos de Pinus patula que se utilizó para este trabajo, contemplando las características antes mencionadas para seleccionar la muestra. Los individuos arbóreos se encontraban en predios que están bajo manejo y que previamente fueron identificados. 5.4.3. Localización de la muestra Los frentes de corta fueron localizados mediante la información brindada por los prestadores de servios forestales del estado de Hidalgo, quienes informaron acerca de los lugares donde se realizaban aprovechamientos forestales, entre ellos de la especie en estudio (Pinus patula). Una vez que se conocían los predios que estaban en aprovechamiento se ubicaron mediante un mapa, para planear las salidas de campo y solicitar el permiso por parte de los dueños para realizar el trabajo. En cada frente de corta, se seleccionaron los individuos arbóreos que tenían las características para poder entrar dentro de la muestra. En el siguiente mapa se muestra la ubicación de los Municipios donde se llevaron a cabo los muestreos (Figura 2). liv HIDALGO Figura 2. Ubicación de los municipios donde se realizaron los muestreos. lv 5.4.4. Selección de la muestra Para la obtención de la tabla de Volumen se procedió al derribo de 101 árboles del género Pinus patula, con el propósito de cubrir la variación de la población en diámetro y altura. Los sitios muestreados debían estar dentro de los frentes de corta. De esta manera quedaron distribuidos en los municipios de Cuautepec, Meztitlán, San Bartolo Tutotepec, Mineral del Monte y Agua Blanca. Las comunidades en las que se llevó a cabo el muestreo se enlistan en el siguiente cuadro: Cuadro 9. Lista de municipios y comunidades donde se realizó el muestreo. Municipio Ejido o comunidad Paraje Cuautepec Las Puentes Las Nueve Aguas Meztitlán Cruz Verde Cruz Verde La Tarjea La Tarjea Agua Blanca San Bartolo Tutotepec Cumbre de Muridores Mineral del Monte Agua Blanca Los Hongos San Pedro Huixotitla Potrerillos El Sabinito Rancho “Rosa de Castillo” 5.4.5. Tamaño de Muestra Los árboles muestreados fueron 101, muestra representativa considerando que la literatura forestal aconseja un mínimo de 100 árboles para elaborar una tabla de volumen (Belyea, 1931). En el cuadro 10 se enlista el número de árboles medidos en cada categoría diamétrica y los municipios donde se realizó el muestreo. En este cuadro se puede observar una distribución aleatoria de diámetros en los diferentes municipios. lvi Cuadro 10. Número de árboles y categorías diamétricas por sitio muestreado. Localidad Muestreada No. de Categoría diamétricas árboles (cm.) Las Puentes, Mpio. de Cuautepec 14 20 – 45 Cruz Verde, Mpio. de Meztitlán 9 30 – 55 La Tarjea, Mpio. de Agua Blanca 17 10 – 30 Tutotepec 39 20 – 70 San Pedro Huixotitla, Mpio. Mineral del Monte 8 35 – 70 El Sabinito, Mpio. de Agua Blanca 14 25 – 55 Total 101 Cumbre de Muridores, Mpio. de San Bartolo 5.5. Toma de datos 5.5.1. Equipo y personal Una vez que se ubicaron los predios donde se llevan a cabo aprovechamientos (frentes de corta), se seleccionaron los individuos de acuerdo a las características antes mencionadas, para llevar a cabo el derribo y troceado. Los árboles ya derribados y troceados se llevaron a un lugar apartado de los demás para facilitar la cubicación tanto de trozas como de ramas. El derribo del arbolado fue con motosierras; en el registro de las mediciones se usaron cinta diamétrica, para tomar diámetro normal, diámetro del tocón y el diámetro de las trozas; para tomar la longitud de las ramas y la altura del tocón se uso cinta métrica. La altura se determinó sumando la longitud de cada una de las trozas y agregando la longitud de la punta. lvii El equipo de trabajo para el derribo y troceado de árboles lo integraron brigadas de tres personas; además se contó con la colaboración de personas de las comunidades donde fue llevado a cabo el muestreo. 