©Revista Latinoamericana de Recursos Naturales

2019, Vol. 15 Núm. 1 Revista Latinoamericana de Recursos Naturales UNA REVISTA MULTIDISCIPLINAR Instituto Tecnológico de Sonora

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista interdisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica. Consejo Editorial Editores: Fernando Lares Villa ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. Editor técnico: Marisol Cota Reyes ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. REVISTA LATINOMAERICANA DE RECURSOS NATURALES, Año 15, No. 29, enero-abril 2019, es una publicación tetramestral editada y publicada por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), a través de la Dirección de Recursos Naturales, con domicilio en 5 de Febrero No. 818 sur Apdo. 335 C.P. 85000, Ciudad Obregón, Sonora, México. Tel:(644)4100923, www.itson.mx, [email protected]. Editor responsable: Dr. Fernando Lares Villa. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2016-041414023300-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de éste número, Ing. Roberto Munguía Valencia, con domicilio en 5 de Febrero 818 Sur, Col. Centro, Ciudad Obregón, Sonora, CP. 85000, fecha de última modificación, 30 de abril de 2019. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Tecnológico de Sonora. © Todos los derechos reservados.

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Influencia de los impactos antrópicos sobre la evolución del bosque de manglar en Puerto Colombia (Mar Caribe colombiano) H. Sánchez-Moreno1*, H.J. Bolívar-Anillo1, D.A. Villate-Daza2, G. Escobar-Olaya2, G. Anfuso3 (1): Laboratorio de Investigación en Microbiología, Facultad de Ciencias Básicas y Biomédicas, Universidad Simón Bolívar, Carrera 59 No. 59-65, Barranquilla, Atlántico, Colombia. (2): Grupo de Investigaciones Marino Costeras GIMAC, Escuela Naval de Suboficiales ARC Barranquilla, Colombia. (3): Departamento de Ciencias de la Tierra, Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Cádiz, España. Importance of human impacts on the evolution of Puerto Colombia mangrove swamp (Colombian Caribbean Sea) Abstract Mangrove swamps constitute ecosystems of great importance in coastal areas, their ecological services being an important and essential resource for local inhabitants. Colombia is the only country in South America with 3,000 km of coastline extended along the Pacific Ocean and the Caribbean Sea, and shows 300,133 hectares of mangrove swamps. Approximately 40,000 hectares of them have been greatly affected in past 30 years by different activities such as the construction of motorways, seawalls, touristic facilities, tree felling, etc. This study deals with the characteristics, human impacts and recent evolution of the mangrove swamp located at Puerto Colombia (Barranquilla, Colombia). The mangrove swamp can be divided onto two sectors (north and south) that present clear differences in the abundance of superficial water, number and types of mangrove plants. Main stressing factors that conditioned the evolution of this system were: i) the alteration of the hydrological characteristics, due to the diminution of fresh water supplies for the channelization of the northern and central streams and the deepening of the southern one; y ii) coastal erosion processes due, in last decades, essentially to the construction of several groins updrift of the mangrove swamp, which recorded a great retreat (swamp width varied from 134 m in 2004 to 24 m in 2017). As a result of mentioned actuations, a large sector of the investigated mangrove swamp was eroded. Ecological recuperation must be based on the recovery of adequate hydrodynamic conditions, the implementation of nourishment projects and the planting of both Rizophora mangle (on the seaward side) and Avicennia germinans (on the landward side of the swamp). Key words: Avicennia germinans; Barranquilla; Erosion; Hydrodynamic; Rizophora mangle. Resumen Los bosques de manglar son ecosistemas de gran importancia para las zonas costeras y constituyen una fuente de sustento para muchos de los habitantes de dichas zonas. Colombia es el único país de América del Sur que presenta más de 3,000 km de costa sobre el océano Pacífico y el Mar Caribe, lo que le permite contar con bosques de manglar con una extensión de aproximadamente 300,133 hectáreas. Sin embargo, en los últimos 30 años, aproximadamente 40,000 hectáreas de estos bosques han sido alteradas por actividades tales como la construcción de carreteras, muelles, infraestructuras turísticas, tala indiscriminada, entre otras. En este estudio se establecieron las características, impactos antrópicos y evolución reciente del bosque de manglar ubicado en el litoral de Puerto Colombia (Barranquilla, Colombia). Actualmente el bosque puede ser dividido en dos sectores (norte y sur) con claras diferencias en cuanto a la presencia de agua superficial, número de *Autor de correspondencia. E-mail: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 1

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 especímenes y estado de los mismos. Los principales factores de estrés que fueron identificados y que impactaron en la evolución de este ecosistema fueron: i) la alteración de la hidrología del bosque, debida a la disminución de los aportes de agua dulce por el encausamiento de los arroyos norte y central y el descenso de la cota de fondo del arroyo sur y ii) los procesos de erosión costera que afectaron el área y debidos, en las últimas décadas, esencialmente al emplazamiento de varios espigones aguas arriba del bosque su ancho pasó de 134 m en 2004 a 24 m en 2017. Actividades encaminadas a restablecer la hidrología, la siembra de especies de Rhizophora mangle en la parte hacia mar y Avicennia germinans en la parte hacia tierra del bosque, así como proyectos de regeneración de playa, podrían permitir la restauración del ecosistema. Palabras claves: Avicennia germinans; Barranquilla, Erosión; Hidrodinámica; Rizophora mangle. Introducción mamíferos (Nagelkerken et al., 2008; Walters et al., 2008). Desde el punto de vista socio- Los bosques de manglar constituyen un económico, a nivel mundial, los manglares son la ecosistema interdependiente y singular, localizado base de la economía de muchas regiones costeras en medio del bosque seco tropical, los humedales y aportan US$1.6 billones anuales en servicios de agua dulce, las cuencas hidrográficas y los eco-sistémicos (Barbier, 2016; Giri et al., 2011; ecosistemas marinos tales como las praderas de Hamilton y Casey, 2016). fanerógamas y las formaciones de arrecifes de A nivel global, los ecosistemas de manglar cubren coral. Constituyen ecosistemas dominados por aproximadamente una superficie de 150,000 km2, asociaciones vegetales costeras tropicales y cuyas mayores extensiones se encuentran en Asia subtropicales que tienen características (42%), África (20%), América del Norte y Central morfológicas, fisiológicas y reproductivas que les (15%), Oceanía (12%) y América del Sur (11%) permiten vivir en ambientes anóxicos, con (Barbier, 2016; Giri et al., 2011; Hamilton y influencia salina, inundados e inestables en zonas Casey, 2016). Actualmente se encuentran bajo una costeras normalmente influidas por inmensa presión debido a la tala indiscriminada desembocaduras de corrientes de agua dulce relacionada con el cambio en el uso del suelo, las permanentes o estacionales, por lo cual los alteraciones hidrológicas, el derrame de sustancias manglares presentan adaptaciones morfológicas y químicas y el cambio climático, entre los cuales el ecofisiológicas que les permiten sobrevivir en aumento del nivel del mar se vislumbra como la estos hábitats tan dinámicos (Giri et al., 2011; mayor amenaza para estos ecosistemas (Ellison, López-Angarita et al., 2016). 2015; Giri et al., 2011). Las tasas anuales de La importancia y función ecosistémica del bosque pérdidas de manglar a nivel mundial se han de manglar se puede definir desde el punto de estimado en alrededor del 2 % en el periodo vista científico, ecológico, estético, recreacional, comprendido entre 1980 y 1990, de 1 % entre social y económico. Así, desarrollan un papel muy 1990 y 2000 y de aproximadamente el 0.16% importante en el aporte de materia y energía a entre 2000 y 2012. Si dicha tasa continua, los otros sistemas, tienen un gran valor como bosques de manglar podrían llegar a una pérdida evapotranspiradores y sumideros naturales de de su funcionalidad en menos de 100 años (Lee et CO2, y constituyen agentes detoxificadores, es al., 2014; Lewis, 2005; Rönnbäck et al., 2007). decir, funcionan como trampas naturales de En Colombia los manglares tienen una extensión contaminantes (Lee et al., 2014; Polidoro et al., aproximada de 300,133 ha, de las cuales 69,894 2010). Cabe también destacar su rol de protección ha se encuentran en el litoral Caribe; el cual frente a la erosión e inundación costera en cuanto cuenta con cinco especies de mangles de las nueve amortiguan la energía del viento y del oleaje sobre reportadas para el país, de las cuales, Avicennia la costa (Lee et al., 2104; Sandilyan y Kathiresan, germinans y Rhizophora mangle son las más 2015; Walters et al., 2008). Además, el bosque de abundantes, seguidas por Laguncularia racemosa, manglar constituye un refugio y un lugar de Conocarpus erectus y Pelliciera rhizophorae alimentación y anidación de diversas especies de (Agudelo et al., 2015; Álvarez-León, 2003). Sin insectos, crustáceos, anfibios, reptiles, aves y embargo, se calcula que en los últimos 30 años 2

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 aproximadamente 40.000 ha de bosque de El bosque de manglar investigado se localiza en el manglar en Colombia han sido alteradas por municipio de Puerto Colombia, en el actividades tales como la construcción de Departamento del Atlántico, Caribe colombiano carreteras, muelles, infraestructuras turísticas, (Figura 1). Dicho municipio presenta una expansión de las fronteras urbanas, agrícolas e extensión aproximada de 93 km² y se integra en el industriales, tala indiscriminada, entre otros Área Metropolitana de la ciudad de Barranquilla. (Valero et al., 2011). Dicha desaparición, tanto a El municipio posee aproximadamente 162 ha de nivel internacional como en Colombia, ha causado bosque de manglar (INVEMAR, 2005). El bosque graves impactos ambientales, sociales y objeto de este estudio (10°59’30.14\"N y económicos a las comunidades locales y usuarios 74°57’25.98”O) presenta una cobertura actual de de estos ecosistemas (Valero et al., 2011). El 1.62 ha y está ubicado frente a la parte inicial del bosque de manglar bajo este estudio se encuentra paseo marítimo. ubicado en el municipio de Puerto Colombia El litoral del caribe colombiano posee un clima de (departamento del Atlántico), el cual posee un tipo tropical húmedo con precipitaciones área estimada de 162 ha de bosques de manglar bimodales que suelen concentrarse en dos épocas muchos de los cuales están alterados por diversas (noviembre a abril y julio a septiembre). Las actividades antrópicas (INVEMAR, 2005). El mareas en el caribe colombiano son de tipo diurno objetivo de este estudio es conocer el proceso mixto con rango micro-mareal (< 2 m), con evolutivo del bosque de manglar ubicado en el variaciones que oscilan entre los 20 y los 50 cm. malecón de Puerto Colombia e identificar los Durante el periodo seco (diciembre-marzo) los principales impactos antrópicos que han vientos se aproximan del primer cuadrante con conllevado a su degeneración. Probablemente las velocidad media inferior, en la mayoría de los alteraciones en la hidrología del bosque debido a casos, a los 10-12 m/s y valores máximos de 16- diferente obras civiles, así como la construcción 18 m/s (Figura 2); las rachas más fuertes se de espigones aguas arriba han conllevado a asocian a los vientos del Noreste (NE). Valores procesos erosivos y pérdida de la capacidad de más bajos se observan en septiembre-noviembre y autoregeneración de un sector de este bosque. Los son generalmente asociados a vientos del Este (E). resultados de este estudio pueden ser útiles para el El comportamiento bimodal, asociado al patrón de diseño de programas encaminados a la los vientos alisios del NE, condiciona la restauración y conservación de este ecosistema tan distribución y las características del oleaje (H). En prioritario en la estrategia de adaptación de esta cuanto a los promedios anuales del Hmax, región al cambio climático global. destacan variaciones de 0,81 hasta 4,46 m. Datos elevados de Hmax (≥ 4 m) se presentan durante Materiales y métodos febrero-marzo por la fuerte intensidad de los vientos alisios (CIOH, 2009). Zona de estudio Figura 1. a) Mapa de localización de la zona de estudio y b) detalle del bosque de manglar (arroyos y laguna de oxidación). 3

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Figura 2. Dirección y velocidad media del viento (m/s) y dirección y altura significativa (hs) del oleaje durante el periodo seco (diciembre-marzo). El bosque presenta una forma alargada norte-sur desarrolla en la parte posterior de la playa, una con una longitud aproximada de 470 m a lo largo zona de inundación irrigada por agua dulce de de su eje principal, y de 95 m a lo largo de su escorrentía desde el continente y agua marina dimensión más corta (Figuras 1 y 3). Hacia mar, proveniente del oleaje y la cuña salina, todos estos el bosque presenta una playa arenosa con diferentes aportes generan en el lugar un gradiente amplitud que va de los 45 a los 95 m, donde se de condiciones salinas y un nivel freático observó una alta presencia de restos vegetales y oscilante. residuos plásticos (Figura 4a). La playa está El agua de origen continental llega al bosque por limitada al norte por un espigón de tres vías: i) un canal proveniente de las lagunas de aproximadamente 250 m de longitud (Figuras 1 y oxidación del municipio que desemboca al mar a 4b). Otro espigón, de unos 90 m, se observa al sur, un costado de la parte norte del bosque; ii) en la pero distanciado del bosque (Figura 1). Hacia parte media desemboca un canal que recoge aguas tierra, el bosque está limitado por un paseo de la escorrentía de un área urbana cercana; y iii) marítimo o malecón de hormigón en el que en la parte sur desemboca un canal que lleva agua circulan vehículos y la parte hacia tierra está de escorrentía de un área urbana más amplia totalmente urbanizada. En detalle, el bosque se (Figura 3). Figura 3. Foto aérea del bosque de manglar obtenida mediante dron. 4

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Figura 4. Restos vegetales y residuos plásticos en la playa en frente del bosque de manglar (a) y espigón que limita al norte la playa (b). El arroyo de agua dulce que llega a la parte norte En el extremo suroriental se encuentra la del bosque tiene un caudal permanente desembocadura de un arroyo intermitente (más aproximado de 40 L/s (C.R.A., 2017) y constituye activo en la época de lluvia) y visiblemente de el efluente de salida de la laguna de oxidación del menor caudal con respecto al localizado en el municipio que se encuentra ubicada a 1.6 km extremo norte. Hasta el año 2004 según imágenes hacia tierra (Figuras 1 y 3). En dicha laguna de satelitales dicho arroyo desembocaba en el interior oxidación se trata una parte de las aguas servidas del bosque dando lugar a una inundación una del municipio y, en su trasiego por la zona urbana, inundación laminar que llegaba hasta la línea de el canal recibe múltiples vertimientos de aguas costa. El arroyo funcionó de esta manera hasta el domésticas lo que aumenta la carga de materia año 2016 cuando su cauce fue rectificado para orgánica, además por ser un canal a cielo abierto desembocar directamente al mar y su cota de se observa la presencia de desechos, fondo fue profundizada. especialmente plásticos arrojados por la comunidad. Al llegar a la línea costera, dicho Análisis estructural del manglar arroyo forma una pequeña laguna caracterizada El análisis estructural del manglar se llevó a cabo por una fuerte contaminación orgánica y presencia en dos parcelas de 35x25 m que se consideran de desechos. Este canal inicialmente fue de representativas de dos partes muy uniformes en carácter estacional, hasta que en el año 1998 se las que se puede dividir el bosque (norte y sur) puso en funcionamiento la laguna de oxidación, teniendo en cuenta el estado de los árboles y las aunque probablemente ya en años anteriores el condiciones de la hidrología. En detalle, cada canal empezó a recibir de manera constante aguas parcela se dividió en cuatro partes para facilitar la residuales no tratadas perdiendo así su carácter ubicación de los árboles y, en cada parte, se estacional. Durante los años 2013–2014 este midieron los siguientes parámetros: número de afluente se canalizó con revestimiento de concreto árboles, estado de los árboles y neumatóforos, hasta el paseo marítimo, antes de desembocar al diámetro a la altura del pecho (DAP, por medio de mar. La parte central del bosque recibe agua dulce cinta métrica), especie de manglar, altura de cada a través de una obra de drenaje ubicada en la árbol (por medio de una vara graduada) y el nivel carretera del malecón, este aporte se ha visto freático mediante una excavación desde la amenazado por el desarrollo urbano de los superficie del suelo hasta el punto donde se alrededores, sin embargo, sigue funcionando estabilizó el agua. La salinidad del agua freática estacionalmente y el agua que ingresa por este fue medida mediante una sonda multiparamétrica canal al bosque contiene una alta carga orgánica. modelo EXO 1 (YSI). 5

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 En relación con el estado de los árboles, estos temporal de la línea de costa y su efecto en el desarrollo y estado actual del bosque de manglar fueron clasificados de la siguiente forma: a) se realizó a partir de la interpretación de diferentes “bueno” cuando el follaje se encontraba en buen mapas antiguos (Mapa Brigadier Fidalgo, 1792- estado, b) “regular” cuando se observó pérdida 1812) y de fotografías aéreas e imágenes de visible de hojas y c) “malo” cuando se observó satélite. En el cuadro 1 se presentan los documentos utilizados. ausencia completa de hojas y/o el árbol se encontraba completamente seco. La evolución Cuadro 1. Documentos utilizados para el análisis de la evolución de la línea de costa: (1) error medio cuadrático, (2) Instituto Geográfico Agustín Codazzi, (3) Imagen de satélite SPOT, (4) Imagen obtenida por medio de dron, (5) Google Earth Pro. Documento Escala Característica Fuente RMSE(1) (m) 1930 01:30.3 Color IGAC(2) 10 1976 01:06.6 Blanco y negro IGAC 1,76 1981 01:06.6 Blanco y negro IGAC 1,88 2011 3,36 2012 01:05.5 Color Google Earth 3,36 2015(3) 01:05.5 Color Pro(5) 2017 02:23.9 Color 0 2018(4) 01:05.5 Color Google Earth 3,36 0.334027778 Color Pro 0 SPOT Google Earth Pro PROPIA La mayoría de los documentos corresponden a Bogotá. Mediante el software ArcGIS 10.3.1 se fotografías aéreas con diferentes escalas y posicionaron las imágenes mediante proporcionadas por el Instituto Geográfico transformación polinomial de primer orden Agustín Codazzi (IGAC). Las fotografías se obteniendo errores planimétricos permisibles utilizaron para identificar y cartografiar formas (Crowell et al., 1991; Moore, 2000). El error costeras (el bosque de manglar, las playas, las asociado a la distorsión de las fotografías fue estructuras de protección, entre otras), cuyas controlado en los documentos con estimaciones características fueron confirmadas mediante visuales que comparaban la fotografía aérea detalladas inspecciones en campo. El contacto georreferenciada con el mapa base. El error medio entre el “flujo-reflujo” y la playa seca se cuadrático (RMSE) se calculó usando los puntos consideró como indicador de la línea de costa ya de control para cada fotografía utilizada (Rangel- que se trata de un ambiente micro-mareal (Boak y Buitrago et al., 2015). En la delimitación de las Turner, 2005; Moore, 2000; Pajak y Leatherman, líneas de costa se minimizaron los errores 2002). topológicos, estocásticos y de generalización La georreferenciación de las imágenes del IGAC mediante Stream y point mode, de Argis 10.3.1. se realizó con base en imágenes de alta resolución Las tasas de erosión/acumulación fueron espacial del Google Earth Pro, a partir de puntos establecidas mediante Digital Shoreline Analysis de control (9 puntos por imagen) considerando el System (DSAS) y End Point Rate (EPR) (Anfuso sistema de referencia D_WGS_1984, UTM Zona et al., 2016). 18 Norte que, posteriormente, se rectificó con el sistema de coordenadas Sirgas UTM Datum 6

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Figura 5. Diámetro (medido a la altura de pecho, DAP) y altura de A germinans y estado del manglar en los dos sectores (norte y sur). Resultados plásticos), hojas y ramas secas (Figura 7 c, d). Los neumatóforos observados fueron escasos, débiles Análisis del estado actual del sector sur y norte y muchos de ellos se encontraban secos y no se del bosque. observaron plántulas. En la parte más al norte de En el sector sur se contabilizaron 88 árboles, en este sector se registró la presencia de agua un 99% conformados por la especie Avicennia superficial y árboles en mejor estado, germinans y un 1% por Laguncularia racemosa. neumatóforos de aspecto funcional y presencia de El DAP y altura promedio de A. germinans fueron plántulas de A. germinans. de 41.75 cm y 12.86 m, respectivamente (Figura 5). En cuanto al estado de los árboles, el 43% Fig. 6. Copas de árboles en los dos sectores analizado. fueron clasificados con estado bueno, el 17% regular y el 40% en mal estado (Figura 5). En la figuras 6 y 7 (a y b) se muestran imágenes de las copas de los árboles y detalle de las hojas; es de resaltar que las hojas presentan daños en su estructura, con pérdida de la capa superficial (epidermis) y/o perforaciones en la lámina. Sin embargo, en el momento del estudio no se observó ningún organismo que pudiera estar asociado a este daño. En cuanto al terreno, éste presentaba ausencia de agua superficial en ¾ partes, un nivel freático a una profundidad de la superficie de 33 cm y salinidad del agua freática de 75.8 ‰. También se registró la presencia de residuos sólidos (esencialmente constituidos por 7

