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INTRODUCCIÓN
Los boques tropicales tienen una enorme variedad de especies y son reconocidos por su gran biodiversidad, con la existencia de especies únicas en el mundo. Estos a su vez poseen una alta riqueza florística y complejas estructuras que con base a su funcionalidad permiten la obtención de varios recursos (Jadán et al., 2017).
En la actualidad es cada vez más importante la búsqueda de alternativas que propicien un modelo sustentable de desarrollo, ambientalmente equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que conserve la biodiversidad, los servicios ecosistémicos y la capacidad de auto regeneración de los bosques amazónicos (Torres et al., 2020).
El Ecuador cuenta con variedad de flora que se incluyen entre las más ricas y diversas del mundo, conformada por varios tipos de vegetación, los bosques albergan una elevada productividad de biomasa debido a la fertilidad del suelo y representan un cierto porcentaje de las reservas de carbono; sin embargo, la acumulación de biomasa es el propósito clave para el balance entre la ganancia de biomasa acumulada y las pérdidas de esta en la conservación de los ecosistemas (García-Quintana et al., 2021).
Las estimaciones de biomasa y el carbono acumulado en los bosques tropicales facilitan información importante que permite pronosticar la respuesta a las condiciones ambientales cambiantes, de forma tal que posibilite la selección de taxones para mayor efectividad en los programas de reforestación (Rodríguez-Larramendi et al., 2017).
Ante la pérdida inminente de biodiversidad, biomasa y la acelerada destrucción de estos ecosistemas que salvaguarda una enorme reserva de carbono, surge la necesidad por la comunidad científica de orientar estudios que faciliten información básica para alcanzar un desarrollo sostenible adecuado en comunidades vulnerables (García-Quintana et al., 2021; Torres et al., 2020).
De esta forma se busca tomar las medidas pertinentes para mitigar los sectores afectados, encontrar alternativas y proponer medidas para la conservación de estos recursos; generar un consumo de forma consciente y eficaz, así como fomentar la restauración inmediata de las zonas afectadas, con vista a proteger los bosques Amazónicos y en particular la Comunidad de Cotococha, que posee extensas áreas de bosque húmedo tropical aledañas a la microcuenca del río Puyo, presentando serios problemas socioambientales, siendo uno de los de mayor preocupación la acelerada deforestación que se ha incrementado de manera progresiva en los últimos años, provocando cambios en el uso de suelo hacia los sistemas agroforestales, con el propósito de buscar otros recursos para su sustento económico. Esta situación ha propiciado la susceptibilidad a deslizamientos de tierra, afectando directamente a la biodiversidad, estado de conservación y formas de subsistencia, además de las afectaciones a la captura de carbono, una de las causas del cambio climático existentes de mayor preocupación. Por lo tanto, el objetivo de la investigación fue evaluar la biomasa aérea acumulada y sostenibilidad ecológica de un bosque amazónico de la comunidad Cotococha, como contribución socioambiental para la Amazonía ecuatoriana.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
La presente investigación se llevó a cabo en un sector de bosque siempreverde piemontano de la Comunidad Kiwchua de Cotococha, ésta se encuentra ubicada en la provincia Pastaza, cantón Pastaza, Parroquia Tarqui, aproximadamente a media hora de la ciudad de Puyo, en el lado izquierdo de la ribera del río Puyo (Figura 1). Sus coordenadas son S1°36'30,6113" W77°54'46,3421". El clima es característico de un bosque húmedo tropical con una altitud promedio de 600 msnm. El área de estudio corresponde a un clima tropical megatérmico húmedo, con una temperatura media anual de 21,3 ºC y una precipitación anual de 4119 mm (INAMHI, 2020).
Unidad de muestreo
El trabajo de campo se sustentó en información obtenida del proyecto de investigación "Restauración forestal mediante nucleación como contribución a los servicios ecosistémicos de la microcuenca del río Puyo", del cual se participó como parte del equipo de trabajo de conjunto con la Universidad Estatal Amazónica.
Se establecieron cinco transectos de 0,1 ha (10 x 100 m) en la zona baja de la microcuenca del río Puyo, separados en intervalos de 100 m (Figura 2). Cada transecto partió desde un eje central, a partir del mismo se tomaron cinco metros a cada lado, se colocaron estacas las cuales fueron georreferenciadas con GPS Garmin 760MT-D y se delimitó con piola. Se registró en una matriz de campo todas las especies con d1.30≥10 cm, medido desde el suelo. La matriz constó de los siguientes datos: nombre común, nombre científico, familia, especie, d1.30, y altura total.
