Estimación de captura de carbono por la especie Pinus hartwegii en la vertiente nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba

I
Instituto Tecnológico Superior de Zongolica
Estimación de captura de carbono por la especie
Pinus hartwegii en la vertiente nororiental del Parque
Nacional Pico de Orizaba
Tesis profesional
Como requisito parcial para obtener el título de
Ingeniero Forestal con especialidad en manejo sustentable de los
recursos forestales
Presenta:
Bernabe Colohua Citlahua
Director de tesis:
Biol. Héctor Andrés Rojas Carrizales
Orizaba Veracruz, Febrero 2015

II
AGRADECIMIENTOS
Gracias a la dirección y subdirección del Parque Nacional Pico de Orizaba, así
como a todos los que laboran en él. Al Biol. Héctor Andrés Rojas C.
subdirector de área, por su apoyo y revisiones a la presente tesis profesional.
Así mismo agradecerle a mi revisor de tesis: M.C. Abraham Vega Alarcón
por todo el apoyo, revisiones, recomendaciones y consejos, para la realización de la
presente tesis profesional y desarrollo de mi carrera profesional.
Al Ing. Yavé Guadalupe Carrera Q., por sus consejos y apoyo durante mi
carrera y en la planeación de la residencia y tesis profesional.
A la familia Albortante Alvarado de la localidad de Nueva Vaquería,
Calcahualco Ver. por su valioso apoyo para que concluyera mi tesis
profesional.

III
DEDICATORIA
Gracias a esas personas importantes en mi vida, que siempre estuvieron listas
para brindarme toda su ayuda y apoyo. Con todo mi afecto esta tesis se la dedico
a ustedes.
A mis padres, hermanos y amigos.
A mis maestros que en este andar por la vida, influyeron con sus lecciones y
experiencias en formarme y prepararme para los retos que se me presenten, a todos
y cada uno de ellos les dedico cada una de estas páginas.

IV
SÍNTESIS
El presente trabajo se desarrolló en la vertiente nororiental del Parque
Nacional Pico de Orizaba, en la zona comprendida entre los límites de los
municipios de Calcahualco y La Perla, en el estado de Veracruz.
Se asumió como propósito determinar la cantidad de dióxido de carbono
(CO2) capturado por la especie Pinus hartwegii y almacenado como carbono
en la biomasa de la especie, descartando la masa orgánica (necromasa y
hojarasca) que la especie pueda generar sobre y en el suelo.
Se calculó el potencial de captura de carbono anual, a través de los
incrementos en volumen de la especie para generar una relación entre
volumen del árbol y el carbono contenido.
Se muestrearon 59 sitios de 1,000 m2 a lo largo de la vertiente nororiental
del Parque Nacional Pico de Orizaba. Pinus hartwegii solo tiende a
presentarse en altitudes de 3,000 a 4,000 msnm (Rzedowski, 2006; citado
en Jiménez, 2010). En la zona de estudio la especie se presenta sobre
3,400 metros de altitud y algunas zonas de distribución han sido
deforestadas.
En este trabajo se da a conocer la relación que tiene Pinus hartwegii con el
servicio ambiental conocido como “captura de carbono” que contribuye a la
mitigación del calentamiento global.
El carbono contenido por el Pinus hartwegii estimado por hectárea fue de
198.2 toneladas en árboles y 0.1 toneladas en renuevos. En toda el área de
distribución real (954 ha) resultó un total de 49,004.1 toneladas con un
incremento corriente anual de 580.63 Kg/ha o bien 554.20 toneladas de
carbono (tC) en toda la zona de distribución dentro de la vertiente
nororiental, concluyendo que esta especie es ecológicamente viable para
fines de restauración y conservación debido a su lento y constante
crecimiento.

V
TABLA DE CONTENIDOS
Pág.
Introducción ............................................................................................. 1
Antecedentes........................................................................................... 2
Justificación / Fundamentación Teórica................................................... 4
Definición del problema científico ............................................................ 6
Planteamiento de la Hipótesis ................................................................. 6
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO.................................................................. 7
Cumbre de la tierra, 1992........................................................................ 7
Protocolo de Kioto (1997)........................................................................ 8
Cambio climático ................................................................................... 10
Dióxido de carbono (CO2)...................................................................... 12
Ciclo del carbono................................................................................... 14
Carbono; fijación por fotosíntesis ......................................................... 18
Almacenes de carbono.......................................................................... 19
Áreas naturales protegidas como almacenes de carbono..................... 21
Servicios ambientales............................................................................ 25
Pago por servicios ambientales (CO2)................................................... 25
Investigaciones en México..................................................................... 27
Pinus hartwegii ...................................................................................... 27
Muestreo de carbono............................................................................. 30
Ecuaciones alométricas......................................................................... 33
CAPÍTULO 3: CONTROL SEMÁNTICO O GLOSARIO ............................... 35
CAPÍTULO 4: OBJETIVOS .......................................................................... 36
Objetivo General.................................................................................... 36
Objetivos Específicos............................................................................. 36
CAPÍTULO 5: DISEÑO METODOLÓGICO.................................................. 37
1. Tipo de Proyecto................................................................................... 37
2. Tipo de estudio realizado...................................................................... 37
3. Período y lugar donde se desarrolla la investigación............................ 37
4. Universo y Muestra............................................................................... 37
5. Métodos................................................................................................ 37
6. Selección de las variables. ................................................................... 38
7. Procedimientos. .................................................................................... 38
8. Métodos de recolección de la información............................................ 53
CAPÍTULO 6: ............................................................................................... 54
RESULTADOS............................................................................................. 54
DISCUSIÓN ................................................................................................. 84
7. CONCLUSION ......................................................................................... 85
8. RECOMENDACIONES ............................................................................ 88
9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 89
10. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA............................................................. 96
11. ANEXOS ................................................................................................ 97

VI
ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS
Tabla Pág.
Tabla 1. Áreas Naturales Protegidas, obtenida de CONANP (2013) ........... 22
Tabla 2. Cuantificación de superficies ......................................................... 56
Tabla 3. Variaciones estadísticas de las diferentes zonas generadas......... 56
Tabla 4. Rodalización................................................................................... 57
Tabla 6. Edad y tiempo de paso para rodales.............................................. 60
Tabla 7. Volumen por sitio de muestreo....................................................... 61
Tabla 8. Existencias por Ha. ........................................................................ 64
Tabla 9. Existencias Reales Totales ............................................................ 64
Tabla 9. Comparación arboles por hectárea ................................................ 66
Tabla 10. ICA por rodal ................................................................................ 67
Tabla 11. Parámetros estadísticos altura..................................................... 68
Tabla 12. Parámetros de regresión para atura............................................. 69
Tabla 13. Parámetros estadísticos diámetro................................................ 71
Tabla 14. Parámetros de regresión para diámetro....................................... 72
Tabla 15. Parámetros estadísticos área basal ............................................ 73
Tabla 16. Parámetros de regresión para Área basal.................................... 74
Tabla 17. Parámetros estadísticos volumen ................................................ 75
Tabla 18. Parámetros de regresión para volumen ....................................... 76
Tabla 19. Existencias Reales Totales m3 ..................................................... 78
Tabla 20. Totales de carbono / Ha.............................................................. 78
Tabla 21. Existencias totales en carbono por rodal...................................... 78
Tabla 22. Comparativo de carbono capturado, reportado para Pinus spp... 80
Tabla 25. Resumen de potencial de incremento en carbono ....................... 84
Tabla 26. Comparación tC/ha con otros estudios ........................................ 84

VII
Figura Pág.
Figura 1. Emisiones por sector en Gg de CO2 1990-2006
..................................................................................................................... 14
Figura 2. Ciclo del Carbono. ........................................................................ 15
Figura 3. Ciclo del Carbono ......................................................................... 17
Figura 4. Variación de la concentración de CO2. ......................................... 19
Figura 5. Medidas de sitios de muestreo ..................................................... 40
Figura 6. Obtención de pendiente en % y °................................................. 41
Figura 7. Compensación de pendiente en sitios de muestreo...................... 41
Figura 8. Secuencia para la obtención de series de crecimiento. ................ 44
Figura 9. Secuencia obtención de edades e incrementos. .......................... 45
Figura 10. Distribución del índice de esbeltez 1........................................... 46
Figura 11. Índice de esbeltez final................................................................ 46
Figura 12. N° de sitio / N° de observaciones (arboles)................................. 47
Figura 13. Grafica; suma de área basal y volumen / sitio ............................ 47
Figura 14. Mapa de distribución de Pinus hartwegii..................................... 54
Figura 15. Distribución actual de la vegetación ........................................... 55
Figura 16. Diferencia de variación en distribución........................................ 56
Figura 17. Rodalización ............................................................................... 57
Figura 18. Gráficas, categorías diamétricas para rodales............................ 58
Figura 20. Diagrama de dispersión - Altura-Diámetro normal ...................... 61
Figura 20. Área basal (m2), volumen (m3) / sitio........................................... 63
Figura 21. Diagrama de dispersión: área basal-volumen............................. 63
Figura 22. Volumen Total por rodal.............................................................. 64
Figura 23. Árboles / Ha ................................................................................ 65
Figura 24. Renuevos / Ha ............................................................................ 66
Figura 27. Diagrama de dispersión Altura vs Edad...................................... 68
Figura 26. Modelos de crecimiento para altura ............................................ 69
Figura 27. Incrementos en altura / rodal ...................................................... 70
Figura 28. Altura del árbol / MSNM.............................................................. 70

VIII
Figura 29. Modelos de crecimiento; diámetro en función de la edad ........... 71
Figura 30. Incrementos en diámetro / rodal ................................................. 72
Figura 31. Modelos de crecimiento: área basal en función de la edad ........ 73
Figura 32. Crecimiento en área basal/árbol/rodal ........................................ 74
Figura 33. Modelos de crecimiento; Volumen en función de la edad ........... 76
Figura 34. Crecimiento en volumen por árbol individual promedio / rodal.... 77
Figura 35. Carbono por rodal (t)................................................................... 79
Figura 36. tC/ha por rodal ........................................................................... 80
Figura 37. Comparación tC/ha con otros estudios ....................................... 81
Figura 38. Incremento en carbono / árbol individual / rodal ......................... 82
Figura 39. Incrementos en carbono por rodal .............................................. 84

1
CAPÍTULO 1:
Introducción
Las actividades humanas han alcanzado un nivel en el que sus efectos
adversos se ven reflejados preocupantemente en los sistemas naturales,
los cuales han sido considerablemente alterados; muchas de estas
actividades han potenciado el fenómeno de efecto invernadero. Se
sabe que algunos gases presentes en la atmosfera involucrados en
este fenómeno, son resultado de procesos naturales e inducidos por el
hombre como el dióxido de carbono (CO2), (FAO, 1996 citado en García
y Sánchez, 2009)
Las emisiones de CO2 en México para el año 2010 fueron de 443,673.997
Kilo toneladas (Kt), según datos de The World Bank (2013), lo que equivale
a un aumento de dicha emisión en un 26% con respecto a los años 70. El
uso de combustibles fósiles en México es uno de los principales
contribuyentes debido a que el 80% de ello es destinado a la generación de
energía eléctrica (González, 2009). Sin embargo los ecosistemas también
influyen de manera natural o inducida en la emisión de CO2, el cual es uno
de los gases de efecto invernadero (GEI), debido a procesos biológicos
naturales, deforestación e incendios forestales por mencionar algunos
(Ordoñez, 2007; Adams, 2012), por otro lado son ellos los que almacenan,
capturan o compensan las emisiones de dicho GEI, principalmente en forma
de biomasa (CATIE, 2004; Montero, Ruiz-Peinado, Muñoz, 2005).
En México el interés por los servicios ambientales y por establecer
esquemas de pago surgió con el primer estudio de país llevado a cabo por la
Comisión para el Uso y Conocimiento de la Biodiversidad (CONABIO) en
1998 (CONABIO, 1998; Balvanera y Cotler, 2007 citados en Macip-Rios y
Macip, 2013). Fue hasta la primera década del siglo XXI (2003) cuando se
iniciaron los primeros esquemas de pagos por servicios ambientales (PSA),
fundamentalmente aquellos relacionados con la captación de agua o
también conocidos como servicios ambientales hidrológicos (INE, 2005,
Balvanera et al., 2009, citados en Macip-Rios y Macip, 2013).