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 En el sector norte se evidenció la presencia de 113 árboles conformados en un 100% por la especie Avicennia germinans. Su DAP y altura promedio fueron de 32.83 cm y de 9.61 m, respectivamente. En cuanto al estado de los árboles, el 67% fueron clasificados con estado bueno, el 14% regular y el 19% en mal estado (Figura 5). El sistema foliar de este sector del bosque presentaba las mismas características del sector sur. Sin embargo, en este sector se observó una gran cantidad de neumatóforos con aspecto saludable y presencia abundante de plántulas (Figura 7e). En cuanto al terreno, éste presentaba agua superficial abundante y un nivel freático a una profundidad de 12 cm y salinidad de agua freática de 36.5 ‰ (Figura 7f). Evolución de la línea de costa. Figura 7. Detalle de las hojas (a, b), residuos plásticos, Conforme al mapa del delta del río Magdalena, hojas y ramas secas en el suelo (c, d) y detalles de redactado entre 1792 y 1812 por el Brigadier neumatóforos (e) y aguas superficiales (f). español Fidalgo, y cuya línea de costa se ha reportado en la Figura 8a, a principios de 1800 el delta del Magdalena presentaba una forma muy simétrica (Figura 8b) y el canal principal del río desembocaba hacía el Oeste. Tal como se observa en la Figura 8a, la desembocadura presentaba numerosas islas barreras y flechas litorales arenosas de grandes dimensiones (Restrepo y López, 2008). Figura 8. Delta del río Magdalena representado a principios de 1800 (a) y en su forma actual (b). 8

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Dichos cuerpos arenosos se iban desplazando en Magdalena (Figura 8b), los espigones que el sentido del transporte litoral principal hacia el favorecieron una gran erosión en el lado oeste del Suroeste (SO). El más amplio, denominado Isla delta (Figura 8b). En las décadas siguientes, 1986 Verde, se unió a otras islas barreras menores y y 1995, (Figura 9), los sedimentos se adosaron a formó una gran flecha litoral (Figura 9). Al abrigo tierra y continúan su migración hacia el SO de esta gran flecha litoral (Figuras 8a y 9) se formando una pequeña e incipiente flecha en construyó en 1888 el muelle de Puerto Colombia, Puerto Velero que va creciendo y migrando en el el primer puerto comercial de Colombia por tiempo hacia el SO a expensas de los acúmulos en donde se exportaron principalmente tabaco, y café Puerto Colombia, tal como se evidencia en la (Posada-Carbó, 1997). En 1930 (Figura 9), Isla figura 9. En 2015 se registró un retroceso de casi Verde presentaba una longitud de más de 10 km y 1,000 m en correspondencia del muelle y una gran un ancho de varios cientos de metros. En 1935 se migración de la flecha de Puerto Velero. construyeron en la desembocadura del río Figura 9. Evolución entre 1930 y 2015 del tramo de litoral entre Salgar y Puerto Velero. En cuanto a la evolución del bosque de manglar, sigue su migración hacia el SO. En 1981 (Figura en la figura 10 se destaca cómo en 1976 aparece ya un pequeño bosque (aprox. 3.643 m2), 10), el bosque de manglar está todavía protegido protegido por una ciénaga (actualmente denominada ciénaga de Balboa, que hoy en día (sobre todo en el sector central y meridional), por está localizada más al sur), cerrada por una lengua de arena formada por las barras arenosas que se la ciénaga y presenta buenas condiciones y gran han unido a la costa y que entierran el muelle de extensión (aprox. 86.640 m2). En 2015 el bosque Puerto Colombia. En los años siguientes, este gran cuerpo arenoso que tiene varios cientos de presentaba una extensión aproximada de 17.835 metros y que delimita la actual ciénaga de Balboa, m2, y no estaba protegido por la barra arenosa la cual ha migrado hacia el SO (Figura 10). La tendencia continúa en siguientes años y en 2018 el bosque presenta un área aproximada de 15.872 m2. 9

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Figura 10. Formación y evolución del bosque de manglar de Puerto Colombia y de la ciénaga de Balboa La erosión observada en las últimas décadas mientras que el litoral al norte del mismo registra (Figuras 11 y 12) no depende solamente de la un avance debido a la construcción de los migración hacia el SO de las islas barreras espigones 1, 2 y 3 (Figura 12). Los espigones descritas anteriormente, sino también de las atrapan los sedimentos transportados por las actuaciones antrópicas, esencialmente, la corrientes litorales y favorecen un avance del construcción de varios espigones (Figura 12). litoral de 60 a 90 m, aguas arriba de las Así, tal como se observa en las figuras 9 y 10, el estructuras, es decir, al norte. El avance del litoral litoral de Puerto Colombia presentó un marcado aumenta en los años siguientes en los que se retroceso en el periodo 1985-2015. Mediante un emplazan los espigones 4 y 5; el espigón 4 da análisis a mayor escala espacial y temporal lugar a un avance de casi 200 m entre 2012 y llevado a cabo por medio de imágenes de Google 2015; por el contrario, durante el periodo 2015- Earth, se observa como en 2004 el bosque estaba 2017 no se registran grandes variaciones. Sin directamente sujeto a la acción del oleaje embargo, las grandes cantidades de sedimentos incidente y no está protegido por cuerpos arenosos atrapados por los espigones dejan de alimentar el (Figura 11). En ese año el bosque tenía un ancho litoral frente al bosque de manglar que registra un en su parte central de 134 m que se van importante retroceso (años 2013 y 2016). reduciendo en los años siguientes, e.g. 112 m en Finalmente, en 2017 la línea de costa parece 2007. En el periodo 2011-2017 se observa un estable y una playa se forma delante del bosque paulatino aumento del retroceso del bosque y un debido a la construcción, en proximidad del crecimiento al norte del mismo debido a la muelle, de un espigón en 2016 de unos 70 m de construcción de seis espigones de longitud longitud que atrapa parte de los sedimentos que variable entre los 70 y 250 m aproximadamente. migran hacia el sur, y al trasvase de sedimentos de En detalle, en 2011 el bosque de manglar registra la parte norte a la parte sur del espigón 1 que se ha erosión, con un ancho en su parte central de 73 m, ido colmatando con los años (Figuras 11 y 12). 10

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Figura 11. Evolución del bosque de manglar a partir de imágenes de Google Earth. Los valores (m) indican el ancho del bosque en su parte central. Figura 12. Evolución reciente del litoral frente al bosque. El número indica el orden de construcción del espigón. 11

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Discusión flecha presentaba una longitud parecida a la inicial, pero era más estrecha y, debido a la falta Los bosques de manglar son alterados de aportes sedimentarios del río, llegó a romperse. principalmente debido a factores de estrés tales Además, la erosión del lado oeste del delta ya no como los cambios en las fuentes principales de generaba suficientes aportes para que la flecha energía (oleaje, corrientes litorales, escorrentías mantuviera su carácter de estructura sedimentaria de agua dulce, entre otras), la eliminación de drift aligned, es decir aquella típica de una flecha fotosintatos antes de ser almacenados o usados alargada en el sentido del transporte dominante, por las plantas, la pérdida de nutrientes del suelo o con una extremidad unida a tierra y otra libre del sistema y aquellos que perturban el (Anfuso et al., 2015). Como resultado la flecha se metabolismo del manglar (Lewis, 2005). La rompió y formó varias islas barreras que pasaron a erosión costera ocasionada por factores tales como ser estructuras swash aligned, por tanto, la subida del nivel del mar, las variaciones en la estructuras no alargadas en el sentido del energía del oleaje incidente sobre el litoral transporte litoral pero normalmente a la dirección (llegada de mayor energía a la costa, por ejemplo de aproximación del oleaje. Dichas estructuras debido a cambios en las trayectorias e intensidad migraron hacia tierra por la acción del oleaje hasta de huracanes, etc.), y a un déficit sedimentario que se adosaron al litoral en 1959, dando lugar a debido a alteraciones de cursos fluviales; un gran avance de la línea de costa en represamiento de ríos; o actuaciones antrópicas correspondencia de Puerto Colombia (el muelle se que modifican el transporte litoral, están entre las quedó enterrando y perdió utilidad), situación que principales causas de las pérdidas o alteraciones se mantuvo hasta 1995 (Anfuso et al., 2015; de los bosques de manglar (Lewis, 2005; Rangel- Martínez et al., 2010). Durante los años 50 y 60, Buitrago et al., 2015). En este sentido, en cuanto a los cuerpos arenosos que se adosaron al litoral, la evolución de la línea de costa en favorecieron el establecimiento y crecimiento del correspondencia al bosque de manglar de este mangle, que se desarrolló sobre todo a partir de estudio, aunque varios autores destacan la los 70. En detalle, el aumento de la cobertura del influencia de los procesos neotectónicos (Vargas, bosque en el periodo 1976-1981 se debió a la 2012), ésta se encuentra estrictamente relacionada llegada continua de agua dulce por el arroyo con los aportes del río Magdalena y las obras ubicado en su parte norte que actualmente antrópicas que se realizaron en su desembocadura recolecta las aguas de la laguna de oxidación. en los años 30 (Anfuso et al., 2015). Antes de la Aunque las obras para la construcción de dicha construcción de los espigones, en la laguna sean evidentes en la foto de 1976 (figura desembocadura del río Magdalena se daban 10), la laguna empezó a funcionar solamente a numerosos cuerpos arenosos, relacionados con los principios de los noventa. Cabe suponer que, a copiosos aportes sedimentarios del río (Restrepo y partir de algún momento entre 1976 y 1981, las López, 2008), y alargados en el sentido del aguas residuales se empezaron a verter sin transporte litoral predominante, es decir, de NE a tratamiento previo en el arroyo anteriormente SO (Anfuso et al., 2015; Vargas, 2012). Los mencionado, probablemente una necesidad diques, encanalaron la desembocadura del río e relacionada con la gran expansión urbanística hicieron que sus aportes sedimentarios se (compárense las fotos de 1976 y 1981 de la figura perdieran en aguas profundas. Como resultado, el 10). Sin embargo, a partir de los 80, las flechas oleaje adquirió una dirección casi paralela al arenosas aceleraron su migración aguas abajo litoral (Ortiz et al., 2013), y los sedimentos (hacia el SO) dejando así desprotegido el bosque. erosionados en el lado occidental del delta del Como resultado de esto, el oleaje atacó al manglar Magdalena se movieron hacia el SO alimentando de manera más intensa, produciendo la pérdida de los cuerpos arenosos mencionados, compensando, Rizophora mangle, la especie más expuesta, en parte y durante solamente unos años los aportes proceso que se acentuó a partir de 2011 debido a del río que ahora se pierden mar adentro. El la construcción de varios espigones al norte cuerpo arenoso más importante, denominado Isla (aguas arriba) del bosque. Dichos espigones Verde, constituía una flecha litoral que favorecieron la sedimentación de playas amplias y contrariamente a lo observado en condiciones una fuerte erosión aguas abajo (Rangel-Buitrago normales, estaba muy inclinada con respecto al et al., 2015 y 2018). litoral. En las décadas siguientes a la construcción Por otro lado, la alteración de la hidrología de los espigones en la desembocadura del río, la existente en un bosque de manglar es un factor de 12

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 estrés suficiente para causar la muerte del mismo. estableció que en el bosque de manglar ubicado en Tanto el aumento de la salinidad debido a la el delta del Río Ranchería (Guajira, Colombia), se reducción de la disponibilidad de agua dulce, el encontró un consumo del 30% de frutos de A. estrés por inundación, así como el aumento de las germinans en el árbol, por larvas de polillas de la condiciones anaeróbicas y la libre disponibilidad familia Pyralidae. Este aumento de la actividad de sulfuro, pueden conllevar a alteraciones herbívora podría estar relacionada con los efectos irreversibles en este ecosistema (Lewis, 2005). En de los nutrientes, la intervención antrópica, el caso del bosque de manglar bajo este estudio, patrones de salinidad, estrés y vigorosidad en las las alteraciones provocadas en el canal ubicado en plantas (Romero et al., 2006; Neveu, 2013) que el extremo suroriental (disminución de cota de conllevan a un aumento de la susceptibilidad de fondo y rectificación del cauce), conllevaron a la las plantas de manglar al ataque de herbívoros. El pérdida de agua superficial en este sector, lo que aumento de la herbivoría puede alterar los produjo la muerte de un gran número de árboles y patrones de ciclo de nutrientes dentro del bosque; su incapacidad de autoregeneración. Sumado a la pérdida de hojas conlleva a una escasez de ello, la sequía observada durante el fenómeno de recursos que debían ser incorporados en las vías “El Niño” en los años 2015 y 2016, impactó detríticas y, por ende, la cantidad de nutrientes negativamente sobre el bosque. Por su parte, los disponibles para la reabsorción durante la cambios observados en las últimas décadas en la senescencia como lo demostró el estudio realizado topografía del sector ubicado detrás del bosque, por Neveu (2013). El daño foliar observado en debidos a la alta urbanización, alteraron el aporte ambos sectores del bosque de este estudio podría de agua de escorrentía. La suma de todos estos ocasionar una pérdida total de la capacidad factores conllevó a la pérdida total de agua fotosintética y una disminución de la capacidad superficial en el sector sur del bosque. reproductiva, como se observó principalmente en La salinidad observada en el sector sur del bosque el sector sur, en el cual se registró una pérdida está reflejada por la pérdida de la expansión foliar notoria de su capacidad de autoregeneración. de los árboles. A pesar de que Avicennia posee Los ecosistemas de manglar también pueden ser mecanismos que le permiten tolerar amplias alterados por la presencia de residuos fluctuaciones de salinidad (exclusión y especialmente plásticos que, en condiciones de acumulación de sal en raíces y hojas), las bajo hidrodinamismo, pueden quedarse enterrados alteraciones en las hojas tales como cortes en la y así permanecer en este ecosistema como fue cutícula y estomas pueden servir como puntos de demostrado en los estudios realizados por Ivar et reingreso de la sal, generando daños en las al. (2014), quienes establecieron que los bosques mismas como fue demostrado por Griffiths et al. de manglar tienden a retener residuos plásticos (2008). La tasa de mortalidad acelerada de la hoja durante largos períodos de tiempo (meses-años). va acompañada de una marcada disminución en la En el caso del litoral bajo este estudio se tasa de producción de las mismas, produciendo la observaron grandes cantidades de restos vegetales muerte de la planta (Suárez et al., 2005). Además, y gran abundancia de residuos plásticos (botellas el aumento de la salinidad provoca disminución de poliestireno y bolsas plásticas de polietileno), de la altura, crecimiento y finalmente aumento de confirmando así las observaciones llevadas a cabo la mortalidad de las plántulas del sotobosque en los estudios realizados por Rangel-Buitrago et (Suarez et al., 1998; Whigham et al., 2009). En al. (2017). Dichos autores detectaron la presencia cuanto a los patrones de daño del material foliar de abundantes residuos constituidos observados en toda la extensión del bosque, estos principalmente por poliestireno, caucho y vidrio. podrían estar asociados a la acción de insectos del En cuanto a su origen, es claramente terrestre: los orden Thysanoptera (Familia: Phlaeothripidae), residuos son abandonados directamente en la larvas de coleópteros (Curculionidae), playa y en el manglar mismo por los usuarios o lepidópteros (Pyralidae) o grillos (Tettigoniidae, llegan al litoral por medio de pequeños arroyos, Gryllidae) como fue observado en los estudios de aunque la fuente principal de aporte de dichos Romero et al. (2006), en un bosque de manglar residuos y de los abundantes restos vegetales es el ubicado en la Costa Pacífica colombiana, donde río Magdalena. Este drena una cuenca de 257,430 A. germinans presentó una mayor susceptibilidad km2 donde se asientan 724 municipios que reúnen al ataque de herbívoros debido a la textura de sus el 80% de la población colombiana (Restrepo y hojas (suaves), en comparación con la especie Kjerfve, 2000). La presencia de grandes Rhizophora; además Casas-Monroy (2000), cantidades de residuos plásticos enterrados en la 13

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 arena como fue observado principalmente en el Conclusiones sector sur, impiden el adecuado desarrollo de neumatóforos y plántulas, que podrían conllevar a Los resultados obtenidos en el marco de este la pérdida de autoregeneración del bosque como estudio demuestran cómo la evolución y estado fue demostrado en los estudios de Ivar et al. actual de este bosque de manglar ha sido (2014). impactado por diversas y complejas actividades Los procesos de restauración de los bosques de antrópicas. Aunque el establecimiento y desarrollo manglar constituyen una estrategia clave para del bosque de manglar se originó debido a la revertir la pérdida de estos ecosistemas y adhesión de la Isla Verde, éste se mantuvo gracias recuperar los servicios que brindan a las a los aportes de agua dulce provenientes comunidades costeras (UNEP, 2014). Diferentes principalmente de tres arroyos que alimentaban el programas para la restauración de este bosque han sector norte, central y sur del bosque. Por su parte, sido llevados a cabo en los últimos años. Sin la línea de costa en correspondencia de Puerto embargo, estos programas se han basado Colombia se mantenía gracias a los aportes de principalmente en la siembra de plántulas o sedimentos provenientes principalmente del rio propágulos de Avicennia y Rizophora. Estos Magdalena. Sin embargo, acciones antrópicas intentos han sido infructuosos dado que muchos tales como la construcción de los espigones en la de los especímenes sembrados no fueron capaces desembocadura del rio Magdalena y de varios de establecerse debido principalmente a la falta de espigones aguas arribas del bosque, así como la las condiciones ideales para su crecimiento. rectificación del cauce y disminución de la cota de Unas décadas atrás la siembra de una o pocas fondo del arroyo que alimenta la parte sur del especies de manglar era la principal estrategia bosque, conllevaron a una pérdida de la capacidad para la restauración de los bosques que habían de autoregeneración del bosque en especial en sido sometidos a factores de estrés. Sin embargo, esta zona. Además, la presencia de desechos en esta estrategia no tiene en cuenta las causas que especial plásticos, provenientes tanto del rio conllevan al deterioro del bosque, lo que supone Magdalena, así como los depositados por turistas la muerte de muchos de los especímenes y habitantes de los sectores aledaños al bosque, sembrados (UNEP, 2014). Actualmente, una de han contribuido aún más al deterioro de este las estrategias con mayor éxito para la ecosistema. restauración de bosques de manglar es la La recuperación y conservación de este bosque se restauración ecológica, una práctica que aplica podrá realizar mediante acciones que conlleven a varios principios físicos y ecológicos para apoyar la estabilización de la línea de costa, mediante la recolonización natural (Lewis, 2005; UNEP, obras de regeneración y/o la construcción de 2014). Esta estrategia consiste en analizar las pequeñas obras rígidas. Para la ulterior causas de la alteración en el bosque que no le estabilización de la línea de costa y el crecimiento permiten autocorregirse o autorrenovarse, y de del bosque se podría plantar, en la parte hacia esta forma, planificar intervenciones encaminadas mar, propágulos o plántulas de Rizophora mangle. a devolverle sus condiciones previas (Lewis, En cuanto a la estabilización del nivel freático en 2005). la parte sur y la rehabilitación de los aportes de En el caso del bosque de Puerto Colombia, tal agua dulce, es necesario aumentar la cota de como fue observado en otros lugares (Asaeda et fondo del arroyo que alimenta al sector sur y al., 2016), los fracasos en la restauración del construir las obras hidráulicas necesarias para manglar se deben a diferentes razones entre las llevar agua del arroyo ubicado al norte a la parte cuales: (i) falta de interés a nivel gubernamental e central y sur del bosque. Una vez realizadas incoherencias en las políticas y/o fallas en su dichas actuaciones, se podrá llevar a cabo la aplicación, (ii) la no determinación de la falta de siembra de plántulas de Avicennia germinans. recuperación natural, (iii) la siembra de plántulas Campañas de limpieza del bosque, así como de llevada a cabo sin tener suficiente información educación sobre conservación, deberán ser sobre la hidrología y ecología del ecosistema y llevadas a cabo tanto a los habitantes del (iv) el no involucrar a las comunidades locales en municipio como a los turistas que frecuentan la las actividades de restauración. zona del manglar y sus playas aledañas. Se espera que los resultados obtenidos en este estudio sirvan como guía para futuros trabajos encaminados a restaurar este bosque de manglar, 14

