1. Introducción

El dióxido de carbono (CO₂) es uno de los gases importantes en la atmósfera terrestre, ya que forma parte integral del ciclo del carbono, ciclo biogeoquímico que comprende la interacción e intercambio del carbono con océanos, suelo, rocas y biosfera (Reichle & De-Massari AG, 2020). Asimismo, el CO₂ es el principal responsable del aumento de las altas temperatura en la superficie de la Tierra y de los fenómenos meteorológicos adversos asociados al cambio climático (Szyba y Mikulik, 2022). Esto se debe en gran parte a las actividades antropogénicas cuyos resultados están causando consecuencias irreversibles (Shpak et al., 2022).

El cambio climático es uno de los problemas globales más apremiantes en el mundo. El grupo intergubernamental de expertos sobre el cambio climático (IPCC por sus siglas en inglés) pronostica que, de 1990 a 2100, la temperatura global aumentará entre 1.4 ºC y 5.8 ºC debido al continuo aumento de las emisiones de carbono (Sun et al., 2022). El incremento de las concentraciones de CO₂ en la atmósfera se puede mitigar mediante la reducción de la demanda de energía o aumentando las tasas de remoción de CO₂ a través de la captura y almacenamiento de carbono en los árboles, lo que permite disminuir el CO₂ atmosférico de forma natural (Sharma et al., 2021). Dentro de las zonas urbanas, la existencia de áreas forestales donde puede efectuarse esta función suele denominarse espacio verde abierto o bosque urbano (Arlita et al., 2022).

De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDATU-2021 (SEDATU, 2022), se entiende por espacio público a las áreas, espacios abiertos o predios de los asentamientos humanos destinados al uso, disfrute o aprovechamiento colectivo de acceso generalizado y libre tránsito, clasificando a las áreas verdes de acuerdo con su función, administración y servicio en parques, jardines y huertos. Sharma et al. (2021) afirman que los espacios verdes urbanos contribuyen al verdor de la ciudad, brindando a su vez una variedad de servicios ecosistémicos tales como mejora en la calidad del aire, atenuación de la contaminación acústica, conservación de la biodiversidad, mitigación del efecto de la isla de calor urbano, regulación del microclima, estabilización del suelo, recarga de aguas subterráneas, prevención de la erosión del suelo y secuestro de carbono.

Estudios realizados por Martínez-Trinidad et al. (2021) sobre la diversidad y estructura del arbolado de las áreas verdes citadinas y sus servicios ecosistémicos demuestran que dentro de los parques y espacios públicos se pueden concentrar cantidades de carbono en su arbolado, contribuyendo a la mitigación de las emisiones y efectos del CO₂.

En la actualidad las estrategias para mitigar las emisiones de CO₂ se ha convertido en una cuestión prioritaria en los escenarios internacionales y nacionales, así como a escala ciudad (Terjanika y Pubule, 2022). El trabajo elaborado por Dhyani et al. (2021) en parques infantiles y jardines de la ciudad de Nagpur, en la India, determinó que en un área de 67.41 ha existe un total de 94.53 ton/CO_2-e ha almacenado en su arbolado. De igual manera, Lindén et al. (2020) realizaron su trabajo en parques urbanos en Helsinki, Finlandia, y los dividieron de acuerdo con su tamaño en pequeños, medianos y grandes, siendo este un criterio para su muestreo estratificado, lo que resultó en un total de 48 parques seleccionados y un área con una extensión de 3.005 ha, demostrando que en su arbolado se almacena un total de 130 ton/CO_2-e ha. Por su parte, Arlita et al. (2022) presentaron un total de 119.7 ton/CO_2-e ha en el arbolado del Forest Park, en una superficie de 10 ha, considerado como uno de los pulmones más grandes de Langsa, Indonesia, además de ser atractivo por su preservación, armonía y relación de elementos sociales, culturales y ambientales. Por otro lado, la investigación hecha por López-López et al. (2018) en el arbolado de la primera sección del Bosque de Chapultepec de la delegación Miguel Hidalgo en la Ciudad de México comprobaron que se encuentra un total de 352.553 ton/CO_2-e ha capturado en un área de 49.73 ha, lo que representa un 27.32 % del total del parque urbano (182 ha), considerado como una de las áreas verdes urbanas con mayor extensión y alto reservorio de carbono a escala local. Por último, el trabajo de Habtamu et al. (2021) en la zona arbolada de la Universidad Metropolitana Yeka Park Kotebe en la ciudad de Addis Abeba, Etiopía, registró un total de 580 ton/CO_2-e ha almacenado.