2
El esquema de Pago por Servicios Ambientales (PSA), ha sido parte de
los planes de manejo de las áreas naturales protegidas (ANP).
Inicialmente (en 2003) el esquema de PSA se aplicó en 15 ANP, para 2008
ya se contaba con esquemas de PSA en 50 ANP (CONANP, 2010).
Actualmente en México diversos programas con enfoque se servicios
ambientales son coordinados por la Comisión Nacional Forestal
(CONAFOR) (CONAFOR, 2013; SEMARNAT, 2013; Macip-Ríos y Macip,
2013).
En el caso del carbono capturado surgieron los llamados “bonos de carbono”
que es el nombre genérico con el que se denomina a una serie de
instrumentos económicos y de mercado, creados para reducir las emisiones
de emisiones de gases de invernadero (Vásquez, s.f.).
Para México, el mercado de bonos de carbono se ha expandido y desde
2008 ocupa el 4° lugar mundial, con una participación del 3% (Vásquez, s.f.),
por lo que ha despertado el interés de realizar estudios e investigaciones en
el ámbito como las realizadas por Dávalos, Morato y Pinillos-Cueto (2008);
Álvarez-Arteaga, García, Krasilnikov, García-Oliva (2013); Benjamín y
Masera (2001); Velarde y Antezana. (2002), entre muchos otros, desde
instituciones educativas, investigadores hasta dependencias de gobierno,
con diversos fines.
El presente trabajo está orientado a conocer la cantidad de carbono que la
especie Pinus hartwegii Lindl. incrementa en un lapso de tiempo
determinado y que es capaz de almacenar dentro de la vertiente nororiental
del Parque Nacional Pico de Orizaba.
Antecedentes
En los últimos años se han emprendido numerosas investigaciones afines,
los resultados de las estimaciones de carbono almacenado son distintas, se
han y están llevando a cabo en todos los ecosistemas existentes en
diferentes partes del mundo.

3
Dávalos, Morato y Pinillos-Cueto (2008), por ejemplo, realizaron la
estimación del carbono contenido en árboles de sombra en parcelas de
plantaciones de café en el estado de Veracruz, con el fin de evaluar las
posibilidades de que los cafeticultores del estado de Veracruz puedan
participar en los mercados para este tipo de servicio ambiental, encontrando
resultados de 23.4 a 63.6 toneladas de carbono (tC)/ha.
Álvarez-Arteaga, García, Krasilnikov y García-Oliva (2013), llevaron a cabo
una investigación donde evaluaron el contenido de carbono en los
almacenes aéreos y subterráneos para cinco comunidades de bosque
montano de niebla en la Sierra Norte de Oaxaca, situadas entre 1500 y 2500
m de altitud, encontrando que los ecosistemas de este tipo son excelentes
almacenes de carbono por la variada composición de estratos arbóreos que
poseen entre 440 y 420 tC/ha.
Velarde y Antezana (2002) realizaron una prefactibilidad de captura de
carbono para el conjunto predial La Majada-Cerro Grande, en el Pico de
Táncitaro, Michoacán.
Flores R., Nallely F.; Mendizábal-Hernández, Del Carmen; Alba-Landa
(2012); García, Sánchez (2009); Vigil (2010); Espinoza (2005), son otros
investigadores que también han publicado investigaciones sobre esta
materia.
Asimismo, se han realizado comparaciones de contenido de carbono en
diferentes ecosistemas. Figueroa (2001) por ejemplo, realizó una
comparación de concentración de carbono entre bosques de Aile,
Liquidambar y Pino, en la sierra norte de Oaxaca, encontrando que en
ecosistemas conformados por especies de Pinus estos poseen mayor
cantidad de carbono almacenado.
De la misma forma en otros países existen estudios para determinación del
contenido de carbono en diferentes ecosistemas: De Petre, Karlin, Ali y
Reynero. (s.f.), realizaron una estimación de captura de carbono en La Paz,
Argentina. En la región centro-sur de Chile, Schelegel, Gayoso y Guerra en
el 2001; en España por Gonzales y Gallardo (2007), por mencionar algunos.

4
Otros trabajos relacionados son los enfocados a la generación de guías de
densidad de poblaciones de especies arbóreas, índices de densidad,
modelos de crecimiento, generación de ecuaciones alométricas para
determinar carbono y biomasa, desarrollados por: Santigo-Garcia , De los
Santos-Posadas, Ángeles-Pérez, Valdez-Lazalde, Del Valle-Paniagua,
Corral-Rivas (2012); Vargas (1999); Quiñones (2000); Linares, Álvarez
(1995); Corvalán, Hernández (2006); Torres-Rojo, Velázquez-Martínez
(1999); Arias (2004); Marqués y Álvarez (1995); Álvarez (2001), entre
muchos otros.
Aun con información existente este tipo de investigaciones requiere
realizarse a nivel región debido a que cada ecosistema es relativamente
diferente aun encontrando las mismas especies en el área de estudio.
En el Parque Nacional Pico de Orizaba (PNPO), no existen antecedentes
hasta la fecha sobre captura de carbono por la vegetación existente, por lo
que el presente trabajo es parte esencial para crear la base que se ofrezca
de referencia para futuros estudios o proyectos en este ámbito dentro del
PNPO, zonas circundantes y cercanas a dicha área, aportando datos
cuantitativos referentes al carbono contenido por la especie Pinus hartwegii,
su comportamiento dasométrico, incrementos y densidades presentes.
Justificación / Fundamentación Teórica
La comunidad científica sostiene que el efecto invernadero es el principal
responsable del aumento de la temperatura de la tierra, debido a que la
emisión de ciertos gases de efecto invernadero (GEI) producidos por la
actividad industrial, doméstica y el transporte, retienen parte del calor emitido
por la superficie del planeta, luego de haber sido calentado por la luz solar,
elevando la temperatura de la superficie (Benítez, 2011), y como es citado
por Benjamín y Masera (2001), el dióxido de carbono (CO2) es uno de los
GEI más importantes, debido a elevadas cantidades en la atmosfera y sus
grandes emisiones.

5
Una forma de fijación de carbono son los llamados almacenes de carbono,
que son todos los ecosistemas naturales: bosques, matorrales, selvas, etc.
La fijación de carbono por bacterias y animales, es otra manera de disminuir
la cantidad de bióxido (o dióxido) de carbono disponible, aunque
cuantitativamente menos importante que la fijación de carbono que realizan
las plantas y el intercambio gaseoso de los océanos (Ordoñez 2007).
Gracias a la fotosíntesis, los árboles de un bosque pueden atrapar grandes
cantidades de CO2 y almacenarlas en forma de madera. En cada metro
cúbico de madera, hay atrapadas alrededor de unas 0,9 t de CO2. (Anónimo
s.f.)
La captura de carbono es considerado como un servicio ambiental por lo que
resulta de gran importancia la conservación de selvas y bosques, la creación
de áreas naturales protegidas sustenta este servicio ambiental en nuestro
país.
Actualmente se están impulsando alrededor del mundo estudios para la
determinación del carbono almacenado en distintos ecosistemas, áreas o
especies, debido a una nueva tendencia conocida como pago de servicios
ambientales que según menciona el Center for International Forestry
Research CIFOR (2006), son una clase de instrumentos económicos
diseñados para dar incentivos a los usuarios del suelo, de manera que
continúen ofreciendo un servicio ambiental y ecológico que beneficia a la
sociedad como un todo. En algunos casos, los pagos buscan que los
usuarios del suelo adopten prácticas de uso que garanticen la provisión de
un servicio en particular (plantar árboles con fines de secuestro de carbono,
cuidar el los manantiales, conservar, etc.).
En esta Área Natural Protegida (ANP), no existe un dueño especifico que se
beneficie directamente con un proyecto de “bonos de carbono”, por lo que la
importancia de esta información, radica en su utilidad demostrativa que
justifica la aplicación de estrategias como son las declaratorias de ANP en el
país.

6
Es por ello que resulta conveniente conocer qué cantidad de carbono se
encuentra retenido en el Parque Nacional Pico de Orizaba como área natural
protegida, por una especie en particular: Pinus hartwegii.
Podrá ser utilizado para futuros muestreos de carbono para dicha especie, lo
que facilitará el muestreo y procesos para la recaudación de información
referente al carbono con solo datos dasométricos básicos, no sólo en la zona
de estudio sino en áreas contiguas.
Los resultados permitirán conocer la cantidad de carbono que podría ser
liberado por un bosque homogéneo de Pinus hartwegii en caso de algún
incendio forestal, ya que Ordoñez (2007) concluye que el sector forestal en
nuestro país, y a nivel internacional, es la segunda fuente de emisiones de
gases de efecto invernadero (principalmente dióxido de carbono), debido
a procesos como deforestación, tala ilegal, cambio en el uso de suelo
e incendios forestales.
Definición del problema científico
¿Cuánto carbono atmosférico es capturado por individuos de la especie
Pinus hartwegii, dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba?
Planteamiento de la Hipótesis
- El incremento anual en volumen de Pinus hartwegii en la vertiente
nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba es inferior a 3 m3 / ha
debido a que las condiciones de presión atmosférica, humedad
relativa y temperatura en las que se desarrolla, estas determinan que
el incremento en carbono por Hectárea sea menor a una tonelada.

7
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
Acuerdos internacionales sobre el efecto invernadero y el calentamiento
global
Cumbre de la tierra, 1992
La Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Ambiente y el Desarrollo,
conocida comúnmente como "Cumbre para la Tierra" (Naciones Unidas,
2008), fue llevada a cabo entre el 3 y el 14 de junio de 1992. Los países
participantes acordaron adoptar un enfoque de desarrollo que protegiera el
medio ambiente, mientras se aseguraba el desarrollo económico y social. En
la Cumbre de Río fueron aprobados por 178 gobiernos diversos
documentos, los cuales son:
- Programa 21
Es el plan de Acción que los estados deberían llevar a cabo para transformar
el modelo de desarrollo actual, basado en una explotación de los recursos
naturales como si fuesen ilimitados y en un acceso desigual a sus
beneficios, en un nuevo modelo de desarrollo que satisfaga las necesidades
de las generaciones actuales sin comprometer la capacidad de las
generaciones futuras. Es lo que se ha denominado desarrollo sostenible, es
decir, duradero en el tiempo, eficiente y racional en el uso de los recursos y
equitativo en los beneficios (BCN, 2013).
- Declaración de Río sobre medio ambiente y desarrollo
Como un conjunto de principios sin fuerza jurídicamente vinculante, la
Declaración busca reafirmar y desarrollar la Declaración de la Conferencia
de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano (Estocolmo, 1972).
Esto con el principal objetivo de alcanzar el desarrollo sostenible,
reconociendo el derecho de los seres humanos a una vida saludable y
productiva en armonía con la naturaleza, así como el derecho soberano
de los Estados para aprovechar sus recursos naturales y haciendo
explícita la responsabilidad de los mismos de velar por la conservación del
medio ambiente, en el sentido de evitar que las actividades que se

8
realizan bajo su jurisdicción o control causen daño al medio ambiente de
otros Estados o en áreas fuera de cualquier jurisdicción nacional. En
el marco de este objetivo, la Declaración contempla acciones que se
deberían adoptar en el ámbito social, económico, cultural, científico,
institucional, legal y político (Naciones Unidas, 1992).
- Convenio sobre el cambio climático
Uno de los productos concretos de la Cumbre de Río fue la presentación y
firma de un convenio sobre el cambio climático. El objetivo del convenio es
“lograr la estabilización de las concentraciones de los gases que producen el
efecto invernadero en la atmosfera a un nivel que impida interferencias de
origen humano peligrosas para el sistema climático” (Ludevid, 1997).
Los 154 países firmantes del Convenio se comprometieron a elaborar
periódicamente inventarios nacionales de emisiones, a formular programas
nacionales de mitigación, a establecer las correspondientes medidas de
limitación de efluentes y a proporcionar financiación adicional a los países
pobre para que puedan aplicar el convenio (Ludevid, 1997).
Los compromisos para la implementación práctica de estos acuerdos son
muy generales para los países firmantes. Sin embargo, se establece que a
los seis meses siguientes a la entrada en vigor del convenio, y a cada año a
partir de ese momento, cada país deberá proporcionar información detallada
sobre dichas políticas y medidas, así como las proyecciones con que cuente
respecto a las emisiones y su absorción por los diferentes embornales, a fin
de envolver individual o conjuntamente a los niveles de emisión de 1990
(Ludevid, 1997).
Protocolo de Kioto (1997)
Los gobiernos de los países miembros del Convenio Marco sobre Cambio
Climático de la ONU (UNFCCC) acordaron en 1997 el Protocolo de
Kioto (Naciones Unidas, 2013).