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 teniendo en cuenta que cualquier obra que se Asaeda, T., Barnuevo, A., Sanjaya, K., Fortes, M., Kanesaka, quiera realizar debe estar antecedida de la Y. y Wolanski, E., 2016. Mangrove plantation over a restauración de la hidrología de este ecosistema limestone reef–Good for the ecology?. Estuarine, así como su protección contra procesos erosivos. Coastal and Shelf Science 173: 57-64. La siembra de propágulos, plantas o plántulas de manglar sin tener en cuenta estas acciones serán Barbier, E.B., 2016. The protective service of mangrove infructuosas. ecosystems: A review of valuation methods. Marine Finalmente, es fundamental que cualquier obra de Pollution Bulletin 109: 676–681. ingeniería que se lleve a cabo en inmediaciones del bosque, como lo es la reconstrucción del Boak, E. y Turner, I., 2005. Shoreline definition and detection: muelle del municipio, debe tener en cuenta la a review. Journal of Coastal Research 21: 688-703. influencia que puede ejercer sobre el mismo, lo que conlleva a que las autoridades ambientales, la Casas-Monroy, O., 2000. Estado de los manglares en alcaldía, los habitantes y la gobernación sean Colombia año 2000. En: Informe del Estado de los garantes para que las futuras obras que están Ambientes Marinos y Costeros en Colombia: año 2000. siendo planificadas no afecten de manera negativa Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras al manglar y este se pueda integrar como un (INVEMAR), Colombia, pp. 48-68. atractivo para el municipio, que se proyecta como uno de los principales destinos turísticos del CIOH (Centro de Investigaciones Oceanográficas e departamento del Atlántico colombiano. Hidrográficas del Caribe), 2009. Boletín meteomarino mensual del Caribe colombiano. Cartagena de Indias Agradecimientos D.T. y C, Colombia.17 p. Los autores agradecen a la Universidad Simón Corporación Autónoma Regional del Atlántico (C.R.A). Resolución No 000579 de 2017. Barranquilla, Colombia. Bolívar (Barranquilla, Colombia), a la Escuela 24 p. Naval de Suboficiales ARC Barranquilla y a Crowell, M., Leatherman, S.P. y Buckley, M., 1991. Historical Rogério Portantiolo Manzolli – Universidad de la shoreline change: error analysis and mapping accuracy. Journal of Coastal Research 7: 839–852. Costa (Barranquilla, Colombia) por la imagen Dolan, R., Hayden, B., May, P. y Suzette, R., 1980. The aérea obtenida con el dron. Este trabajo constituye reliability of shoreline change measurements from aerial photographs. Shore and Beach 48: 22–29. una contribución al Grupo PAI RNM-328 (Junta Ellison, J.C., 2015. Vulnerability assessment of mangroves to de Andalucía, España), la RED PROPLAYAS y climate change and sea-level rise impacts. Wetlands Ecology and Management 23: 115–137. el Centro de Investigaciones Marinas y Giri, C., Ochieng, E., Tieszen, L.L., Zhu, Z., Singh, A., Limnológicas del Caribe “CICMAR” Loveland, T., Masek, J. y Duke, N., 2011. Status and distribution of mangrove forests of the world using earth (Barranquilla, Colombia). observation satellite data. Global Ecology and Biogeography 20: 154–159. Referencias Griffiths, M.E., Rotjan, R.D. y Ellmore, G.S., 2008. Agudelo, C., Bolívar, J., Polanía, J., Urrego, L., Yepes, A. y Differential salt deposition and excretion on leaves of Sierra, A., 2015. Estructura y composición florística de Avicennia germinans mangroves. Caribbean Journal of los manglares de la bahía de Cispatá, Caribe colombiano. Science 44: 267–271. Revista de Biología Tropical 63: 1137-1147. Hamilton, S.E., Casey D., 2016. Creation of a high spatio- Álvarez-León, R., 2003. Los manglares de Colombia y la temporal resolution global database of continuous recuperación de sus áreas degradadas: revisión mangrove forest cover for the 21st century (CGMFC-21). bibliográfica y nuevas experiencias. Madera y Bosques 9: Global Ecology and Biogeography 25:729–38. 3–25. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR)., Anfuso, G., Rangel-Buitrago, N. y Correa, I., 2015. Evolution 2005. Actualización y ajuste del diagnóstico y of four different Sandy features along the Caribbean zonificación de los manglares de la zona costera del littoral of Colombia. In Randazzo G, D. Jackson, A. departamento del Atlántico, Caribe colombiano. Informe Cooper eds. Sand and Gravel Spits e Coastal Research Final. Editado por: López A. y Sierra-Correa, P.C. Library No 12. New York, United States. Springer. p. 1- INVEMAR – CRA. Santa Marta. 191 p + 5 anexos. 21. Ivar do Sul, J., Costa, M., Silva-Cavalcanti, J. y Araújo, M., Anfuso, G., Bowman, D., Danese, C. y Pranzini, E., 2016. 2014. Plastic debris retention and exportation by a Transect based analysis versus area based analysis to mangrove forest patch. Marine Pollution Bulletin 78: quantify shoreline displacement: spatial resolution issues. 252–257. Environmental Monitoring and Assessment 188: 568. 15

Sánchez-Moreno et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 01-16, 2019 Lee, S.Y., Primavera, J.H., Dahdouh-Guebas, F., Mckee, K., Rangel-Buitrago, N., Williams, A.T. y Anfuso, G., 2018. Hard Bosire, J., Cannicci, S., et al., 2014. Ecological role and protection structures as a principal coastal erosion services of tropical mangrove ecosystems: A management strategy along the Caribbean coast of reassessment. Global Ecology and Biogeography 23: Colombia. A chronicle of pitfalls. Ocean & Coastal 726–743. Management 156: 58-75. Lewis, R., 2005. Ecological engineering for successful Restrepo, J.D., y Kjerfve, B., 2000. Magdalena river: inter- management and restoration of mangrove forests. annual variability (1975-1995) and revised water Ecological Engineering 24: 403–418. discharge and sediment load estimates. Journal of Hydrology 235:137-149. López-Angarita, J., Roberts, C.M., Tilley, A., Hawkins, J.P. y Cooke, R.G., 2016. Mangroves and people: Lessons from Restrepo, J.D. y López, S.A., 2008. Morphodynamics of the a history of use and abuse in four Latin American Pacific and Caribbean Deltas of Colombia. Journal of countries. Forest Ecology and Management 368: 151– South American Earth Sciences 25: 1-21. 162. Romero, I., Cantera, J. y Peña, E., 2006. Consumo de hojas por Martinez, J.I., Yokoyama, Y., Gómez, A., Delgado, A., herbívoros en manglares del estuario del Río Dagua, Matsuzaki, H. y Rendón, E., 2010. Late Holocene marine Costa Pacífica Colombiana. Revista de Biología Tropical terraces of the Cartagena región, southern Caribbean: 54: 1205–1214. The product of neotectonism or a former high stand in sea-level?. Journal of South American Earth Sciences 29: Rönnbäck, P., Crona, B. y Ingwall, L., 2007. The return of 214-224. ecosystem goods and services in replanted mangrove forests: perspectives from local communities in Kenya. Moore, L., 2000. Shoreline mapping techniques. Journal of Environmental Conservation 34: 314–324. Coastal Research 16: 111-124. Sandilyan, S. y Kathiresan, K., 2015. Mangroves as bioshield: Nagelkerken, I., Blaber, S., Bouillon, S., Green, P., Haywood, An undisputable fact. Ocean & Coastal Management M., Kirton, L.G., et al., 2008. The habitat function of 103: 94–96. mangroves for terrestrial and marine fauna: A review. Aquatic Botany 89: 155–185. Suárez, N., Sobrado, M.A. y Medina, E., 1998. Salinity effects on the leaf water relations components and ion Neveu, D., 2013. Growth and herbivory of the black accumulation patterns in Avicennia germinans (L.) mangrove, Avicennia germinans, along a salinity seedlings. Oecologia 114: 299–304. gradient. Thesis Master of Science. Florida, United States. University of South Florida. 43p. Suárez, N. y Medina, E., 2005. Salinity effect on plant growth and leaf demography of the mangrove, Avicennia Ortiz, J.C., Otero, L.J., Restrepo, J.C., Ruiz, J. y Cadena, M., germinans L. Trees 19: 721–727. 2013. Cold fronts in the Colombian Caribbean Sea and their relationship to extreme wave events. Natural United Nations Environment Programme, 2014. The Hazards 13: 2797-2804. importance of mangroves to people: A call to action. Cambridge, United Kingdom. van Bochove J., Sullivan, Pajak, M.J., y Leatheran, S., 2002. The high water line as E., Nakamura, T., eds. United Nations Environment shoreline indicator. Journal of Coastal Research 18: 329- Programme World Conservation Monitoring Centre. 337. 128p. Polidoro, B.A., Carpenter, K.E., Collins, L., Duke, N.C., Valero, N., Barraza, B. y Medina, A., 2011. Un escenario para Ellison, A.M., Ellison, J.C., et al., 2010. The loss of el uso de microorganismos del manglar como inoculantes species: Mangrove extinction risk and geographic areas microbianos en Colombia. Biociencias 6: 97–103. of global concern. Plos One 5: 1–10. Vargas, G., 2012. Procesos de Erosión y Sedimentación Posada-Carbó E., 1997. El puerto de Barranquilla: entre el Costera entre Bocas de Ceniza y Puerto Colombia, auge exportador y el aislamiento, 1850-1950. En: Colombia. XX Seminario Nacional de Hidráulica e Caravelle, n°69, 1997. Ports d'Amérique latine. pp. 119- Hidrología. Barranquilla, Colombia. 132. Walters, B.B., Rönnbäck, P., Kovacs, J.M., Crona, B., Rangel-Buitrago, N., Anfuso, G. y Williams, A.T., 2015. Hussain, S.A., Badola, R., et al., 2008. Ethnobiology, Coastal erosion along the Caribbean coast of Colombia: socio-economics and management of mangrove forests: magnitudes, causes and management. Ocean & Coastal A review. Aquatic Botany 89: 220–236. Management 114: 129-144. Rangel-Buitrago, N., Williams, A.T. Anfuso, G., Arias, M. y Gracia, A., 2017. Magnitudes, sources, and management of beach litter along the Atlántico department coastline, Caribbean coast of Colombia. Ocean & Coastal Management 138: 142-157. 16

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 Biorremediación y fitorremediación de suelo impactado por 85,000 ppm de aceite residual automotriz G. Santoyo-Pizano1, A. Higareda-Rodríguez1, L. Marquez-Benavidez2, J.I. De la Cruz1 y J. M. Sánchez-Yáñez 1* 1Microbiología Ambiental, Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. 2 Medio Ambiente, Instituto de Investigaciones Agrícolas Pecuarias y Forestales. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Mich, México Bioremediation and phytoremediation of a soil impacted by 85,000 ppm of automotive waste oil. Abstract Soil polluted by 85,000 ppm of waste residual oil (WRO) is a mix of aliphatic, aromatic hydrocarbons, and some trace of heavy metals is causing soil`s lost fertility and inhibits microbial heterotrophic aerobic activity related to organic matter mineralization. This WRO’concentration is high according to Mexican environmental regulation known as a NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2003 (NOM-138), which establishes as a maximum permissible limit of 4,400 ppm. An alternative to solve this environmental problem are bioestimulation (BIS) and phytoremediation (PHYTO). The objectives of this research were: a) BIS of soil impacted by 85,000 ppm of WRO; b) PHYTO by Phaseolus vulgaris potencies with M. echinospora and / or S. griseus to reduce WRO at lower value than highest accepted by the NOM-138. In that sense BIS was measured at initial and final concentration of WRO; at PHYTO were regarded phenology: plant height and root length, as well as biomass aerial and root fresh and dry weight. Experimental data were analyzed by ANOVA / Tukey HSDP <0.05% with the Statgraphics Centurion statistical program. Results indicated that BIS of soil impact by 85,000 ppm of WRO until 29,000 ppm in 150 days, then PYHTO by P. vulgaris with M. echinospora and S. griseus decreased from 29,000 ppm until 1,492 ppm in 180 days. It´s concluded that BIS and PHYTO of soil impacted by relative high concentration of WRO were adecuated NOM-138.. Key words: soil, WRO, mineral solution, P. vulgaris, M. echinospora, S. griseus, NOM-138. Resumen El suelo impactado por 85,000 ppm de aceite residual automotriz (ARA), es una mezcla de hidrocarburos alifáticos, aromáticos y trazas de metales pesados; que provocan la pérdida de fertilidad e inhiben la actividad microbiana, que en ese ambiente mineraliza la materia orgánica. Tal concentración del ARA, es relativamente alta acorde con la NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2003 (NOM-138), cuyo límite máximo permitido es de 4,400 ppm. Una alternativa de solución ecológica es la bioestimulación (BIS) y fitorremediación (FITO), que decrecen el ARA hasta un valor inferior al máximo aceptado por la NOM-138. Los objetivos del trabajo fueron: a) BIS de suelo impactado por 85,000 ppm de ARA; b) FITO mediante Phaseolus vulgaris potenciado con Micromonospora echinospora y/o Streptomyces griseus en la eliminación del ARA a un valor inferior al máximo reconocido por la NOM-138. En la BIS, la variable-respuesta fue la concentración inicial y final de ARA; en la FITO la fenología de P. vulgaris: altura de planta y longitud radical, la biomasa; peso fresco aéreo y radical; peso seco aéreo y radical a plántula. Los datos experimentales se analizaron por ANOVA/Tukey HSDP<0.05% con el programa estadístico Statgraphics Centurion. Los resultados indicaron que la BIS del *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 17

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 suelo por 85,000 de ARA lo redujo hasta 29,000 ppm en 150 días; en la FITO mediante P. vulgaris con M. echinospora y/o S. griseus la disminuyeron hasta 1,492 ppm en 180 días. Se concluye que la BIS/FITO de suelo impactado por una relativa alta concentración de ARA, fue adecuada para reducirla a un valor menor al máximo reconocido por la NOM-138. Palabras claves: Suelo, ARA, solución mineral, P. vulgaris, M. echinospora, S. griseus, NOM-138. Introducción et al., 2016), y permita su posterior mineralización. En suelo para integrar estas múltiples acciones de El suelo contaminado por 85,000 ppm de aceite BIS, es indispensable ajustar la humedad al 80 % de residual automotriz (ARA), es una mezcla de la capacidad de campo, lo cual podría inducir a la hidrocarburos alifáticos, aromáticos, policíclicos y microbiota autóctona heterótrofa aerobia, una trazas de elementos metálicos, derivado del uso de oxidación eficaz del ARA y concluirla por automotores de combustión interna y maquinaria fitorremediación (FITO), con una leguminosa industrial. En México un suelo con concentración tolerante a los hidrocarburos del tipo: Phaseolus de ARA de este nivel es un problema ambiental, vulgaris potenciada mediante Micromonospora pues está clasificado como un residuo peligroso echinospora y/o Streptomyces griseus; géneros de según la Ley General de Equilibrio Ecológico y actinomicetos señalados en la literatura con Protección Ambiental (LGEEPA, 2014); capacidad de oxidar algunos de los aromáticos especialmente en suelo donde la regulación existentes en el ARA (Solans y Vobis, 2003; Riojas- mexicana al respecto conocida como NOM-138- González et al., 2010), y decrecer el ARA SEMARNAT/SSA1-2003 (NOM-138): establece remanente a una concentración inferior a la máxima como límite máximo permisible 4,400 ppm un valor aceptada por la NOM-138. Con base a lo anterior, total; dividido en la fracción ligera de 200 ppm; en los objetivos de este trabajo fueron: i) BIS de suelo la mediana de 1,200 ppm y de la pesada de 3,000 contaminado por 85,000 ppm de ARA, ii) FITO con ppm. En el suelo 85,000 ppm causa un impacto P. vulgaris potenciado mediante M. echinospora y/o negativo, en principio por la insolubilidad de la S. griseus para disminuir el ARA a un valor inferior diversidad simple y compleja de la mezcla de al mayor permisible en la NOM-138. hidrocarburos que, impide el intercambio gaseoso con la atmósfera, inhibe la mineralización de Materiales y métodos materia orgánica que provoca la pérdida de fertilidad y en consecuencia reduce la producción Esta investigación se realizó en un invernadero bajo vegetal (Juárez-Cisneros y Sánchez-Yáñez, 2014, las siguientes condiciones microclimáticas Burghal et al., 2015). En el suelo una alternativa promedio: temperatura de 23.2 °C, luminosidad de ecológica de solución al problema de ésta relativa 450 µmol·m-2·s-1 y humedad relativa del 67%. elevada concentración del ARA, es la El suelo se tamizó con una malla del No. 20 y bioestimulación (BIS), de forma secuencial, contaminó con 85,000 ppm de ARA proveniente de complementaria y acumulativa dado que ésta un taller mecánico automotriz de la ciudad de mezcla es diversa en términos de la complejidad Morelia, Mich, México, para ello el ARA se química, lo que hace necesario aplicar un estrategia emulsificó en agua con el detergente la “Corona®” integradora; en principio mediante un detergente al 0.5 % (p/v); luego un 1.0 Kg de este suelo con, se que solubiliza la mayor parte de los hidrocarburos colocó en la parte superior de la jarra de Leonard que lo componen; de una solución mineral que mostrada en la figura 1, mientras que el recipiente reequilibre la relación C (carbono): N (nitrógeno), soporte, se llenó con la solución mineral y/o agua en provocada por el exceso de ARA en ese ambiente; función del diseño experimental planteado (García- así como de H2O2 (como una fuente disponible de González et al., 2005). El ensayo se inició con la: i) O2), que facilite su continua oxidación; que incluya BIS secuencial del suelo impactado por ARA, con un extracto fúngico crudo que contenga la enzima el detergente la “Corona®” al 0.5 % (p/v), luego la extracelular lacasa, que podría hidrolizar BIS fue complementada mediante una solución parcialmente la fracción aromática (Baltierra-Trejo mineral cuya composición química fue la siguiente 18

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 (g/L): NH4NO3, 10; K2HPO4, 2.5; KH2PO4, 2.0; a 121°C/20min (Baltierra-Trejo et al., 2016). El MgSO4, 1.0; NaCl, 0.1; CaCl2, 0.1; FeSO4, trazas y matraz con P. chrysogenum se incubó a 30ºC/12 10.0 ml/L de solución de microelementos (g/L): días, después de lo cual el medio de cultivo se filtró H3BO3, 2.86; ZnSO4. 7H2O, 0.22; MgCl2. 7H2O, y centrifugó para el eliminar el hongo, y 1.81; ajustada a pH 6.8-7.0; después la BIS se posteriormente se usaron 100 mL de EXFUCU/Kg complementó con la adición de H2O2 al 0.5%; y un de suelo impactado por el ARA, cada semana hasta extracto fúngico crudo (EXFUCU); que contenía la iniciar la FITO (Saucedo-Martínez et al., 2016). En lacasa para la degradación parcial de la fracción tanto que en el suelo la humedad se controló al 80 aromática del ARA. Para ello se cultivó Penicillium % de la capacidad de campo, esto favoreció la chrysogenum en la lignina residual de paja de trigo integración de la acciones de BIS que decrecieron el (LIREPATO); obtenida de la siguiente manera: 100 ARA remanente para la siguiente etapa; ii) FITO g de paja de trigo seca, se molieron y tamizaron en mediante P. vulgaris potenciado con M. una malla de 0.0841 mm; que luego se trató con echinospora y/o S. griseus; ambos actinomicetos CH3-COOH (ácido acético) al 10%/30 min en (aislados de nódulos de Medicago sativa), se proporción 1:2 (p/v), después la mezcla se reprodujeron en agar avena (AA) con la siguiente neutralizó con NaOH al 10%; y se sometió a composición (g/L): avena 30.0; MgSO4.7H20 1.0; autoclave a 120°C/60 min, posteriormente se lavó PO4H2K 1.5; Tecto al 10% 1.0; Agar 18.0; pH 6.8, con agua destilada a pH 7.0; y finalmente se secó a se incubaron a 30°C/72 h. Para potenciar la 70°C/24 h. Para la generación del EXFUCU se leguminosa con los actinomicetos se realizó lo usaron 12.5 mL P. chrysogenum que se sembraron siguiente operación: por cada 20 semillas de P. en un matraz de 500 mL con 250 mL de caldo vulgaris se inocularon con 1.0 mL de cada género LIREPATO cuya contenido fue (g/L): LIREPATO de actinomiceto crecido en agar AA, a una 10.0; peptona de caseína 5.0 ; extracto de levadura concentración celular de ambos, que se ajustó a la 1.3 ; K2HPO4 0.17; KH2PO4 2.61; MgSO4 1.5; NaCl solución patrón No.2 del nefelómetro de McFarlad, 0.9 ; CuSO4 0.05; 2.5 mL del detergente la Corona® con un 1.0 mL del detergente al 10% se diluyó en al 10% (p/v), y 1.0 mL/L de una solución de 99.0 mL de NaCl 0.85%; para facilitar la completa oligoelementos, ajustado a pH a 5.5 que esterilizó homogenización y alcanzar una concentración Figura 1. Diagrama de la Jarra de Leonard (Garcia-Gonzalez et al., 2005). 19