5.5.2. Derribo del arbolado y medición de las variables Antes de derribar los árboles se tomo el diámetro a la base del árbol y el diámetro a la altura del pecho, así como el correspondiente número de árbol; una vez derribados se tomaron los siguientes datos: • Número de troza o sección del fuste. • Tamaño de la troza. • Diámetro mayor con corteza y sin corteza. • Diámetro menor con corteza y sin corteza. • Altura total y de fuste limpio. • Ancho, alto y largo de la pila de brazuelo. Además se registraron los datos referentes al lugar de muestreo, es decir, el predio y región correspondiente del sitio de muestreo, para esto se siguió el formato de toma de datos de campo (Figura 1 del Anexo). 5.6. Obtención del volumen individual Se efectuó las cubicaciones por separado de las trozas, la suma de ellas nos da el volumen total del árbol, así mismo se realizo la cubicación de la pila de brazuelo, multiplicando sus tres dimensiones (largo, alto y ancho) por un coeficiente de apilamiento (0.5) Romanh et al., (1994). Para la cubicación de las trozas de uso la siguiente fórmula de Smalian (1837), quedando de la siguiente manera: lviii Vtcc= 0.7854 ((DMcc/100)2 + (dmcc/100)2))/2 * L Donde: Vtcc = Volumen de la troza con corteza m3. DMcc = Diámetro mayor con corteza cm. dmcc = Diámetro menor con corteza cm. L = Longitud de la troza m. Para el cálculo del volumen sin corteza es el mismo procedimiento, donde la ecuación queda de la siguiente manera: Vtsc= 0.7854 ((DMsc/100)2 + (dmsc/100)2))/2 * L Donde: Vtsc = Volumen de la troza sin corteza m3. DMsc = Diámetro mayor sin corteza cm. dmsc = Diámetro menor sin corteza cm. L = Longitud de la troza m. lix 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1. Ajuste del modelo para generar la tabla de Volumen Los datos de diámetro normal y volumen fueron ajustados a un modelo Y = β 0 Xβ1, quedando de la siguiente manera: Y = 0.0003 X2.3088, este mismo modelo en su forma lineal se representa: LN Y = 2.3088 LN X – 8.1945 alcanzando un valor de R2 = 0.97. 6.2. Selección del modelo a utilizar Los análisis de varianza mostrados en los Cuadros 11 y 12 demuestran una asociación altamente significativa entre el volumen como variable dependiente y el diámetro normal como variable independiente, de igual manera se encuentra una alta asociación para el caso donde el volumen es la variable dependiente y el diámetro normal y la altura como variables independientes, sin embargo, esta última resulta menor a la primera, por lo que no se justifica integrarla la variable altura al modelo, además de que resulta complicado tomar este dato en el campo, pues para ello debe recurrirse a aparatos como el clinómetro Suunto, dificultando y retrasando con ello la estimación de el volumen. Para seleccionar el modelo se tomaron en cuenta los criterios que validan y justifican el uso de un determinado modelo, los cuales son: 1. Mayor coeficiente de determinación R2. 2. Mayor F calculada. 3. Menor número de parámetros. 4. Número de variables. 5. Facilidad para su aplicación. lx Cuadro 11. Análisis de varianza para la regresión estimada según el modelo LN Y = 2.3088 LN X – 8.1945 Fuente de Grados de Suma de Cuadrado variación Libertad Cuadrados Medio Regresión 1 142.83064 142.83064 Error 99 4.1046435 0.0414610 Total 101 149.9352835 F 3444.93579 Cuadro 12. Análisis de varianza para la regresión estimada según el modelo Y = 0.083638764 + 0.318479436 DN2H Fuente de Grados de Suma de Cuadrado variación Libertad Cuadrados Medio Regresión 1 99.12558024 99.12558024 Error 99 6.658814463 0.067260752 Total 101 105.7843947 F 1473.750695 lxi 6.3. Descripción grafica del modelo utilizado En la Figura 3, se presenta la relación entre el diámetro normal ó diámetro a la altura del pecho y el volumen, observando en forma grafica el modelo matemático utilizado en la construcción de la tabla. 