9
Su objetivo era reducir un 5,2% las emisiones de gases de efecto
invernadero globales sobre los niveles de 1990 para el periodo 2008-2012.
Este es el único mecanismo internacional para empezar a hacer frente al
cambio climático y minimizar sus impactos. Para ello contiene objetivos
legalmente obligatorios para que los países industrializados redujeran las
emisiones de los seis gases de efecto invernadero de origen humano como
dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), además
de tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC),
perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (Naciones Unidas, 2013).
El acuerdo entró en vigor el 16 de febrero de 2005, sólo después de que 55
naciones que suman el 55% de las emisiones de gases de efecto
invernadero lo ratificaron. Superpotencias como Estados Unidos y
Australia aún no lo han ratificado (Naciones Unidas, 2013).
Panel Intergubernamental de la ONU sobre el Cambio Climático (2007)
El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)
fue creado en 1988 por la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el
Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA),
con la función de analizar de forma exhaustiva, objetiva, abierta y
transparente, la información científica, técnica y socioeconómica
relevante para entender los elementos científicos del riesgo que supone el
cambio climático provocado por las actividades humanas, sus posibles
repercusiones y las posibilidades de adaptación y atenuación del mismo
(IPCC, 2013).
Una de las principales actividades del IPCC es hacer una evaluación
periódica de los conocimientos sobre el cambio climático. El IPCC elabora,
asimismo, Informes Especiales y Documentos Técnicos sobre temas en los
que se consideran necesarios la información y el asesoramiento, respalda la
Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
(CMCC) mediante su labor sobre las metodologías relativas a los inventarios
nacionales de gases de efecto invernadero (IPCC, 2013).

10
El IPCC consta de tres Grupos de trabajo y un Equipo especial (IPCC,
2013):
 El Grupo de trabajo I evalúa los aspectos científicos del sistema
climático y el cambio climático.
 El Grupo de trabajo II evalúa la vulnerabilidad de los sistemas
socioeconómicos y naturales al cambio climático, las consecuencias
negativas y positivas de dicho cambio y las posibilidades de
adaptación al mismo.
 El Grupo de trabajo III evalúa las posibilidades de limitar las
emisiones de gases de efecto invernadero y de atenuar los efectos
del cambio climático.
 El Equipo especial sobre los inventarios nacionales de gases de
efecto invernadero se encarga del Programa del IPCC sobre
inventarios nacionales de gases de efecto invernadero.
Cambio climático
Hasta hace unos pocos años se consideraba al cambio climático
(Calentamiento global) como algo poco probable, pero hoy en día se
reconoce cada vez más como algo real y peligroso (Bishop y Landell-Mills,
2007).
El cambio climático es un fenómeno que se expresa como una desviación
del tiempo meteorológico promedio esperado o de las condiciones climáticas
normales (temperatura y precipitación) para un lugar y tiempo dados. En la
actualidad, el cambio climático global (CCG) se atribuye generalmente a la
concentración en la atmósfera de los llamados “gases de efecto invernadero”
(GEI) por arriba de los niveles históricos (IPCC 2007, citado en Dávalos,
2008).

11
Estos gases tienen la capacidad de atrapar radiación infrarroja emitida
por la superficie terrestre, transmitiéndola en forma de calor (Ahlonsou et al.,
2001; Garduño, 2004 citado en: Félix, Leyva, Ortiz, Quintana, Grageda y
Jiménez, 2008), esto debido a que las actividades humanas han ido
aumentando sustancialmente las concentraciones de gases de efecto
invernadero en la atmósfera, ese aumento intensifica el efecto invernadero
natural, lo cual dará como resultado, en promedio, un calentamiento
adicional de la superficie y la atmósfera de la Tierra y puede afectar
adversamente a los ecosistemas naturales y a la humanidad (Naciones
Unidas, 1992).
Tanto históricamente como en la actualidad, la mayor parte de las emisiones
de gases de efecto invernadero del mundo, han tenido su origen en los
países desarrollados, que las emisiones per cápita en los países en
desarrollo son todavía relativamente reducidas y que la proporción del total
de emisiones originada en esos países aumentará para permitirles satisfacer
a sus necesidades sociales y de desarrollo (Naciones Unidas. 1992).
Los efectos del cambio climático son difíciles de prever debido a la
complejidad de las diferentes interacciones de los ecosistemas terrestres; sin
embargo, pueden deducirse varias tendencias significativas a partir de los
estudios realizados hasta el momento (Anónimo. S.F.).
En su libro “Cambio climático: Una visión desde México” Martínez,
Bremauntz y Osnaya (2004), exponen que la distribución de la vegetación
cambió debido a las condiciones climáticas, y la composición de los biomas
se modificó. Como resultado del enfriamiento, los glaciares de montaña
aumentan y la vegetación desciende aproximadamente 1,000 m. Se estima
una disminución en la temperatura para las latitudes bajas y medias de 5 °C
acompañados de reducción en la precipitación. Esto no significaría que el
cambio climático puede tener más consecuencias de las que habitualmente
se tiene consentimiento.

12
El Protocolo de Kioto (1998), enumera seis gases, o grupos de gases de
efecto invernadero como los constituyentes principales del total de las
emisiones procedentes de las actividades humanas:
 Dióxido de carbono (CO2)
 Metano (CH4)
 Óxidos de nitrógeno
 Hexafluoruro de azufre (SF6)
 Hidrofluorocarbonados (HFCS)
 Perfluorocarbonados (PFCS)
El Inventario Nacional de Emisiones de Gases en México, reveló que el
total de emisiones de gases de efecto invernadero para 1996 resultó
en 460.99 millones de toneladas, de los cuales 444.489 millones
corresponden a emisiones de bióxido de carbono (CO) (Félix, Et. Al., 2008).
Lo cual significaría que uno de los GEI más importantes es dicho
componente.
Dióxido de carbono (CO2)
El Bióxido de carbono (también dióxido de carbono, óxido de carbono y
anhídrido carbónico) es una molécula compuesta por dos átomos de oxígeno
y uno de carbono. Su fórmula química es CO2, es un gas inerte, incoloro,
inodoro e insípido, que está presente en nuestra atmósfera de manera
natural; además de ser dieléctrico, no ser flamable, ni permitir la
combustión.se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia,
Como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego. También en
refrigeración como líquido refrigerante en máquinas frigoríficas como hielo
seco (CRYOINFRA, S.F.).

13
Según el Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto invernadero
1994-1998 (2000) el CO2 ocupa el primer lugar en emisiones en México,
afirmación que fue respaldada en el Inventario General 1990-2010 de gases
de efecto invernadero cuyos resultados fueron que un 65.9% de los gases
de efecto invernadero emanados en México, correspondían a dióxido de
carbono, con un incremento de 27% con respecto a 1990 (Comisión
Intersecretarial De Cambio Climático, 2009).
En México durante el año 1998, el sector energético fue la fuente más
importante de GEI, ya que el conjunto de todas las fuentes de energía
relacionadas con la combustión representaron la mayor contribución
(67%). Sin embargo, las emisiones del sector forestal y silvicultura
representaron el 32.57% de las emisiones nacionales de CO2 debido
a la tala de árboles en los bosques del país. Las emisiones de
diversas actividades industriales representaron el 17% de las emisiones
totales de CO2 (Félix, Et. Al. 2008).
Los sectores con mayor contribución porcentual de emisiones de CO2
en el 2006 fueron: transporte con 27.2%, generación eléctrica con 22.8%,
manufactura y construcción con 11.5%, consumo propio de la industria
energética con 7.4%, tierras agrícolas con 7.3% y otros (residencial,
comercial y agropecuario) con 6.2%. Cinco de las fuentes de emisión
pertenecen al consumo de combustibles fósiles de la categoría energía;
éstas aportan el 75.1% del total de CO2 del inventario (Comisión
Intersecretarial De Cambio Climático, 2009).
Las emisiones por sector (1990-2006) en Gg (Gigagramo = 1,000 toneladas
métricas) se muestran a continuación (Figura 1):

14
Figura 1. Emisiones por sector en Gg de CO2 1990-2006
fuente: Comisión Intersecretarial De Cambio Climático, 2009
Lo que más contribuye es el uso de combustibles fósiles, responsable del
75% de la emisión de los GEI, seguido por la degradación forestal y la
deforestación que representan un 20% adicional. El PICC pronostica que de
seguir la tendencia actual, las temperaturas aumentaran entre 1.4 y 5.8 °C
durante los próximos cien años (Bishop y Landell-Mills, 2007).
Ciclo del carbono
El carbono es el componente fundamental de todos los compuestos
orgánicos. Es lo que podría llamarse el elemento primario de la vida. Sin
embargo, en nuestro mundo la cantidad de carbono es limitada, por lo cual
tiene que reciclarse constantemente (Montero, Ruiz-Peinado y Muños,
2005).

15
El ciclo del carbono es principalmente un ciclo de CO2 (carbono en forma
gaseosa) circula por la red trófica a gran velocidad. El porcentaje de CO2 en
la atmosfera es de 0.03%, lo que es muy bajo, pero a pesar de ello es a
expensas del Carbono que los seres autótrofos (vegetales), es toda la
producción primaria de los continentes (Seoánez, 2000); sin embargo, la
distribución de carbono entre la atmósfera, los organismos, la tierra y los
océanos ha cambiado con el transcurso del tiempo. Hace aproximadamente
550 millones de años la concentración de CO2 en la atmósfera era de 7.000
partes por millón, más de 18 veces lo que es hoy. ¿Adónde fue todo ese
carbono atmosférico? La mayoría terminó en forma de rocas sedimentarias
como la piedra caliza (SEED, S.F.).
Los sistemas ecológicos de la Tierra, por medio de los cuales el carbono
queda retenido en la biomasa viva o cantidad de materia vegetal, en la
materia orgánica en descomposición y en el suelo, desempeñan un papel
importante en el ciclo del carbono. El carbono es intercambiado de manera
natural entre estos sistemas y la atmósfera mediante los procesos de
fotosíntesis, respiración, descomposición y combustión (Figura 2). La
biomasa de la vegetación leñosa se define como la cantidad total de material
orgánica viva que existe por arriba del suelo (incluyendo hojas, varas, ramas,
fuste y corteza) expresada como peso anhidro (seco en estufa) en toneladas
por unidad de área (Brown, 1997 citado en Dávalos, 2008).
Figura 2. Ciclo del Carbono. Tomado de Montero Et. Al., 2005.

16
En esencia, el ciclo del carbono comienza por la absorción de CO2 en el
proceso de asimilación de las plantas (durante el día a través de la
fotosíntesis), y vuelve a la atmosfera en el proceso de respiración. De la
respiración se obtiene energía a partir de moléculas de hidratos de carbono
(Seoánez, 2000).
Las reservas de carbono están constituidas principalmente por carbonatos,
principalmente por el CO3Ca, por el CO2Mg y por el CO3Ca calcáreo de la
litosfera y por los residuos orgánicos de los combustible fósiles (Petróleo,
Gas natural, lignito, turba, hulla y antracita (Seoánez, 2000), otro
componente natural del ciclo del carbono lo constituye el metano (CH4)
(Figura 3). Este gas es después del dióxido de carbono, el compuesto de
carbono más abundante en la atmosfera (Schlesinger, 1997 citado en
Martínez, Bremauntz y Osnaya, 2004).
Así mismo el ciclo del carbono incluye todas las formas vivas de la Tierra, ya
que entre el 45 y el 50% del peso (materia seca) de los seres vivos está
formado por carbono y, lógicamente, también incluye al resto del carbono
orgánico e inorgánico (Montero, Et. al., 2005).