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 celular de 1.5x108 UFC/g; de M. echinospora y S. sembrado en suelo impactado por ARA. Los valores griseus mezclados en una relación 1:1 (v/v) numéricos de los experimentos se analizaron (García-González et al., 2005 ) y continuar con el mediante ANOVA/Tukey HSD P<0.05% con el diseño experimental mostrado en la tabla 1 de programa estadístico Statgraphics Centurión. bloques al azar con: 3 controles: suelo sin ARA irrigado solo con agua o control absoluto (CA); el Resultados y discusión suelo impactado por ARA sin bioestimular, ni fitorremediar o control negativo (CN); el suelo sin La BIS de suelo impactado por ARA se muestra en contaminar por ARA alimentado con la solución la tabla 2, con el detergente, una solución mineral, mineral o control relativo (CR), y los 4 tratamientos el H2O2 y el extracto fúngico crudo, con el 80% de para la fase de FITO a) suelo impactado por ARA la capacidad de campo durante 150 días. En ese bioestimulado y fitorremediado con P. vulgaris sin suelo la concentración inicial de ARA fue de 85,000 potenciar mediante M. echinospora y/o S. griseus, ppm que decreció hasta 29,000 ppm, ambos valores b) P. vulgaris potenciado con M. echinospora numéricos fueron estadísticamente diferentes, sembrado en suelo impactado por ARA c) P. comparados con los valores análogos en el suelo vulgaris potenciado mediante S. griseus sembrado impactado por ARA sin BIS o CN, ahí la atenuación en suelo impactado por ARA d) P.vulgaris natural redujo el ARA desde 85,000 ppm hasta potenciado con M. echinospora y S. griesus 59,500 ppm. Tabla 1. Diseño experimental de la bioestimulación del suelo contaminado por 85,000 ppm de aceite residual automotriz con un detergente, s olución mineral, H2O2, extracto fúngico crudo y la fitorremediación mediante Phaseolus vulgaris con Micromonospora echinospora y Streptomyces griseus. Aceite Bioestimulación Fitorremediación residual t = 150 días t = 180 días automotriz Suelo* 85000 ppm Solución Detergente Extracto Phaseolus vulgaris mineral + fúngico (SOMI) H2O2 crudo SOMI Control absoluto sin ARA, - - - -- - solo agua (CA) - 100% + ++ + + - -- - Control relativo sin ARA y + - + ++ + solución mineral (CR) 50% + + ++ + Control negativo con ARA, + 50% + ++ + sin BIS ni FITO o (CN) + 50% + ++ - Phaseolus vulgaris sin 50% inocular con actinomicetos P. vulgaris con: a) M. echinospora b) S. griseus c) M. echinospora/ S. griseus (+) = agregado; (-) = no agregado; *n = 6 Tabla 2. En suelo concentración de aceite residual automotriz bioestimulado con detergente, solución mineral, H2O2 y extracto fúngico crudo durante 90 días. Suelo** En suelo concentración de aceite residual automotriz + después de 150 días de bioestimulación (ppm) 85,000 ppm de aceite residual automotriz Sin bioestimular 59,500b* (control negativo) 29,000a Suelo bioestimulado con detergente 0.5% + solución mineral + H2O2 0.5% + extracto fúngico crudo *Letras distintas son estadísticamente diferentes (ANOVA/Tukey HSDP<0.05%) **n=6 20

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 La fenología y biomasa de P. vulgaris potenciado alimentado con una solución mineral sembrado en mediante M. echinospora y S. griseus a nivel de suelo sin impactar por el ARA o CR; respecto al plántula, durante la FITO de suelo contaminado por peso seco aéreo (PSA) fue 0.19g en P. vulgaris 29,000 ppm de ARA se muesta en la tabla 3, ahí P. potenciado con M. echinospora y S. griseus vulgaris alcanzó una altura de planta (AP) de 15.32 sembrado en suelo impactado por el ARA; cuyo cm y una longitud radical (LR) de 14.25 cm, estos valor numérico no tuvo diferencia estadística con valores numéricos no tuvieron diferencia estadística los 0.23g de PSA de P. vulgaris alimentado con la comparados con los 15.67cm de AP y 15.25 cm de solución mineral, sin potenciar mediante M. LR de P. vulgaris alimentado con un solución echinospora y S. griseus sembrado en suelo sin mineral, sin potenciar con M. echinospora y S. contaminar por el ARA, empleado como CR. griseus sembrado en suelo sin ARA. Pero si Mientras que se registró 0.10g de peso seco radical mostraron diferencia estadística comparados con los (PSR) en P. vulgaris potenciado con M. valores de 13.15 cm de AP y 7.60 cm de LR de P. echinospora y S. griseus, sembrado en el suelo vulgaris, sin potenciar con estos actinomicetos impactado por el ARA; este valor numérico fue promotores de crecimiento vegetal, sembrado en estadísticamente diferente a los 0.06g de PSR de P. Tabla 3. Fenología y biomasa de Phaseolus vulgaris potenciado con Micromonospora echinospora y Streptomyces griseus en la fitorremediación de suelo impactado por 29,000 ppm de aceite residual automotriz. Suelo con Phaseolus vulgaris** Altura de Longitud Peso fresco (g) Peso seco (g) aéreo Radical Aéreo Radical planta (cm) radical (cm) Sin ARA (control absoluto) 10.60c* 9.23c 0.75e 0.31e 0.09c 0.03f Sin ARA alimentado + solución mineral 15.67ª 15.25a 1.96a 0.89b 0.23a 0.06c (control relativo) **29,000 ppm de ARA + solución mineral + 13.15b 7.60e 1.30b 0.49d 0.13b 0.04e 0.89d 0.75c 0.13b 0.07b H2O2 + P. vulgaris sin inocular 1.06c 1.06a 0.14b 0.05d 1.86a 1.18a 0.19a 0.10a 29,000 ppm de ARA + solución mineral + 9.26e 7.95e H2O2 + M. echinospora 29,000 ppm de ARA + solución mineral+ 10.18d 8.67d H2O2 + S. griseus 15.32a 14.25b 29,000 ppm de ARA + solución mineral + H2O2 + M. echinospora + S. griseus *letras iguales= sin diferencia estadística según Tukey (0.05), **n=6. suelo impactado por el ARA. En tanto que P. vulgaris sin potenciar con M. echinospora y S. vulgaris en suelo sin ARA, se registró un peso griseus sembrado en suelo no impactado por el fresco aéreo (PFA) de 1.96 g en P. vulgaris usado ARA o CR. como CR, valor numérico sin diferencia estadística En la tabla 4 se muestra en suelo la concentración a los 1.86g de PFA en P. vulgaris potenciado con la de ARA después de la FITO por P. vulgaris mezcla de M. echinospora/S. griseus en suelo potenciado mediante M. echinospora y S. griseus; impactado por el ARA; ambos valores numéricos de en donde se detectó la mayor eliminación del ARA, PFA fueron estadísticamente diferentes a los 1.30g desde 29,600 ppm hasta 1,492 ppm; valor inferior a de PFA en sin potenciar con los actinomicetos, la máximo permitido por la NOM-138, este valor sembrado en suelo contaminado por ARA. Respecto numérico de concentración final del ARA, fue al peso fresco radical (PFR) se registraron 1.18g en estadísticamente diferente al registrado en el suelo P. vulgaris potenciado mediante M. echinospora y usado como CN; ahí la mezcla de hidrocarburos, se S. griseus; cuyo valor numérico fue redujo desde 85,000 ppm hasta 59,500 ppm estadísticamente diferente a los 0.89g de PFR en P. derivado de la acción de la atenuación natural. vulgaris sin potenciar con estos actinomicetos, 21

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 Tabla 4. En suelo concentración de aceite residual automotriz durante la bioestimulación y fitorremediación mediante Phaseolus vulgaris con Micromonospora echinospora y Streptomyces griseus. Suelo** ARA remanente en suelo Suelo con ARA sin bioestimular (control negativo) (ppm) 59,500f* Suelo con ARA bioestimulado con detergente + solución mineral + H2O2 + extracto fúngico crudo 29,600e Suelo con ARA bioestimulado y fitorremediado solo Phaseolus vulgaris 19,500d Suelo con ARA fitorremediado con P. vulgaris en plántula potenciado con: 7,300c Micromonospora echinospora 6,890b Streptomyces griseus M. echinospora + S. griseus. 1,450a+ *Letras distintas son estadísticamente diferentes (ANOVA/Tukey HSDP<0.05%) **n = 6, += valor inferior al máximo aceptado por la NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012 de 4400 ppm. Discusión echinospora y S. griseus: lo que sugiere que ambos géneros de actinomicetos transformaron los La BIS del suelo mediante un detergente que exudados de la semilla y de las raíces en sustancias eficazmente disolvió la mayor parte de los alifáticos promotoras de crecimiento vegetal, que mejoraron del ARA (Tabla 2) (Mohamed y Mahfoodh, 2006; la capacidad de tolerar algunos de los efectos Burghal et al., 2015), seguida de la BIS con la fitotóxicos de los hidrocarburos del ARA solución mineral que aportó las sales esenciales de (Hernández-Valencia y Mager, 2003; Solans & NH4+ y NO3- para ajustar desequilibrio C:N Vobis, 2003). Además de que la literatura apoya causada por el exceso de ARA; mientras que los que tanto M. echinospora como S. griseus podrían PO4+3 (fosfatos) solubles aceleraron la eliminación degradar ciertos aromáticos del ARA lo que del ARA, apoyado por la BIS mediante el H2O2 que contribuyó a decrecer la concentración del ARA a suplió el O2 indispensable en la continua oxidación un valor inferior al máximo aceptado por la NOM- de esos hidrocarburos (Riojas-González et al., 138 (Pérez-Armendariz et al., 2011), en contraste P. 2010), en tanto que la BIS mediante el extracto vulgaris sin potenciar con estos géneros de fúngico crudo que contenía la lacasa se sugiere fue actinomicetos, o solo con un tipo como fue el caso útil en degradación algunos de los aromáticos del de M. echinospora o S. griseus sugieren dos ARA (Baltierra-Trejo et al., 2016); y que principales razones: una que el metabolismo de cada posteriormente se mineralizaron en productos uno de los géneros de actinomicetos, se inocuos: CO2 y H2O. Para lograr las acciones complementan para evitar que los hidrocarburos del integrales de la BIS, fue indispensable el ajuste de ARA sean fitotóxicos para P. vulgaris, por lo que la humedad del suelo al 80% de la capacidad de cuando ambos no estaban en la planta (B), la raíz campo del 80%, lo cual facilitó la circulación del fue incapaz de eliminarlos a un nivel inferior al agua y gases a través de los poros del suelo, con la máximo valor aceptado por la NOM-138, y la consecuente mejor mineralización del ARA, cuyo segunda que por causa de la hidrofobicidad del proceso es estrictamente aeróbico. Lo que explica ARA, se impidió la absorción de agua y el porque en un tiempo relativamente corto de 150 intercambio de gases en el sistema radical, en días la concentración, se redujo desde 85,000 ppm consecuencia hubo una inhibición del crecimiento hasta 29,000 ppm como resultado de la BIS de las raíces de P. vulgaris (Cubillos et al., 2014; secuencial, complementaria y acumulativa por las Juárez-Cisneros y Sánchez-Yáñez, 2014). acciones de BIS que se señalaron previamente la BIS de suelo impactado por 85,000 ppm de ARA, (Pinto et al., 2007; Burghal, et al., 2015). mediante un detergente que emulsificó la mayor En la tabla 3 se presenta la FITO del suelo parte de la mezcla de hidrocarburos (Tabla 4), con contaminado por 29,000 ppm de ARA, que se una solución mineral que promovió su oxidación, demostró por los valores de las variables respuesta apoyado por el H2O2 como un fuente mediata de en la fenología y biomasa de P. vulgaris que fue O2 y el extracto fúngico crudo que contenía la casa potenciado mediante la actividad benéfica de M. decreció parte la fracción aromática del ARA, y el 22

Santoyo-Pizano et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(1): 17-23, 2019 control de la humedad del suelo generaron las 16(1):131-146, ISSN: 0123-3033. Disponible en: condiciones ambientales para que la microbiota autóctona heterotrófica aerobia haya decrecido el http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=291331195011 ARA hasta 29,000 ppm; lo que facilitó la FITO mediante P. vulgaris con M. echinospora y S. García-González MM, Farías-Rodríguez R, Peña-Cabriales JJ, griseus que aceleraron la mineralización del ARA hasta una concentración de 1,492 ppm puesto que al Sánchez-Yáñez JM. 2005. Inoculación del trigo var. Pavón hacer el análisis de lo que desapareció en la mezcla de hidrocarburos tanto la fracción alifática como con Azospirillum spp. y Azotobacter beijerinckii. Terra aromática había decrecido a un valor inferior al mayor aceptado por la NOM-138 para considerar Latinoamericana 23(1):65-72, ISSN: 2395-8030. que el suelo fue biorremediado (Pinto et al., 2007; Cubillos et al., 2014). Disponible en: Conclusiones http://www.redalyc.org/pdf/573/57323109.pdf Los resultados de esta investigación mostraron que Hernández-Valencia, I., Mager, D. 2003. Uso de Panicum la BIS de un suelo impactado por una relativa elevada concentración de ARA de 85,000 ppm; fue máximum y Brachiaria brizantha para fitorremediar suelos reducida mediante un combinación de acciones secuenciales, complementarias y acumulativas que contaminados con un crudo de petróleo liviano. Bioagro lo redujeron hasta 29,000 ppm, complementada por la FITO mediante P. vulgaris, una leguminosa que 15(3):149-155, DOI: 10.4067/S1316-33612003000300001. mejoró su capacidad fitodegradadora del ARA, al ser potenciada por M. echinospora y S. griseus, al Juárez-Cisneros G., Sánchez-Yáñez. 2014. Biorrestauración de disminuir el valor de la mezcla de hidrocarburos hasta 1,492 ppm, un valor inferior al máximo suelo contaminado con aceite residual automotriz por permisible por la NOM-138. Con base en lo anterior la BIS y FITO fue una opción ecológica para bioestimulación con lombricomposta y fitorremediación remediar un suelo impactado por una relativa alta concentración de ARA. con Sorghum vulgare inoculado con Bacillus cereus y Agradecimiento Rhizobium etli. Journal of the Selva Andina Biosphere. CIC-UMSNH proyecto 2.7 (2018), BIONUTRA Bolivia. 2(1):15-22. ISSN-e: 2308-3859. Disponible en: S.A de C.V, Maravatío y el Laboratorio de Edafología de la facultad de Biología de la https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5114749 UMSNH. Mich. México. LGEEPA (2017) \"Ley general del equilibrio ecológico y la Referencias protección al ambiente\". Cámara de Diputados del H. Baltierra-Trejo, E., Silva-Espino, E., Márquez-Benavides L. Sánchez-Yáñez, J. M. 2016. Inducción de la degradación de Congreso de la Unión, Ultima reforma DOF 24/01/2017, lignina de paja de trigo en aromáticos por Aspergillus spp. y Penicillium chrysogenum. Journal of the Selva Andina México, D. F., Disponible en: Research Society, 7(1):10-19. DOI: 10.4067/S2072- 92942016000100003 http://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/148_240117 Burghal, A.A., Al.-Mudaffarand, NA Mahi, K.H. 2015. Ex situ .pdf bioremediation of soil contaminated with crude oil by use of actinomycetes consortia for process bioaugmentation. Mohamed, A., A.M. Mafoodh. (2006). Solubilization of European Journal of Experimental Biology. 5(5):24–30. naphthalene and pyrene by sodium dodecylsulfate (SDS) Cubillos, J., Pulgarín, P., Gutierrez, J., Paredes, D. 2014. Fitorremediación en aguas y suelos contaminados con and polyoxyethylenesorbitan monooleate (Tween 80) hidrocarburos del petróleo. Ingeniería y competitividad. mixed micelles. 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Brazilian Journal of Microbiology 38(2):346-353, DOI: 10.1590/S1517- 83822007000200030 Riojas-González, H. H., Torres-Bustillos, L. G., Mondaca- Fernández, I., Balderas-Cortés J.J & Gortarés-Moroyoqui, P. 2010. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Revista Química Viva 3:120-145, ISSN: 1666-7948. Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=86315692003 Solans, M., Vobis, G. 2003. Actinomycetes saprofíticos asociados a la rizósfera y rizoplano de Discaria trinervis. Ecología austral 13(1): 97-107, DOI: 10.4067/S1667- 782X2003000100009. 23

Autié-Pérez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 24-27, 2019 Efecto del tratamiento mecano-químico sobre la superficie de una mordenita natural cubana Miguel-Armando Autié-Pérez 1,2*, Francisco-Jesús Mondelo-García1, Rafael López-Cordero 3. 1Facultad de Ingeniería Mecánica. Dpto. Tecnología de Construcción de Maquinarias-TCM. Universidad Tecnológica de la Habana “José Antonio Echeverría”. MES, la Habana, Cuba. 2Proyecto Caracterización Fundamental de Materiales Nacionales: Eliminación de Contaminantes Inorgánicos y Orgánicos de los Residuales. Universidad Tecnológica de la Habana “José Antonio Echeverría”. MES, la Habana, Cuba. 3Centro de Investigaciones del Petróleo (CEINPET) Habana, Cuba. Artículo recibido el 19 de agosto de 2019 y aceptado el 1 de octubre de 2019 Effect of the mechanochemical treatment on the surface of a natural Cuban mordenite Abstract A mordenite from the Palmarito deposit in the eastern region of the country underwent mecano-chemical treatment and the specific surface was determined by adsorption from N2 to 77 K. To determine the effects of treatment, isotherm was obtained at 77 K from a sample under the same conditions, but without being treated. Calculations showed that the specific surface in the treated sample increased, relative to the untreated, by more than double. It is concluded that mecano-chemical treatment of the mineral may be desirable before undergoing further modifications. Key words: Mordenite, Natural Zeolite, Mecano-chemical, Specific Surface. Resumen Una mordenita del yacimiento Palmarito de la región oriental del país fue sometida a tratamiento mecano- químico y se le determinó la superficie específica por adsorción de N2 a 77 K. Para determinar los efectos del tratamiento se obtuvo la isoterma a 77 K de una muestra en las mismas condiciones, pero sin ser sometida al tratamiento. Los cálculos mostraron que la superficie específica en la muestra tratada aumentó, respecto a la no tratada, en más del doble. Se concluyó que puede ser conveniente el tratamiento mecano-químico del mineral antes de ser sometido a otras modificaciones. Palabras claves: Mordenita, Zeolita Natural, Mecano-química, Superficie Específica. Introducción investigando con gran interés (Moreno-Tost et al., 2004; Moreno-Tost et al., 2005; Autié-Castro et Como es conocido las zeolitas naturales son al., 2008; Garcia-Basabe et al., 2010; Rivera et al., recursos naturales no renovables que pertenecen al 2011; Rivera et al., 2013). Además, también grupo de los minerales no metálicos. Entre los existen numerosos yacimientos de vidrios minerales no metálicos de Cuba hay numerosos volcánicos que actualmente se están estudiando yacimientos de zeolitas con grandes cantidades de para diversas aplicaciones como la purificación de mordenitas y clinoptilolitas que han sido objeto de las aguas contaminadas con metales pesados y diferentes estudios desde fines del siglo pasado colorantes, y también para la separación de las (Autie y Diaz, 1978; Roque et al., 1983; Roque et parafinas ligeras del petróleo (Blanco-Flores et al., al., 1984; Autié et al., 1984; Autié y Roque, 1984) 2014; Ortega-Hernández et al., 2016; Fernández- y que en el presente siglo aún se continúan Hechevarría et al., 2017; Autie-Pérez et al., 2018; ________________ *Autor de correspondencia. E-mail: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 24

