Introducción

Los sistemas agroforestales en el mundo están orientados a mejorar la productividad de la tierra y al mismo tiempo son ecológicamente sustentables ya que pueden contribuir eficientemente en la creación de sistemas integrales de producción que ayuden a mantener la productividad, proteger los recursos naturales, minimizar los impactos ambientales y satisfacer las necesidades económicas y sociales de los agricultores (Tintaya, 2015).

Al respecto García et al. (2015) explican que los SAF se componen de múltiples capas de dosel, las cuales son útiles para la conservación de suelos y la retención de agua, como lo demostraron Pérez et al. (2012) quienes indican una relación negativa entre la cobertura y la de pérdida de suelos.

El contenido de carbono en la vegetación es el almacenado en la biomasa por efecto de su incorporación durante la fotosíntesis, por lo tanto, la cantidad de carbono almacenado es proporcional a su biomasa (Hernández et al., 2015). La captura y fijación del CO₂ en los árboles se realiza durante su crecimiento, es decir la tasa anual de carbono almacenado debido al incremento de su biomasa –aproximadamente 50% de la biomasa de un árbol (materia seca) es carbono (Mercadet et al., 2011).

El cultivo de cacao en Guantánamo, unido a diferentes especies forestales, es considerado como uno de los productos agrícolas tradicionales de importancia social y económica, por generar ingresos a las familias (Castillo et al., 2018).

Los sistemas agroforestales en Baracoa, no escapan a estas realidades antes mencionadas, las cuales encontramos en nuestro andar, donde estos sistemas muchas veces no reúnen las características necesarias para alcanzar la sostenibilidad.

Materiales y métodos

EL trabajo se desarrolló en la finca Finca Los Yacer, perteneciente a la UBPC ´´José Maceo´´ de la localidad el Jamal, municipio Baracoa, provincia Guantánamo (Figura 1), desde junio 2019 hasta junio de 2020, en un suelo Pardo Sialítico Ócrico Sin Carbonatos, para evaluar la composición florística del ecosistema cacaotero.

Figura 1.
Ubicación del área de estudio.

Inventario florístico

El inventario se realizó mediante un muestreo al azar, para cubrir la mayor área del terreno, donde se levantaron 14 parcelas rectangulares de 20 m x 25 m (500 m²), distribuidas a 100 m una de otra, donde se identificaron todas las especies por los diferentes estratos: herbáceo: hasta 0,99 m, arbustivo: de 1 a 4,99 m y arbóreo: mayor de 5 m, según la metodología de Álvarez y Varona (2006), a cada una de ellas se le midió el diámetro a 1.30 (d 1.30) con una cinta diamétrica y la altura, de acuerdo con Malleux (1982), citado por Ortiz y Carrera (2002), con una apreciación visual.

Diversidad de las especies Diversidad beta (β)

Para este estudio se aplicó un análisis, mediante la medida de distancia de Sorensen (Bray- Curtis), (Beals, 1984), y el método de unión, que el de media, determinado entre grupos (Group Average Link).

Diversidad alfa (α)

La diversidad (alfa) de especies florística se determinó mediante la metodología de Margalef (1968), citada por Aguirre y Yaguana (2012). Donde se determinaron el índice de riqueza, la abundancia proporcional de especies, dominancia de especies y el índice de valor de importancia ecológico.

Índice de riqueza

La riqueza se refiere al número de especies pertenecientes a un determinado grupo (plantas, animales, bacterias, hongos, mamíferos, árboles, entre otros.) existentes en una determinada área (Margalef, 1968).

Donde:

S = Número de especies

N=Número total de individuos

Abundancia proporcional de especies

Índice de Shannon-Wiener

Es uno de los índices más utilizados para determinar la diversidad de especies de plantas de un determinado hábitat. Para utilizar este índice, el muestreo debe ser aleatorio y todas las especies de una comunidad vegetal deben estar presentes en la muestra (Shannon, 1948). Este índice se calcula mediante la siguiente fórmula:

Donde:

Pi = Probabilidad de la especie i respecto al conjunto.