17
Figura 3. Ciclo del Carbono de Seoánez (2000) en su libro Tratado de reciclado y recuperación de productos de
los residuos.
El hombre interviene en este ciclo y se sirve del Carbono como combustible,
consumiendo cada día materias fósiles; en las industrias se potencian los
fenómenos de combustión que desprenden CO2 a la atmosfera, y por último,
cada día es más intensa la deforestación llevada a cabo por el hombre, lo
cual implica menor cantidad de organismos vegetales capaces de asimilar el
CO2 y transfórmalo en Oxigeno. Estos tres factores tienen las mismas
consecuencias: el aumento de CO2 en la atmosfera (Seoánez, 2000).

18
Carbono; fijación por fotosíntesis
La fotosíntesis, que comenzó hace por lo menos tres mil millones de años,
fijó cantidades considerables de carbono y liberó oxígeno que primero oxidó
la superficie terrestre, primitivamente reductora y permitió la acumulación de
oxígeno libre desde hace aproximadamente 2 mil millones de años
(Schlesinger 1991 citado en Saugier y Pontailler, 2006).
El secuestro de carbono se efectúa en los ecosistemas forestales mediante
el intercambio de carbono con la atmósfera a través de la fotosíntesis y la
respiración, llevando al almacenamiento en la biomasa y en el suelo (Taiz y
Zeiger, 1998 citado en De Petre, Karlin, Ali y Reynero, s.f).
Las reacciones que fijan carbono son también conocidas como reacciones
"oscuras" o reacciones "independientes de la luz". El anhídrido carbónico
penetra en los unicelulares y autótrofos acuáticos sin necesidad de
estructuras especiales. Las plantas terrestres deben protegerse de la
desecación y han desarrollado aberturas especiales denominadas estomas
que regulan la entrada y salida del gas por las hojas. El anhídrido carbónico
de la atmósfera (o del agua en los organismos acuáticos) es capturado y
modificado por la adición de hidrógeno para formar carbohidratos. (La
fórmula general de los carbohidratos es [CH2O]n) (Raisman y Gonzalez,
2000).
La transformación del anhídrido carbónico en un compuesto orgánico se
conoce como fijación del Carbono. La energía para ello proviene de la
primera fase de la fotosíntesis. Los sistemas vivientes no pueden utilizar
directamente la energía de la luz, pero pueden a través de una complicada
serie de reacciones, convertirla en enlaces C-C y, esta energía puede ser
luego liberada por la glicólisis y otros procesos metabólicos (Raisman y
Gonzalez, 2000).

19
La fotosíntesis tiene lugar durante el día, aumentando el nivel de oxígeno de
la atmósfera y disminuyendo la concentración de CO2. Al anochecer, cesa la
fotosíntesis, pero continúa la respiración y aumenta el nivel de CO2, llegando
al máximo cerca del amanecer, cuando puede alcanzar hasta un 20% por
encima de la media como lo muestra la Figura 4 (Berg-quist, 1988 citado en
Montero Et. al., 2005).
Figura 4. Variación de la concentración de CO2 y de oxígeno a lo largo del día y de la noche. Tomada de Montero
Et. al., 2005).
Almacenes de carbono
Una vez que el dióxido de carbono atmosférico es incorporado a los
procesos metabólicos de las plantas mediante la fotosíntesis, éste pasa a
formar parte importante de la composición de la madera y de todos los
demás tejidos necesarios para el desarrollo de la planta (Montero Et. al.,
2005). Tal como afirman Bishop y Landell-Mills (2007) las plantas de madera
de larga vida almacenan el carbono en la madera y en otros tejidos, hasta su
muerte cuando empiezan a descomponerse. Después, pueden liberar el
carbono de su madera la atmosfera en forma de bióxido de carbono (CO2),
monóxido de carbono (CO), o de metano (CH4), los cuales también pueden
integrarse al suelo como materia orgánica.

20
Los bosques desempeñan un papel central en el ciclo del carbono, pues lo
capturan de la atmósfera, a medida que crecen, y lo almacenan en sus
tejidos. Debido a la gran cantidad de biomasa acumulada en los bosques,
éstos constituyen una de las más grandes reservas y sumideros de carbono
(Montero Et. al., 2005), estos incluyen el suelo, la madera viva de los
árboles, la madera subterránea en las raíces y la materia orgánica muerta en
el piso del bosque.
El carbono total almacenado en el ecosistema es simplemente la suma del
carbono almacenado en los diferentes almacenes o depósitos (Masera, 2000
citado en Dávalos et. al., 2008).
La captura forestal de carbono se basa principalmente en dos perspectivas
la absorción activa de la nueva vegetación y las emisiones evitadas gracias
a la vegetación existente. La primera, incluye a las actividades que contiene
la plantación de árboles nuevos (como la aforestacion, reforestación o la
agrosilvicultura) o el aumento en las tasas de crecimiento de la cubierta
forestal existente (como mejores prácticas de silvicultura). La segunda
considera la prevención o la reducción de la deforestación y del cambio de
uso de suelo la reducción del daño a los bosques existentes. Esta puede
incluir la conservación directa de los bosques o de métodos indirectos, como
el aumentar la eficiencia productiva de los sistemas de agricultura de corte
y que ambos reducirían la presión sobre los bosques existentes (Bishop y
Landell-Mills, 2007).
En los bosques, selvas, humedales, arrecifes, matorrales, y toda la
vegetación se almacenan grandes cantidades de carbono, se conserva la
diversidad biológica y se mantienen los servicios ambientales para beneficio
de la humanidad (CONANP, s.f).

21
Áreas naturales protegidas como almacenes de carbono
El mundo posee poco menos de 4 000 millones de hectáreas de bosques,
que cubren alrededor del 30% de la superficie terrestre mundial (FAO, 2007),
Sin embargo, los bosques no pueden fijar todo el CO2 emitido por la
actividad humana, por mucho que aumentara su superficie, además, tarde o
temprano, el carbono fijado por los bosques retorna nuevamente a la
atmósfera, así que en la gestión forestal hay que tener muy en cuenta el
tiempo que permanecerá secuestrado el carbono en la biomasa. La principal
función de los bosques consiste en mitigar el problema durante un tiempo
«comprar el tiempo necesario» para permitir poner en marcha otras
soluciones tecnológicas que permitan reducir la emisión de gases de efecto
invernadero, que debe ser el objetivo final (Montero, Ruiz-Peinado y Muños,
2005), por si fuera poco la FAO (2007) menciona que la deforestación sigue
aumentando a una tasa alarmante de alrededor de 13 millones de hectáreas
por año. Al mismo tiempo las plantaciones forestales y la expansión natural
de los bosques han reducido considerablemente la pérdida neta de
superficie forestal.
Bishop y Landell-Mills (2007), sugieren que abría que consideran también la
importancia de los bosques como una fuente de carbono (Alrededor de la
cuarta parte de las emisiones globales provienen de la quema de los
bosques, el desmonte y la erosión del suelo) y de almacenaje de carbono
(los bosques representan las dos terceras partes del carbono terrestre)
radica en que estos pueden representar un papel clave en la generación de
las reducciones de carbono.
En México, las montañas cubren aproximadamente tres cuartas partes del
territorio nacional (Zúñiga, Pineda-López, y Becerra, 2008). Por ello que las
áreas protegidas son una herramienta de conservación que cumplen varios
objetivos y proporcionan una multitud de beneficios tanto para los
pobladores de zonas aledañas como para la región, el país y el planeta
(CONABIO, 2012) :

22
 Mantienen fauna y flora silvestres
 Mantienen paisajes naturales
 Mantienen procesos ecológicos (carbón, agua, suelo)
 Sirven de testigos del cambio
 Proporcionan oportunidades de recreación
 Representan posibilidades de educación
 Son sitios de investigación científica.
En el mundo existen muchas y muy diversas áreas protegidas (UICN, 2013),
La UICN es la autoridad mundial en materia de conservación de la
naturaleza y los recursos naturales para los medios de supervivencia de la
gente, estableciendo los estándares que promueven políticas y reúnen a su
variada membresía de estados, agencias gubernamentales y sociedad civil a
favor de soluciones basadas en la naturaleza para abordar los desafíos
globales y la gobernanza ambiental, con el objetivo de promover el
desarrollo sostenible y la conservación de la biodiversidad sobre el terreno
(UICN, 2012).
En México estas áreas son administradas por la Comisión Nacional de Áreas
Naturales Protegidas (CONANP, 2013), quien administra actualmente 176
áreas naturales de carácter federal que representan más de 25, 394,779 de
hectáreas. Estas áreas se clasifican en las siguientes categorías como se
muestra en la siguiente tabla (CONANP, 2013):
Tabla 1. Áreas Naturales Protegidas, obtenida de CONANP (2013)
Número de
ANP
Categoría
Superficie
en
hectáreas
Porcentaje de la
superficie del territorio
nacional
41 Reservas de la Biosfera 12,652,787 6.44
66 Parques Nacionales 1,398,517 0.71
5 Monumentos Naturales 16,268 0.01
8 Áreas de Protección de Recursos
Naturales 4,440,078 2.26
38 Áreas de Protección de Flora y Fauna 6,740,875 3.43
18 Santuarios 146,254 0.07
176 25,394,779 12.93

23
Las Áreas Naturales Protegidas (ANP), son una oportunidad para aumentar
la capacidad de adaptación de los ecosistemas y las comunidades a los
impactos del cambio climático y contribuyen a la mitigación de las emisiones
de gases de efecto invernadero mediante la captura y almacenamiento de
carbono (CONANP, s.f.).
De acuerdo con los objetivos estratégicos del Programa Nacional de Áreas
Naturales Protegidas 2007-2012, la CONANP desarrolló en 2010 la
estrategia de Cambio Climático para Áreas Protegidas (ECCAP). La ECCAP
busca ser un instrumento dinámico que oriente las acciones y la toma de
decisiones de la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas a nivel
local, regional y nacional. Posibilitando la concurrencia de recursos y apoyos
de otras instituciones gubernamentales y académicas, así como de
organizaciones civiles y sociales. A través de la implementación de la
Estrategia en campo, la CONANP busca lograr el objetivo de conservación
del capital natural de México, en un contexto de cambio climático (CONANP,
s.f.).
Siendo uno de sus componentes sustantivos; la mitigación (CONANP, s.f.):
 Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero
provenientes de la deforestación y degradación.
 Aumentar los sumideros de carbono.
Parque Nacional Pico de Orizaba
El Parque Nacional Pico de Orizaba fue decretado el 4 de Enero de 1937,
siendo Lázaro Cárdenas Presidente Constitucional de los Estados
Unidos Mexicanos (Vargas, s.f.).
Cuenta con una extensión aproximada de 19,750 ha. Encontrado entre los
estados de Veracruz (municipios de Calcahualco y La Perla) y Puebla
(Municipios de Atzitzintla, Chalchicomula y Tlachichuca), es Administrado
por la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (CONANP) en su
región Planicie Costera y Golfo de México (CONANP, 2013).

24
Dentro del parque nacional se encuentra el Pico de Orizaba o volcán
Citlaltépetl (19°01’N, 97°16’W; 5 675 m) representa la cima más alta del
país. En Náhuatl significa “Montaña Estrella” y está ubicado en la porción
oriental de la Faja Volcánica Transmexicana. Su cima sirve como punto
limítrofe entre los estados de Veracruz y Puebla (Carrasco-Núñez, 2000
citado en Macías, 2005).
Según CONABIO (1999), el uso de suelo y la vegetación en el Parque
Nacional Pico de Orizaba corresponde a (Ver Anexo D):
 Bosque de pino
 Pastizal natural
 Áreas sin vegetación aparente
 Bosque de coníferas distintas a Pinus
 Manejo agrícola, pecuario y forestal (plantaciones)
Su edafología corresponde a (INIFAP y CONABIO, 2008) (Ver Anexo E):
 Andosol humico
 Andosol ocrico
 Litosol
 Regosol eutrico
Su clima más abundante corresponde a Semifrío, subhúmedo con verano
fresco largo, temperatura media anual entre 5°C y 12°C, temperatura del
mes más frio entre -3°C y 18°C, temperatura del mes más caliente bajo 22°C
(García, E. y CONABIO, 2008). Con una precipitación media anual de 800 a
1200 mm en la zona oeste y 1200 a 1500 mm en la zona este (Vidal-Zepeda,
R. 2008).