Autié-Pérez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 24-27, 2019 Cecilia et al., 2018). experimentales se ajustaron por el modelo de BET En los trabajos consultados se encontró que para la con cuyos resultados se pudieron deducir modificación de las características de las zeolitas conclusiones de interés sobre las variaciones de las naturales los procedimientos más utilizados son el características superficiales del mineral debido al intercambio catiónico y el tratamiento con ácido. tratamiento mecano-químico. Pero en la revisión bibliográfica realizada no se han encontrado referencias relacionadas con los efectos Resultados y discusión. del tratamiento mecano-químico sobre las características superficiales de la clinoptilolita y la La isoterma de adsorción de la MPNat inicialmente mordenita natural cubana. Por eso, en el presente no presentó un codo perceptible por lo que, al trabajo se hizo un estudio inicial por medio de la eliminar el primer punto, se consideró como del adsorción de N2 a 77 K de los efectos antes Tipo III de la clasificación de la IUPAC (IUPAC mencionados al tratar la mordenita natural cubana 1986). por el método mecano-químico, ya que puede ser un método relativamente barato y sencillo para Va(ml / g) variar o mejorar las características antes mencionadas. MPMQ Materiales y métodos 60 La muestra estudiada fue un mineral en trozos 30 MPNat procedente del yacimiento Palmarito (MPNat) de la provincia Santiago de Cuba cuya composición Pr de faces y contenido en peso de mordenita, determinado por un conjunto de métodos 0 establecidos en el laboratorio, fue de 85 ± 10 % 0,0 0,5 1,0 (Moreno-Tost et al., 2004). El mineral se molió para tomar la fracción 0.25-0.643 mm. El Figura 1. Isotermas de adsorción de N2 a 77 K en MPNat y tratamiento mecano-químico se efectuó a una MNatMQ. porción de esa fracción de MPNat antes mencionada. Posteriormente el mineral se molió de En cambio, la isoterma de adsorción de la forma manual con un mortero durante 10 minutos MPNatMQ mostró un codo inicial muy bien adicionando agua hasta obtener una mezcla definido seguido por una elevación suave continua, homogénea. La muestra así obtenida (denominada por lo que se estimó que perteneció al Tipo II de la MPNatMQ) se depositó en una cápsula de vidrio y misma clasificación. se secó en estufa toda la noche a 378 K. Posteriormente la muestra aglutinada debido al 0,06 Pe/ Va(Pv - Pe) tratamiento se molió y tamizó nuevamente 0,05 separándose en dos fracciones: una entre 0.25 y 0.63 mm, y la otra menor que 0.25 mm. A 0,04 continuación, se tomaron 3 gramos de la muestra de fracción 0.25-0.63 mm para los estudios y 0,03 comparaciones posteriores. Por último, el mineral se pesó y activó a 573 K por 8 horas en un equipo 0,02 de adsorción Micromeritics ASAP 2020 en el que se obtuvieron las isotermas de N2 a 77 K. Para 0,01 apreciar los efectos del tratamiento sobre la superficie del mineral natural (MPNat) se 0,00 Pr obtuvieron las isotermas de N2 a 77 K a la fracción 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.25-0.63 mm del mismo sin someterlo a tratamiento mecano-químico. Las isotermas Figura 2. Isoterma de adsorción de N2 a 77 K en MPNat en coordenadas de BET. 25

Autié-Pérez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 24-27, 2019 Lo anterior se observó muy bien en la figura 1, de micro-poros del mineral se tendrán que obtener donde además quedó claro que los valores de las las isotermas de adsorción de otro vapor en cantidades adsorbidas para cada valor de la presión condiciones experimentales adecuadas, por de equilibrio fueron siempre mayores para la ejemplo, la adsorción de CO2 a 273 K (Rodríguez- MPNatMQ. Reinoso, 1991). Pero es de destacar que solamente con el 0,0030 Pe/ Va(Pv - Pe) tratamiento mecano-químico la superficie específica aumentó en casi 2,5 veces (Tabla 1). 0,0025 Esto puso de manifiesto que con el tratamiento se abrió el acceso del N2 a 77 K a sitios que en el 0,0020 mineral original fueron bloqueados posiblemente debido al aglutinamiento sufrido por el mineral 0,0015 durante su proceso de formación y permanencia en el yacimiento y la presencia de las impurezas 0,0010 acompañantes. Lo anterior indicó que resultaría ventajoso el 0,0005 tratamiento mecano-químico del mineral antes de someterlo a otra modificación, por ejemplo, el 0,0000 Pr intercambio catiónico. 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Conclusiones Figura 3. Isoterma de adsorción de N2 a 77 K en MPNatMQ El tratamiento mecano-químico abrió el acceso del en coordenadas de BET. N2 a 77 K a sitios que en el mineral sin tratamiento mecano-químico estaban bloqueados. Cuando las isotermas experimentales se Con el tratamiento mecano-químico la superficie representaron en coordenadas de BET (Figuras 2 y específica aumentó en casi 2,5 veces respecto a la 3) sus gráficos fueron líneas rectas con R=0.99057 del mineral sin tratamiento. y R=0.99976 y las superficies específicas Por las dos conclusiones anteriores se deduce que determinadas a partir de los parámetros de las puede ser conveniente el tratamiento mecano- rectas correspondientes fueron 37.5 y 92.4 m2/g químico del mineral antes de ser sometido a otra para la MPNat y MPNatMQ respectivamente modificación. (Tabla 1). Referencias Tabla 1.- Volumen de la mono-capa (Vm) en cm3/g, superficie específica (Se) en m2/g, y coeficiente de regresión Autie, M.; Díaz, A. (1978). Descripción del Comportamiento de Zeolitas Naturales Cubanas Modificadas para su (R), de las rectas obtenidas por el modelo de BET para las Utilización como Tamices Moleculares. Inform. Técnicas, 5, 3-9. MPNat y MPNatMQ obtenidas por adsorción de N2 a 77 K. Autié, M.; de las Pozas, A.; Lesmes, L. (1984). Estudio de la Muestra Vm Se R Adsorción del H2S y H2O en la Zeolita del Yacimiento Tasajera. Serie Geológica, 4, 81-96. MPNat 8.57 37.5 0.99057 Autié, M.; Roque, R. (1984). Evaluación de una Zeolita Natural MPMQ 33.36 92.4 0.99976 Cubana como Adsorbente para la Eliminación del CO2 y el Vapor de Agua. Serie Geológica, 4, 97-108. Aquí hay que considerar: 1. Que son conocidas las dificultades que presentan Autié-Castro, G.; Guerra-Echegarrúa, M.; Autié-Pérez, M.; para el N2 a 77 K, el acceso al interior de los micro- Moreno-Tost, R.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez- poros de los sólidos micro-porosos como las López, A. (2008). Adsorption Properties of natural and zeolitas (Rodríguez-Reinoso, 1991). Cu(II), Zn(II), Ag(I) exchanged Cuban mordenites. 2. Entonces es de suponer que los valores obtenidos Microporous and Mesoporous Materials 108: 325-332. corresponden solo a las “superficies externas, o superficies exteriores” a los micro poros de las Autie-Pérez, M.; Infantes-Molina, A.; Cecilia, J. A.; Labadie- muestras. 3. Por lo anterior, para determinar los volúmenes 26

Autié-Pérez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 24-27, 2019 Suárez, J. M.; Rodríguez-Castellón, E. (2018). Separation Acid natural clinoptilolite: Structural properties against of Light Liquid Paraffin C5–C9 with Cuban Volcanic Glass adsorption/separation of n-paraffins. Journal of Colloid Previously Used in Copper Elimination from Water and Interface Science 360: 220-226. Solutions. Appl. Sci. 8: 295. Rivera, A.; Farías, T.; de Ménorval, L.Ch.; Autié-Pérez, M.; Blanco-Flores, A.; Ortega-Hernández, Luis I.; Dueñas-Moreno, Lam, A. (2013). Natural and Sodium Clinoptilolites J.; Batista-González, R.; Páez, R.S.; Autié-Pérez, M.A. Submitted to Acid Treatments: Experimental and (2014). Remoción de plomo (II) en vidrio volcánico y Theoretical Studies. J. Phys. Chem. C. 117: 4079−4088. propuesta de adsorbedor por etapas. Rev. Int. Cont. Ambiental. 30 (2) 167-175. Rodríguez-Reinoso, F. (1991). Controlled gasification of carbon and pore structure development: in Fundamental Cecilia, J.A.; Autié-Pérez, M.A.; Labadie-Suarez, J.M.; Issues in Control of Carbon Gasification Reactivity, J. Rodríguez-Castellón, E.; Infantes-Molina, A. (2018). Lahaye and P. Ehrburger Editors., Kluwer Academic Volcanic Glass and its Uses as Adsorbents. Chapter 11 of Publishers. 533-571. Vulcanoes, pp 239-259. Roque, R.; Picart, A.; Autié, M. (1983). Corrección a la Fernández-Hechevarría, H.M. ; Labadie-Suárez, J.M.; Ecuación de la Cinética de la Adsorción en Sólidos Santamaría-González, J.; Infantes-Molina, A.; Autié- Microporosos. Revista Cubana de Física, III, 147-50. Castro, G.; Cavalcante Jr, C.L.; Rodríguez-Castellón, E.; Autié-Pérez, M. (2015). Adsorption and Separation of Roque, R.; Díaz, C.; Autié, M.. (1983). Estudio del Hierro en propane and propylene by Cuban natural volcanic glass. una Zeolita Natural Cubana por Efecto Moosbauer. Materials Chemistry and Physic. 168 : 132-137. KINAM (México), 5: 59-64. Fernández-Hechevarría, H.; Cecilia, J.A.; Garrudo-Guirado, Roque, R.; Autié, M.; Picart, A. (1984). Isoterma de Adsorción M.I.; Labadie-Suarez, J.M.; Contreras-Larios, J.L.; Autié- en Sólidos Micro-porosos Cristalinos. Revista Cubana de Pérez, M.A.; Rodríguez-Castellón, E. (2017). Física, IV, 5-11. Characterization and use of a Cuban mineral in elimination of crystal violet from aqueous solution. International Journal of Animal, Plant and Environmental Science, 6(2) : 177-187. Garcia-Basabe, Y. ; Rodriguez-Iznaga, I. ; de Menorval, L.Ch.; Llewellyn, P. ; Maurin, G. ; Lewis, D.W. ; Binions, R.; Autié, M.A. ; Ruiz-Salvador, R. (2010). Step-wise dealumination of natural clinoptilolite: Structural and physicochemical characterization. Microporous and Mesoporous Materials 135: 187-196. IUPAC. (1985). Definitions, Pure and app. Chem., 57(4): 603- 619. Moreno-Tost, R.; Santamaría-González, J.; Rodríguez- Castellón, E.; Jiménez-López, A.; Autié, M.; González, E.; Carreras-Glacial, M.; de las Pozas, C. (2004). Selective Catalytic Reduction of nitric oxide by ammonia over Cu- exchanged Cuban Natural Zeolites. Applied Catalysis B: Enviromental, 50: 279-288. Moreno-Tost, R.; Santamaría–González, J.; Rodríguez- Castellón, E.; Jiménez-López, A.; Autié, M.A.; Carreras- Glacial, M.; Autié-Castro, G.; Guerra, M. (2005). Selective Catalytic Reduction of Nitric Oxide by Ammonia over Ag and Zn exchanged Cuban Natural Zeolitas. Z. Anorg. Allg. Chem. 631: 2253-2257. Ortega-Hernández, L.I.; Fernández-Hechevarría, H.M.; López- Cordero, R.; Autié-Pérez, M.A.; Infantes-Molina, A.; Rodríguez-Castellón, E. (2016). Cu2+ Removal from aqueous solutions with a Cuban volcanic glass mineral. International Journal of Plant, Animal and Environmental Science. 6(1): 174-183. Rivera, A.; Farias, T.; de Ménorval, L.Ch.; Autié-Castro, G.; Yee-Madeira, H.; Contreras, J.L.; Autié-Pérez, M. (2011). 27

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 Carbono y dióxido de carbono almacenado en una plantación de Tectona grandis de 4 y 5 años de edad en México Dora-Alicia García-García1; Genaro-Esteban García-Mosqueda2*; Javier Jiménez-Pérez3. 1INIFAP CIRNE CE Saltillo. Carretera Saltillo-Zacatecas km 342+119, 9515 Hacienda de Buena Vista C.P. 25315, Saltillo, Coahuila. 2Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Calz. Antonio Narro 1923, Buenavista, 25315 Saltillo, Coah. 3UANL Facultad de Ciencias Forestales. Kilómetro 145, Nacional 85, 67700 Linares, N.L Artículo recibido el 21 de agosto de 2019 y aceptado el 30 de octubre de 2019 Carbon and carbon dioxide stored in plantation of Tectona grandis 4 and 5 years old in Tizimín, Yucatán, México Abstract Carbon fixation through fast-growing plantations is an alternative to mitigate the increase in atmospheric carbon. The objective of this work is to evaluate and quantify carbon and carbon dioxide in a 4 and 5-year-old Tectona grandis (teak) plantation in the San Miguel ranch, Tizimín, Yucatán, Mexico. The research is based on the sampling of permanent sites, in 2017, in an area of 50,000 m2; making measurements of dasometric variables in each tree; the collective data were diameters at 0.3 m above ground level (d0.3), chest height diameter (d1.3) and diameters every two meters (d2, d4, d6, d8, d10, d12, d14) at total height (h) with the Criterion RD 1000® dendrometer. We obtained that the carbon stored for 4 and 5 years respectively was 18.09 ton / ha and of 29.2 ton / ha, and the CO2 stored from 66.42 ton / ha and 107.17 ton / ha. Key words: Carbon, Carbon dioxide, Climate change, Environmental services, Tectona grandis. Resumen La fijación de carbono a través de plantaciones forestales de rápido crecimiento es una alternativa para mitigar el incremento de dióxido de carbono atmosférico. El objetivo de este trabajo es evaluar y cuantificar el carbono y dióxido de carbono en una plantación de Tectona grandis (teca) de 4 y 5 años en el rancho San Miguel, Tizimín, Yucatán, México. La investigación se basa a partir de muestreo de sitios permanentes, obtenidos a partir de inventario forestal, la toma de datos de campo se realizó en el año 2017, en una superficie de 50,000 m2; efectuándose mediciones de variables dasométricas en cada árbol; los datos colectados fueron diámetros a 0.3 m sobre el nivel del suelo (d0.3), diámetro a la altura del pecho (d1.3) y diámetros a cada dos metros (d2, d4, d6, d8, d10, d12, d14) hasta la altura total (h) con el dendrómetro Criterion RD 1000®. Obtuvimos que el carbono almacenado para 4 y 5 años respectivamente fue de 18.09 ton/ha y de 29.2 ton/ha, y el CO2 almacenado fue de 66.42 ton/ha y 107.17 ton/ha. Palabras claves: Carbono, Dióxido de carbono, Cambio climático, Servicios ambientales, Tectona grandis.. Introducción entran a la tierra, parte de esta energía se refleja en diferentes proporciones, dependiendo del lugar que El efecto invernadero se origina por la acumulación refleje, por ejemplo, los océanos y los desiertos de gases en la atmósfera debido a que las partículas reflejan mayor cantidad de luz que las áreas permiten el paso de los rayos solares. Estas provistas de vegetación. partículas viajan en una longitud de onda corta por El carbono se acumula en los ecosistemas lo que son “transparentes” a los gases de efecto forestales mediante la absorción de CO2 invernadero (GEI). Sin embargo, una vez que atmosférico y su asimilación en la biomasa. El 28

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 carbono se almacena tanto en la biomasa viva ������������ + ������������ (madera en pie, ramas, follaje y raíces), como en la ������ = 2 . ������ biomasa muerta (hojarasca, restos de madera, materia orgánica del suelo y productos forestales). Dónde: Cualquier actividad que afecte al volumen de la ������ = Volumen de las secciones intermediarias biomasa en la vegetación y el suelo tiene capacidad (m3); para retener o liberar carbono de la atmósfera o ������ = Área basal en la i-ésima posición (m2); hacia la atmósfera (FAO, 2001). ������ = Largo de la sección en la i-ésima posición (2 El proceso de retención de carbono en los sistemas metros). vegetales, se refiere a la capacidad que poseen las plantas de tomar el dióxido de carbono Para la determinación de la biomasa y densidad de atmosférico, combinarlo con la radiación lumínica la madera se colectaron muestras y submuestras del y el agua y transformarlo en moléculas de carbono arbolado. Para la toma de datos, se empleó la durante la fotosíntesis (Perry, 1994). Las metodología propuesta por Winrock International plantaciones forestales y los bosques naturales (2014), se obtuvieron muestras de árboles que desempeñan un papel importante en el ciclo global fueron derribados y seccionados. del carbono, porque almacenan los fotoasimilados de carbono en sus estructuras leñosas por periodos prolongados que varían en función de la composición florística, edad y densidad de población (Andrasko, 1990). Para el presente trabajo se plantearon los siguientes objetivos: 1. Estimación del volumen en una plantación de Tectona grandis de 4 y 5 años de edad. 2. Estimación de la biomasa de cada componente arbóreo (fuste, ramas, hojas) en una plantación de teca Tectona grandis de 4 y 5 años de edad. 3. Cuantificación de carbono y dióxido de carbono almacenado en los árboles de la plantación de 4 y 5 años de edad Tectona grandis. Materiales y métodos El estudio se realizó en una plantación de 600 Figura 1. Ubicación de plantación forestal de T. hectáreas de Tectona grandis L. f (teca) de 4 y 5 grandis. años de edad, ubicada en el municipio de Tizimín, Yucatán (Figura 1). Para determinar la biomasa del fuste se obtuvieron La toma de datos de campo se llevó a cabo en sitios 3 submuestras con un grosor de 2.5 cm en forma de permanentes de muestreo de 1000m2, se efectúo rodaja de cada árbol, el fuste fue seccionando mediante las variables dasométricas en cada árbol; obteniendo la primera rodaja en el tocón, la los cuales fueron: diámetros a 0.3 m sobre el nivel segunda rodaja en la parte media del fuste y la del suelo (d0.3), diámetro a la altura del pecho (d1.3) tercera rodaja en la parte alta del árbol. y diámetros a cada dos metros (d2, d4, d6, d8, d10, Las ramas se clasificaron por diámetros y se d12, d14) hasta la altura total (h) con el dendrómetro apilaron, se pesaron con una báscula colgante, se Criterion RD 1000®. tomó como peso húmedo de los árboles evaluados. Se obtuvieron submuestras de cada árbol que Para la cubicación de trozas se formaron secciones fueron colocadas en bolsas de papel con capacidad de dos metros de largo, con un diámetro menor y de 3 kilogramos e identificadas con un código para mayor conocidos, fue calculado el volumen con la su traslado al laboratorio. fórmula de Smalian: El muestreo de las hojas se realizó de acuerdo a los puntos cardinales (N, S, E, W). Se separaron de las 29

