Introducción al inventario forestal

1 INTRODUCCION AL INVENTARIO FORESTAL Guillermo Riesco Muñoz Escuela Politécnica Superior de Lugo. Universidad de Santiago de Compostela. Se presentan en este documento los contenidos generales de la disciplina científica llamada Inventario Forestal. Al inicio se sitúa y justifica el Inventario dentro del conjunto de las ciencias forestales. A continuación se analizan los inventarios de existencias en el ámbito de los aprovechamientos forestales, dado que el Inventario Forestal en un sentido más amplio se trata en otras conferencias de este mismo curso. 1. El Inventario dentro de la Ciencia Forestal La Dasonomía es aquella parte de la Ciencia Forestal que trata de la gestión de las masas forestales y está basada en principios científicos que resultan de la comprensión de la biología del árbol y de la dinámica de las masas forestales. La Dasonomía abarca los siguientes campos científico-tecnológicos: - selvicultura - botánica forestal - dasometría - ordenación de montes o dasocracia. La Dasometría, llamada en sus inicios Xilometría, es una disciplina cuyo objeto es la medida del monte. Se puede dividir en las siguientes ramas: - dendrometría: estima el volumen de madera y leñas del árbol individual, en pie o apeado - estereometría: sirviéndose de la anterior, estima las existencias en volumen de madera y leñas de un conjunto de árboles. - epidometría: estima la evolución en el tiempo de las existencias (crecimiento del árbol o de la masa arbórea) y estudia la producción reglada. - inventario forestal. El Inventario admite varias definiciones y entre ellas nos quedaremos con la que sigue: “Inventario Forestal es el conjunto de técnicas y principios que se emplean para caracterizar la situación pasada y actual del monte, así como su más probable evolución.” Es decir, el inventario forestal recopila, organiza y describe de manera fiable, la información concerniente a los recursos forestales de una zona determinada. El Inventario Forestal se extiende en su ámbito de aplicación a todos los recursos forestales y no solo a los recursos madereros por lo que se favorece la vinculación del monte con una amplia gama de usos finales. Por tanto, el inventario forestal presenta el monte en todos los aspectos que interesan a quien va a hacer uso de la información, dando fundamento a las decisiones que afectan a los recursos forestales (valoraciones, ordenaciones, planificaciones, etc.). Además de la toma de 2 decisiones, el inventario fomenta el análisis de los recursos forestales. Realizar un inventario forestal es una labor compleja en la que es necesario el apoyo de diversas ciencias auxiliares: - matemáticas. Son herramientas básicas del Inventario Forestal en tanto que ingeniería. Sin embargo, los fenómenos naturales no son completamente traducibles en todos sus matices a modelos y concepciones matemáticas; de hecho, no puede suponerse la continuidad de las funciones matemáticas que modelizan los fenómenos biológicos por lo que en principio no es aplicable ni el cálculo diferencial ni el cálculo integral. - estadística. La toma de datos experimentales nunca es completa ni perfecta por lo que hay que manejar funciones de probabilidad adecuadas. Todas las técnicas modernas de inventario están basadas en la toma de muestras, en la aplicación de funciones de distribución a las poblaciones de datos, en el estudio de diseños estadísticos, en el esfuerzo por obtener el máximo de información para unos recursos limitados o en establecer unos objetivos a conseguir con el mínimo sacrificio económico. En el inventario forestal, tan importante como saber dendrología (entender de árboles) es saber estadística. Hay conceptos estadísticos y numéricos que aparecen constantemente: redondeo, sesgo, exactitud, precisión, población, variable, distribución, etc. - botánica. Se aplica en la fotointerpretación y en la determinación de especies forestales en general, cuestión especialmente compleja en inventarios tropicales. - anatomía y fisiología vegetales. Ayudan a conocer la forma, edad y crecimiento del árbol, parámetros de partida para el inventario de las masas forestales. - economía. El inventario es una actividad de ingeniería que incurre en unos costes que hay que localizar. Por otra parte, uno de los objetivos del inventario es la valoración, que considera el monte como un bien económico susceptible de ser valorado en unidades monetarias, para lo cual hay que conocer que variables y aspectos de los recursos forestales son relevantes para esa cuantificación. - aprovechamientos forestales y selvicultura. Los trabajos culturales y los aprovechamientos son una fuente estimable de datos para elaborar tarifas, tablas de producción y tablas dinerarias que permiten evaluar los recursos que genera el monte. Pero los aprovechamientos y la selvicultura también se apoyan en el inventario, porque se justifican en el conocimiento de las estructuras, existencias y posibilidades a través del inventario forestal. - ordenación. La ordenación de los montes es una forma de administración y no hay forma de administrar sin inventario, que es el que justifica el objetivo, el procedimiento para lograrlo y el que permite conocer el grado de cumplimiento del mismo. 