Diagnóstico del estado actual de sostenibilidad ecológica en base a indicadores de suelo, vegetación, biodiversidad y productividad
Para diagnosticar el estado actual de sostenibilidad ecológica se empleó la técnica de valoración ecológica rápida, a partir de la metodología propuesta por RIFA (2008), que consistió en observaciones de campo de un conjunto de indicadores ecológicos estructurado en cuatro criterios: suelo, estructura, biodiversidad y productividad del ecosistema. Esta herramienta permitió identificar los elementos sensibles del ecosistema mediante el umbral de sostenibilidad ecológica, considerando que valores inferiores a cinco, resultaron con un bajo umbral de sostenibilidad, y, por lo tanto, requieren mayor atención; sin embargo, mientras los valores se aproximan a 8 indica más sostenibilidad en el sistema (Hechavarría & Toirac, 2011; RIFA, 2008).
Determinación del potencial de biomasa aérea acumulada y stock de carbono
Se estimó la biomasa aérea acumulada de las especies arbóreas con d1.30 ≥10 cm. Se consideraron los datos de diámetro tomados del inventario florístico y la densidad específica de la madera (ñ) mediante ecuación alométrica estándar de estimación de biomasa propuesta por Chave et al., (2005) metodología específica para bosques tropicales (Ecuación 1).
Se utilizaron datos de densidad específica de madera de las especies de estudios desarrollados en el área local y en los casos donde la densidad específica no estuvo disponible se utilizó la media global (p) para América del Sur tropical (0,632 g/cm3) (Chave et al., 2005).
Se estimó el contenido de carbono por hectárea, a través del método de estimación indirecta de la biomasa aérea obtenida. Donde aproximadamente el 50 % de la biomasa vegetal corresponde al carbono, por lo cual para estimar el carbono almacenado total se multiplicó la biomasa total (BT) por el factor de corrección 0,5 en ausencia de información específica (Quiceno-Urbina et al., 2016) (Ecuación 2).
Se calculó un índice de valor de importancia de biomasa (BIV) propuesto por (Torres et al., 2020), el cual informó sobre el potencial de biomasa que acumula cada especie y la estructura de las especies que conforman cada uso de la tierra (Ecuación 3).
La abundancia relativa se determinó (Ecuación 4).
La dominancia relativa se determinó (Ecuación 5).
El área basal se determinó (Ecuación 6).
La biomasa relativa se determinó (Ecuación 7).
RESULTADOS
Composición y estructura florística
Los resultados de la composición florística, a partir del inventario forestal, registró un total de 83 especies que se distribuyen en 31 familias botánicas y 284 individuos (Figura 3a), siendo las familias Melastomataceae (10), Fabaceae (7), Euphorbiaceae (7) y Salicaceae (6) las que presentan mayor número de especies con un 36,14 % de las especies registradas en el inventario, además tres de estas familias también representaron mayor número de individuos Melastomataceae (71), Salicaceae (22), Fabaceae (20).
En cuanto a la estructura vertical, se presentó una vegetación en constante crecimiento, registrando un individuo en el estrato alto (> 20,1 m), 134 en el estrato medio (10,1 20 m) y 149 individuos en el estrato bajo (< 10 m) (Figura 3b). La distribución de clases diamétricas presentó una tendencia en forma de Jota invertida, indicador de que la vegetación se autosustenta, con mayor concentración de individuos en la clase diamétrica inferior 10-19,9cm y con representación de individuos en todas las clases diamétricas (Figura 3c).
Estado actual de sostenibilidad ecológica en base a indicadores de vegetación, suelo, biodiversidad y productividad
La Figura 4 mostró el conjunto de indicadores que describen el estado actual de sostenibilidad ecológica presente en el área de bosque de la comunidad Cotococha. El perfil del suelo es un indicador ecológico que ayuda a establecer la calidad de suelo. En el área de estudio, se obtuvo un valor de (3), que indicó la presencia de un suelo superficial delgado (Figura 4).
La densidad aparente es un indicador de la relación de masa y volumen del suelo. El área de estudio presentó un valor de (6), reportando la presencia de suelos no compactos, lo cual es evidencia de un adecuado crecimiento radical de las plantas.
El número de lombrices y artrópodos, junto con la presencia de vegetación en descomposición son indicadores de la actividad biológica del suelo. El área de estudio mostró un valor ecológico de (6), el cual indicó la presencia de lombrices y artrópodos en grandes cantidades. La presencia de vegetación en descomposición mostró un valor ecológico de (6), característico de vegetación en varios estados de descomposición y residuos bien descompuesto. Ambos indicadores evidenciaron una alta actividad biológica del suelo.