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 ramillas para colocarlas en bolsas de papel con densidad de la madera. capacidad de 3 kg, se identificaron con un código y se procedió a realizar el peso de cada submuestras, Se siguió la metodología sugerida por las normas se obtuvieron 3 submuestras de cada árbol las cuales fueron trasladadas al laboratorio. COPANT 459 (Acondicionamiento de las maderas Para estimar la densidad de la madera se obtuvieron submuestras de 12 árboles representativos de las destinadas a ensayos físicos y mecánicos); 460 parcelas de muestreo (edad, diámetro normal, altura total). Las submuestras de madera se (Método de determinación de contenido de extrajeron del fuste principal de la parte baja, central y alta, de 15 cm de longitud. humedad en maderas); 461 (Cálculo del peso El procedimiento se llevó a cabo en los Laboratorios de Carbono, Laboratorio de específico en maderas) (COPANT, 1972). Tecnología de la Madera y Laboratorio de Química de la Facultad de Ciencias Forestales de la La norma COPANT 460 precisa el método para la Universidad Autónoma de Nuevo León. Las submuestras de los componentes del árbol determinación de humedad de la madera mediante (fuste, hojas y ramas) se trasladaron al Laboratorio de Carbono de la Facultad de Ciencias Forestales, la ecuación siguiente: UANL., donde se secaron a temperatura de 75 °C en un horno digital de secado marca Riossa modelo Dónde: ������ℎ − ������������ HCF-102-D, durante 72 horas. Cada 24 horas se ������������ = ������������ ∗ 100 pesaron en una balanza de calibración electrónica con peso máximo de 2 kg, hasta alcanzar un peso CH= Contenido de humedad (%); constante. Se empleó la metodología propuesta por Ph= Peso de la madera húmeda (g); Castellanos et al. (2010), donde mencionan que para cuantificar la biomasa total de cada parte Po= Peso anhídro de la madera (g). vegetativa analizada (hojas, ramas y ramillas); es necesario utilizar el peso seco final (biomasa) de El método para calcular la densidad de la madera las submuestras recolectadas, relacionándolas con se basa en la norma COPANT 461; una vez el peso húmedo tanto de las submuestras como las extraídas se midieron con un calibrador (vernier) y del total del árbol pesadas durante la fase de campo. se pesaron en una báscula digital Ohaus con López (2018) utilizó las siguientes ecuaciones para precisión de 0.0001 g. Posteriormente se obtener la biomasa de hojas, ramas y ramillas: introdujeron en una estufa de secado Mapsa modelo HDP-334 a 105 °C, donde se les monitoreó ������������������ (������������) hasta obtener peso constante, se midieron de nuevo ������������ = ������������������ (������������) ∗ ������������������������������������������������(������������������ (������������)) y se pesaron para registrar los pesos y volúmenes anhidros. ������������������������ = ������������������������������ (������������) Para la determinación del carbono de los ������������������������������������ (������������) componentes del árbol (madera, corteza, hojas y ∗ ������������������������������������������������ (������������������������������������ (������������)) ramas) se trasladaron las muestras al Laboratorio de Química de la Facultad de Ciencias Forestales, ������������������������ = ������������������������������ (������������) UANL, se pulverizaron las submuestras de cada componente (madera, hojas y ramillas) en un ������������������������������������ (������������) molino marca Marathon Electric serie ∗ ������������������������������������������������ (������������������������������������ (������������)) C20J020016, se colocaron en bolsas de polietileno Las submuestras de las rodajas del fuste se etiquetadas con un código con un peso promedio de trasladaron al Laboratorio de Tecnología de la 90 g cada una. Posteriormente se pesaron 2 mg de Madera, de la Facultad de Ciencias Forestales, cada submuestras en una balanza. La concentración UANL. El material en estado verde, se apiló bajo de carbono total se determinó con un equipo techo y se acondicionó hasta alcanzar 12% de analítico denominado Solids TOC Analyzer contenido de humedad a continuación, se modelo 1020A de O·l·Analytical; éste determina elaboraron las probetas definitivas, 135 de 5 cm x las concentraciones en muestras sólidas mediante 5 cm x 10 cm de longitud para determinar la combustión completa, a temperatura de 900 °C, los gases producto de la combustión son medidos a través de un detector de infrarrojo no dispersivo que contabiliza las moléculas de carbono contenidas en estos gases. Para la densidad básica se muestreó la parte alta, media y baja del fuste g/cm3, se aplicaron las siguientes relaciones: 30

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 Donde: ������������ Donde: ������ = ������������ BT ramillas= Biomasa total de ramillas (kg); PFT ramillas= Peso fresco total de ramillas (kg); Db= Densidad básica (g cm3); PSM ramillas= Peso seco de la muestra (kg); PFM ramillas= Peso fresco de la muestra (kg). Po= Peso anhidro de la madera (g); Vv= Volumen verde de la probeta (cm3). ������������ Los resultados de la biomasa total árbol se ������ = ������������ obtuvieron mediante sumatoria de los pesos secos Donde: de cada componente (fuste, ramas, ramillas y Dv= Densidad verde (g cm3); hojas): Pv=Peso verde de la madera (g); ������������ á������������������������ = ������������ + ������������ ������������������������������������������ + ������������ ������������������������������ Vv=Volumen verde de la probeta (cm3). + ������������ ������������������������������������������������ Donde: ������������ BT árbol= Biomasa total árbol (kg); ������ = ������������ BF= Biomasa del fuste (kg); Donde: BT follaje= Biomasa total del follaje (kg); Do= Densidad seca (g cm3); BT ramas= Biomasa total de ramas (kg); Po= Peso anhidro de la madera (g); BT ramillas= Biomasa total de ramillas (kg). Vo= Volumen anhidro de la probeta (cm3). El Factor de expansión de biomasa se calculó a partir de los datos de biomasa previamente Para la biomasa del fuste se utilizó esta ecuación: estimados. Se utilizó la siguiente ecuación para su cálculo: ������������ = ������������ ∗ ������������������ ������������������������������������ ∗ 1,000 Donde: ������ ������������������������������ BF= Biomasa del fuste (kg); ������������������ = ������ ������������������������������ Db= Densidad básica (g/cm3); Donde: Vol fuste= Volumen fustal (m3). FEB= Factor de expansión de biomasa; Para la biomasa total del follaje se utilizó: B total= Biomasa total (kg); ������������������ ������������������������������������������ B fuste= Biomasa fuste (kg). ������������������������������������������������������ = ������������������ ������������������������������������������ ∗ ������������������ ������������������������������������������ Donde: El Factor de conversión de biomasa a carbono es el BT follaje= Biomasa total del follaje (kg); PFT follaje= Peso fresco total del follaje (kg); porcentaje de carbono, en masa, que tiene la PSM follaje= Peso seco de la muestra (kg); PfM follaje= Peso fresco de la muestra (kg). madera, es decir; Carbono 50%; Oxígeno 41%; Hidrógeno 6%; Nitrógeno 1% y Cenizas 2%. Por tanto, la cantidad de Carbono por tonelada de Para la biomasa total de ramas se utilizó: materia seca se aproxima a 500 kg (50%) (Norverto, 2006). Se calculó con la siguiente ������������������ ������������������������������ ecuación: ������������ ������������������������������ = ������������������ ������������������������������ ∗ ������������������ ������������������������������ Donde: Donde: ������ BTramas= Biomasa total de ramas (kg); ������ ������������������������������ = 1000 ∗ ������������������������ PFT ramas= Peso fresco total de ramas (kg); PSM ramas= Peso seco de la muestra (kg); C total= Carbono total (ton); PFM ramas= Peso fresco de la muestra (kg). B= Biomasa (kg); FCBC= Factor de conversión de biomasa a carbono. Para cuantificar el carbono en los árboles se efectuó La biomasa total de ramillas se calculó: muestreo destructivo y se utilizó la siguiente ������������������ ������������������������������������������������ ecuación: ������������ ������������������ = ������������������ ������������������������������������������������ ∗ ������������������ ������������������������������������������������ ������ ������������������������������������������������������ (������������/á������������������������) = [(������������������ ∗ ������ ∗ ������������������)] ∗ [(1.1) ∗ 0.5] 31

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 Para cuantificar dióxido de carbono en los árboles 14 4 años se efectuó muestreo destructivo y se utilizó la 12 siguiente ecuación: 10 ������������ ������������������������������������������������������ (������������������ /á������������������������) Altura (m) 8 y = 0.6342x + 1.583 = (������������������ ∗ ������ ∗ ������������������) 6 R² = 0.7631 ∗ (1.1) ∗ ������������ ∗ [������������������ ] 4 2 Dónde: 0 5 10 15 20 Vcc= Volumen con corteza del fuste, es decir, del tronco del árbol sin considerar ramas ni raíces; 0 Diámetro (cm) D= Densidad de materia seca (g/cm3) del árbol recién cortado; Figura 2. Relación lineal del diámetro normal y la FEB= Factor de expansión de biomasa, parámetro altura total de la plantación de teca de 4 años de o función que permite estimar el volumen aéreo del edad. árbol a partir de su volumen maderable, es decir, multiplicando el Vcc por el FEB obtendremos el 16 5 años volumen de todo el árbol; 14 Factor R= Relación entre biomasa aérea y raíces; Altura (m) 12 Factor FC= Factor de conversión de tonelada de 10 materia seca (tms) a tonelada de carbono (tC); y = 0.5668x + 2.8883 FCO2= Proporción molecular para pasar de 8 R² = 0.6923 carbono (C) a dióxido de carbono (CO2). 6 4 10 20 Resultados y discusión. 2 0 El volumen de la plantación de Tectona grandis en 30 0 el Rancho San Miguel, municipio de Tizimín, Yucatan; para la edad de 4 años es de 37.8m3/ha y Diámetro (cm) para las plantas de 5 años de edad 57.04m3/ha (Cuadro 1). Cuadro 1. Estadísticos de las variables dasómetricas de Figura 3. Relación lineal del diámetro normal y la T. grandis de 4 y 5 años de edad. altura total de la plantación de teca de 5 años de edad. Variables 4 años 5 años Diámetro (cm) 10.33 11.74 Cuadro 2. Densidad de la madera de Tectona grandis. Altura (m) 8.13 9.54 Densidad 4 años 5 años g/cm3 Área basal m2/ha 7.21 9.31 Volumen (m3/ha) 37.81 57.04 Prom. Máx. Mín. Prom. Máx. Mín. Se generaron gráficas de dispersión de T. grandis, Básica 0.46 0.56 0.39 0.48 0.58 0.40 que permiten ver la tendencia de los datos y el comportamiento de las variables independientes Verde 1.04 1.14 0.95 1.03 1.15 0.92 sobre la variable dependiente, de esta manera se determina si la ecuación es lineal, cuadrática, Anhidra 0.54 0.81 0.42 0.54 0.69 0.44 exponencial o logarítmica (Figuras 2 y 3). La densidad básica de Tectona grandis mostró valor promedio de 0.48 g/cm3 (Cuadro 2), es inferior a lo reportado por Telles et al. (2017), quienes determinaron una densidad básica de 0.59g/cm3 en una plantación de 11 años de edad y por Rodríguez et al. (2014), quienes reportan un 32

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 valor de 0.55 g/cm3 en plantaciones establecidas en Cuadro 4. Factor de expansión de la biomasa T. grandis, Campeche. Los resultados de la biomasa, de cada componente plantación de 4 y 5 años arbóreo se presentan en el cuadro 3; así mismo en la figura 4 se puede observar que la biomasa Edad años FEB N Max Min DE contenida es en el fuste es 53% para los individuos de 4 años y 50% para los árboles de 5 años. 4 1.93 10 2.34 1.43 0.347 5 2.02 8 2.62 1.38 0.450 FEB= Factor de expansión de biomasa. N= Numero de datos observados. Max= Máximo. Min= Mínimo. DE= Desviación estándar. Cuadro 3. Biomasa promedio por componente de El factor de conversión de biomasa a carbono para árboles de T. grandis la edad de 4 y 5 años fue de 0.49 y 0.48, respectivamente; Yerena (2012), obtuvo 0.50 en Biomasa (Kg) 4 años 5 años promedio para los árboles presentes en el noreste de México. B. Hojas 1.930 4.911 Los resultados de la cuantificación de biomasa, carbono almacenado y el bióxido de carbono B. Ramas 4.581 12.67 almacenado para la plantación de T. grandis de 4 y 5 años de edad, se muestran en los cuadros 5, 6 y 7 B. Fuste 7.299 17.85 respectivamente. B. Total 13.82 35.45 López (2018), reporta para una plantación de Cuadro 5. Biomasa acumulada en la plantación de teca. Tectona grandis de 15 años de edad en Guatemala, que el 92% de la biomasa total, se encuentra en el Edad Superficie Biomasa Superficie fuste. Mientras que los resultados en la presente años ha ton/ha ha/biomasa investigación y para la edad de plantación de 4 y 5 años de edad indican que tan solo el 53% y 50% ton/ha respectivamente de la biomasa total se encuentra en el fuste. 4 198 33.572 6,654.90 5 401 55.311 22,201.20 4 años Hojas 5 años Hojas El carbono almacenado fue de 18.095ton/ha 14% 14% (4años) y 29.204ton/ha (5 años), estos resultados son mayores a lo reportado por Villavicencio Fuste Fuste (2015) en una plantación de Tectona grandis de 6 53% 50% años de edad con una cantidad de carbono almacenado de 11.78 ton/ha. Rama Rama s s 33% 36% Cuadro 6. Carbono acumulado en la plantación de teca. Figura 4. Porcentaje de biomasa contenida en la Edad Carbono Superfici Carbono Superficie estructura aérea de T. grandis en plantación de 4 y 5 años. años ton/árbol e ha ton/ha ha/carbono En el cuadro 4 se presentan los resultados del factor ton/ha de expansión de la biomasa, que se obtuvo, mediante la división de la biomasa aérea total entre 4 0.0221 198 18.095 3,587.92 la biomasa seca del fuste, que fue de 1.93 y 2.02, 5 0.0357 para la plantación de 4 y 5 años de edad 401 29.204 11,720.54 respectivamente, lo cual es mayor a lo reportado por Orrala y Guiracocha (2007), quienes Así mismo Jaramillo y Correa (2015), reportan determinaron un FEB de 1.39. Mientras que Soliz 17.15 toneladas de C/ha en una plantación de 6 (1998), en Bolivia, encontró un FEB de 2.5 para las años y de bióxido de carbono acumulado especies evaluadas en un bosque subhúmedo reportaron 62.95 ton/ha, mientras que en esta estacional. investigación obtuvimos mayor cantidad (66.410 y 107.179 ton/ha), a pesar que la plantación es de menor edad 4 y 5 años respectivamente. Sin embargo, Orrala y Guiracocha (2007), reportan 84.12ton/ha de carbono, siendo este mayor que el estimado para el presente estudio. 33

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (1): 28-34, 2019 Cuadro 7. Bióxido de carbono acumulado en la development mechanism\". Biomass and Bioenergy plantación de teca. 16:171-189. Edad CO2 Superficie Bióxido Superficie Jaramillo, R.; Correa, H. (2015). Cuantificación de biomasa área años ton/árbol ha de total, carbono almacenado y C02 fijado en árboles teca ha/CO2 (Tectona grandis linn f) en una parcela de muestreo carbono ton/ha rectangular de 500 m2, en una hacienda en la Provincia (ton/ha) de El Oro. En Memoria de Artículos del I Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología. Universidad 4 0.0814 198 66.410 13,164.29 Técnica de Machala. Ecuador. pp. 14-19. 5 0.1313 401 107.179 43,020.82 López, H.; Vaides, E.; Alvarado, A. (2018). Evaluación del carbono fijado en la biomasa aérea de plantaciones de Conclusiones teca en Chahal, Alta Verapaz, Guatemala. Agronomía Costarricense, 42(1): 137-153. La fijación de carbono a través de plantaciones Norverto, C.A. (2006). La fijación de CO2 en plantaciones forestales de rápido crecimiento es una alternativa forestales y en productos de madera en Argentina. para mitigar el incremento de bióxido de carbono Buenos Aires, Argentina. Editorial GRAM. atmosférico (Fearnside, 1999; Brown, 2002). Para estimar esta retención a nivel de planta es necesario Orrala, R.; Guiracocha, G. (2007). Almacenamiento de carbono contar con modelos matemáticos que relacionen las en dos sistemas silvopastoriles instalados en Quevedo principales variables dasométricas (diámetro, área Provincia de Los Ríos. (Tesis de grado) Ecuador 11. basal y altura) a evaluar en las especies con su Perry. D. 1994. Forest ecosystems. John Hopkins biomasa y contenido de carbono. University Press. Baltimore, U.S.A. pp 187-193. Esta actividad de los árboles de retener bióxido de carbono, es un servicio ambiental, que presta la Perry, D.A. (1994). Forest ecosystems. John Hopkins plantación de Tectona grandis. En futuras áreas a University Press. Baltimore, U.S.A. pp 187-193. restaurar o plantaciones a realizar, ya se cuenta con la cantidad de retención de carbono y bióxido de Rodríguez, R.; Zamora, J.; Silva, J.; Salcedo, E.; Fuentes, F. carbono, para darlo a conocer como un plus de (2014). Propiedades físico-mecánicas de madera de teca dicha plantación, es decir, una plantación a los 4 de plantaciones comerciales. Revista Mexicana de años, tendrá 66.41 ton/ha, (de esta especie) Ciencias Forestales 5(24): 12-25. independientemente del objetivo de la plantación. Soliz, B. (1998). Valoración económica del almacenamiento y Referencias fijación de carbono en un bosque subhúmedo estacional de Santa Cruz, Bolivia. Tesis Mag. Sc. Turrialba, Costa Andrasko, K. (1990). Global warming and forests: an overview Rica. CATIE. 113 p + anexos. Sprugel DG. 1983. of current knowledge. Unasylva 4:3-11. Correcting for bias in log-transformed allometric equations. Ecology 64(1): 209-210. Brown, S. (2002). Measuring carbon in forests: current status and future challenges. Forest Ecology and Management Telles-Antonio, R.; Nájera-Luna, J.A.; Alanís-Rodríguez, E.; 116:363-372. Aguirre-Calderón, O.A.; Jiménez-Pérez, J.; Gómez- Cárdenas, M.; Muñoz-Flores, H.J. (2017). Propiedades Castellanos, E.; Quilo, A.; Mato, R. (2010). Metodología para físico-mecánicas de la madera Tectona grandis L. f. de la estimación del contenido de carbono en bosques y una plantación comercial en el estado de Michoacán. sistemas agroforestales de Guatemala. Guatemala, Revista mexicana de ciencias forestales, 8(40): 37-56. Guatemala. 24 p. Villavicencio, G. (2015). Estimación de carbono almacenado en Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT). biomasa aérea en plantación de Teca (Tectona grandis (1972). Madera-Selección y colección de muestras (458, LF:), ubicada en la parroquia Huámbi, provincia de 459, 461, 462, 555, 464, 466). Buenos Aires, Argentina. Morona Santiago (Tesis de grado). Loja, Ecuador. s/p. Winrock International. (2014). Winrock terrestrial carbon FAO. (2001). Situación de los bosques en el mundo. Montes. Roma, Italia. 175 pp. measurement sops. Sop destructive sampling of tres, Fearnside, P.M. (1999). Forests and global warming mitigation saplings, palms, bamboo, and non-tree Woody in Brazil: opportunities in the Brazilian forest sector for responses to global warming under the \"clean vegetation. Disponible en: http://www.leafasia.org/sites/default/files/public/resourc es/Winrock_Terrestrial_Carbon_Field_SOP_Manual_Ju ly2014%20to%20print.pdf Yerena, I.; Jiménez, J.; Aguirre, O.; Treviño, E.; Alanís, E. (2012). Concentración de carbono en el fuste de 21 especies de coníferas del noreste de México. Revista Mexicana de Ciencias Forestales, 3(13): 49-56. 34

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Información de la revista © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica semestralmente contribuciones originales en cualquier campo relacionado con el conocimiento científico, la tecnología, la gestión y el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales de Latinoamérica. La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica tanto estudios multidisciplinarios como artículos monodisciplinarios que son de interés para cualquier disciplina relacionada con los recursos naturales. MÁS INFORMACIÓN EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/informacion2.aspx Información para autores © La Revista Latinoamericana de Recursos Naturales publica trabajos originales en cualquier campo relacionado con el agua, el suelo, las plantas y los recursos agropecuarios. En particular, se reciben trabajos de los ámbitos de la Hidrología, Meteorología, Biología, Biotecnología, Ecología, Geología, Microbiología, Edafología, Geomorfología, Agrobiología, Química y Recursos Agropecuarios, con énfasis en la ciencia básica, la aplicada y la generación de tecnología. Igualmente, será bienvenido cualquier estudio que verse sobre la gestión de cualquier recurso natural con énfasis en la conservación de los ecosistemas y el desarrollo sostenible de la sociedad. Los estudios de revisión de algún tema deben ser concertados primero con los editores, enviando un breve índice de los principales puntos a tratar. Más información/sugerencias/comentarios: [email protected] CONSULTE LA GUÍA DETALLADA EN: http://www.itson.mx/publicaciones/rlrn/Paginas/guia.aspx

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Contenido Volumen 15, Número 1 Consejo Editorial Influencia de los impactos antrópicos sobre la evolución del bosque de manglar en Puerto Colombia (Mar Caribe colombiano) / (Importance of human impacts on the evolution of Puerto Colombia mangrove swamp (Colombian Caribbean Sea) H. Sánchez-Moreno, H.J. Bolívar-Anillo, D.A. Villate-Daza, G. Escobar-Olaya, G. Anfuso............................................................... 1 Biorremediación y fitorremediación de suelo impactado por 85,000 ppm de aceite residual automotriz / (Bioremediation and phytoremediation of a soil impacted by 85,000 ppm of automotive waste oil) G. Santoyo-Pizano, A. Higareda-Rodríguez, L. Marquez-Benavidez, J.I. De la Cruz y J. M. Sánchez-Yáñez ..................................................................................................... 17 Efecto de tratamiento mecano-químico sobre la superficie de una mordenita natural cubana / (Effect of the mechanochemical treatment on the surface of a natural Cuban mordenite) Miguel-Armando Autié-Pérez, Francisco-Jesús Mondelo-García, Rafael López-Cordero .............. 24 Carbono y dióxido de carbono almacenado en plantación de Tectona grandis de 4 y 5 años de edad en México / (Carbon and Carbon dioxide stored in plantation of Tectona grandis 4 and 5 years old in Tizimín, Yucatán, México) Dora-Alicia García-García, Genaro-Esteban García-Mosqueda, Javier Jiménez-Pérez.................................................................................................. 28 Copyright © 2019 Publicado por el Instituto Tecnológico de Sonora

2019, Vol. 15 Núm. 2 Revista Latinoamericana de Recursos Naturales UNA REVISTA MULTIDISCIPLINAR Instituto Tecnológico de Sonora ISSN 2594-0384 (Versión electrónica)

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista interdisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica. Consejo Editorial Editores: Fernando Lares Villa ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. Editor técnico: Marisol Cota Reyes ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. REVISTA LATINOMAERICANA DE RECURSOS NATURALES, Año 15, No. 30, mayo-agosto 2019, es una publicación tetramestral editada y publicada por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), a través de la Dirección de Recursos Naturales, con domicilio en 5 de Febrero No. 818 sur Apdo. 335 C.P. 85000, Ciudad Obregón, Sonora, México. Tel:(644)4100923, www.itson.mx, [email protected]. Editor responsable: Dr. Fernando Lares Villa. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2016-041414023300-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de éste número, Ing. Roberto Munguía Valencia, con domicilio en 5 de Febrero 818 Sur, Col. Centro, Ciudad Obregón, Sonora, CP. 85000, fecha de última modificación, 31 de agosto de 2019. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Tecnológico de Sonora. © Todos los derechos reservados.

