8 2014 10 10 jairo augusto caro
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Manejo específico por sitio para el aprovechamiento de Guadua
angustifolia
Jairo Augusto Caro MejíaBiólogo PUJ
Estudiante Maestría UNIGISCorporación Ecocalidad Empresarial
ForoMundo UNIGIS – Cali, 10 de octubre de 2014
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Agradecimientos
• Laure Collet ‐ Directora • Guillermo Lozano – Ing forestal• Nohelia Mejía – Corporación Ecocalidad Empresarial
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Introducción
• La guadua es el regalo de los dioses (Hidalgo, 2004).
• Es una de las 20 especies forestales más importantes a nivel mundial por las propiedades físico mecánicas y por el potencial para resolver problemas de vivienda a nivel global (Takeuchi, 2004)
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Taxonomía de la Guadua
• Bambú leñoso de la familia del arroz, trigo y caña de azúcar (Poaceae).
• El género Guaduareúne ca. 30 especies. Crecen desde México hasta la Argentina. Londoño & Clark, 2004.
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Distribución Colombia• Crece entre los 700 y los 2000 msnm • En terrenos fértiles y bien drenados• Precipitación 1.300 a 2.000 (hasta 5000) mm/año.• 51.000 ha (datos aproximados)
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Distribución Eje Cafetero• Amplia distribución en la región del Eje Cafetero de Colombia, ocupa 28.000 ha en fragmentos de bosque que generalmente no superan las 5 ha (Kleinn y Morales, 2006)
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Servicios ecosistémicos
• Biodiversidad– 63 especies de plantas DAP> 10 cm y 182 spp., DAP <10 cm
– 16 mamíferos, 5 spp. reptiles y 188 spp. de aves (Ospina, 2002)
• Protección de suelo y la regulación hídrica gracias a su complejo sistema rizomático
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Servicios ecosistémicos
• Fijación de Carbono: 126 Ton/ha• Restauración de taludes con bioingeniería
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Beneficios económicos
• Producción de biomasa: 188,5 m3/ha x ciclode corte vs. una plantación forestal tomahasta 20 años (Arias et al., 2008).
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Beneficios económicos
• Primer producto forestal movilizado(permisos otorgados) a nivel nacional conmás de 100.000 m3 (datos IDEAM, 2011);mayor que Eucalipto, Sajo, Cativo.
• En 2012, se aprovecharon 2.376 ha conventas ca. 3.977 millones de pesos (Mejía,2013)
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Aprovechamiento comercial
• Ciclos de corte (18‐24 meses) con intensidades entre 20‐35% de tallos adultos (maduros + sobremaduros)
1. Renuevo0‐17 meses
2. Verde18‐33 meses
3. Madura30‐53 meses
4. Sobremadura55‐88 meses
5. Seca> 88 meses
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Aprovechamiento comercial
• Elaborar plan de manejo y aprovechamiento forestal empleando los términos de referencia de la norma unificada.• < 500 tallos (+/‐ 50 m3): no requieren plan de manejo, tipo doméstico y la autoridad ambiental realiza el reporte técnico.
• > 500 tallos: requiere plan de manejo y es denominado tipo II o persistente. Lo hace un ing. forestal.
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Plan de manejo
• Introducción• Objetivo del aprovechamiento (comercial o doméstico)
• Generalidades del predio• Diseño de la parcela y cálculo de la intensidad de muestreo (MAS – MAE – MAC)
• Inventario forestal• Procesamiento de datos y cálculo población• Definición de intensidad de cosecha
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¿Qué es manejo específico por sitio?
• La agricultura de precisión es el manejo de la variabilidad espacial y temporal en el cultivo, para tomar decisiones y mejorar la productividad, la calidad del producto y reducir el impacto ambiental (Blackmore, 2007).
• El cultivo es dividido en zonas de manejo y la dosificación es específica de acuerdo a los tipos de suelo, la posición en el paisaje y la historia de manejo (Mulla, 2013).
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Manejo específico por sitio
• La agricultura de precisión se beneficia de varias tecnologías: GPS, los sistemas de información geográfica (SIG), las imágenes de satélite, entre otros (N. Zhang et al., 2002).
• La agricultura por sitio específico (AES) estudia la variabilidad de campo entre lotes, mientras que la agricultura de precisión estudia las diferencias dentro de cada lote (Cock & Jiménez, 2011).