A escala local el estudio de los espacios verdes urbanos ha tomado relevancia gracias al potencial que tiene su arbolado en la captura y compensación de las emisiones de carbono, con lo cual se observa la importancia de la función de los espacios públicos en la mitigación de efectos del cambio climático ocasionados por el incremento del CO₂ (Sharma et al., 2021).

En la ciudad de Chetumal, Quintana Roo, existen áreas verdes urbanas que tienen potencial para generar servicios ecosistémicos y además contribuir a la captura de CO₂, por lo que el objetivo de este estudio fue determinar la diversidad arbórea y cantidad de CO₂ que se encuentra capturado actualmente en el Parque Ecológico Zazil, el parque urbano más grande de Chetumal, con 5.5 ha de superficie. Un parque urbano, según la NOM-001-SEDATU-2021 (SEDATU, 2022), es un espacio ubicado al interior de un asentamiento construido, destinado a prados, jardines y arbolado, el cual permite y contribuye a la permeabilidad pluvial y ha sido explícitamente diseñado para el paseo, descanso y convivencia de la población. Para el desarrollo de nuestro trabajo, se partió de una caracterización dasométrica del arbolado urbano dentro del parque. A partir de estos datos se evaluó la diversidad y riqueza mediante el índice de Margalef (D _Mg), el índice de Menhinick (D _Mn) y el índice de Simpson (1-D). Además, se obtuvo la biomasa arbórea y el carbono, que sirvieron como base para el cálculo de la captura y almacenamiento actual de CO₂ en el arbolado del Parque Ecológico Zazil.

2. Materiales y métodos

Para este trabajo de investigación la metodología se distribuyó en cuatro etapas: un inventario dasométrico y estructura del arbolado urbano dentro del parque, el cálculo de la biomasa, la estimación del carbono almacenado y la estimación de la captura de CO_2-e.

2.1. Zona de estudio

Como se mencionó, el Parque Ecológico Zazil se encuentra ubicado en Chetumal, Quintana Roo, en las coordenadas geográficas latitud 18.51413ºN y longitud 88.30381ºW (Figura 1). Es un parque urbano de acuerdo con la NOM-001-SEDATU-2021 (SEDATU, 2022). El clima de la ciudad es cálido subhúmedo con lluvias en verano (INEGI, 2010), una temperatura media que oscila entre 18.8 ºC y 33 ºC y precipitación entre 1100 mm y 1300 mm anuales (Municipio de Othón P. Blanco, 2019).

Figura 1.
Área de estudio Parque Ecológico Zazil.
Fuente: Elaboración propia.

2.2. Inventario dasométrico y diversidad del arbolado urbano

Para la recopilación de información, se emplearon procedimientos no destructivos como los reportados por Anggara y Rahmawati (2021) y López-López et al. (2018). Con la ayuda de una cinta diamétrica Pichet, modelo 283D/5M, se dividió el área total en tres parcelas (A, B y C), lo que facilitó el levantamiento de los datos de cada árbol censado, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2.
Parcelas de estudio dentro del Parque Ecológico Zazil.
Fuente: Elaboración propia.

Al interior de cada parcela se hizo la medición de los árboles con diámetros igual o mayor a 7.5 cm a la altura de 1.30 cm sobre el nivel del suelo (Dn), utilizando una forcípula Haglöf Sweden, modelo Mantax Bluee 950 mm. Para la medición de las alturas totales (h) de cada árbol se usó un clinómetro Haglöf Sweden, modelo AB2007. La información recabada se registró en una bitácora de campo en la que se describió el nombre común, género, especie, condición (sano, enfermo, dañado), diámetros, altura total, número de especies y total de árboles censados. Para la identificación de especies se utilizaron las guías de Ibarra et al. (1995), Carnevali et al. (2010) y Pérez et al. (2017). Con los datos dasométricos obtenidos se realizaron los cálculos de índices de riqueza, diversidad y dominancia de las especies encontradas en el Parque Ecológico Zazil.