2. Tipos de inventarios La intensidad y detalle en el inventario dependen de los objetivos perseguidos en el mismo, pudiéndose clasificar los inventarios de la forma que sigue, en orden creciente de precisión y decreciente en cuanto a ámbito de aplicación: 2.1. Primer nivel: Inventarios estratégicos Son inventarios destinados a presentar estadísticas sobre recursos forestales de regiones 3 extensas, con objeto de diseñar políticas forestales, en aquellos países donde existe política forestal, naturalmente. Estos inventarios pueden desplegarse en subniveles, desde provinciales a transnacionales (se incluyen aquí los inventarios forestales nacionales). En cualquier subnivel de planificación es necesario un diseño de inventario específico por lo que el inventario y la planificación debieran ir unidos, si bien conviene que vayan separados porque el inventario sirve para controlar los resultados de la planificación (NILSSON, 1991). 2.2. Segundo nivel: Inventarios tácticos Son inventarios encaminados a la ordenación de montes y se pueden dar en dos subniveles: - inventarios comarcales o de grupo de montes - inventarios de monte. Es deseable que los inventarios a escala monte se adapten a los inventarios nacionales para que las políticas nacionales o estrategias de empresa puedan traducirse en planes operativos, como se hace en algunos países muy desarrollados en el ámbito forestal ( JANZ, SINGH, 1991). 2.3. Tercer nivel: Inventarios operacionales Son inventarios encaminados a la realización de: - aprovechamientos - investigación forestal (parcelas de experimentación) - valoración (inventario para ventas de productos o terrenos forestales). En el punto siguiente, se comprueba que históricamente el inventario forestal se ha aplicado a objetivos del tercer nivel u operacionales, ante la necesidad de conocer las existencias realizables con vistas a su aprovechamiento más o menos inmediato. Esta concepción plantea un enfoque reduccionista del inventario, que lo convierte en: - cuantitativo. Se orienta principalmente al conteo de los árboles y la estimación de parámetros dasométricos como diámetro normal, altura maderable, diámetro de copa, etc. con los cuales se obtiene información derivada (volumen, calidad de la madera, estructura de la masa, etc.), aplicable con fines comerciales y para conocer el funcionamiento de los bosques. - estático. El inventario solo presenta una relación detallada de las existencias realizables, tanto en composición como en cuantía, sin estimar las variaciones previsibles en la producción del monte. Nos centraremos en lo sucesivo en este tipo de inventarios, cuantitativos y estáticos, por ser los más indicados como criterios de decisión en los aprovechamientos forestales. 4 3. Avances en el inventario forestal Como ya se ha dicho, el Inventario Forestal forma parte de la Dasometría. Esta ciencia nace del problema técnico de dar valor al volumen de los árboles, las masas y los productos forestales. La escasez de madera en Europa en el siglo XVII, motivada por su empleo creciente en la industria naval y metalúrgica, llevó a la necesidad de conocer las existencias, sobre todo de leñas, en los montes próximos a las ciudades. En montes de estructura sencilla la determinación de existencias se hacía visualmente, sobre unidades de inventario, controlándose la estimación por corta de áreas de muestra. La expansión industrial europea de los siglos XVIII y XIX empezó a valorar la producción forestal más como madera que como combustible. Por tanto, la estimación visual del volumen resultaba ya insuficiente puesto que había que distinguir existencias de diferentes productos madereros según calidades y tamaños. Aumentaron así las necesidades de información procedentes del inventario: composición por especies, clases de edad, existencias, etc. En general, se abandonó la estimación visual, siendo sustituida por métodos más precisos de medición de existencias, basados en la medida del árbol individual (RIESCO, 1995). En general, los inventarios forestales se clasifican como inventarios pie a pie (inventarios 100 %) o inventarios por muestreo. En los primeros todos los árboles de la masa forestal son objeto de alguna medición individual sencilla, generalmente el diámetro normal, y se utilizan cuando se necesita gran precisión en los resultados (PITA, 1973). La posibilidad de reducir costes movió al uso ocasional de técnicas de muestreo, ya en el siglo XIX, en la estimación de existencias de masas homogéneas. De hecho, el inventario sistemático por fajas ya se aplicaba el siglo pasado en los países escandinavos y actualmente se continúa empleando en inventarios tropicales. No obstante, el uso generalizado de los inventarios con técnicas de muestreo es bastante reciente. Hasta