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 San Pedro Mártir. Servicios ecosistémicos, beneficiarios y regionalización José Zavala-Alvarez1 ; César Valenzuela-Solano2 ; José-Carmelo Zavala-Alvarez3 1El Colegio de la Frontera Norte A.C., México 2Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuaria, México. 3Centro Integral de Gestión Ambiental A.C., México. Artículo recibido el 9 de octubre de 2019 y aceptado el 21 de noviembre de 2019 San Pedro Martir. Ecosystem services, beneficiaries and regionalization Abstract The Sierra de San Pedro Martir is a mountain range above the center of the peninsula of Baja California, it is the area with the highest rainfall in the state in addition to the snow that falls during the winter. The water generated by the sierra is the critical ecosystem service for the development of an extensive region that exceeds its own space, its runoffs are the connectors with low valleys, mainly towards the western part where extensive areas of intensive agricultural production irrigated by water are located. Overextraction of its aquifers causing salinization of soils and serious effects on its ecosystems. Water also supports numerous growing human settlements. There is no social understanding of the vital dependence that the region has on the mountains, much less commitment to action to address the sustainability of its ecosystems. Under these conditions, this work proposes a Region of Ecosystem Services of the Sierra de San Pedro Martir that combines the ecosystem vision that addresses ecological factors and the socio-economic vision that understands the socially created space to manage and use natural resources, for this purpose to the empathy that means the territorial definition of ten aquifers that make up the proposed region. Setting up a Region of Ecosystem Services means the understanding of belonging to a large territory articulated by the services that its ecosystems provide, it is proposed as a basis for, in this case, the Sierra de San Pedro Martir to recover attention from those who use and are benefited for its resources, understood as ecosystem services, beyond the simple occupation of space, it is also about committing members of academic communities to develop a strategy of local social awareness and generate mechanisms of direct and indirect remuneration for continuous study tasks, surveillance, preservation and eventual restoration of its ecosystems. Key words: ecosystems, sustainability, aquifers, region. Resumen La Sierra de San Pedro Mártir es una cadena montañosa sobre el centro de la península de Baja California, es el área de mayor precipitación pluvial de la entidad además de la nieve que cae durante el invierno. El agua generada por la sierra es el servicio ecosistémico crítico para el desarrollo de una extensa región que rebasa el espacio propio, sus escurrimientos son los conectores con valles bajos, principalmente hacia la parte occidental donde se localizan extensas zonas de producción agrícola intensiva irrigada por la sobreextración de sus acuíferos provocando salinización de suelos y afectaciones graves a sus ecosistemas. El agua también sostiene a numerosos asentamientos humanos crecientes. No existe un entendimiento social de la vital dependencia que la región tiene de la sierra, mucho menos compromiso de acción para atender la sostenibilidad de sus ecosistemas. En tales condiciones, este trabajo propone una Región de Servicios Ecosistémicos de la Sierra de Autor de correspondencia: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 35

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 San Pedro Mártir que conjugue la visión ecosistémica que atiende factores ecológicos y la visión socioeconómica que entiende el espacio creado socialmente para administrar y usar los recursos naturales, para ello se recurre a la empatía que significa la definición territorial de diez acuíferos que integran la región propuesta. Configurar una Región de Servicios Ecosistémicos significa el entendimiento de pertenecer a un amplio territorio articulado por los servicios que sus ecosistemas proveen, se propone como base para que, en este caso, la Sierra de San Pedro Mártir recupere atención de quienes usan y se ven beneficiados por sus recursos, entendidos como servicios ecosistémicos, más allá de la ocupación simple del espacio, se trata también de comprometer a miembros de comunidades académicas para desarrollar una estrategia de concientización social local y generar mecanismos de retribución directa e indirecta para tareas continuas de estudio, vigilancia, preservación y eventual restauración de sus ecosistemas Palabras claves: ecosistemas, sostenibilidad, acuíferos, región. Introducción que se llevan a cabo. Destaca la severa sobreexplotación de los acuíferos en los valles bajos, En la parte central de Baja California, en México, estos excesos, han hecho que la salinidad se haya está localizada la Sierra de San Pedro Mártir (SPM), elevado a tal grado que los suelos agrícolas irrigados un complejo de ecosistemas a diferentes altitudes con han ido volviéndose improductivos (SIGACUA- una extensión cercana a las 450 mil ha, contiene al CONAGUA, 2018; DOF-SEMARNAT, 2018), para Parque Nacional Sierra de San Pedro Mártir enfrentar este problema agricultores han instalado, (PNSPM) cuyo polígono ronda las 63 mil ha desde más de una década atrás, plantas desaladoras (CONANP-SEMARNAT, 2007). La sierra, con de diferentes capacidades, pero así como no hay altitudes que tienen una media de 2 mil 500 m, es el control sobre la extracción, tampoco existe sobre el área de mayor precipitación pluvial de la entidad con destino de las aguas de desecho de estas plantas, un un promedio de 285 mm en los últimos 12 años estudio realizado por Pombo (2015) señaló la (IAUNAM, 2019) además del agua que aporta el existencia de 18 plantas desaladoras, pero derretimiento de la nieve que cae durante el invierno, académicos de la Universidad Autónoma de Baja debido a esta característica la sierra sostiene el California (UABC) han señalado públicamente que desarrollo de una región cuyos alcances superan el en 2017 había 52 plantas desaladoras usadas por espacio propio beneficiando, con la recarga de agricultores que descargaban aguas de desecho acuíferos, áreas aledañas, principalmente en la directamente al mar (4Vientos Periodismo en Red, vertiente occidental hacia el Océano Pacífico, donde 08/02/2018). Sumado a esto, la intensidad y tipo de se desarrollan extensas superficies en producción agricultura que se practica en la región agrava el agrícola intensiva y asentamientos poblacionales efecto sobre el medio natural, históricamente ésta ha crecientes en el corredor Colonet-San Quintín-El sido calificada como “una agricultura con fuerte Rosario además del Valle de la Trinidad en su límite dependencia de insumos y capital externo, norte. La consideración de esas áreas aledañas insostenible desde el punto de vista de los recursos significa el entendimiento de un espacio regional más naturales, medio ambiente y efectos sobre la salud. A extenso de Servicios Ecosistémicos (SE) que alcanza ella se le atribuyen problemas de la degradación y a constituir un territorio próximo a 750 mil ha posterior desertificación de suelos, salinización, (CONANP-SEMARNAT, 2007). contaminación de aguas superficiales y freáticas con El interés fundamental de este estudio es ese espacio agroquímicos, debilitamiento de la base genética regional ampliado que es articulado por el alcance de para la producción de alimentos” (Espinoza, 1999). los Servicios Ecosistémicos de la SPM, El espacio propio de la Sierra, como localización de particularmente el abastecimiento de agua como el de las fuentes originales de los SE, es también objeto de mayor trascendencia, un espacio en el que se estudio, las condiciones de salud de sus ecosistemas encuentran SE y grupos humanos beneficiarios, en el son determinantes para la capacidad de proveer estos que se establecen relaciones socioambientales, las servicios. En un estudio reciente sobre la SPM (y la cuales son esencialmente definidas por los usos de Sierra de Juárez) considerando una “área de estos servicios, su localización y la intensidad con intervención” definida por la cota de 700 m y 36

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 derivado de estimaciones en cambios en patrones de con estos elementos ¿si la conceptualización de un precipitación y en temperatura, se señalan amenazas espacio regional más amplio como la RSESPM es en grado de alta vulnerabilidad en los cuatro Objetos útil como base territorial para generar en los de Conservación Socioambiental (OCSA)1 que beneficiarios un entendimiento más comprometido identificaron: Bosques de coníferas, en las partes más con la crítica dependencia de los SE de la sierra y su altas de la sierra; Chaparral, el de la mayor sostenibilidad, cuál sería su configuración? distribución, incluso por debajo de los 700 metros de altura; Humedales, los más amenazados por sequías; Materiales y métodos y Agroecosistemas, relativos a ganadería extensiva y agricultura, en este último punto se destaca que la La metodología comprende la identificación de la actividad ganadera en los ecosistemas de la sierra zona de estudio, el desarrollo de los conceptos “ocupa parte de las superficies de humedales, centrales en los que se enmarca el trabajo, así como chaparrales y bosques, induciendo su conversión a la identificación de las variables de interés, y la pastizales con especies nativas o inducidas…la descripción del procedimiento para la obtención de agricultura de monocultivo transforma radicalmente información y el análisis. el paisaje natural” (CONANP y PNUD, 2019). Información obtenida en campo en 2017 identificó Zona de estudio un desconocimiento social en la región sobre la La zona de estudio que comprende este trabajo, importancia ambiental de la Sierra, una nula delineada en el apartado de introducción, se enfoca valoración de la vital dependencia de sus SE, no en las áreas aledañas a la SPM localizadas existe un mecanismo participativo local activo que principalmente hacia la parte occidental, desde el involucre a los grupos de usuarios o beneficiarios en poblado de Colonet en el extremo noroeste hasta el la preservación efectiva de los ecosistemas, su Rosario en el límite suroeste, se incluye al área del eventual restauración o el mejoramiento de su Valle de la Trinidad en el norte. En estas áreas se capacidad para el abastecimiento de agua y otros SE. localizan las actividades agrícolas más intensas y de Productores agropecuarios, pobladores, actores del mayor escala, así como los asentamientos humanos ámbito académico y gubernamental deben poblacionalmente más importantes quienes son los constituirse como agentes activos en el beneficiarios directos de los SE de la sierra. Es entendimiento de una región más comprehensiva y necesario señalar que datos hidrológicos comprometida social y económicamente con su imprescindibles para el estudio se refieren a propia sostenibilidad. localizaciones dentro del espacio propio de la sierra, En función de estos antecedentes y tal condición significa que también es componente de problematización, sus alcances y el intento de la zona de estudio. propuestas explicativas, el objetivo de este trabajo es proponer una Región de Servicios Ecosistémicos de Marco conceptual la Sierra de San Pedro Mártir (RSESPM) que Este apartado constituye un breve recorrido por los conjugue la visión ecosistémica que atiende factores conceptos centrales en los que se enmarca el estudio: ecológicos y la visión socioeconómica que entiende desarrollo sostenible, ecosistema y, en la ruta de el espacio creado socialmente para administrar y usar discusión, servicios ecosistémicos o ambientales por los recursos naturales, para ello es necesario obtener la conexión con actores sociales en su condición de respuestas a las preguntas ¿el abastecimiento de agua usuarios o beneficiarios del recurso derivado de sus es el servicio ecosistémico determinante para actividades productivas, profesionales o de consumo RSESPM?, ¿cuáles son las condiciones de básico. abastecimiento de agua provenientes de la SPM, su localización, sus volúmenes, los usos e intensidad Acerca del desarrollo sostenible. con que se aprovecha?, ¿qué grupos sociales son El trabajo está orientado al medio rural y las usuarios o beneficiarios y cuál es su localización?, 1 OCSA es un elemento de importancia focal para la conservación humanas, y que tiene un papel relevante en vulnerabilidades climáticas identificadas. (especies o ecosistemas) con una contribución relevante al funcionamiento de los ecosistemas o en la generación de servicios ecosistémicos prioritarios de los cuales se benefician comunidades 37

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 actividades agrícolas o primarias, en tal sentido se acuerdo a las necesidades específicas de cada recupera el concepto de Desarrollo Sostenible (DS) investigación. En tal sentido podemos anotar la de de la Organización de las Naciones Unidas para la Willis: “Una unidad que comprende una comunidad Agricultura y la Alimentación (FAO): “El desarrollo (o comunidades) de organismos y su ambiente físico sostenible consiste en la ordenación y conservación y químico, a cualquier escala (especificada), en la de la base de recursos naturales y la orientación del que hay flujos de materia y energía”, también la de cambio tecnológico e institucional, de tal manera que Jorgensen y Muller, contribuye a su entendimiento: se asegure la continua satisfacción de las necesidades “Sistema biótico y funcional, capaz de mantener la humanas para las generaciones presentes y futuras. vida incluyendo todas las variables biológicas. Este desarrollo (en los sectores agrícola, forestal y Donde la escala espacial y temporal no se especifica pesquero) conserva la tierra, el agua, y los recursos a priori, sino basado en los objetos de estudio del genéticos vegetales y animales, no degrada el medio ecosistema” (citados por: Armenteras et al. 2016), ambiente y es técnicamente apropiado, económicamente viable y socialmente aceptable” Servicios ecosistémicos y servicios ambientales. (Citado en: Espinoza et al. 1999). En este documento se equiparan los conceptos de SE Es importante reconocer que el concepto y la realidad y SA, en esa intención, Boyd y Bazhaf, citados por van más allá de lo estrictamente relativo a la Quétier señalan que los SE son: producción primaria, implica actividades de mayor “…únicamente aquellos procesos ecológicos que se diversidad y espacios que pueden entenderse como incorporan en la producción de los productos y suburbanos, urbanos o “no rurales”, esto significa servicios que usa la gente. Es decir, se procura tener en cuenta la necesidad de ampliar el ejercicio separar los SE que surgen o están disponibles por la conceptual y ganar precisión en el conocimiento acción de la naturaleza, de los beneficios que la sobre sostenibilidad, para ello es necesario recuperar sociedad obtiene de ellos a partir de alguna acción o las elaboraciones sustantivas que en el seno de intervención específica. Según esta definición, un SE organismos internacionales como el Programa de las es una de muchas propiedades del ecosistema, Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) particularmente aquella que es relevante para un y la FAO se han realizado años atrás y que parten de beneficio y un beneficiario determinados” (Quétier et los desarrollos sobre servicios ecosistémicos o al. 2007). ambientales. Sobre estas ideas huelga observar que Quétier precisa que “la identificación de una “el desarrollo sostenible, que considera, entre otros propiedad del ecosistema como SE es contextual y objetivos, la conservación de los recursos naturales, depende del beneficio al cual contribuye”. debe promover actividades destinadas a proteger la De manera general los SE son beneficios que el estructura, las funciones y la diversidad de los medio natural provee a grupos humanos y para sistemas naturales. Lo anterior significa conservar entenderlos la FAO los agrupa en cuatro categorías: los sistemas sustentadores de vida, es decir, aquellos de abastecimiento, de apoyo, de regulación y procesos ecológicos que mantienen el planeta apto culturales. Una vista más precisa de este desarrollo para la vida. Ellos configuran el clima, purifican el se observa en las siguientes líneas: aire y el agua, regulan el caudal de las aguas, reciclan Los servicios de abastecimiento se refieren a los elementos esenciales, crean y regeneran el suelo alimentos, materias primas, agua dulce, recursos y permiten que los ecosistemas se renueven” (UICN, medicinales. Sobre los servicios de regulación se PNUMA y WWF, 1991). señala clima local y calidad del aire, secuestro y almacenamiento de carbono, moderación de Sobre el concepto de ecosistema. fenómenos meteorológicos extremos, tratamiento de El concepto es una herramienta útil para efectos de aguas residuales, prevención de la erosión y estudio y entendimiento de los procesos ecológicos, conservación de la fertilidad del suelo, polinización, aunque es evasivo desde variados ángulos y por control biológico de plagas, regulación de los flujos décadas ha evolucionado el término que expresa un de agua. En cuanto a los servicios de apoyo puede “conjunto de organismos y su medio físico encontrarse la conservación de la diversidad genética interactuando en un lugar” (Armenteras et al, 2016) y el hábitat para especies. Finalmente, en servicios ha sido útil como punto de partida para hacer culturales están las actividades de recreo y salud construcciones más complejas y funcionales de física y mental, el turismo, la apreciación estética y 38

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 la atmósfera para la cultura y el arte, y el sentido de Obtención de información y análisis pertenencia (FAO, 2019). En este trabajo se utiliza la investigación documental Por su lado, Espinoza se refiere a los SA de la y la observación directa, se complementa con siguiente manera: Los servicios ambientales los procedimientos de la Investigación Acción proveen esencialmente las áreas silvestres, como Participativa (IAP), una opción metodológica que bosques, pantanos, humedales, arrecifes, manglares, “parte de un diagnóstico inicial, de la consulta a llanuras, sabanas, las áreas que en su conjunto diferentes actores sociales en búsqueda de conforman ecosistemas, ecorregiones, y las cuencas apreciaciones, puntos de vista, opiniones, sobre un hidrográficas, entre otros, se pueden recupera cinco tema o problemática susceptible de cambiar” grupos de acuerdo con la función que hacen: (Colmenares, 2012). La IAP propone una dinámica Mitigación de las emisiones de gases de efecto metodológica que consiste en que “…a partir de una invernadero, mediante la fijación, reducción y situación problemática dada (identificada), el equipo almacenamiento de carbono y otros gases. técnico investigador desarrolla un diagnóstico y Conservación de la biodiversidad mediante la descripción de la comunidad o del contexto donde se protección y uso sostenible de especies, inserta el grupo…dicha descripción de carácter conservación de ecosistemas y los procesos económico, social, geográfico y cultural, daría ecológicos de los cuales se deriva la diversidad cuenta también de las relaciones con otros grupos y biológica y formas de vida, así como el acceso a de la inserción o relación de la comunidad con el elementos para fines científicos y comerciales. espacio local…el resultado de este dossier de Protección de recursos hídricos, en términos de información contendría las principales características calidad, distribución en el tiempo y cantidad, para de la comunidad o grupo, de los principales uso urbano, rural, industrial e hidroeléctrico, problemas que se evidencian y una idea de las mediante protección y uso sostenible de acuíferos, posibles alternativas para resolverlos” (Contreras, manantiales, fuentes de agua en general, protección 2002). y recuperación de cuencas y microcuencas. Belleza El trabajo en campo se llevó a cabo durante una escénica derivada de la presencia de bosques, estancia sabática de investigación en la región paisajes naturales y elementos de la biodiversidad, durante los meses de agosto de 2016 a julio del 2017, que son los atractivos y la base del desarrollo del permitió la interacción con actores claves de la ecoturismo, turismo de playa, turismo científico, de región que generaron notas de campo, información observación y aventura. Mantenimiento de las áreas de entrevistas personales, datos documentales y como bosques, humedales, arrecifes y manglares, empíricos, de esta manera la reflexión y conclusiones que mitigan los impactos de los desastres naturales” se llevan a cabo a partir de información proveniente (Espinoza et al. 1999). de representantes de comunidades agrarias, integrantes de Comités Técnicos de Aguas Variables Subterráneas (COTAS), profesionistas y A partir del concepto general de SE se describen de funcionarios agropecuarios, académicos de la manera sucinta las variables centrales agrupadas en UABC, productores agrícolas y ganaderos, tres categorías: El SE, abastecimiento de agua; usos funcionarios ambientales de gobiernos federal y del SE; y Usuarios o beneficiarios del SE. estatal como la Comisión Nacional de Áreas El SE, abastecimiento de agua. Recuperación de naturales Protegidas (CONANP), de la Secretaría de datos sobre la hidrología de la región: Medio Ambiente y Recursos Naturales precipitaciones, escurrimientos y localización de (SEMARNAT), y la Secretaría de Protección al cuencas; disponibilidad y recarga de acuíferos y su Ambiente (SPA), del Gobierno del Estado de Baja localización. California (GobBC). Los Usos del SE. Localización y escalas de producción de áreas agrícolas, localización y escalas Resultados y discusión de asentamientos poblacionales. Los usuarios o beneficiarios del SE. Identificación de La fuente del SE: la Sierra de San Pedro Mártir actores beneficiarios, Grupos de interés: agricultores, La SPM es una cadena montañosa sobre el centro de ganaderos, academia e investigación, organismos la península con poco más de 100 km de longitud y gubernamentales y pobladores. 39