Para el cálculo de la riqueza de especies se empleó el índice de Margalef (Ec. 1) (Valdez et al., 2018; Campo y Duval, 2014).

Índice de Margalef (D _Mg)

[Ec. 1]

Donde

S = número de especies

N = número total de individuos

Para la diversidad de especies se usó el índice de Menhinick (Ec. 2) (Valdez et al., 2018; Campo y Duval, 2014).

Índice de Menhinick (D _Mn)

[Ec. 2]

Donde

S = número de especies

N = número total de individuos

Por otro lado, el índice de Simpson (1-D) (Ec. 3) nos permitió conocer la dominancia de las especies dentro del parque (Valdez et al., 2018; Campo y Duval, 2014; Saavedra-Romero et al., 2019).

Índice de Simpson (1-D)

[Ec. 3]

Donde

λ = dominancia

Σ = sumatoria

p_i = abundancia proporcional de la especie i

2.3. Estimación de la biomasa

La estimación de la biomasa se hizo empleando una ecuación alométrica (Festus et al., 2018; Chave et al., 2014):

[Ec. 4]

Donde

AGB = biomasa aérea en kg/ha

p = densidad de la madera en kg

D = diámetros en centímetros

h = altura total en metros

Los resultados de diámetros (D) y alturas totales (h) variables obtenidos en el levantamiento del arbolado dentro del parque fueron utilizados para sustituirlos y aplicarlos en la ecuación 4. Las densidades de las especies identificadas en el área de estudio se obtuvieron de las tablas descritas previamente (Chan-Coba et al., 2022; Ordóñez et al., 2015; CONAFOR, 2007). Con esto, se logró conocer la biomasa de cada árbol, biomasa total por parcela de estudio y la biomasa total de toda el área intervenida.

2.4. Estimación del carbono

El modelo matemático utilizado para la obtención del carbono almacenado fue el desarrollado en diversos estudios (Arlita et al., 2022; Habtamu et al., 2021; López-López et al., 2018). Una vez obtenida la biomasa de cada árbol, se calculó el carbono almacenado multiplicando el resultado de la biomasa de cada árbol por un factor de conversión de 4.7 %, que es considerado como el contenido de carbono en los árboles (Ec. 5) (Arlita et al., 2022; Habtamu et al., 2021; López-López et al., 2018).

[Ec. 5]

Donde

C = carbono del árbol en kg/ha

AGB = biomasa aérea del árbol en kg

4.7 % = constante de carbono almacenado en el árbol

El resultado obtenido permitió determinar el carbono almacenado por árbol, el carbono total por parcela de estudio y el carbono total de toda el área de estudio.

2.5. Estimación de la captura de CO_2-e

A partir de los contenidos de carbono almacenado de cada árbol urbano se realizó la estimación del CO_2-e capturado mediante la ecuación utilizada en estudios previos (Ec. 6) (Arlita et al., 2022; Anggara y Rahmawati, 2021; Habtamu et al., 2021; López-López et al., 2018).

[Ec. 6]

Donde

CO₂ = captura de dióxido de carbono en ton/ha

Cn = contenido de carbono en ton/ha

3.67 = número equivalente de conversión de carbono a CO₂

El equivalente de conversión de carbono se consiguió mediante la metodología utilizada en investigaciones previas (Arlita et al., 2022; Anggara y Rahmawati, 2021; Habtamu et al., 2021; López-López et al., 2018).

La constante de conversión de CO₂ se obtuvo multiplicando las masas atómicas por cada átomo de cada elemento del compuesto. Para el caso del carbono, debido a que solo tiene un átomo y su masa atómica es 12, el resultado dio 12 de masa atómica. Para el caso del oxígeno se tienen dos átomos y su masa atómica es de 16, el resultado fue 32 de masa atómica. La suma de las masas atómicas del compuesto de CO₂ es de 44. Esta masa atómica obtenida se dividió entre la masa atómica del carbono (12) y el resultado obtenido (3.67), que equivale a la porción de moléculas de CO₂. Para hacer las conversiones de kg/ha a ton/ha se utilizó la Norma Oficial Mexicana NOM-008-SCFI-2002 (SE, 2002) y la guía del Sistema Internacional de Unidades (SI) (Thompson y Taylor, 2008).