hace treinta años el inventario de recursos maderables por conteo pie a pie era la regla general, a escala monte o grupo de montes. En los inventarios por muestreo solo son objeto de medida algunos pies concretos, cuya selección se realiza siguiendo diversos criterios llamados diseños de muestreo. El inventario por muestreo se basa en que una muestra representativa del recurso forestal en estudio permite inferir las características de la población completa. Las técnicas para obtener muestras representativas y construir estimaciones a partir de ellas se basan en la teoría del muestreo estadístico. El inventario por muestreo ofrece datos con un nivel de error que se puede acotar estadísticamente, siendo éste tanto más reducido cuanto más intenso sea el muestreo. La determinación previa del error de muestreo admisible sirve para seleccionar el diseño de muestreo más adecuado. En efecto, en el muestreo se busca un equilibrio entre coste y precisión, tratando de fijar el coste para alcanzar la máxima precisión o fijar la precisión para alcanzar el mínimo coste. El muestreo es necesario cuando la medición es destructiva, como sucede en el apeo de árboles tipo. A partir de la Segunda Guerra Mundial los países industrializados se vuelven menos dependientes de la madera y más de otros recursos, por lo que surgen nuevas necesidades de 5 información y nuevos avances en el ámbito de la instrumentación dasométrica, en el estudio del árbol completo, etc. (JANZ, SINGH, 1991). Asimismo, se empezó a dar un valor para la media muestral con un intervalo de confianza dependiente de la desviación típica. El estudio de la correlación desplazó a los métodos de ajuste gráfico y supuso un gran avance en las herramientas auxiliares del Inventario Forestal como son las tarifas de cubicación y las tablas de producción, cuyo uso se ha generalizado, así como las aplicaciones informáticas en proceso de datos, en modelos complejos y en simulación. Las primeras tablas de producción que se elaboran en España mediante relaciones matemáticas (relaciones fundamentales) y no con ajustes gráficos o tanteos son las publicadas por Pita para Eucalyptus globulus del norte de España en 1966. Las tablas de producción son una ayuda al inventario puesto que tienen las siguientes utilidades: - clasificación de las unidades últimas de inventario según clases de calidad, para su agregación a otras equiproductivas - estimación rápida de volúmenes de una masa, conocidas su edad, calidad y área basimétrica. Sirve para hacer comparaciones pero nunca para sustituir al inventario. Frente al inventario por muestreo o el inventario pie a pie aparece recientemente el inventario tipológico (AUBRY et al, 1990). Es un método de descripción de existencias forestales y crecimientos por establecimiento de analogías visuales-cuantitativas entre la masa forestal a inventariar y la estructura forestal más semejante entre un conjunto de estructuras elementales establecidas para la región de que se trate. Ofrece gran rapidez en la toma y proceso de datos, con una aproximación en los resultados que puede ser suficiente en muchas aplicaciones. El Inventario Forestal es una disciplina que evoluciona y crece constantemente, perfeccionando técnicas y procedimientos aunque los principios básicos permanezcan sin variación. Se ha avanzado en la construcción y empleo de modelos, como las tablas de producción, técnicas de simulación informatizada, adaptación de instrumental de otras ciencias y en los medios y métodos de enseñanza. En general, la aplicación de la Ciencia Forestal no se ha producido en los países en desarrollo, comparando con los países de las zonas templadas y boreales. En aquellos se ha investigado para organizar y facilitar los aprovechamientos, sin aprovechar la abundante información que generaban las actividades forestales con vistas a un aprovechamiento sostenido. El objetivo productor en la gestión de los bosques se refleja en las técnicas de inventario, muy centradas en la estimación de existencias maderables de las especies de interés y muy vinculadas a la industria y al aprovechamiento forestal ya desde la fase de planificación del inventario (FRISK et al, 1992). 6 En definitiva, el ámbito propio del inventario forestal depende de las necesidades que tiene cada sociedad, que en cada momento histórico da más importancia a unas producciones que a otras. En el momento actual, el crecimiento demográfico, la progresiva urbanización, la escasez de materias primas, la degradación ambiental y la evolución de la ciencia y de la sociedad hacen que el monte sea fuente de más bienes y servicios cada vez, lo que hace que el inventario tenga una amplitud de miras, importancia y complejidad mucho mayor que hace unos años. Los cambios en el entorno del sector forestal que afectan al inventario son: - aumento del ámbito territorial objeto de inventario. Cada vez es más necesario salir del ámbito administrativo de cada monte, aislado del contexto comarcal o regional, y considerar la