La biodiversidad de flora y fauna es un indicador ecológico del estado de conservación del bosque. El área de estudio presentó un valor de (5), el cual describió para el componente flora la presencia de poca variabilidad de especies vegetales (5-10 especies arbóreas y pocas especies de sotobosque), mientras que el componente fauna presentó un valor ecológico de (4) siendo descriptor de poca presencia y visibilidad de especies de fauna en el área de estudio.
La estructura en función de la altura es un indicador ecológico del grado de complejidad que presenta el ecosistema. El área de estudio presentó un valor ecológico de (4) que indicó la presencia de un ecosistema moderadamente complejo y también una diversidad de especie e interacciones entre elementos moderado.
La productividad ecológica y económica es un indicador ecológico que determina el grado de sostenibilidad del ecosistema. El área de bosque presentó un valor de (3) para el indicador productividad ecológica, lo cual indicó la existencia de algunas funciones ecológicas asociadas a la calidad de agua, conservación del suelo, hábitat y alimento disponible para los animales, además de considerar que existen sistemas en desarrollo para estudios científicos relacionados con la captura de carbono o turismo. El indicador productividad económica también presentó un valor (3), lo cual indicó la existencia de un sistema productivo para autoconsumo o para comercializar, pero que no cumple con los objetivos de los propietarios.
Potencial de biomasa aérea acumulada y stock de carbono en la zona baja de la microcuenca del río Puyo
A partir de los resultados obtenidos a través del inventario florístico realizado se puedo estimar el potencial de biomasa aérea y stock de carbono almacenado, en el cual se evidenció que el área de bosque de la comunidad de Cotococha presentó una biomasa área de 78,67 ± 5,87 Mg/ha-1 y un stock de carbono almacenado de 39,33 ± 2,34 Mg/ha-1(Figura 5a).
De las diez familias con mayor índice de valor de importancia de biomasa (BIVF) registradas en el sector de bosque de la comunidad Cotococha, las tres que mayor BIVF presentaron fueron Melastomataceae con un valor de 38,43 y estuvo representadas por 10 especies del género Miconia siendo la especie M. multispicata, M. grandiflora, M. spicata, M. pilgeriana las más representativas; seguido de Annonaceae con un BIVF de 24,36 y representada por las especies Duguetia veneficiorum, Rollinia crysocarpa, Xylopia cuspidata y Rollinia pittieri, siendo esta última la más representativa; y la familia Meliaceae con un BIVF de 22,69, representada por las especies Cabralea canjerana, Cedrela odorata, Guarea grandifolia, Guarea kunthiana, Trichillia septentrionalis, siendo esta última la más representativa (Figura 5b).
DISCUSIÓN
La composición florística en el área de bosque de la comunidad Cotococha en la zona baja de la microcuenca del río Puyo, concuerdan con varios estudios que describen patrones florísticos similares que han sido reportado para la Amazonía (Cabrera-Amaya & Rivera-Díaz, 2016; García-Quintana et al., 2021; Jadán et al., 2017). Las familias Melastomataceae, Fabaceae, Euphorbiaceae y Salicaceae fueron las más representativa en cuanto al mayor número de especies registrados, lo que concuerda con estudios previamente reportados en áreas que presentan características topográficas e hidrográficas similares a la presente investigación (Caranqui, 2013; García-Quintana et al., 2021), sin embargo solo la familia Melastomataceae y Fabaceae son las que presentan el mayor número de individuos, siendo potenciales para utilizar en programas de restauración debido alta capacidad de sobrevivencia a las alteraciones antrópicas presente en esta área de estudio, además han sido catalogadas entre las familias con mayor riqueza en bosques de tierra bajas (Gentry, 1988). Por otra parte, la familia Arecaceae también reportó un alto número de individuos (15), siendo la especie Wettinia maynensis más representativa en esta familia, además la presencia de esta especie es característica de un bosque húmedo tropical (Peñuela et al., 2019). La alta presencia de especies de la familia Melastomataceae, características de bosque secundario, con regeneración natural, especialmente en claros, típica de sucesión ecológica que indica cambios ambientales en el ecosistema (Ducuara, 2013).
Los resultados del análisis de sostenibilidad ecológica en base a los criterios de la vegetación, suelo, biodiversidad y productividad, indican que para lograr el equilibrio ecológico se debe priorizar los valores por debajo de cinco por no alcanzar el umbral de sostenibilidad, mientras que los indicadores con valores a partir de cinco han alcanzó el umbral de sostenibilidad. Por lo tanto, se evidenció como resultado del análisis de sostenibilidad ecológica que el área de bosque de la comunidad Cotococha requiere un manejo que le permita alcanzar el umbral de sostenibilidad (RIFA, 2008).