3. Resultados

3.1. Composición

Los resultados para el área de estudio muestran que en el Parque Urbano Zazil de Chetumal hay un total de 71 especies de árboles endémicos e introducidos, que corresponden a 32 familias (como se muestra en la Figura 3), los cuales están distribuidos en un total de 2366 individuos, con una densidad de 526 árboles por hectárea, siendo Palma de Ch’iit (Thrinax radiata), Caoba (Swietenia macrophylla), el Tzalam (Lysiloma latisiliquum L.), el Yaxnik (Vitex gaumeri Greenm), el Jabín (Piscidia piscipula L.), el Cedro (Cedrela odorata L.), el Negrito (Simarouba glauca DC), el Boop (Coccoloba spicata) y el Kaniste (Pouteria campechiana) las especies con mayor frecuencia. En la Tabla 1 se muestra el nombre científico, nombre común y cantidad de árboles de las especies resultantes en el Parque Ecológico Zazil. De igual forma en la Tabla 2 se observa la cantidad de individuos por familia encontrada en el Parque Zazil.

Figura 3.
Distribución del arbolado urbano dentro del Parque Ecológico Zazil.
Fuente: Elaboración propia con base en los resultados obtenidos.

Tabla 1.
Caracterización de la vegetación del Parque Ecológico Zazil.

Fuente: Elaboración propia con base en los resultados obtenidos.

Tabla 2.
Número de individuos por familia del Parque Ecológico Zazil.

Fuente: Elaboración propia con base en los resultados obtenidos.

Por motivos de espacio no es posible enlistar los nombres de las 71 especies y las 31 familias, por lo que la Tabla 1 solo muestra las especies con mayor número de árboles y las otras representan a las que no se mencionan. Del mismo modo, en la Tabla 2 solamente se mencionan algunas de las familias encontradas en el Parque Ecológico Zazil.

3.2. Diversidad

El índice de Margalef presentó un valor de 9.010. Este muestra la alta o baja riqueza de las especies del ecosistema en relación con la vegetación (Campo y Duval, 2014). Valores inferiores a 2 son áreas de menor riqueza y valores arriba de 5 indican una alta riqueza de especies (Campo y Duval, 2014). Por otra parte, el índice de Menhinick fue de 1.45, lo que confirma que la riqueza y diversidad de especies en el Parque Zazil es alta. Asimismo, el índice de Simpson presentó un valor de 0.50, que expone una alta dominancia de especies representadas por Palma de Ch’iit (Thrinax radiata) y Caoba (Swietenia macrophylla).

3.3. Captura de carbono

Los resultados muestran que el Parque Zazil concentra en su arbolado un total de 124.86 kg/ha de biomasa. Las especies que tienen mayor cantidad de biomasa son el Tzalam (Lysiloma latisiliquum L.) con un 27.85 % y el Yaxnik (Vitex gaumeri Greenm) con un 9.49 %. De igual forma, los valores encontrados para el carbono almacenado resultaron en una concentración total de 58.68 kg/ha, destacando nuevamente el Tzalam (27.85 %) y el Yaxnik (9.49 %). En la Tabla 3 se observan algunas de las especies con la concentración de biomasa y carbono almacenado. Por cuestiones de espacio fue imposible mencionar todas.

De acuerdo con los resultados y el trabajo de campo se anota que el Tzalam es la que reúne una mayor cantidad de biomasa y carbono, aunque no es la especie con mayor número de individuos en el parque. Se contempla que factores como su diámetro y altura proporcionaron una alta concentración de biomasa y carbono en su estructura vegetal. En la especie Caoba se observa el mismo fenómeno. Además, en la parcela C existe una mayor frecuencia de individuos y dominancia de esta especie. Todo lo contario sucede con la Palma de Ch’iit, la especie que concentró más individuos en toda el área de estudio. Esta mostró un valor en la captura de carbono por debajo del Tzalam, ya que su estructura vegetal corresponde al estrato arbustivo y no logra desarrollar tronco y ramas de gran tamaño. En conclusión, las especies que resultaron con mayor concentración fueron árboles dominantes en el estrato arbóreo, pero con un número menor de individuos encontrados en el parque ecológico.

Tabla 3.
Biomasa y carbono almacenado en las especies del Parque Ecológico Zazil.