gestión forestal como parte de la ordenación del territorio y de la planificación física con base ecológica - mayor número de tipos de montes inventariables. Los montes adehesados, los cultivos forestales, los espacios protegidos, los montes no arbolados o con arbolado de porte arbustivo, etc. tienen una importancia superficial, ecológica y económica muy grande - modificación de las prioridades en la demanda de bienes y servicios del monte. Por ejemplo, en algunos países los aspectos ambientales están tomando importancia creciente sobre los aspectos tecnológicos en el manejo de los recursos forestales - mayor amplitud de los aspectos que interesan del monte. El paso de la producción única a la producción múltiple (incluyendo las externalidades y productos no comerciales como el propio ecosistema) exige el análisis cuantitativo del medio dado que la aproximación cualitativa al problema no lo resuelve. Se consideran hoy objeto de inventario todas las producciones del monte, que son de naturaleza conjunta e interdependiente: - producción primaria - directa madera - intermedia leñas y maderas de pequeñas dimensiones - mediata cortezas, resinas, frutos - producción secundaria - cinegética piezas de caza - piscícola peces pescables - ganadera cabezas de ganado - mineral gravas, arenas, cantería - producción terciaria - defensa contra la erosión hídrica, eólica y nival - recarga de acuíferos - depuración del aire y del agua - regulación del flujo de agua y nutrientes - reserva genética - producción paisajística, recreativa, científica, didáctica, social, etc. 7 4. Fases del inventario de existencias El inventario forestal se estructura en las siguientes fases: - justificación - definición de objetivos - reconocimiento del monte y su entorno - diseño del inventario de existencias - ejecución del inventario y elaboración de resultados. Con los resultados del inventario se procede a definir los objetivos para el aprovechamiento que se pretende realizar en función de unos recursos disponibles. El inventario vuelve a aparecer cuando se pretende medir los resultados para evaluar la eficacia de la intervención realizada (CAMP, DAUGHERTY, 1991). 4.1. Justificación del inventario La condición sistémica de los montes arbolados, la diversidad de utilidades que ofertan y las implicaciones económicas y sociales de su gestión obligan a que la necesaria toma de datos sea complicada y rigurosa. El inventario, por tanto, se convierte en un trabajo complejo que requiere trabajo en equipo con personal experto y abundante material auxiliar. Antes de emprenderlo hay que estudiar su oportunidad y utilidad futura, justificando razonadamente la necesidad del inventario e indicando los organismos o personas interesadas en la información resultante (MADRIGAL, 1994; VILLANUEVA, 1991). 4.2. Definición de objetivos Se avanzan en esta fase los objetivos provisionales del inventario, por el momento poco detallados. El objetivo del inventario determina su diseño. Por tanto, antes de planificar el inventario hay que saber qué resultados queremos conocer. En general, si alguien tiene que tomar una decisión sobre un asunto lo primero que debe hacer es recabar la información disponible al respecto. Cuando la información necesaria es difícil de obtener es un especialista el que se encarga de conseguirla. Para ello, lo primero que tiene que saber es qué información necesita el agente que decide, lo cual no siempre es fácil de averiguar. Los objetivos del inventario pueden ser muy variables por lo que no hay un diseño único estable y adecuado. Pueden ser necesarios varios inventarios sobre la misma masa para atender a objetivos diferentes. Por ejemplo, a una industria forestal le interesa un muestreo intenso pero midiendo pocas variables puesto que lo que necesita conocer del monte es la cantidad que alberga de un recurso concreto que usa como materia prima, como puede ser la cantidad de madera disponible para trituración en toneladas. Por otra parte, a una entidad pública le interesa un muestreo menos intenso pero en el que se midan más variables, puesto que la administración pública representa los intereses de toda la sociedad y debe conocer en cierta medida todas las 8 facetas del medio forestal. Otro ejemplo es el de las regiones con grandes recursos poco explotados, en las que se tiende a inventarios extensos para elaborar estadísticas con vistas a planes de desarrollo (inventarios del primer nivel). Por el contrario, en regiones como Europa, con montes muy explotados, los inventarios son muy intensivos y con vistas al aprovechamiento ordenado (2º y 3º nivel). Las necesidades de información son distintas en cada caso, por lo que la metodología a emplear es diferente, influyendo también en la misma los medios disponibles. El nivel de detalle que se exija a la información procedente del inventario marcará la intensidad del mismo. 