6 5 Vol m3 4 3 2 1 y = 0.0003x2.3088 R2 = 0.9721 0 0 10 20 30 40 DN cm 50 60 70 80 Figura 3. Descripción gráfica del modelo utilizado. lxii 6.4. Obtención de la tabla de volumen El modelo utilizado para la obtención de la tabla de volumen fue LN Vol = 2.3088 LN DN – 8.1945 el cual presento una R2 = 97 en comparación con otros modelos como el de la variable combinada Vol = 0.083638764 + 0.318479436 DN2H el cual tiene una R2 = 93, sin embargo este último valor resulta menor al primero, por lo que en este caso no se justifica usar un modelo con la variable altura, además de que hay mayor complicación por el número de parámetros que el modelo contiene y el uso del diámetro normal elevado al cuadrado. La tabla de volumen consta de una entrada (tarifa de volumen), el cual es el diámetro normal con corteza, expresado en cm. y el dato de salida es el volumen expresado en m3, este volumen incluye el volumen del tocón. La tabla de volumen que a continuación se muestra presenta en los valores volumétricos diámetros de 5 a 120 cm. Tiene una validez regional, aunque podría usarse en áreas que contengan árboles de conformación similar a los que se utilizaron para generar la tabla. lxiii Cuadro 13. Tarifa de volumen para Pinus patula Schl. et Cham. DN Vol. m3 5 0.01134895 10 0.05623075 15 0.14339479 20 0.27860693 25 0.46637768 30 0.71047929 35 1.0141873 40 1.38041597 45 1.81180277 50 2.31076518 55 2.87954086 60 3.52021732 65 4.23475438 70 5.02500181 75 5.89271332 80 6.83955789 85 7.86712922 90 8.97695346 95 10.1704959 100 11.4491664 105 12.8143246 110 14.2672838 115 15.8093146 120 17.4416485 lxiv 6.5. Comparación del volumen estimado anteriormente con la tabla de volumen actual Desde 1976, cuando el Inventario Forestal elaboró tablas de volumen para las diferentes especies de la zona de estudio, entre ellas Pinus patula, no se había hecho ninguna actualización de las mismas, por lo que se dedujo que podría existir una subestimación o sobreestimación del volumen, ya que hasta la fecha esas tablas se siguen utilizando. Para comprobar lo anterior se comparó los volúmenes obtenidos de la tabla de volumen del presente trabajo con los datos de la tabla de volumen obtenida por el Inventario Forestal (Cuadro 1 del Anexo), para esta región y para esta especie, encontrándose lo siguiente. 0.1155 0.1434 1 2 0.9819 1.0142 0.7106 0.7105 0.3097 0.2786 0.0543 0.0562 1.0000 0.4691 0.4664 2.0000 3.0032 2.8795 2.5153 2.3108 2.0655 1.8118 3.0000 1.3937 1.3804 Volumen m3 3.7699 4.2348 4.0000 3.5308 3.5202 5.0000 4.7034 5.0250 6.0000 Vol. Estimado con la tabla de vol. de 1976 Vol. Estimado con la tabla de vol. propuesta 0.0000 10 15 3 20 4 25 5 30 6 35 7 40 8 45 9 50 10 55 11 60 12 65 13 70 Categoria diamétrica Figura 4. Comparación entre los volúmenes estimados con la tabla de volumen de 1976 y los obtenidos con la ecuación de volumen propuesta. lxv Realizando una comparación por cada clase diamétrica de la 10 a la 70, encontramos que para las categorías menores 10, 25 y 30 el volumen es prácticamente el mismo, no así para las clases 20, 40 y 60 donde es ligeramente menor el valor estimado en el presente trabajo en relación al volumen estimado anteriormente por el Inventario Forestal. Para las clases 45, 50 y 55 se observa que es evidente una sobreestimación del volumen, sin embargo para las clases posteriores 65 y 70 se aprecia que el volumen estimado con la tabla de volumen propuesta, es en realidad mayor al estimado por la tabla de volumen obtenida anteriormente. En general se aprecia mas una sobreestimación del volumen, es decir, el volumen de madera que en realidad existe es un poco menor al calculado con el uso de la tabla proporcionada por el Inventario Forestal del Estado de Hidalgo del año 1976. lxvi 7. CONCLUSIONES El análisis de varianza demostró que existe una asociación altamente significativa entre el volumen como variable dependiente y el diámetro normal como variable independiente, donde se obtuvo una R2 de 0.97, por lo que la hipótesis de trabajo queda aceptada. Después de concluir con el análisis de los datos se llegó a la ecuación para predecir el volumen fustal con corteza, la cual fue LN Vol = 2.3088 LN DN – 8.1945. El modelo obtenido presenta una sencillez para ser usado, pues contempla el diámetro normal o diámetro a la altura del pecho, el cual resulta fácil de obtenerse en campo, facilitando así el trabajo al técnico forestal. Comparando los datos obtenidos de el volumen para Pinus patula, en el presenta trabajo con el volumen estimado anteriormente, por el Inventario Forestal, se concluye que hay una sobrestimación del volumen, lo que lleva a reafirmar la necesidad de mantener actualizada la información en los planes de manejo y en general de actividades de aprovechamiento de productos maderables. lxvii 8. LITERATURA CITADA INVENTARIO NACIONAL FORESTAL. 