Fuente: Elaboración propia con base en los resultados obtenidos.

Se determinó que en el arbolado censado dentro del Parque Ecológico Zazil existe una reserva de dióxido de carbono de 215.339 ton/CO_2-e ha que presenta una mayor captura en la especie Tzalam (27.85 %), seguida por el Yaxnik (9.49 %). Como se mencionó, factores como el diámetro, altura, estructura vegetal, dominancia y el tipo de estrato de estas especies han logrado tener una mayor captura de dióxido de carbono, lo que funciona como una estrategia natural para la mitigación de este gas a escala ciudad. En la Tabla 4 se enlistan algunas de las especies con las cantidades de captura de dióxido de carbono.

Tabla 4.
Captura de CO_2-e de las especies dentro en el Parque Ecológico Zazil.

Fuente: Elaboración propia con base en los resultados obtenidos.

Los resultados mostraron una alta disponibilidad en el arbolado para el almacenamiento de carbono en su estructura vegetal y una reducción de gases contaminantes en el aire.

4. Discusión

La composición arbórea resultante en el Parque Ecológico Zazil de Chetumal fue mayor a lo reportado por Morales-Gallegos et al. (2023) en la ciudad de Texcoco de Mora, con 1543 árboles distribuidos en 56 especies y 24 familias. También se superó a las 33 especies encontradas por Molina-Guerra et al. (2023) en seis localidades rurales de Hualahuises, Nuevo León. Por otro lado, resultados como los de la investigación de Alanís-Rodríguez et al. (2022), realizada en el centro de Hualahuises, mostró un total de 38 especies, al igual que Martínez-Trinidad et al. (2021) con 34 especies y 19 familias registradas en cuatro parques urbanos de Texcoco de Mora. El trabajo realizado por Canizales et al. (2020) expuso valores inferiores con 13 especies y 11 familias reportadas en Montemorelos, Nuevo León. Sin embargo, los datos del Parque Zazil fueron inferiores a lo documentado por De la Concha et al. (2017), con 134 especies estudiadas en las ciudades de Mérida y Playa del Carmen en el sur de México. Por su parte, el trabajo de Almeida-Cerino et al. (2024) elaborado en Tapachula, Chiapas, señaló un total de 130 especies y 44 familias, siendo superior a lo hallado en el Parque Zazil, pero se encuentra por debajo de lo descrito en las ciudades de Mérida y Playa del Carmen (De la Concha et al., 2017). Los resultados de la composición arbórea dentro de las áreas estudiadas nos permiten conocer qué actividades de manejo de arbolado urbano se pueden integrar para un mejor crecimiento, desarrollo y disponibilidad de los recursos ecosistémicos en los espacios verdes urbanos (Morgenroth et al., 2020).

Por otro lado, los resultados de la densidad arbórea por hectárea fueron superiores a los encontrados en otros trabajos. Por ejemplo, se han documentado valores de 194.6 árboles por hectárea en la ciudad de Montemorelos (Canizales et al., 2020). En los cuatro parques de Texcoco de Mora se registró un total de 167 árboles por hectárea (Martínez-Trinidad et al., 2021) y una densidad de 130 individuos por hectárea (Morales-Gallegos et al., 2023). Los resultados de Leal et al. (2018) y De la Concha et al. (2017) se encuentran por debajo de lo informado para el Parque Ecológico Zazil con 74.43 y 96 árboles por hectárea. La variabilidad en la densidad puede explicarse debido a la forma y superficie de los espacios estudiados, así como a la función y tipos de áreas verdes dentro de la red citadina. También existen factores climáticos, selección de especies, adaptabilidad o manejo que influyen en la densidad del arbolado urbano (Dangulla et al., 2019; Bingqian et al., 2020; Canizales et al., 2020).

La diversidad reportada para el Parque Zazil fue inferior a lo documentado por Almeida-Cerino et al. (2024), donde el índice de Margalef se ubicó en el rango de 5.2 a 15.2, valores que corresponden a la ciudad de Tapachula; en cambio, fueron superiores al trabajo de Morales-Gallegos et al. (2023) en la ciudad de Texcoco de Mora (2.42). El índice de Simpson resultó inferior a lo descrito por Martínez-Trinidad et al. (2021) con un valor de 0.73 de los cuatro parques de Texcoco de Mora. Los resultados exponen que existe una alta diversidad y abundancia de especies en el Parque Zazil. Por último, es importante mencionar que las características ecológicas de la región ofrecen condiciones más propicias para la diversidad biológica por tratarse de un ambiente de trópico húmedo (Almeida-Cerino et al., 2024).