25
Servicios ambientales
Los Servicios Ambientales del Bosque son los beneficios que la gente recibe
de los diferentes ecosistemas forestales, ya sea de manera natural o por
medio de su manejo sustentable, ya sea a nivel local, regional o global
(CONAFOR, 2013).
Son ejemplos de servicios ambientales del bosque (CONAFOR, 2013):
 Captación y filtración de agua;
 Mitigación de los efectos del cambio climático;
 Generación de oxígeno y asimilación de diversos contaminantes;
 Protección de la biodiversidad;
 Retención de suelo;
 Refugio de fauna silvestre;
 Belleza escénica, entre otros.
Los servicios ambientales forestales parecen ser regalos de la naturaleza
que no requiere para mantenerse más que proteger al bosque mismo. No
obstante, la conservación o la mejora de los servicios ambientales muchas
veces exigen que se sacrifiquen otros valores y usos de suelo competitivos,
como la explotación de maderas preciosas o la conversión de tierras
boscosas en tierras agrícolas (Barbier y Burgess, 1997 citados en Bishop y
Pago por servicios ambientales
El pago por servicios ambientales se puede entender como el método que
permite a los propietarios de los bosques, recibir un pago por los beneficios
que sus bosques prestan a la sociedad (WRI, 2003 citado en Zúñiga et. al.
2008).
Los propietarios y usuarios de los bosques siempre han reconocido que
estos les brindan una amplia variedad de beneficios ambientales, además de
otros bienes como la madera, fibras, las plantas comestibles y medicinales y
los animales de caza (Bishop y Landell-Mills, 2007).

26
Entre los servicios (beneficios directos) ambientales más conocidos de los
bosques están la protección de las cuencas hidrológicas, la recreación y la
belleza del paisaje (Bishop y Landell-Mills, 2007).
Muchos de estos servicios no se intercambian en el mercado y, por lo tanto,
no son tomados en cuenta cuando se toman decisiones relacionadas a los
bosques (Bishop et.al., 2007).
Recientemente se han estado implementando el pago por servicios
ambientales en México debido a grandes problemas ambientales por la alta
tasa de deforestación a la que ha sido sujeto el país durante mucho tiempo
(Barradas, Cervantes y Calvillo, 2008).
Las estimaciones de los costos de captura de carbono mediante la
silvicultura sugieren que esta es mucho más barata que la mayoría de los
demás métodos para remediar el cambio climático, particularmente el de la
reducción de las emisiones por la quema de combustibles fósiles (Bishop y
Existe actualmente desacuerdos presentados en la sexta y séptima
Conferencia de las Partes (COP6 y COP7) (Bishop y Landell-Mills, 2007),
tales como quienes están en contra de la captura de carbono mediante la
silvicultura en los que se argumenta que:
- Los proyectos de captura de carbono probablemente favorecerán a la
silvicultura de plantación a expensas de los bosques naturales y, por
lo tanto, de la biodiversidad.
- Los proyectos que afirman evitar la deforestación como una forma de
captura de carbono, posiblemente nunca han estado en riesgo o
sencillamente desplazan la deforestación a otras regiones.

27
- Los pequeños granjeros y usuarios forestales a pequeña escala, que
tienen una tendencia insegura de la tierra y poco acceso al capital,
pueden tener problemas para cumplir con los requerimientos de los
compradores de carbono o hasta se pueden encontrar desplazados
de la tierra, a favor de las empresas de carbono forestal.
Aun así existe un enorme interés e innovaciones en la preparación de un
mercado de carbono, las empresas privadas, las organizaciones no
gubernamentales (ONG), las agencias internacionales y los gobiernos
nacionales del mundo, experimentan con la medición, mitigación y comercio
de carbono.
Investigaciones en México
Los estudios de biomasa encaminados a conocer las cantidades de Carbono
fijado en la biomasa en hojas, ramas y fuste son escasos en México
(Dávalos et al., 2008); sin embargo, debido al alto interés por parte de la
comunidad científica, gobiernos y empresas, respecto al cambio climático y a
la modalidad de pago por servicios ambientales se ha disparado la
investigación en este ámbito ( Dávalos, 2008; Alvares-Arteaga, 2012,
Velarde y Antezana, 2002; De Petre, s.f.; Ordoñez, 2008; García y Sánchez,
2009; Vigil, 2010; Espinosa, 2005).
Pinus hartwegii
Información taxonómica (Instituto de biología, 2009):
Reino Plantae
Phylum Coniferophyta
Clase Pinopsida
Orden Pinales
Familia Pinaceae
Género Pinus
Epíteto específico Hartwegii
Nombre Científico Pinus hartwegii Lindl.
Autor del nombre Lindl.

28
Nombres comunes
La especie Pinus hartwegii Lindl es conocido con los nombres comunes de:
pino de Hartwegii, ocote, pino de las alturas (Chiapas, D.F., México)
(Eguiluz, 1978 citado en Musálem y Solís, 2000), pino negro (CONAFOR,
2008).
Distribución
Pinus hartwegii se encuentra confinado en los picos y montañas más
altas de México, siendo más frecuentes en la Sierra Nevada. La altitud
en la que se encuentra en su hábitat natural varía entre los 3,000 y 4,000
msnm (Rzedowski, 2006 citado en Jiménez, 2010). La especie se ubica
entre los 16° 20´ a 25° 03´ de latitud norte y 92° 20´ a 103° 55´ de longitud
oeste (Musálem y Solís, 2000 citados en Jiménez, 2010). En los estados de
Nuevo León, Tamaulipas, Zacatecas, Jalisco, Nayarit, Michoacán,
México, D.F., Morelos, Puebla, Guerrero, Oaxaca, Chiapas (Narave,
1997), En el estado de Veracruz se observa en el Cofre de Perote y el Pico
de Orizaba por arriba de los bosques de Oyamel (Niembro, Vázquez y
Sánchez, 2010). Por otro lado también se reporta en países como
Guatemala, Honduras y El Salvador (Narave, 1997).
Descripción botánica
Los individuos alcanzan alturas de hasta 30 metros así como diámetros de
hasta 70 cm Son monoicos, aromáticos y resinosos, tienen el tronco recto y
la copa redonda o piramidal, dispersa, compuesta de ramas gruesas y
extendidas colocadas de manera irregular, es perennifolio, produce conos de
diciembre a enero (Niembro et. al. 2010).
CONAFOR (2008), proporciona las siguientes características para la especie
en nuestro país:
Fuste: Recto y copa estrecha, con las ramas más viejas péndulas, se
observa de menor altura cuando se le encuentra en el límite de la vegetación
arbórea.

29
Corteza: Gruesa en el fuste, muy rugosa y escamosa, dividida en pequeñas
o grandes placas, profundamente fisurada, de color café oscuro a gris.
Conos: Solitarios o en verticilos de dos a tres en raras ocasiones seis,
aparentemente sésiles, deciduos, oblicuamente ovoidales, de ocho a doce
centímetros y solo ocasionalmente hasta 14 centímetros, su promedio es de
cinco a ocho centímetros cuando abren.
El contenido total de carbono en Pinus hartwegii es igual al 46.87% de su
volumen (CONAFOR, 2008).
Especies asociadas
El pino de las alturas, se encuentra en masas puras, pero también, se asocia
en masas mixtas con Pinus rudis Lindl., P. montezumae Lamb., Abies
religiosa (H.B.K) Schl. Et Cham. y Alnus firmifolia Ferm.; en el estrato
arbustivo se encuentran los generos: Lupinus elegans (H.B.K.), L. montanus,
Penstemon gentianoides, Senecio cinerarioides y S. sinautus (H.B.K.) en el
herbáceo son frecuentes: Festuca tolucensis, Stipa ichu, Muhlembergia
macroura (H.B.K.), Poa conglomerata, P. annua (L.), Bryum procerum y
Alchemilla procumbens (Susano, 1981; Rzedowki, 1983; Santillán, 1991
citados en Musálem y Solís, 2000).
El pastizal es un carácter distintivo de los bosques de Pinus hartwegii;
bosques perturbados en donde las gramíneas son abundantes, pero con una
buena proporción de latifoliadas herbáceas y pinos jóvenes. Una de las
especies características de ese tipo de bosques perturbados es Achemilla
procumbens (Obieta, 1978 citado en Musálem y Solís, 2000)

30
Suelo
El P. hartwegii crece sobre suelos profundos, ricos en materia orgánica,
buen drenaje y texturas franca y migajón arenosa (Look, 1950 citado en
Musálem y Solís, 2000); los suelos en los volcanes de Colima y Jalisco, son
arenas migajosas y migajones arenosos, profundos, pobres en Ca, K, Mn y
P, pero ricos en Mg, con pH de 5.2 a 6.9; en Zoquiapan, México, donde
abunda ésta especie, se encuentra en suelos con contenidos bajos de
fosforo y altos de Ca, Mg, Na, K y Aluminio (Rey, 1975; Santillán, 1991
citados en Musálem y Solís, 2000).
Importancia económica
La madera de P. hartwegii es utilizada para celulosa, papel, pulpa química y
pasta mecánica, debido a la ubicación de las industrias de este tipo.
En segundo lugar, se le usa en aserrío, chapa, triplay y tableros de
partículas. Otros usos son: durmientes, postes para cercas, pilotes,
trozo para combustible y para carbón (Musálem y Solís, 2000 citado en
Jiménez, 2010).
Muestreo de carbono
La determinación adecuada de la biomasa forestal es un elemento de gran
importancia debido a que permite determinar la cantidad de carbono y otros
elementos existentes en las hojas, ramas, fuste y raíces, por ello es
necesario medir la biomasa cuando se considera la cuestión de los
sumideros de carbono, puesto que las mediciones de la biomasa proveen
una estimación de la cantidad de carbono contenida en la vegetación
(Dávalos et. al., 2008).
Para esta parte se realiza un muestreo dasométrico que incluye: altura y
diámetro normal como elementos básicos, metodología mejor descrita en
Velarde y Antezana (2002), en sitios de muestreo que pueden variar según
los objetivos de la investigación, área en la que se desarrolla el proyecto,
etc. (Álvarez-Arteaga, 2013; Dávalos, 2008; De Petre, s.f.; Velarde y
Antezana, 2002).