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Retos del sector en el eslabón primario
Problemas• Desabastecimiento de materia
prima para procesos industriales • Muchos rodales presentan
sobreaprovechamiento ilegal.• Los propietarios no son los
directos administradores del bosque y encargan a terceros que hacen un manejo insostenible de los guaduales
Retos • Asegurar el abastecimiento de
materia prima (cantidad, calidad y suministro constante) para procesos industriales.
• Desestimular el sobreaprovechamiento ilegal
• Empoderar a los propietarios en la administración del bosque (Mejía & Moreno, 2013).
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Objetivo General
• Implementar un sistema de información geográfica para el aprovechamiento por sitio específico de culmos de Guadua angustifolia en la hacienda Maravélez, municipio de La Tebaida, Quindío‐Colombia.
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Objetivos específicos
• Mapear y diferenciar los rodales de guadua (productivos y no productivos).
• Caracterizar los rodales productivos.• Implementar herramientas de SIG para estimar la productividad de tallos por rodal siguiendo los términos de referencia de la norma unificada.
• Analizar el costo‐beneficio de la implementación de tecnologías de rastreo (tales como RFID o códigos de barra) para la trazabilidad del aprovechamiento.
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Hipótesis
• El empleo del SIG permite definir áreas de protección y de producción, cantidades y calidades de los culmos de guadua disponibles por lote, de tal forma que es posible proponer un diseño de manejo específico por sitio.
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Metodología
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GEORREFERENCIACIÓN DE BOSQUES DE GUADUA
Generalidades del Predio
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Área de estudio• Hacienda Maravélez (sector rural del municipio La Tebaida)
• 1000 msnm• SIG Quindío + GPS 62s Garmin
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CALCULO DEL TAMAÑO DE LA MUESTRA
Muestreo Aleatorio por Conglomerados ‐MAC
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Cálculo de intensidad de muestreo
MAC ‐Muestreo Aleatorio por Conglomerados bi‐etápico• Etapa 1
– 4 fajas de 10 m ancho
• Etapa 2– 24 parcelas (10 x 10 m) – 5% del área total (2400 m2)
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Sampling design tool for ArcGIS
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TRABAJO DE CAMPO Y PROCESAMIENTO DE DATOS
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Inventario forestal
• Cantidad por estado de madurez• Calidad (DAP, estado madurez, estado fitosanitario)
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Densidad total de tallos
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ANÁLISIS GEOESTADÍSTICO
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Análisis geoestadístico
• Estadística descriptiva
• Análisis de semivarianza, semivariograma o autocorrelación espacial
• Gráfico de interpolación– Determinísticos– Probabilísticos
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Variables
• Estados de madurez (renuevo, verde, maduras, sobremaduras, secas, matabambas)
• Densidad de tallos comerciales por parcela (maduros + sobremaduros)
• Diámetro a la altura del pecho – DAP promedio (por parcela)
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Estadística descriptiva
Estados de madurezRenuevosVerdesMadurasSobremadurasSecasTallos comerciales (mad+sobremad)
Estados de madurez
Número de individuos por estado de madurez
Ind
x pa
rcel
a
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
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Exploración de datos
Densidad de tallos comerciales DAP promedio x parcela
Dataset 10-1
1,16 1,21 1,25 1,3 1,34 1,39 1,43 1,48 1,52 1,57 1,620
1,6
3,2
4,8
6,4
8
CountMinMaxMeanStd. Dev.
: 28 : 11,595 : 16,162 : 14,331 : 1,0637
SkewnessKurtosis1-st QuartileMedian3-rd Quartile
: -0,9984 : 3,4852 : 14,016 : 14,634: 15,062
DAP máximos y mínimos
id_Parcela2826242220181614121086420
cm
18
1716
15
1413
12
1110
9
87
6
54
3
21
0
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Semivariograma ‐ densidad de tallos comerciales
Distance, h 10-2
-2
0 0,63 1,25 1,88 2,5 3,13 3,75 4,38 5
1,54
3,08
4,62
6,16
7,7
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Semivariograma – DAP promedio
Distance, h 10-2
-1
0 0,63 1,25 1,88 2,5 3,13 3,75 4,38 5
0,17
0,35
0,52
0,7
0,87
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GRÁFICOS DE INTERPOLACIÓN
Densidad de tallos comercial DAP promedio
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS
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Qué ventajas y desventajas presenta el uso de imágenes de satélite para la espacialización de los rodales productivos de guadua?