Ni = Número de individuos de la especie i .

N = Número total de individuos de la muestra.

Dominancia de especies

El índice de Simpson es otro método utilizado, comúnmente, para determinar la diversidad de una comunidad vegetal.

Donde:

ni = Número de individuos por especie

N = Número total de individuos

R = Riqueza

Índice de valor de importancia ecológica (IVIE)

Este índice se evaluó mediante la determinación de los valores de abundancia, dominancia y frecuencia relativa de cada especie:

IVIE = AR + FR + DR

Donde:

AR (Abundancia relativa)

FR (Frecuencia relativa)

DR (Dominancia relativa)

Determinación de la captura de carbono del SAF cacaotero

Se realizó un levantamiento de las parcelas en las plantaciones, para lo cual se utilizó la Norma Ramal 595 de Tratamientos Silvícolas según MINAG (1983), aplicando un muestreo aleatorio simple sin reemplazo. Se levantaron 14 parcelas de 500 m², donde se evaluaron las diferentes especies, a una distancia de 100 m entre ellas.

A todos los árboles de cada parcela se les midió el diámetro a 1,30 m del suelo con una cinta diamétrica; la altura total se midió con una regla graduada en centíme tros cuando no superó los tres metros y cuando fue mayor, con un hipsómetro de Blume Leiss (Suunto). La retención de carbono en el SAF cacaotero se evaluó por la metodología Mercadet y Álvarez (2005); Mercadet y Álvarez (2009). Todos los datos obtenidos fueron procesados con un fichero confeccionado en Microsoft Office Excel 2010.

La biomasa es el peso seco del material vegetal de los árboles descrito por Dauber et al. (2001), acumulado como resultado del proceso de fotosíntesis, en el cual ocurre la fijación del carbono atmosférico. El cálculo del carbono retenido por la biomasa en el sistema agroforestal cacaotero se describe a continuación:

El volumen de los fustes de árboles se convirtió en toneladas de biomasa: BMF (t) = volumen (m³) x densidad básica de la especie (kg/m³) /1000).

La biomasa correspondiente a las ramas y follaje (biomasa aérea), se calculó utilizando el Factor de Expansión de la Biomasa cuyo valor es 1,74 (Brown, 1997 y Segura, 2001), quedando: BMA (t) = BMF (t) x FEB (s/u).

La biomasa de las raíces (BMR) se estimó multiplicando la biomasa del fuste por el valor por defecto 0,3 (Loguercio, 2002): BMR (t) = 0,3 x BMF (t).

La biomasa total (BMT) fue calculada como la suma de sus componentes. BMT (t) = BMF (t) + BMA (t) + BMR (t).

El carbono retenido (CR) por las especies se calculó utilizando la fracción de carbono en la madera (FCM) determinada para las condiciones de Cuba por Mercadet et al. (2011).

El carbono retenido en la biomasa total (CRBT) se calculó utilizando la fracción de contenido de carbono en la madera (FCCM) determinada para las condiciones de Cuba por Mercadet et al. (2011):

CRBT (t) = BMT (t) x FCCM

Conversión del carbono calculado a carbono equivalente (CO₂e):

Para calcular cuánto representó el carbono retenido, en toneladas de CO₂ removido de la atmósfera, se multiplicó por 44/12 (3,67 t CO₂), que es la relación existente entre el peso total de la molécula de CO₂ (44) y del átomo de carbono (12) (Díaz y Molano, 2001).

Análisis estadístico

El procesamiento de los datos se realizó a través de diferentes paquetes estadísticos: BioDiversity Pro, además se utilizó en Microsoft Excel para Windows 2000 para la confesión de tabla y gráfico y análisis estadístico, el Microsoft Office Word para la elaboración del documento. Los datos se analizaron mediante regresión.