31
Se debe considerar obtener la densidad relativa o básica de la especie o
especies en cuestión, debido a que proporcionan datos para cuantificar el
carbono contenido por unidad de medida (Dávalos, 2008):
Densidad = Peso seco / Volumen verde
El carbono contenido en la vegetación es la suma del contenido en la
biomasa aérea y la que se halla en la biomasa de las raíces. La biomasa
aérea comprende el tronco, las hojas, las ramas y el follaje, mientras que el
carbono contenido en las raíces es definido como biomasa de las raíces
(Velarde y Antezana, 2002).
De manera que al utilizar solo un muestreo dendrométrico se necesita el
factor de expansión de biomasa (Dávalos, 2008), que es el porcentaje de
biomasa que se encuentra en la ramas y hojas de la especie.
El contenido de carbono a nivel especie puede variar desde 40.27 hasta
46.29 e incluso más de 50% (Gayoso et al. 2002, citado en Dávalos et. al.,
2008). Una ponderación específica e interespecífica de factores de
contenido de carbono de raíces, fuste, ramas y hojas arroja una
aproximación cercana al 50%, sugiriendo que cerca de la mitad del peso
anhidro de sus constituyentes sólidos es equivalente a contenido de
carbono (Brown 1997, citado en Dávalos et. al., 2008).
Velarde y Antezana (2002), consideran que estimar el secuestro de carbono
por parte de los suelos no es cosa sencilla debido a que generalmente no
existe información suficiente a cerca de los suelos locales.
Los métodos de determinación de carbono en mantillo, raíces finas y suelo
suelen ser como los utilizados por Álvarez-Arteaga, García, Krasilnikov y
García-Oliva (2013), con un analizador de carbono (ejemplo: UIC. Mod.
CM5012), determinado por combustión en húmedo o en el caso de la
biomasa como el utilizado por De Petre (s.f), por combustión seca,

32
utilizando un equipo analizador automático de carbono LECO, modelo
CR12, con detector infrarrojo de carbono y las determinaciones fueron
efectuadas por el LANAIS N-15, CONICET-UNS.
Una vez rodalizada la masa forestal y teniendo el inventario, se aplica la
siguiente ecuación (Ordoñez, 2007):
CAER = E.R.* Δ * CC
Donde:
CAER = carbono almacenado por especie y por rodal tC/Ha
E.R. = existencias reales en m3/Ha
Δ = densidad de la madera para cada especie expresada en t/m3
CC = contenido de carbono (valor por defecto IPCC, 2003) 0.45
Una vez estimado el carbono almacenado por especie y por rodal, se suman
los valores obtenidos de las especies contenidas en el rodal y el resultado es
el carbono almacenado por rodal (car) que se expresa en toneladas de
carbono por hectárea (tC/Ha), a continuación, para saber cuánto carbono se
encuentra almacenado en cada rodal, se procede a multiplicar la superficie
del rodal por el car, y se obtiene tC (o megagramos de carbono, MgC) por
rodal (Ordoñez, 2007).
El carbono almacenado es la cantidad total de carbono contenido por la
biomasa, mientras que el carbono “capturado” o “secuestrado” es una
medida del flujo dinámico del crecimiento anual de la biomasa (Dávalos et.
al., 2008).
El potencial de captura de carbono (Carbono capturado), se estima a partir
del incremento corriente anual por especie estimado para cada hectárea
de la muestra (Ordoñez, 2007):
PCC = I.C.A. * Δ * CC

33
Donde:
PCC = Potencial de captura de carbono en tC/Ha/año
I.C.A. = Incremento corriente anual en m3/Ha/año
Δ = Densidad de la madera para cada especie expresada en t/m3
CC = Contenido de carbono (valor por defecto IPCC, 2003) 0.45
Los resultados de carbono almacenado se expresan en c/ha
(Carbono/Hectárea) o en mg-1/Ha (mega gramos/Hectárea) (De Petre, s.f).
Ecuaciones alométricas
Cuando se desea conocer la biomasa aérea de los árboles, la respuesta
práctica se localiza en la utilización de ecuaciones alométricas, es decir en
estimaciones indirectas del material vegetal cuya cantidad se desea conocer
previa recolección de datos obtenidos de muestreos directos. Dichas
funciones estiman las relaciones dadas entre la biomasa total con la que
cuenta el árbol y algunas de sus dimensiones como suelen ser las más
comúnmente utilizadas: altura, diámetro normal (Acosta et al., 2002 citado
en Jiménez 2010)
Se puede concebir un modelo como una secuencia de enunciados
matemáticos que describen un sistema o proceso. Estos enunciados
contienen diferentes variables que se pueden analizar sobre un ámbito de
valores. Es importante destacar que con la construcción de un
modelo no es posible capturar la totalidad de los aspectos de un
sistema y que por ende, siempre será inexacto en algún grado (Ricker y
Daly, 1998 citado en Álvarez, 2001). Entonces, la importancia de un modelo
matemático no es que sea exacto, sino que responda adecuadamente para
el propósito para el que fue creado (Álvarez, 2001).

34
Mediante el uso de modelos se pretende describir la relación entre dos o
más variables, una llamada dependiente o de respuesta y la(s) otra(s)
predictorias o independientes. Además con el modelo ajustado se
pueden realizar predicciones o inferencias sobre el comportamiento de la
variable dependiente (Infante y Zárate, 1984 citado en Álvarez, 2001).

35
CAPÍTULO 3: CONTROL SEMÁNTICO O GLOSARIO
Dióxido de carbono (CO2) – Gas incoloro, inodoro e incombustible que se
encuentra en baja concentración en el aire que respiramos (en torno a un
0,03% en volumen). El dióxido de carbono se genera cuando se quema
cualquier sustancia que contiene carbono. También es un producto de la
respiración y de la fermentación. Las plantas absorben dióxido de carbono
durante la fotosíntesis (GreenFacts, 2014).
Monóxido de carbono (CO) - Gas incoloro, inodoro y venenoso producido
por la combustión incompleta de diversas sustancias (Ariosa y Camacho,
2000).
Carbono (C) – Metaloide simple, inodoro e insípido de símbolo químico
C, número atómico 6 y peso 12.01. Se encuentra en estado sólido y
sometido a elevadísimas temperaturas se convierte en vapor sin pasar por
el estado líquido. Está presente en todas sustancias orgánicas. Es fijado
por las plantas a través de la fotosíntesis (Ariosa y Camacho, 2000).
Biomasa – Masa de materia seca en una zona o hábitat, que suele
expresarse por unidad de superficie de terreno o por unidad de volumen de
agua (Ariosa y Camacho, 2000).
Series de crecimiento – Muestras de madera obtenidas mediante la
herramienta forestal llamada taladro de Pressler. Utilizadas generalmente
para la obtención de la edad de un árbol.
Tiempo de paso – Número de años que requiere un árbol para obtener un
incremento de 5 cm de diámetro normal, de forma resumida: pasar de una
categoría diamétrica a otra (Keplac, 1976).
ICA – Incremento Corriente Anual
IMA – Incremento Medio Anual

36
CAPÍTULO 4: OBJETIVOS
Objetivo General
 Determinar la cantidad de carbono almacenado en Pinus hartwegii, en
una superficie de 2,191 hectáreas en la vertiente nororiental del
Parque Nacional Pico de Orizaba.
Objetivos Específicos
 Estimar el carbono(C) anual retenido por la especie Pinus hartwegii a
través de los incrementos anuales en volumen.
 Determinar la densidad de rodal para Pinus hartwegii en la vertiente
nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba.

37
CAPÍTULO 5: DISEÑO METODOLÓGICO
1. Tipo de Proyecto.
Proyecto de investigación
2. Tipo de estudio realizado.
Analítico y experimental
3. Período y lugar donde se desarrolla la investigación.
Julio 2013 – julio 2014, Vertiente nororiental del Parque Nacional Pico de
Orizaba. Ubicado entre los estados de Veracruz y Puebla, México.
4. Universo y Muestra
El objeto de estudio fue la población de Pinus hartwegii existente en la
vertiente nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba, que comprende
aproximadamente 2,191 hectáreas (Ver mapa: Anexo F).
El área ocupada para la realización del muestreo consistió en 59 sitios de
0.1 hectáreas o 1,000 m2 (Ver mapa; anexo H, I). Lo que equivale a 5.9
hectáreas muestreadas o 0.27% de la población total. No obstante, aunque
la muestra es relativamente pequeña, utilizando datos estadísticos y como
población total el número total de sitios resultantes, la confiabilidad de dicho
muestreo resulta ser del 84% con un error del 15%.
5. Métodos
Los métodos empíricos utilizados principalmente fueron:
 La observación
 La medición
Ocupados en los muestreos de campo.
Así como el uso de tanto estadística descriptiva como inferencial.
Los Métodos teóricos a los que se recurrieron:
 Análisis y síntesis
 Inducción y deducción
 Modelación

38
6. Selección de las variables.
Las variables para este estudio fueron explícitamente datos del sitios de
muestreo y dasométricos de Pinus hartwegii, ello en la vertiente nororiental
del Parque Nacional Pico de Orizaba. Entre los cuales están los siguientes:
- N° de sitio
- Grado de perturbación
- Exposición
- Pendiente
- Altura sobre el nivel del mar
- Coordenadas UTM
Datos dasométricos como:
- Diámetro normal
- Altura
- Diámetro de copa
Estado del árbol
Datos sombre incrementos
- Series de crecimiento
Ver formatos de campo en los anexos A y B.
7. Procedimientos.
Muestreo dendrométrico y obtención de series de crecimiento
Se realizaron mapas del Parque Nacional Pico de Orizaba y su zona
nororiental, mostrando: hidrología, curvas de nivel, vías de comunicación,
localidades y municipios cercanos. Se utilizó el software Arc Gis 10, Google
Earth Pro y MapSource. Con metadatos obtenidos de archivos geográficos
de CONABIO e INEGI, base de datos de CONANP/Pico de Orizaba y los
obtenidos por el programa Global Mapper 13. Se ubicaron 13 sitios de
muestreo de manera aleatoria y 46 de manera sistemática, dentro de la zona
nororiental del Parque Nacional (Anexos F, G, H, I).

39
El número de sitios de muestreo (n=59), no fue determinado inicialmente por
confiabilidad y error de muestreo, debido a la gran extensión del área de
estudio, tiempo para realizar el premuestreo y al desconocimiento de la
extensión que ocupa la especie Pinus hartwegii, así como la altitud donde
se distribuye (desde los 3,000 – 4,000 metros sobre el nivel del mar),
aspectos que fueron observados por la generación de los mapas del área de
estudio.
Consecutivamente se recabó información documental sobre las prácticas y
metodologías para la obtención de incrementos de especies arbóreas de la
familia de las Pinaceae, mismas que sirvieron de referencia para el
muestreo.
Antes de salir a campo se diseñó un formato (Anexo A) en el que se
recabaron todos los datos que fueron necesarios para la investigación y sus
respectivas claves (Anexo B).
Después de haber obtenido el material y herramienta básica para campo
(cinta diamétrica, clisímetro, taladro de Pressler, popotes, marcador
permanente, hilo de plástico, entre otras cosas) se introdujeron los puntos
de muestreo al GPS en formato UTM utilizando WGS84 como Dátum
principal y único para trabajo en campo.
Se trasladó a los sitios de muestreo a recabar toda la información
correspondiente la cual constituyó en los siguientes elementos:
- N° de sitio
- Fecha de muestreo
- Grado de perturbación
- Exposición
- Pendiente
- Altura sobre el nivel del mar
- Coordenadas UTM

40
Además de incluir datos de renuevos y tocones correspondiente a la especie
(Pinus hartwegii). Los sitios de muestreo fueron de 1,000 m2, por lo que se
trazaba un radio de 17.8 metros (en sitios planos) con ayuda de un hilo
plástico cuya extensión era previamente conocida, lo anterior se puede
apreciar en la Figura 5.
Figura 5. Medidas de sitios de muestreo
El primer dato a conocer en el sitio de muestreo era la pendiente; obtenida
en porcentaje (%) utilizando el siguiente procedimiento:
- Se buscó una vara de 1 metro de largo.
- Se colocó de forma horizontal de tal manera que una punta 1 tocara
el suelo. (Figura 6)
- Se midió la diferencia entre la punta 2 y el suelo.
Para la obtención de pendiente en porcentaje se utilizó la siguiente formula:
P%= (B/A) * 100
Donde:
A= 1m (Medida de la vara; punta 1-2)
B= diferencia entre punta 2 y suelo

41
El resultado correspondía al porcentaje de la pendiente del sitio de
muestreo. Para obtener el porcentaje en grados (G°) se utilizó la siguiente
formula:
G°= P% * 0.45
Donde:
G°= Pendiente en grados
P%= Pendiente en porcentaje
Figura 6. Obtención de pendiente en % y °
Para dar la compensación; que consiste en aumentar el tamaño de
muestreo debido a la perdida de área generada por la inclinación del sitio
(Figura 7).
Figura 7. Compensación de pendiente en sitios de muestreo. Dónde: X= 35.6 m y ¿?= > 35.6 (valor mayor que el
diámetro del área de muestreo; conocida por la compensación correspondiente)
G

42
La compensación se calculó utilizando las siguientes formulas:
Rc = R/cos G°
Donde:
Rc= radio compensado
R= radio (17.8)
G°= Pendiente en grados
Utilizando dicha fórmula se elaboró antes de ir a campo (muestreo) una
tabla de valores estandarizados que sirvió para facilitar los cálculos (Anexo
C). En el sitio de muestreo se ataba el hilo (correspondiente al radio del sitio
circular) a un árbol o arbusto notable (el más grande) conociendo
previamente la compensación correspondiente a aumentar.
Se iniciaba el muestreo en sentido contrario a las agujas del reloj, contando
todos los árboles mayores de 5 cm en diámetro y 1.5 m en altura, renuevos
(menores de 5 cm de diámetro y 1.5 de altura) y tocones únicamente en
sitios donde la especie Pinus hartwegii fuera la única que se encontrará, al
mismo tiempo que se marcaban los árboles (de interés) rectos y libres de
plagas; quitando un poco de corteza y asignándole un número consecutivo
(1, 2,...5) sin rebasar el límite de 5 árboles marcados por sitio.
Se levantaron los datos dasométricos que consistían en altura, diámetro
normal (a 1.3 m de altura), diámetro de copa, estado del árbol (vivo,
enfermo o plagado, muerto), y observaciones. Al mismo tiempo se midió la
altura, diámetro y diámetro de copa de renuevos. De los tocones solo se
midió el diámetro y se observó si era resiente o lejano (Anexo B).
Una vez terminado el levantamiento de datos dasométricos se prosiguió a
tomar las muestras de los árboles marcados. Para ello: se colocó el taladro
de Pressler de forma paralela a la pendiente a un lado de fuste principal, a
la altura del diámetro normal (1.3 m) y en el centro, de forma que
constituyera un ángulo de aproximadamente 90° con el fuste.