Los resultados de biomasa aérea obtenidos en la presente investigación, resultaron relativamente bajos en comparación con un estudio realizado en la zona alta de la microcuenca del río Puyo, donde se ha registrado un contenido de biomasa área de 339,70 Mg/ha (García-Quintana et al., 2021), en un bosque siempreverde de la provincia de Napo se ha registrado hasta 340 Mg/ha (Torres et al., 2020), en un bosque de tierra firme de la Amazonía colombiana se ha reportado hasta 297,6 Mg/ha (Parky et al., 2017). También se han reportados estudios en otras áreas de bosque, como es el caso de la Amazonia occidental registrando hasta 239,8 Mg/ha y en la Amazonía oriental central con 316,8 Mg/ha (Mitchard et al., 2014). El bajo contenido de biomasa que presentó el área de bosque de la comunidad Cotococha ubicado en la zona baja de la microcuenca del río Puyo, se puede atribuir a las perturbaciones generadas por los habitantes de la comunidad, que con el pasar de los años ha realizado fuertes alteraciones a través de la expansión agrícola y ganadera, aprovechamiento de madera y comercialización de varios productos forestales no maderable.
En la actualidad, se habla que los bosques amazónicos funcionan como un gran sumidero de carbono, debido a la biomasa aérea que acumulan de las especies forestales y también son unos de los mayores almacenes de biodiversidad (Oca-Cano, 2012; Ureta Adrianzén, 2015). Un análisis realizado por Keeling & Phillips (2007) menciona que los bosques tropicales del mundo por lo general no tienen valores de biomasa por encima de los 350 Mg/ha-1. Esto resalta la gran importancia que representa la conservación de los bosques amazónicos a nivel mundial, pero los datos del análisis realizado en este estudio resultan preocupantes por el bajo contenido de biomasa aérea que presentó el bosque de la comunidad Cotococha, por lo que se requiere realizar acciones inmediatas.
Con los resultados obtenidos BIVF se logró identificar las familias botánicas que mayor contribución presentan a la acumulación de biomasa aérea, aportando información de vital importancia al momento de establecer planes que ayuden a recuperar áreas fragmentadas por el mal manejo y aprovechamiento de los recursos del bosque. Se ha reportado varios estudios en el cual utilizan BIVF como herramienta para hacer un buen programa de restauración forestal, debido a que esta presenta bases científicas fundamentadas de las familias de mayor valor ecológico y con capacidad para mantener las reservas de carbono (García-Quintana et al., 2021; Torres et al., 2020).
El BIVF, con base en los parámetros fitosociológicos de abundancia, frecuencia y dominancia permite el análisis ecológico de las comunidades vegetales orientado a interpretaciones de la importancia relativa de las familias botánicas (Torres et al., 2020). Esto proporciona información relevante en cuanto a la acumulación de biomasa, producción y calidad del sitio o condición ambiental de cada hábitat en específico ocupado por grupos de familias botánicas.
La capacidad de los bosques para almacenar carbono en forma de biomasa varía en función de la composición florística, la densidad y la edad de la población (Rojas-Vargas et al., 2019). Esto corrobora los resultados de la presente investigación en el cual se evidenció un bajo contenido de carbono acumulado, lo cual resulta muy preocupante y requiere de medidas inmediatas de mitigación del impacto socioambiental generado, con el fin de conservar y recuperar este importante reservorio de bosque de la cuenca amazónica, que se ve amenazado por las malas prácticas de aprovechamiento. Esto apunta a que las prácticas de aprovechamiento y cambio de uso de suelo generan un alto riesgo en los árboles de mayor potencial de almacenamiento de carbono y pueden propiciar el empobrecimiento de las reservas de carbono en el bosque siempreverde pie Montaño (García-Quintana et al., 2021).
CONCLUSIONES
La composición florística registró un total de 83 especies, distribuidas en 31 familias botánicas y 284 individuos, resultando las familias Melastomataceae y Fabaceae con mayor riqueza florística, lo que puede ser considerado como referente para las condiciones amazónicas.
La estructura del bosque indicó que la vegetación está en crecimiento con mayor número de individuos el estrato bajo (h < 10 m) y una distribución de clases diamétricas en forma de jota invertida, reflejando el predominio de un bosque joven.
La sostenibilidad ecológica en base a los indicadores vegetación, suelo, biodiversidad y productividad reportó que el sector de bosque de la comunidad Cotococha se encuentra vulnerable.
Se reportó para la comunidad Cotococha un bajo potencial de biomasa aérea con valores de 78,67±5,87 Mg/ha-1 y un stock de carbono de 39,33±2,34 Mg/ha-1. El índice de valor de importancia de biomasa facilitó identificar a las familias Melastomataceae, Annonaceae y Meliaceae con mayor potencial para acumular biomasa, lo cual podrían ser recomendadas para programas de restauración.