1976. Inventario Forestal del Estado de Hidalgo. Dirección General del Inventario Nacional Forestal. Publicación No. 39. México. 52 p. AVERY, T. E. 1967. Volumes of Standing Trees. Inforest Measurements. Chapter 6. Mc. Graw – Hill Book Co. U. S. A. 290 p. BELYEA H. C. 1931. Forest Measurement. Wiley and Sons. U.S.A. 319 p. CABALLERO D. M.1970. Empleo de coeficientes mórficos en la elaboración de tablas de volúmenes de cedro rojo. Boletín divulgativo no. 26 – B. INIF. México. 28 p. CABALLERO D., M. 1972. Tablas y Tarifas de volúmenes. 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Colegio de Postgraduados, Montecillos, México. Resúmenes. p. 39. lxxv ANEXOS lxxvi FIGURA 1. FORMATO PARA LA TOMA DE DATOS EN CAMPO DATOS GENERALES DEL PREDIO Municipio _________________ Ejido o comunidad ________________________ Paraje ________________________ _________________ Coordenadas DATOS GENERALES DEL ARBOLADO No. Árbol ________________ Especie _____________ DT(cm) _______ HFL (m) DN (cm) _____________ HT (m) _______ ________________ TROZAS COMERCIALES 1 2 3 4 5 6 7 8 ...n DMCC (cm) Dmcc (cm) DMSC (cm) Dmsc (cm) L (m) Pila de brazuelo Largo (m) Ancho (cm) Alto (cm) Largo de la punta________________________ Levanto la información:________________________ Fecha:_____________________ lxxvii Cuadro 1. Tabla de volúmenes obtenidas para las áreas arboladas de clima templado – frío (bosque). TABLA A DIAMETRICA (cm) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 ZONAS 1 Y 2 5m 0.02255 0. 04793 0.08185 0.12397 0. 17402 0.23182 0.29718 0.36998 0.45008 0.53739 0.63181 0.73325 0.84164 0.95689 1.07895 1.20776 1.34325 1.48538 1.63409 1.78934 1.95108 2.11927 2.29388 2.47485 2.662171 10m 0.04387 0.09328 0.15929 0.24125 0.33865 0.45112 0.57832 0.71999 0.87588 1.04579 1.22953 1.42693 1.63785 1.86214 2.09967 2.35033 2.61401 2.89059 3.17999 3.48211 3.79686 4.12417 4.46396 4.81614 5.18066 Pinus montezumae, pinus patula, Pinus ayacahuite ALTURAS 15m 20 m 25 m 30 m 35m 0.06477 0.08538 0.10579 0. 12604 0.14615 0.13769 0. 18152 0.22491 0.26796 0.31072 0.23514 0.30998 0.38408 0.45759 0.53062 0.35613 0.46947 0.58170 0.69303 0.80363 0.49992 0.65903 0. 81657 0.97285 1. 1281.1 0.66594 0.87789 1.08775 1.29594 1.50276 0.85371 1.12543 1.39446 1.66135 1.92649 1.06284 1.40112 1.73604 2. 06831 2.39840 1.29296 1.70449 2.11193 2.51614 2.91770 1.54378 2.03513 2.52161 3.00424 3.48369 1.81501 2.39270 2.96465 3. 53207 4.0S576 2. 10642 2.77685 3.44063 4. 09916 4.75335 2.41777 3.18730 3.94920 4.70506 5.45595 2.74887 3.62378 4.49001 5.34938 6.20309 3.09951 4.08603 5.06275 6. 03175 6.99436 3.46953 4.57382 5.66714 6.75182 7.82934 3.85876 5.08693 6.30292 7. 50927 8.70768 4. 26705 5.62518 6.96982 8.30362 9.62903 4.69426 6.18835 7.66762 9. 13517 10.59306 5.14025 6.77629 8.39609 10.00308 11.59947 5.60488 7.38881 9.15503 10.90727 12.64797 6.08805 6.02576 9.94424 11.84754 13.73829 6.58964 9.68699 10.76353 12.82364 14.87017 7.10953 9.37236 11.61273 13.83536 16.04336 7.64763 10.08172 12.4S166 14.88252 17.25763 Modelo; Vol.= Exp. (-9.62145860 + 1.86021863 Log( DN)+ 0.96053450 Log (HT)) Donde: Vol. = Volumen D N: diámetro normal H T = altura total Log = logaritmo natural 40 m 45 m 0.16615 0.18605 0.35324 0.39556 0.60324 0.67549 0.91361 1.02305 1.28250 I.43617 1.70841 1.91305 2.19013 2.45247 2.72662 3.05322 3.31698 3.71430 3.96043 4.43482 4.65626 5.21400 5.40384 6.05113 6.20Z59 6.94556 7. 05199 7.89669 7.95153 8.90399 8.90079 9.96695 9.89933 11.08510 10.94677 12.25800 12.04273 13.48524 13.18666 14. 6642 14.37885 16.10119 15.61838 17.48919 16.90516 18.93010 16.23890 20.42360 19.61934 21.96939 NIVEL "F" 27,559.90616 COEFICIENTE DE DETERMINACION MULTIPLE' R2 0.98913716 Octubre de 1974 Fuente: Inventario Forestal Nacional ( 1976). lxxviii