Resultados y discusión

Análisis de la curva área de especies

En la figura 2 se observa los resultados obtenidos del muestreo según curva área – especie, mostrando que a partir de la parcela 11 se logra la asíntota vertical, significando que no se observa la aparición de nuevas especies en condiciones ambientales con las mismas características, pues se acepta el muestreo.

Con estos resultados se coincide con lo planteado por Mostacedo y Fredericksen (2000), Peña (2015) quiénes plantean que es poco probable, que en otras áreas con las mismas condiciones ambientales se encuentren muchas más especies que ya determinadas.

Figura 2.
Curva de área-especie.

De acuerdo con los resultados que se muestran figura 3, del SAF, las especies de mayor importancia ecológica son: Roystonea regia con 59,98%, Samanea saman con 17,56%, Gliricidia sepium con 15,56%, Trema micranthum con 13,51% y Cedrela odorata con 13,38%.

Coincide com los valores que alcanzaron FAO (2018), al dejar claro que especies de valor de importancia ecológica, son la que mejor se corresponden a las condiciones edafoclimáticas, al tener un mejor funcionamento fisiológico y permite una mayor probabilidade de sobrevivencia a curto, médio y largo plazo, además de eso que son las que mejor se desarrollan en el bosque o sistemas agroforestales: cacaotero, cafetalero, através de su estrutura horizontal y vertical.

Figura 3.
Índice de valor de importancia ecológica (IVIE) del SAF.

Determinación de captura de carbono del SAF cacaotero

Las especies del estudio retienen un total de 521, 956 t de carbono, a razón de 20, 874 t por individuo sobresaliendo en su aporte: Roystonea regia, Samanea saman, Theobroma cacao y Spondias mombin con una retención de 298,026; 54,366, 51,711 y 36,386 t de carbono respectivamente (tabla 1).

Todas las especies evaluadas constituyen en su conjunto un almacén de carbono lo que a su vez permite que se les considere como una estrategia de conservación y de reducción de CO₂. De hecho, según Nowak et al. (1998), en términos de reducción del CO₂ atmosférico; los árboles ofrecen el doble beneficio: el almacenamiento directo de carbono y la disminución de la producción de CO₂ por parte de las plantas de energía que utilizan combustibles fósiles. Estos resultados permiten validar el criterio universal de que los bosques son sumideros naturales de carbono, como lo defendió Brown (2002), quedando demostrada la importancia de las especies forestales, por su aporte a la retención de carbono.

Estos resultados están acordes con Mercadet y Álvarez (2009) al plantear que una de las razones para poseer y reclamar más árboles en las ciudades es que estos atrapan el dióxido de carbono (CO₂), el gas de efecto invernadero con mayor impacto en el cambio climático. Algunos árboles tienen mayor capacidad de absorción que otros, un dato importante a la hora de plantar nuevos ejemplares con el objetivo de luchar contra el calentamiento global.

Estos resultados coinciden con Santoyo et al. (2014) al plantear que es recomendable que se efectúen estos esfuerzos en las grandes ciudades para incentivar un manejo adecuado y de permanencia del arbolado urbano y así potencializar los beneficios brindados por dicha vegetación. También Weissert et al. (2014) explican que ante la creciente emisión de gases de efecto invernadero, generados por el sector transporte en las ciudades, resulta relevante buscar e implementar mecanismos de captura de carbono, que ayuden a disminuir la presencia de esas emisiones en el ambiente.

Tabla1.

Comportamiento de la captura de carbono del SAF cacaotero.

Conclusiones

Las familias con mayor riquesa de especie en el Sistema Agroforestal cacaotero fueron: Malvaceae, Meliaceae y Fabaceae y la especie de mayor Índice de Importancia Ecológica fueron: Roystonea regia, Samanea saman, Gliricidia sepium, Trema micranthum y Cedrela odorata

Las especies que obtuvieron los mayores valores en la retención de captura de carbono fueron: Roystonea regia, Samanea saman, Theobroma cacao y Spondias mombin.

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