Los valores de CO_2-e obtenidos en el área de estudio son superiores al compararse con los de Arlita et al. (2022), que muestran un total de 119.07 ton-CO_2-e/ha capturados en el arbolado del parque urbano de la ciudad de Langsa, Indonesia. Sin embargo los resultados de Habtamu et al. (2021) en los parques de la Universidad Metropolitana de Kotebe, en Addis Abeba, Etiopía, superan con 160.8 ton-CO_2-e/ha a los documentados por Arlita et al. (2022); a los capturados en los parques urbanos en condiciones de clima frío de la ciudad de Helsinki, Finlandia, con 130 ton-CO_2-e/ha (Lindén et al., 2020); y a lo reportado por Dhyani et al. (2021) en un bosque urbano conservado de Seminary Hills en Nagpur, India, con un total de 94.53 ton-CO_2-e/ha. Cabe destacar que los espacios analizados en estos trabajos forman parte de contextos de clima tropical o frío. Además, incluyeron calles de la ciudad, huertos familiares, cementerios, praderas, parques públicos y universidades. Para su investigación se elaboraron muestreos dentro de las áreas donde se hicieron los levantamientos dasométricos y se tomaron valores de carbono almacenado en el suelo. Para este estudio el levantamiento se realizó en todo el arbolado, por lo que no se requirió algún tipo de muestreo dentro de la zona trabajada, tomando los resultados del carbono almacenado en el arbolado en una área consolidada y no disgregada. No obstante, la captura de carbono por hectárea en el arbolado del Parque Ecológico Zazil fue menor a los valores documentados por Anggara y Rahmawati (2021), donde la captura en el arbolado de la terminal de autobuses en la ciudad de Rajekwesi, Indonesia, fue de 292.058 ton-CO_2-e/ha; así como Festus et al. (2018) en el arbolado de seis calles de la ciudad de Kumasi, Ghana, con un total de 228 ton-CO_2-e/ha. La densidad por hectárea y los diámetros grandes proveen mejores servicios ecosistémicos y entre ellos altos valores de captura de carbono (Saavedra-Romero et al., 2019), como se muestra en los resultados del Parque Zazil, donde las especies con diámetros y alturas más grandes fueron las de mayor captura de carbono.

5. Conclusiones

El presente trabajo de investigación reveló que de acuerdo con los índices utilizados en el arbolado del Parque Zazil existe una alta riqueza y diversidad arbórea, superior a lo reportado en otros estudios en México. Lo anterior se debe a factores como la dimensión del parque, el diseño, la distribución de la infraestructura interna y el tipo de clima de la región, lo cual se refleja en su composición y estructura. También resaltó que en el parque existe un alto número de arbolado joven en crecimiento que será parte de la sucesión natural en el reemplazo de los árboles que ya cumplieron su ciclo de captura dentro del área arbolada, siendo este un potencial a futuro para la captura de carbono a escala local. Los espacios con dimensiones y tipologías como las del Parque Zazil tienen relación positiva con las especies que reportaron una mayor concentración de carbono en su estructura vegetal, lo que se demostró en el total de captura por hectárea en el arbolado urbano del parque. Los resultados contribuyen a un diseño urbano donde se consideren lugares como los del Parque Zazil y se generen acciones de manejos ambientales de acuerdo con las necesidades de cada espacio público y al tipo de vegetación, de tal manera que los parques urbanos continúen contribuyendo a la absorción de CO_2-e como acción de mitigación. De este modo se encamina a las ciudades hacia la sustentabilidad. Los hallazgos de este estudio evidencian un alto reservorio de CO_2-e en el Parque Ecológico Zazil; sería adecuado dar continuidad a este tipo de análisis incorporando otras variables (suelo y agua), estudios de fórmulas especializadas en arbolado urbano, así como también priorizar en la reforestación con especies que puedan absorber mayor cantidad de carbono en otros parques de la ciudad.

Referencias

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