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• El empleo de imágenes satelitales (SIG Quindío) fue eficaz y sirvió de orientación para el trabajo de campo.
• Las imágenes del SIG Quindío no permiten análisis espectral (reconocimiento supervisado) pero la especie es de fácil reconocimiento.
• La información de SIG Quindío está a una escala 1:10.000, los planes de manejo se requieren a 1:1000. La información base no permite emplearse para análisis espaciales (pendientes).
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• La recomendación de reducir el área de la imagen en una distancia de 8,6 m permite una estimaciones iniciales, no definitivas.
• Es fundamental el empleo del GPS para la verificación en campo.
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¿Es posible determinar el mercado en que dicha guadua puede ofrecerse?
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Condiciones de sitio para guadua
• Calidad de la guadua de acuerdo a condiciones de sitio
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Condiciones de sitio para guadua
• Tres grupos de acuerdo a variables de calidad y crecimiento.
• Correlación entre características de los tallos y mercados de construcción, artesanías y muebles.
(García & Camargo, 2011; García, 2004).
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Condiciones de sitio para guadua• Guaduales tipo 1: guaduales
entre los 900 y 1500 msnm, con temperaturas entre 19,6 y 21,3°C y en zonas de valle (García & Camargo, 2011).
• Los guaduales estudiados en Maravélez están ubicados en una pendiente de 0 a 3° de inclinación, temp. 24°C, en el área cercana al río con óptimo crecimiento y calidad de fibra promedio (excepto compresión).
• El valor DAP promedio de las guaduas es de 14,3 cm, por lo tanto, es un material principalmente para el sector de artesanías y/o laminados.
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¿Cuáles son las herramientas de un SIG necesarias para estimar la capacidad productiva de un rodal de guadua?
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Herramientas SIG para planes de manejo• Imágenes de satélite y navegador de GPS, en la
georreferenciación de los bosques de guadua
• Aplicación Sampling Design Tool for ArcGIS (Buja & Menza, 2013) en el diseño del muestreo aleatorio por conglomerados
• Histogramas de frecuencia, análisis de dispersión, en la exploración de los datos
• Semivariogramas y gráficas de interpolación, para definir la propuesta de manejo específica de aprovechamiento
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¿Cuál sería la mejor tecnología de marcación para la trazabilidad de los rodales de guadua?
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Tecnologías para la marcación ‐trazabilidad• Marcado con pintura• Talla con martillo• Etiquetas de código de barra o
códigos QR• Etiquetas tipo puntilla• Tarjetas magnéticas y tarjetas
inteligentes• Identificadores de radio frecuencia
– RFID• Pintura con microtaggants de
nanopartículas• Por otra parte se encuentra la
identificación de firmas internas: – químicas : pruebas isotópicas – genéticas : microsatélites
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CONCLUSIONES
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Conclusiones
• El SIG facilita la zonificación del guadual (áreas de protección y producción)
• Se realizó un primer ensayo para predecir las cantidades y las calidades disponibles por lote
• Proponer un manejo específico por sitio exige un análisis geoestadístico iterativo para conseguir un ajuste adecuado.
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Conclusiones
• La correcta aplicación de gráficos de interpolación demanda de un minucioso estudio de variables y parámetros para ajustar el modelo predictivo.
• La recomendación es emplear el método de cokriging (dap + densidad de tallos + otros).
• Se espera que en el siguiente ciclo de corte la variables se hayan estabilizado y el análisis sea mas ajustado
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Conclusiones
• La herramienta sampling design tool forArcGIS facilitó el diseño del muestreo
• Puede ser una herramienta para autoridades e ingenieros que realizan inventarios forestales porque automatiza la selección de las unidades de muestreo y reduce el sesgo de muestreo
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Conclusiones• Los dispositivos de marcación (soluciones tecnológicas) podrán ir evolucionando de acuerdo a la capacidad de inversión o de consecución de recursos
• Es necesario que la tecnología se adapte a las necesidades y capacidades del cliente quien es el que finalmente alimenta con datos el sistema.
• En cualquiera de los casos, es fundamental que se fortalezca la cultura de la marcación y que el propietario se comprometa con la organización y la administración del rodal de guadua.
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