4.3. Reconocimiento del monte y su entorno Se ofrece una descripción de la zona con la extensión aproximada de sus diversas partes. Se procede a recopilar la información relevante que exista sobre el monte y su entorno: - estado legal (aspectos jurídicos y administrativos) - estado natural (características del medio físico y biológico, incluyendo las intervenciones humanas, que repercuten a corto plazo sobre la masa) - estado socio-económico (control de las inversiones efectuadas y de los ingresos procedentes del recurso forestal, si los hubiera, y análisis de los factores externos de importancia, como la infraestructura viaria del monte, que repercute directamente en el coste del inventario). 4.4. Diseño del inventario El análisis del recurso forestal, junto con su medio natural y su entorno económico y humano, permite evaluar todos los valores, potencialidades y limitaciones del recurso forestal en estudio. En efecto, en un inventario es importante conocer no solo las existencias sino la potencialidad productiva del sistema forestal, es decir, hay que saber lo que el monte puede dar de sí para un recurso forestal concreto o para una combinación de varios recursos. Para ello se estima la calidad de la estación, que indica la capacidad productiva de un área forestal específica para una especie determinada. La medida de esa capacidad productiva es el índice de sitio, definido como altura promedio de los árboles dominantes y codominantes a una edad índice determinada. En función de la información disponible a priori, ya recabada en el punto 4.3. (visitas iniciales de reconocimiento, mapas, fotos, experiencia anterior en logística, datos de costes, medios disponibles, etc.) se elige el tamaño de las unidades de muestreo, el número de unidades, el criterio de selección de las mismas dentro de la población, el porcentaje de muestreo, los aparatos necesarios para las mediciones, las fórmulas de cálculo de existencias, los 9 procedimientos de cálculo y otros parámetros de interés (EK, 1991). Dependiendo de la información que se vaya buscando con el inventario se decidirá qué variables van a ser objeto de medida directa (diámetro, altura, etc.), en qué rango de valores va a efectuarse las mediciones y el error admisible para las mismas. Se debe determinar qué variables conviene calcular a partir de las anteriores (volumen total con corteza, volumen maderable, volumen para trituración, toneladas para trituración, volumen de leñas, área basimétrica, número de pies por hectárea, volumen del pie de medio, coeficiente mórfico, porcentaje de corteza, etc.) y que parámetros complementarios interesa estimar (pedregosidad, erosión, regeneración, etc.), con los intervalos en los que interesen dichas variables. Mediante relaciones matemáticas válidas para la zona del inventario (tarifas de cubicación o de ordenación) se estima la variable de interés para cada árbol o masa tomando como variable de entrada la variable individual que se midió en cada pie de la muestra o de la población completa. También se puede realizar la medición directa sobre el árbol de la variable de interés, procedimiento más costoso pero más preciso. Las tarifas a emplear en el inventario se pueden obtener de la bibliografía especializada o se pueden construir ex profeso para el inventario que se esté realizando, mediante técnicas de regresión. La regresión debe basarse en datos representativos de un plan de muestreo insesgado, amparado en la hipótesis biológica de que las variables están correlacionadas. La alta correlación entre dos variables no significa una relación de causa-efecto entre las mismas, ya que puede existir una tercera variable que influya sobre ambas y que no haya sido considerada (AVERY, BURKHART, 1983). Los datos de cada árbol individual se acumulan para todos los pies de la masa y se presentan para el total de la población o por unidad de superficie muestreada. Veamos algunos ejemplos de variables medidas y variables calculadas. En un inventario usual de recursos maderables interesará conocer el diámetro normal, la altura maderable mejor que la altura total, el espesor de corteza, la calidad de los fustes, etc. para estimar la cantidad de madera aprovechable (metros cúbicos totales, toneladas totales o cantidades de cada calidad de producto) y también se mide la densidad de la red de vías de saca, la pendiente del terreno, etc. para estimar el coste del aprovechamiento (coste total o por metro cúbico o por tonelada). En un inventario de fauna terrestre se realizarán censos para registrar número de avistamientos o capturas, número de restos detectados, etc. con los que obtener densidades absolutas (número de individuos por unidad de superficie) o relativas (índices de abundancia). Estos inventarios precisan también análisis del medio, dada la estrecha relación entre fauna y tipo de hábitat. Los métodos estadísticos de muestreo son análogos a los utilizados para recursos maderables (EK, 1991). Cuando el objeto es analizar el posible uso recreativo del monte, el inventario nos dice que áreas tienen la mayor aptitud recreativa para destinarlas a esa función, dentro de una