43
Se empezó a girar en el sentido de las agujas del reloj aplicando al principio
un poco de fuerza hacia el interior del árbol, después con las dos manos al
mismo tiempo, de forma que se introdujera sin causar mucha fricción hasta
que se calculó que llegó a la médula, después se giraba aproximadamente
dos vueltas de regreso (sentido contrario de las agujas del reloj) para volver
a introducir las dos vueltas, con el propósito de quebrar la muestra en la
medula de la especie. Se introducía el extractor para poder retirar la muestra
y proceder a etiquetarla. Posteriormente se retiró el taladro de Pressler
dando giros a la herramienta en el sentido contrario a las agujas del reloj
hasta retirar por completo (Figura 8).
Para el etiquetado de la muestra se ocuparon popotes, cinta adhesiva blanca
y marcador permanente. Se tapó un lado del popote con cinta adhesiva
masking blanca, otro tramo se pegaba en el centro del popote y se marcaba
de la siguiente forma:
Ejemplo:
La muestra obtenida por el taladro de Pressler se introdujo en el popote. Se
colocó una “C” donde se encontraba la corteza y una “M” donde le
correspondía a la médula de la muestra (Figura 8).
Ya por último se tapaba el otro extremo del popote con el mismo material
(cinta adhesiva masking blanca) y se guardaba junto con otros popotes para
que no se doblara o quebrara.
Se realizó el mismo procedimiento por cada muestra de madera obtenida de
Pinus hartwegii en los 59 sitios de muestreo dentro de la zona nororiental del
Parque Nacional Pico de Orizaba.
N° / DD / MM / observaciones - (número consecutivo por día/ día / mes)
1# / 22 / 08 / “completa desde medula”, diámetro de 20 cm

44
Figura 8. Secuencia para la obtención de series de crecimiento de Pinus hartwegii.
Después de tener toda la información de campo se vació en una base de
datos utilizando el programa Microsoft Excel 2013.
Análisis de las series de crecimiento.
Las muestras de madera se montaron sobre cartón y papel cascaron,
fijándolas con cinta adhesiva trasparente, de forma que se mantuvieran lo
más rectas posible, de forma paralela, ordenada y colocando su clave. Al
mismo tiempo se desecharon aquellas que se presentaron fracturas
extremas, pudrición o que se encontraran incompletas. Una vez que la
totalidad de las muestras quedaron plasmadas y ordenadas se sometieron a
un proceso de secado en un horno rústico a temperatura de 30° por 48
horas.
Después de esto se lijaron para volverlas a introducir a popotes (con
alrededor de 3 perforaciones de 0.5 cm en toda su longitud). A todas se les
asignaron las mismas claves de campo y siguiendo el mismo procedimiento.
Una vez que se equilibró el contenido de humedad en las muestras, se
prosiguió a pegarlas sobre cintas de madera de 28 cm de largo y 1 cm de
ancho. De manera que estuvieran lo más rectas posibles y colocadas de tal
forma que se apreciaran las series de crecimiento. Esto para facilitar el lijado
sobre la parte superior de la serie de crecimiento.

45
El lijado de la muestra se realizó de manera que toda la parte superior y a
todo lo largo quedara lo más plana posible.
Ya que se repitió el procedimiento en todas las muestras se obtuvieron las
edades y tiempos de paso de cada serie de crecimiento de la especie en
cuestión, para ello se utilizó un estereoscopio sencillo y la base de datos en
el software Excel 2013, donde fueron capturados todos los resultados. Para
que la muestra fuera mejor apreciable se le unto alcohol a todo lo largo, para
posteriormente observar utilizando el estereoscopio (Figura 9).
Figura 9. Secuencia obtención de edades e incrementos. Fotografías de la izquierda: Equipo ocupado y
procedimiento de observación. Fotografías de la derecha: Anillos de crecimiento observados.
El método se repitió con todas las series de crecimiento.
Análisis estadístico
Se realizó primeramente una depuración de datos para verificar y eliminar la
existencia de errores, utilizando para ello el cálculo del “índice de esbeltez”,
tomando en cuenta valores desde .2 a 1.6, mismos que se observaron al
graficar los datos (Figura 10 y 11).

46
Figura 10. Distribución del índice de esbeltez 1
Histograma: Indíce de esbeltez
Normal esperado
0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.6
X = Categorias de índice de esbeltez
0
50
100
150
200
250
300
N°deobservaciones
Figura 11. Índice de esbeltez final
Debido a variación y cambios en la distribución de la especie en cuestión se
generó un mapa, utilizando las condiciones observadas en campo y los
datos arrojados por el muestreo (árboles/sitio; volumen y área basal/sitio),
datos que al ser graficados expresaron gran variación. A partir de ello se
cuantificaron superficies y sitios de muestreo dentro de ellas (Figuras 12 y
13).

47
Gráfica: N° desitio/ N° dearboles
Observaciones
Datos medianos
Datos atípicos
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
Sitio
0
10
20
30
40
50
60
70
80
N°dearboles
Figura 12. N° de sitio / N° de observaciones (arboles)
Figura 13. Grafica; suma de área basal y volumen / sitio
Con el fin de obtener el mejor resultado, con una confiabilidad elevada y
error bajo, se dividió en zonas. Y se realizó el cálculo respectivo utilizando
intervalos de confianza. Ya que la variable de interés fue arboles/sitio, se
obtuvieron y compararon los datos por cada una de las zonas.
 Promedio (Arboles/sitio)
 Varianza
 Desviación estándar
 Rango
Gráfica de barras: Area basal, Volumen
Suma de área basal m2
Suma de volumen m3
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58
N° de sitio
0
10
20
30
40
50
60
Valor
0
10
20
30
40
50
60

48
Promedio:
Donde:
X = Promedio (arboles / sitio de muestreo)
X1…n = árboles / sitio de muestreo
n= Total de sitios de muestreo
Varianza:
Desviación estándar:
Rango:
A partir de ello se generaron los sitios requeridos así como el intervalo de
confianza y error de la muestra por cada una de las zonas, utilizando el
siguiente procedimiento en el software Microsoft Excel 2013:
 Se ordenaron los datos por zona (Arboles/sitio)
 Se definió N (total de la población, en este caso el número de sitios
resultantes por toda el área de estudio “ hectáreas totales * 10”)
 Colocar n (n° de sitios muestreados)
 Calcular la media de dichos datos (arboles/sitio)
 Calcular la varianza de los mismos
 Calcular la varianza de la media
 Introducir la confiabilidad requerida (%)
 Calcular el valor de “T de estudent”
 Calcular la desviación estándar de la media

49
 Calcular el error de muestreo
 Valor de T * desviación estándar de la media
 Calcular el límite inferior y superior (media +/- error de muestreo)
 Introducir el error prescrito requerido (%)
 Calcular el error prescrito (en unidades de la media): Error prescrito
media
Al final calcular número de muestras requeridas.
 1/((varianza^2/(t^2*varianza)+1/N))
Obteniendo la confiabilidad y error de muestreo utilizado.
Interpretando el resultado de dichos datos se centró en 39 sitios de muestreo
en la zona de distribución de Pinus hartwegii.
Para todo el proceso se requirió del cálculo de los siguientes parámetros,
tanto de árboles como renuevos y tocones:
 Área basal
 Volumen (m3)
 Biomasa aérea (Kg)
Y para toda la población muestreada:
 Arboles / renuevos / tocones por hectárea, así como todas las
variables anteriores por hectárea y por toda la zona considerada.
El cálculo del área basal se obtuvo utilizando la fórmula: AB = .7854 (D2),
donde la D= Diámetro dado en metros. El volumen fue la multiplicación de
AB * A * CF: donde:
AB = área basal (m2)
A = altura (m)
CF = coeficiente de forma (.7)

50
Después de ello se procedió a rodalizar la zona de distribución real de Pinus
hartwegii en 5 superficies según:
 Densidad aparente (arboles/ha)
 Condición del rodal
o Puro (solo Pinus hartwegii)
o Mezclado (más de una especie de conífera)
Para la obtención de biomasa aérea se ocupó la fórmula establecida por
Jiménez (2010), con la especie Pinus hartwegii en el Parque Nacional Izta-
Popo:
B = 0.0635 * DN2.4725
Donde:
B= Biomasa (kilogramos)
DN= Diámetro normal (a 1.3 m)
Fórmula que sólo es viable tomando en cuenta el diámetro de 4 cm a 57 cm,
los valores que no se encontraron en ese rango y árboles caídos o sin punta
fueron calculados de la siguiente manera:
B = Vol * D
Donde:
B= Biomasa (Toneladas)
Vol= Volumen en m3
D= Densidad (.496 Gr/cm3; Rojas y Villers, 2005 citado en García y Sánchez,
2009)
Para realizar la evaluación del estado dasométrico con mayor eficacia se
recurrió al uso del software Statistica V. 10, utilizando; análisis de estadística
descriptiva y generación de tablas de frecuencia, procesando diámetro
normal (Dn), altura (A) y Edad (Ed), generando sus respectivos histogramas
y gráficos de dispersión.

51
Se recurrió a distintas herramientas generadoras de gráficos, para observar
las distintas correlaciones entre las variables dasométricas, que permitieran
realizar deducciones del estado en el que se encuentran.
Tiempo de paso
Se utilizó el método de tiempo de paso para la obtención del incremento,
mismo que fue calculado por la media armónica (M.H.) para correcta
obtención de incrementos en masa forestales (Klepac, 1976).
En la fórmula anterior t1, t2,…tx indican tiempo de paso individuales, (b) es el
número de los tiempos de paso individuales.
Cálculo de existencias
Para obtener las existencias se ocupó la fórmula:
ER = 10 * (V/N° sitios muestreados)
Dónde:
ER = Existencias reales
V: Variable (número de árboles, volumen, biomasa, carbono)
N° sitios muestreados: 59, sitios considerados para la zona. (Sitio = 1,000
m2)
Para la obtención de las existencias reales totales:
ERT = ER * N° Ha
Donde:
ERT = Existencias reales totales
ER= Existencias reales (por Ha)
N° Ha = Cantidad superficie considerada

52
Relación de edad y variables dasométricas
Para observar el comportamiento que tenían las variables dasométricas
(altura, diámetro, volumen, carbono contenido) de Pinus hartwegii. Se
realizó un análisis mediante regresión no lineal, realizando comparaciones
entre las ecuaciones de crecimiento: Schumacher, Logarítmica y Weibull.
Donde:
V (f): Edad
V = Variable dasométrica (altura, diámetro, volumen, carbono contenido)
(f) = en función de
Edad = edad en años
El incremento corriente anual fue determinado por el método de León
Schaeffer o método de tablas de incremento en porcentaje, conforme con el
método descrito por Klepac (1976), el cual consiste en la utilización del
tiempo de paso (años comprendidos en 2.5 cm):
Donde.
p= Porcentaje de incremento
D= Diámetro (cm)
T= Tiempo de paso (años)
Se realizaron los cálculos en una tabla de incrementos como se muestra en
el siguiente ejemplo:
Posteriormente se calcularon a partir de los resultados las existencias por
hectárea y el incremento corriente anual para cada rodal.