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 una altitud de 750 a 3,000 msnm. Con extensas zonas el incremento de las actividades agrícolas, urbanas e boscosas (Figura 1) tiene una superficie aproximada industriales ha propiciado una sobreexplotación de de 450 mil ha, de las cuales 63 mil constituyen el los acuíferos, lo que trae como consecuencia la PNSPM. Por su riqueza biótica y su importancia degradación de la calidad del agua y de los suelos cultural la Sierra ha sido propuesta como una (INEGI-GobBC, 1995). Reserva de la Biósfera bajo los programas Man and Los datos anteriores tienen una referencia que data Biosphere – México (MAB-México) y Unesco- de varios años atrás, sin embargo, es necesario decir MAB, debido a que San Pedro Mártir constituye una que prácticamente la totalidad de las estaciones reserva genética de especies forestales y de climatológicas del área de trabajo que comprende chaparral. Sólo en flora, en la parte alta existen 20 este estudio están averiadas, sin mantenimiento y no especies y subespecies endémicas. En esta Sierra se hay datos reales actualizados. CONANP con localiza el Observatorio Astronómico Nacional recursos del PNUD de la ONU hicieron un esfuerzo (OAN) de la Universidad Nacional Autónoma de reconocible en 2017 desarrollando el Programa de México (UNAM). El área de influencia ronda las 750 Adaptación al Cambio Climático del Complejo de mil ha con crecientes zonas agrícolas y los Parques Nacionales Sierra de San Pedro Mártir y asentamientos poblacionales en el corredor Colonet- Constitución de 1857 (CONANP y PNUD, 2019), el San Quintín-El Rosario y el Valle de la Trinidad en documento refiere los datos de la estación ubicada en su límite norte (CONANP-SEMARNAT, 2007). el OAN, señala un descenso de los promedios anuales de precipitación mínimos, medios y altos en Figura 1. Localización de la Sierra de San Pedro Mártir, B.C. los periodos 1950-1979 y 1980-2009, los mínimos pasaron de 210 a 243 mm, los medios descendieron Hidrología regional notablemente de 400 a 285mm y los altos también Baja California es una de las entidades de más baja sufrieron un marcado descenso de 548 a 422 mm. precipitación pluvial. El 60% del territorio estatal Aunque estos datos llegan solo hasta 2009, es crucial registra menos de 100 mm anuales y el 40% restante observar la notablemente menor captación de agua, 250 mm, debido a ello y a las condiciones geológicas el trabajo citado recoge la problemática climática adversas, los acuíferos permeables de espesores expuesta por las poblaciones asentadas en la región y reducidos no permiten grandes recargas, en épocas que se relaciona con la escasez de agua, de precipitaciones extraordinarias los excedentes de particularmente identifica a las sequías, disminución agua fluyen en forma de escurrimientos superficiales de aguas superficiales y profundas, cambios en los o por flujo subterráneo hacia el mar. En la zona costa periodos de lluvias, reducción de agua en abrevaderos y temperaturas más elevadas. En un trabajo de Escoto de 1994, el cual es una referencia histórica relevante debido a que no se han efectuado mediciones posteriores en los mismos términos, se registran las precipitaciones y escurrimientos en las cuencas de la sierra, destacan las de Santo Domingo, El Salado, El Rosario, San Simón, San Rafael y San Telmo (Tabla 1). Por otro lado, los datos publicados en 1995 por INEGI y el GobBC afirmaban que estos caudales aportaban más de 25 millones de m3 anuales, pero los datos citados por Escoto en 1994 mostraban escurrimientos por más de 113 millones de m3, la realidad, hasta hoy, es que una parte muy importante se pierde debido a que no existe infraestructura hidráulica para su contención y aprovechamiento y “en algunos años los escurrimientos son casi nulos y la renovación de las fuentes subterráneas es demasiado lenta para efectos productivos” (INEGI- 40

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 Tabla 1. Precipitaciones y escurrimientos en las Cuencas de la Sierra de san Pedro Mártir Cuenca Área (km2) Precipitación Media Anual (mm) Escurrimiento Anual (Mill m3) El Salado 1,821.26 206.82 13.14559 27 de Enero 57.88 180.04 0.31540 Cabo Colonet 1 7.14 172.49 0.02392 Cabo Colonet 2 10.36 172.34 0.03718 San Rafael 206.29 9.67204 San Telmo 1,280.27 197.94 6.16066 Punta San Jacinto 931.10 158.99 0.29217 Mesa San Jacinto 61.71 158.90 0.32057 Punta de Camalú 77.10 154.59 0.08710 Camalú 22.29 166.65 1.09040 San Ramón 236.07 148.57 0.15387 Santo Domingo 40.24 192.75 49.49002 Padre Quino 1,225.78 147.34 0.34484 La Escopeta 75.10 164.23 1.92330 Nueva Cork 299.31 182.40 2.86403 Agua Chiquita 368.31 177.96 1.25840 San Simón 236.66 163.59 11.25091 El Pabellón 1,663.72 152.86 0.92258 El Socorro 242.22 158.16 0.86831 El Socorro Sur 211.02 147.97 0.10207 La Lobera 28.89 151.56 0.14073 La Lobera Sur 37.68 154.64 0.12273 Hondo Norte 31.38 153.31 0.07571 Hondo 19.75 155.66 0.25117 Amargo 63.28 155.36 0.19918 El Campito 50.39 156.23 0.25336 Campo Viejo 63.30 159.15 0.15477 El Rosario 34.76 131.88 12.21081 Total 2,714.35 113.73182 Fuente: Escoto (1994). 11,911.32 GobBC, 1995). 109.9 millones de m3, pero la extracción por pozos En la región beneficiada por la recarga de los acuíferos de la vertiente hacia el Océano Pacífico en estas áreas ha superado esa recarga y estimaba un (OP) destacan los valles agrícolas de Colonet, San Telmo, Camalú, Santo Domingo (Col. Vicente déficit alarmante en los acuíferos que sumaba 105.4 Guerrero), San Quintín, San Simón y un poco más al millones de m3 lo cual ha producido un grave sur hasta El Rosario, también se explotan zonas en el norte en el valle de La Trinidad. Según el Sistema de deterioro de los suelos y la limitación de cultivos Información Geográfica de Acuíferos y Cuencas (SIGACUA) de la Comisión Nacional del Agua potenciales, en algunas zonas cercanas al mar ha (CONAGUA) los datos más actuales reportaban una recarga en los valles hacia el OP estimada en los provocado la intrusión salina del agua del Pacífico (SIGACUA-CONAGUA, 2018). En enero de 2018 la misma CONAGUA reporta otras mediciones en los acuíferos publicadas en el Diario Oficial de la Federación (DOF) donde redujo el déficit a 92.2 millones de m3 (DOF-SEMARNAT, 2018), lo cual 41

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 no cambia los niveles alarmantes de sobre extracción mayoría de los acuíferos y el peligro constante de (Tabla 2). contaminación por la intrusión de agua de mar o por Los terrenos de las partes altas de la SPM no son la ya existente en las formaciones de acuíferos adecuados para la producción de cultivos ni para adyacentes (INEGI-GobBC, 1995). pastoreo debido a que las pendientes son muy pronunciadas y los suelos son someros. Sin embargo, Región San Quintín son terrenos valiosos y productivos ya que pueden En la región del Valle de San Quintín las cuencas suministrar madera, son hábitat para la vida silvestre hidrológicas de mayor importancia se encuentran en y ofrecen oportunidades recreativas (Sepúlveda et la vertiente occidental de la Sierra que llega hasta la al., 1999). altura de los 3 mil m y donde ocurren las precipitaciones pluviales de invierno y verano. La Región Colonet caída de nieve en invierno, la existencia de la La región de Colonet forma parte de la Región vegetación boscosa y las praderas en la altiplanicie, Hidrológica no. 1 de CONAGUA, cuenca del arroyo provocan la retención y lenta filtración de las aguas, Las Ánimas-Santo Domingo, que incluye las permitiendo escurrimientos permanentes en las subcuencas arroyo Salado, San Rafael, San Telmo y cuencas medias, en las zonas bajas de las cuencas el Santo Domingo. El arroyo Santo Domingo nace a lo escurrimiento es intermitente (INEGI-GobBC, largo del parteaguas de la Sierra y está formado por 1995). Esta región comprende los acuíferos de San varios torrentes que tienen su origen a más de 2,900 Quintín, San Simón y El Socorro. Las zonas de San m de altura. Esta cuenca tiene como subcuencas Quintín y San Simón son las que presentan mayor intermedias la del arroyo Santo Domingo, Río San intensidad de producción agrícola y asentamientos Tabla 2. Disponibilidad de agua y recarga en acuíferos de región de servicios ecosistémicos de la Sierra de San Pedro Mártir (millones m3) Disponibilidad Recarga Media Disponibilidad Recarga Media Acuífero o Déficit Anual o Déficit Anual (SIGACUA) (SIGACUA) (DOF 4 enero 2018) (DOF 4 enero 2018) 0216 La Trinidad -3.42711 24.4 -5.248120 24.4 0217 San Rafael -27.956711 12.4 -29.947415 12.4 0218 San Telmo -15.870174 8.5 -14.534189 8.5 0219 Camalú -8.115188 3.9 -6.235188 7.8 0220 Colonia V. Guerrero -20.127472 19.5 -25.965801 15.6 0221 San Quintín -13.671289 19 -7.634600 24.3 0246 San Simón -17.598193 14 -2.672882 27.2 0247 El Socorro 0.481033 1.9 0.000000 1.9 0224 El Rosario 0.901681 6.3 0.000000 6.3 Suma -105.383423 109.9 -92.238195 128.4 0222 San Felipe–P. Estrella 2.136515 8.0 0.000000 8.0 0223 Valle Chico–SPM 2.56962 13.8 0.000000 13.8 Fuente: Elaborado con datos de SIGACUA-CONAGUA (2018) y DOF-SEMARNAT (2018). Telmo, Río San Rafael, arroyo Salado, Río San poblacionales, y tienen acuíferos con déficit hídrico Vicente, Río Santo Tomás y arroyo Las Ánimas. El cercanos a los 30 millones de m3 anuales en la escurrimiento del arroyo Santo Domingo puede versión de SIGACUA o de más de 10 millones según considerarse como perenne. Los escurrimientos la última versión de la misma CONAGUA publicada superficiales principales en el área de estudio son los en el DOF en enero de 2018. arroyos San Rafael y San Telmo. A la escasa precipitación pluvial se suman otros factores Región El Rosario adversos que limitan la disponibilidad de agua, como El acuífero de El Rosario presenta un equilibrio entre la reducida capacidad de almacenamiento de la recarga y extracción anuales (DOF-SEMARNAT, 42

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 2018), aunque previamente mostraba un superávit de La zona comprende desde Punta Colonet, pasando 0.9 millones de m3 (SIGACUA-CONAGUA, 2018). por el Ejido Gustavo Díaz Ordaz-San Telmo, hasta el Esto indica que en la actualidad este acuífero no se valle de Camalú. encuentra sobre explotado, pero es importante hacer notar que los datos oficiales estarían mostrando un Zona agrícola Vicente Guerrero-San Quintín riesgo creciente al pasar de superávit a cero Es la zona más emblemática de la región por su disponibilidad. escala de producción e intensidad, comprende los Valles de Santo Domingo en la Colonia Vicente El Valle de La Trinidad Guerrero, el Valle de San Quintín, la Colonia Lázaro La recarga hídrica de ese valle es una mezcla de los Cárdenas y San Simón, suman cerca de 5 mil ha escurrimientos de la SPM y de la Sierra de Juárez ocupadas en la actividad. Destacan los cultivos de (SJ), su acuífero está severamente sobreexplotado, fresa, tomate rojo, pepino, cebolla bola y frutillas los datos de la CONAGUA muestran un rojas. agravamiento del déficit el cual supera los 5.24 millones de m3 (DOF-SEMARNAT, 2018). Zona agrícola El Rosario. El Rosario es la zona ubicada más al sur del área de Los usos del SE: superficies de producción agrícola influencia de la Sierra de San Pedro Mártir. La Por razones de desagregación oficial en la producción agrícola se realiza en una superficie por información de la producción, las superficies encima de 500 ha y sobresalen los cultivos de cebolla agrícolas pueden ser agrupadas en tres zonas, de bola, tomate rojo y chícharo. norte a sur: Colonet-Camalú, Vicente Guerrero-San Quintín y El Rosario, agregando en el norte al Valle Zona agrícola del Valle de La Trinidad de La Trinidad. En la tabla 3 se muestran las escalas En 2016 se establecieron casi 1,500 ha de cultivos de de producción de cada zona en el año 2016 y cuya hortalizas como chile, cebolla bola, tomatillo y suma agregada superó las 9,500 ha, de manera cebollín, y de forraje como la alfalfa. complementaria se enlistan los principales cultivos de cada una (SIGA-SEFOAGobBC, 2018). Los usuarios del SE Entre quienes usan o se benefician de los SE que Tabla 3. Superficies en producción agrícola en región de provee la SPM se pueden encontrar Grupos de servicios ecosistémicos de la Sierra de San Pedro Mártir, año Interés y Pobladores. Ambos sectores deben tener 2016 (ha). conciencia sobre lo determinante que son las condiciones naturales de la sierra para la realización Zona Superficie de sus actividades productivas, estudio e investigación y administración o gobierno, en el caso Colonet-Camalú 2,930 de los primeros, y sobre sus condiciones de vida en general en el caso de los segundos. Vicente Guerrero-San Quintín 4,587 Con excepción de los ganaderos que pastorean en el verano y primavera su ganado en las partes altas de El Rosario 528 la sierra, casi la totalidad de los beneficiarios se encuentran fuera del espacio propio de la SPM, es Corredor Occidental 8,047 decir en los valles bajos, principalmente en la parte oeste de la cadena montañosa, muy cerca de la costa Valle de la Trinidad 1,483 del OP. Enseguida una identificación sucinta de ellos: Total 9,530 Grupos de interés Fuente: Elaborado a partir de SIGA-SEFOAGobBC, 2018 Agricultores Como grupo de interés destacan en primer lugar los Zona agrícola Colonet-Camalú agricultores, quienes tienen las mayores superficies La zona ha ido creciendo en superficie productiva, de cultivos en los valles agrícolas de San Quintín, tanto a cielo abierto como bajo ambiente controlado Santo Domingo y Camalú, y superficies menores en con uso intensivo de tecnología y agua de riego, acercándose a las 3 mil ha en donde destacan los cultivos del tomate rojo, cebolla bola, fresa, espárrago, pepino y aunque en superficies comparativamente más pequeñas, pero con alto valor comercial, las frutillas rojas conocidas como berries. 43

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 Colonet, San Telmo y El Rosario, y el valle de La recursos, la rigidez burocrática de la federación para Trinidad que significa una superficie tres o más veces hacer llegar recursos a la nueva administración, el la ocupada en la zona de El Rosario. La producción desinterés y falta de apoyo económico del GobBC casi exclusivamente hortícola es, en su mayoría, de con la administración nombrada, tuvo como exportación. Extraen, sin criterio de sostenibilidad ni consecuencia solo algunos años de trabajo modesto. control de autoridad alguna, agua de pozos para En la actualidad el convenio es en la práctica nulo irrigar los extensos campos de hortalizas, a los cuales pues la CONANP recuperó la tutela de la se suman, aún en extensiones pequeñas, pero administración y por parte del GobBC la instancia crecientes, el cultivo de frutillas rojas de alto valor vinculada es ahora la SPA. comercial, y cientos de hectáreas de viñedos. La extracción de agua del subsuelo es tan irracional que Pobladores casi en la totalidad de los valles la intrusión de agua Corredor Poblacional Colonet - San Quintín - El de mar ha salinizado los suelos, con la consecuente Rosario improductividad y abandono de esas superficies, En materia estrictamente agraria, en el área de estudios realizados por Espejel y otros investigadores influencia de la Sierra se encuentran 36 ejidos y 9 han documentado la intrusión hasta 15.5 km de la colonias (Tabla 4), pero los asentamientos costa y a una altitud de 400 m (Espejel et al., 2005). poblacionales se encuentran diseminados sobre todo Estos agricultores son los grupos que más beneficios a lo largo de la carretera Transpeninsular en el obtienen, logrando ganancias económicas de corredor Colonet - San Quintín - El Rosario en millones de dólares cada año, y son también quienes asentamientos y rancherías que pueden tener unos han concentrado las tierras de los núcleos ejidales y cuantos habitantes y hasta poblados integrados con de colonos a través de la renta. más de 5 mil personas, la información puede ir agregando rancherías y comunidades hasta adquirir Ganaderos. la categoría demográfica “localidad”, en tal sentido, Un segundo grupo en importancia son los ganaderos. en la tabla 5 se muestran los datos de 18 localidades La ganadería extensiva de la región, como en otros dentro de la región de SE de la SPM, éstas integran lugares, es una actividad ancestral, aun cuando no el corredor poblacional Colonet-San Quintín, es hay datos precisos sobre la cantidad de cabezas de necesario reiterar que se incluye la localidad del ganado que pastan en la región, por información de Valle de La Trinidad que se encuentra espacialmente ganaderos locales del ejido El Bramadero, quienes fuera del corredor, en extremo norte de la sierra. son mayoritariamente los dueños del ganado, se Destaca la zona de San Quintín, que comprende indica que habría cerca de cinco mil cabezas en los varias localidades contiguas y que en suma rondan límites del PNSPM. los 30 mil habitantes. En total la región en observación sostiene una población próxima a las Academia e Investigación. 100 mil personas. Un tercer grupo de interés lo integran académicos e La dinámica poblacional observada en los datos de la investigadores, la UNAM opera el OAN que se tabla 5 muestra un crecimiento demográfico de la construyó a partir de 1967, la UABC y el Centro de región en el periodo de ocho años del 18.9%, si se Investigación Científica y Estudios Superiores de supone un crecimiento lineal el ritmo promedio anual Ensenada (CICESE) hacen con cierta regularidad de crecimiento rondaría el 2.4%. Sin embargo, hay investigación geológica, biológica, hidrológica y que hacer notar el alto grado de diferenciación en los agronómica en la región, además de estudios sociales tamaños de las poblaciones y con ello la variación, sobre jornaleros agrícolas y migración. también notable, de las tasas de crecimiento, tomando en cuenta 2018, el último año de la Organismos gubernamentales. proyección, la diferencia entre la localidad de menor Un cuarto grupo de interés lo constituyen tamaño (Santa María – Los Pinos) y la mayor ineludiblemente las instancias de gobierno. A fines (Colonia Lázaro Cárdenas) es, en términos absolutos de 1996 la CONANP entregó la administración del de 16,460 personas, esto significa más de nueve PNSPM al GobBC a través de la Secretaría de veces más grande. Fomento Agropecuario (SEFOA) en su Dirección De igual forma destaca la tasa negativa de la Forestal y de la Fauna. Sin embargo, la falta de localidad de San Quintín, observada a partir de su 44