53
Potencial de captura de carbono
Para este cálculo se convirtió el resultado de existencias reales totales y por
hectáreas a datos en carbono en toneladas (t).
Para el total de carbono contenido se ocupó el factor de conversión expuesto
por Jiménez (2010), el cual dio como conclusión que el carbono representa
un 48.55 % de la biomasa aérea, por lo que:
CT = B * .4855
Donde:
CT = Carbono (t)
B = Biomasa aérea (t)
De la misma manera se realizó la conversión del Incremento Corriente
Anual (ICA) en metros cúbicos a carbono en toneladas.
8. Métodos de recolección de la información.
La información se recolectó en campo en 59 sitios de 1,000 m2, utilizando
metodología para el levantamiento de datos dasométricos, ocupando las
herramientas de medición:
- GPS Garmin eTrex20
- Calculadora
- Clisímetro
- Cinta diamétrica
- Taladro de Pressler
El análisis geográfico se realizó ocupando el software: ArcGIS 10, Global
Maper 13, Google Heart Pro, MapSourse. Con información de la base de
datos geográficos de la CONANP, CONABIO e INEGI.
El análisis estadístico se realizó ocupando el software Microsoft Excel 2013 y
STATISTICA 10. Los textos se procesaron utilizando Microsoft office 2013,
utilizando una PC con ambiente de Windows 8.1.

54
CAPÍTULO 6:
RESULTADOS
Distribución potencial de Pinus hartwegii en la vertiente nororiental del
Parque Nacional Pico de Orizaba
La especie Pinus hartwegii tiende a presentarse de entre los 3,000 y 4,000
metros de altitud, mientras que en la vertiente nororiental del Parque
Nacional Pico de Orizaba, se encuentra de manera dispersa y en forma de
rodales coetáneos en altitudes mayores a los 3500 msnm, formando
diferentes zonas de distribución (Figura 14).
Figura 14. Mapa de distribución de Pinus hartwegii, en la zona nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba.

55
Distribución potencial: Zona de distribución con potencial de crecimiento de
la especie, y que por razones ecologías o sociales no existe o se encuentra
en una mínima cantidad (Figuras 15 y 16).
Distribución real: Zona en la que se encuentra la especie en cuestión,
formando rodales coetáneos o de manera dispersa (Figuras 15 y 16).
Figura 15. Distribución actual de la vegetación en la vertiente nororiental del Parque Nacional.

56
Cuantificación de superficies
Tabla 2. Cuantificación de superficies de la vertiente nororiental del Parque Nacional Pico de Orizaba.
Vertiente Zona Superficie (Ha) N° de sitios
Nororiental Distribución real 954 38*
Nororiental Distribución potencial 2,448 52
Nororiental Zona de estudio 2,191 59
* Sitios considerados para el presente estudio
Los resultados arrojaron que la zona de distribución real, con tan solo 38
sitios de muestreo (Tabla 2), es de mayor confiabilidad (90%) en
comparación con la distribución potencial o toda el área inicial de estudio
(82% y 84% respectivamente), además de que se tiene un mayor promedio
de árboles por sitio 30, una menor desviación estándar, por lo que la
dispersión de los datos es menor y más confiable, así como un menor rango
en cuanto a la distribución de los arboles por hectárea (Tabla 3).
Tabla 3. Variaciones estadísticas de las diferentes zonas generadas
Valores
estadísticos
Zona de estudio Distribución
potencial
Distribución real
Promedio 22 23 30
Varianza 318.7 331.7 279.7
Desviación estándar 17.9 18.2 16.7
Rango 74 74 64
Confiabilidad 84% 82% 90%
Error 15% 15% 15%
Figura 16. Diferencia de variación en distribución de la especie, Figura izquierda: sitios deforestados, Figura derecha:
Sitios conservados.

57
Rodalización
En la Zona de distribución real de la especie Pinus hartwegii la vegetación
existente no es uniforme, por lo que basándose en información y resultados
de Villegas, Muñoz, Muñoz, Gallo y Ponce (2011), se conformaron 5 rodales
con base en la condición observada de densidad y las características del
arbolado (puro y mezclado), para la zona con las siguientes características
(Tabla 4):
Tabla 4. Rodalización
Rodal Características Hectáreas N° de sitios
1 Puro 337 9
2 Puro 320 12
3 Puro 57 3
4 Puro 118 7
5 Mezclado 122 7
Total 954 38
La distribución de rodales se muestra en la figura 17.
Figura 17. Rodalización

58
Estado dasométrico
Categorías diamétricas
Cada categoría diamétrica (con un valor de 5 cm), con base en el diámetro
normal se muestran en las siguientes gráficas (Figura 18), las cuales
representan todos los sitios de muestreo ubicadas en los cinco diferentes
rodales previamente mencionados, para la vertiente nororiental del Parque
Nacional Pico de Orizaba.
Figura 18. Gráficas, categorías diamétricas para rodales

59
En la mayoría de los rodales las categorías bajas (5, 10, 15 y 20), muestran
una gran cantidad de observaciones, caso de la categoría “10” que muestra
un gran número (un total de 173 árboles), lo que podría indicar que existe un
bosque que presenta mayor cantidad de árboles con áreas basales
pequeñas, faltando comparar la relación que posee con la densidad por sitio.
En el rodal 1 las categorías diamétricas 15, 10 y 5 presentaron mayor
cantidad de observaciones; caso totalmente diferente para el rodal 2, ya que
no existe clara diferencia entre las categorías presentando similar número de
observaciones desde la categoría 10 a la 40 posiblemente debido a que
posee una densidad uniforme claramente observable durante el muestreo.
Para el rodal 3 se concentran las observaciones en la categoría 25, 20 para
el rodal 4, caso similar al rodal 3 se presenta en el rodal 5, este corresponde
a población de Pinus hartwegii mezclada con otras especies concentrándose
en categorías de 10 a 30 cm.
El total de la población representada en categorías diamétricas se
representa en la Figura que lleva por título: “Todos los rodales”, donde se
observa que la mayor cantidad de árboles muestreados corresponden a
categorías relativamente bajas (<40 cm) y descienden en las categorías
posteriores, lo que representaría que el bosque de la población de Pinus
hartwegii presenta individuos en teoría jóvenes, teniéndose que comprobar
dicha afirmación con un modelo de densidad para una mayor aceptación.

60
Edad y tiempo de paso
Las distintas edades y tiempos de paso para los rodales comprendidos en el
presente estudio arrojaron los siguientes datos promedios (Tabla 5):
Tabla 5. Edad y tiempo de paso para rodales
Rodal Promedio
Media
armónica
Mínimo
(años)
Máximo
(años)
Desviación
estándar
Edad total 1 79 50 104 16
Tiempo de Paso 1 27 16 50 9
Edad total 2 92 53 180 41
Edad total 3 92 53 180 41
Edad total 4 72 50 99 14
Edad total 5 67 47 95 19
Por lo que se puede deducir que el bosque de Pinus hartwegii localizado en
la vertiente nororiental el Parque Nacional Pico de Orizaba es un bosque con
edades mayores a 50 años, en la rodalización se observó que en el rodal 1
la edad promedio corresponde a 79 años, con un tiempo de paso de 27
años, este último dato elevado se debe posiblemente a que el bosque se
encuentra a mayor altitud a comparación de 19 y 20 años para los rodales
restantes, en la literatura se encuentran datos similares, Eguiluz (1978,
citado en Musalem y Solís, 2000) da como conclusión que probablemente
sea la conífera con menos incrementos debido a las bajas temperaturas
de la zona en que habita.

61
Índice de robustez
La relación diámetro normal (Dn) contra altura (A) se expresa en el la Figura
19:
Figura 19. Diagrama de dispersión - Altura-Diámetro normal
La relación existente expresada en forma lineal es: A = 4.0045 + 0.3037 X.
Área basal y volumen por sitio
Para los sitios ubicados dentro de la zona con distribución de Pinus
hartwegii, se encontraron los siguientes valores para los datos: área basal
(Ab) y volumen (V) (Tabla 6).
Tabla 6. Volumen por sitio de muestreo.
N° de
sitio*
Suma de Área Basal
m2
Suma de Volumen m3
N° de arboles
1 12 1.37065 8.56678 66
2 13 3.68835 30.11350 64
3 14 1.09070 13.84285 20
4 15 1.35628 16.35492 22
5 16 0.87626 5.85237 12
6 17 4.20355 36.16124 42
Diagrama de dispersión de Altura contra Diámetro normal
A = 4.0045+0.3037*x
0 20 40 60 80 100 120
Diámetro normal (Dn)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Altura(A)

62
7 18 1.89013 20.46381 11
8 19 2.02152 26.62195 27
9 20 0.78460 7.98187 20
10 22 3.07208 41.32923 28
11 23 1.95722 19.71263 21
12 24 2.89498 40.15257 26
13 25 2.75142 39.43979 24
14 27 1.08349 9.23574 25
15 28 0.90617 13.34053 13
16 29 0.66890 5.16616 12
17 30 4.80867 57.44775 50
18 31 1.90368 24.10059 28
19 32 0.93857 11.60566 14
20 34 2.74120 18.80990 74
21 35 1.92492 18.24726 44
22 36 0.37627 3.63576 11
23 37 3.13583 35.92969 53
24 38 1.24227 13.27620 19
25 39 0.52897 5.15711 20
26 41 2.37279 32.83257 22
27 42 1.36776 14.43162 21
28 43 1.53893 16.44385 34
29 44 1.39844 17.06668 28
30 45 0.77047 8.01647 22
31 47 2.01278 16.38739 28
32 48 0.68774 5.20850 35
33 49 0.44262 3.73638 21
34 51 2.00902 18.48380 40
35 52 0.48642 3.70092 10
36 54 1.05932 11.79558 18
37 56 2.19403 25.18608 37
38 57 2.84490 32.75129 63
* Solo se consideran los sitios de la zona de distribución real.
Se observa un comportamiento de datos más homogénea (Figura 20), entre
los sitios con mayor volumen (m3) y área basal (m2), en entre los cuales se
encuentran los sitios número 30, 22, 37 y 57.

63
El ajuste lineal de relación entre las variables área basal (m2) y volumen
(m3) como se muestra en la Figura 21.
Figura 21. Diagrama de dispersión: área basal-volumen
Existencias
El cálculo de las existencias se basó en el número de árboles por categorías
diamétricas en rodal. Los resultados se presentan a continuación (Tabla 7):
Diagrama de dispersión: Volumen/sitio contra Área Basal/sitio
Suma de Vol m3 = -0.5805+11.1369*x
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Área basal m2
/ sitio
0
10
20
30
40
50
60
Volumenm3
/sitio
Figura 20. Área basal (m2), volumen (m3) / sitio

64
Tabla 7. Existencias por Ha.
Individuos / Ha Volumen (m3
/ Ha)
Rodal Superficie Arboles Renuevos Tocones Arboles Renuevos Tocones
1 337 327 218 - 150.41 0.16 -
2 320 411 107 7 379.90 0.07 5.60
3 57 77 13 1 57.34 0.01 0.55
4 118 274 159 7 134.31 0.13 9.96
5 122 161 39 3 100.83 0.02 1.36
El promedio por hectárea es de 164 m3 / hectárea.
Los tocones considerados para las existencias por hectárea, no fueron
utilizados para el cálculo de existencias reales totales debido a que estos ya
no presentan incrementos (Tabla 8, Figura 22).
Tabla 8. Existencias Reales Totales
Existencias Reales Totales M3
Rodal Superficie Arboles Renuevos Total m3
1 337 50,696.67 54.90 50,751.57
2 320 121,576.70 21.51 121,598.21
3 57 3,268.49 0.46 3,268.95
4 118 15,848.29 14.80 15,863.09
5 122 12,301.13 2.58 12,303.72
Total m3 954 203,691.30 94.30 203,785.50
Figura 22. Volumen Total por rodal
1
25%
2
60%
3
1% 4
8%
5
6%
Volumen Total por Rodal
1
2
3
4
Rodal

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