PROGRAMA DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL MEDIO AMBIENTE PNUMA Proyecto: “MANEJO INTEGRADO DE LAS ZONAS COSTERAS Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE LOS MANGLARES EN GUATEMALA, HONDURAS Y NICARAGUA” Resultados de un muestreo piloto de suelo y vegetación de manglar como parte de las actividades a realizar para capacitar personal científico en la obtención de presupuestos de carbono en el Parque Nacional Jeannette Kawas, Honduras Análisis de carbono orgánico total en manglares del Parque Nacional Jeannette Kawas

Presentado a: Lucia Scodanibbio Coordinadora Regional Presentado por: Victor H. Rivera-Monroy Edward Castañeda-Moya Louisiana State University Baton Rouge, LA USA 70803 Juan Carlos Carrasco Verónica Caviedes Sánchez INCEBIO La Ceiba, Honduras Marc Simard Jet Propulsion Laboratory, NASA Pasadena, California, USA 91109

Baton Rouge, Louisiana, 22 de mayo de 2013.

I. Introducción El presente documento muestra los resultados del análisis de suelos y material vegetal en los bosques de manglar del Parque Nacional Jeannette Kawas (PNJK), en la bahía de Tela, Honduras, incluyendo la selección de áreas de estudio para el muestreo preliminar de estructura en transectos y parcelas, así como las determinaciones de carbono y el análisis dimensional del bosque. Este muestreo fue parte del curso propuesto “Capacitación en la medición de presupuestos de carbono en bosques de manglar” realizado del 7 al 14 de abril de 2013. El curso se realizó dentro de las actividades del proyecto “Manejo Integral de las Zonas Costeras y Gestión Sostenible de los Manglares de Guatemala, Honduras y Nicaragua”; una iniciativa financiada por el Gobierno de España y ejecutada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) en colaboración con la Dirección de Biodiversidad DiBioSERNA para el caso de Honduras. Los datos y análisis incluidos están relacionados con un muestreo inicial llevado a cabo en enero 2013 (suelos) y con los datos estructurales del bosque de manglar obtenidos durante el curso de capacitación mencionado (abril 2013). Así, este reporte incluye los resultados de estos muestreos consecutivos. Inicialmente se contemplaba un muestreo independiente por fecha y una comparación de datos, pero debido a limitaciones de tiempo y financiamiento, esto no fue posible. Sin embargo, los datos incluidos en este reporte son robustos y presentan una estimación preliminar confiable de las magnitudes de carbono orgánico en los manglares del PNJK.

II. Antecedentes Estudios recientes en el marco de la iniciativa de Carbono Azul (“Blue Carbon” en inglés) demuestran que los ecosistemas marino-costeros – manglares, praderas de pastos marinos y estuarios – pueden almacenar hasta cinco veces el carbono presente en los bosques tropicales (McLeod et al. 2011). El carbono azul se refiere al carbono almacenado por los manglares y los ecosistemas costeros asociados (pastos marinos, estuarios), que son clave para la mitigación del cambio climático. Estos ecosistemas pueden secuestrar más de dos toneladas de carbono por hectárea por año, equivalente a hasta 5 veces la capacidad de secuestro de carbono de los bosques tropicales. La conversión de manglares a otros usos y la alteración de su drenaje causan la oxidación de sus suelos, que es donde se almacena más carbono. Los resultados de estudios publicados en Nature Geoscience estiman que la deforestación del manglar puede generar emisiones de 0,02-0,12 Pg de carbono por año – alrededor del 10 % de las emisiones procedentes de la deforestación global, a pesar de que estos bosques constituyen sólo el 0,7 % de la superficie ocupada por bosques tropicales (Donato et al., 2011). El conocimiento sobre el carbono azul es todavía escaso y la investigación está en fase de desarrollo. Por lo tanto es necesario realizar varios estudios pilotos en zonas marino-costeras para poder contar con más información respecto a las cantidades de Informe final mayo 2013 2

carbono almacenadas por estos sistemas, la proporción almacenada por la planta en comparación con sus suelos orgánicos, las emisiones que se liberan al transformar el uso del suelo y como estas mismas varían dependiendo del nuevo uso, etc. Asimismo, desarrollar estos estudios es crítico, para poder incluir estos ecosistemas de manera más formal en las estrategias de mitigación al cambio climático. Sin embargo, en Honduras y en Centroamérica a nivel más general, se ha identificado una fuerte debilidad en la capacidad de realizar estudios sobre medición de carbono en los ecosistemas marino-costeros. Por lo tanto ha surgido la necesidad del fortalecimiento de las capacidades locales y nacionales, en el tema de medición de carbono en manglares y ecosistemas asociados, mediante la capacitación de actores clave (técnicos forestales, institutos de investigación, universidades) del área de acción del proyecto (Honduras, Guatemala y Nicaragua), así como de otros países limítrofes. Los objetivos generales y específicos del proyecto y curso asociado fueron: Objetivo general: Obtener datos de línea base de carbono total en bosques de manglar en el Parque Nacional Jeannette Kawas (PNJK). Objetivos específicos:    

Evaluar la concentración de carbono en suelos de manglar a diferentes profundidades. Evaluar la concentración de carbono en hojas y madera de las especies de manglar dominantes en el Parque Nacional Jeannette Kawas. Determinar las áreas donde se encuentran los ecotipos dominantes de manglar en la zona de estudio para llevar a cabo la capacitación en el muestreo de suelos y vegetación. Desarrollar y fortalecer las capacidades de actores clave de Centroamérica en la medición de carbono en ecosistemas marino-costeros.

III. Ámbito geográfico El Parque Nacional Jeannette Kawas (PNJK) se encuentra entre los municipios de Tela y Puerto Cortes, en los departamentos de Atlántida y Cortes, en la vertiente Caribe de Honduras. Geográficamente se ubica en las coordenadas 15° 42' y 15° 61’ latitud norte, y 87° 23' y 87° 52' longitud oeste. Tiene una extensión territorial de 781 km² entre áreas terrestres y marinas. En 1994 es declarado Área Protegida por el Congreso Nacional mediante Decreto 154 – 94; en 1995 fue designado como el sitio Ramsar 722. El PNJK forma parte del sistema deltaico de los ríos Ulúa y Chamelecón, el segundo más grande del país, por donde drena el 25% de agua dulce de la cuenca nacional. Comprende el 6% de la extensión de humedales costeros de la vertiente Caribe del país, siendo la mayor área después de la Moskitia. Los ecosistemas representados en el Informe final mayo 2013 3

parque son selvas inundables (19 mil hectáreas), bosque de manglar (2.300 hectáreas), tres lagunas costero-estuarinas, arrecifes de borde y barrera, pastos marinos, pantanos con Acrostichum aureum, planicies costeras, playas arenosas y coralinas, acantilados, islotes rocosos, un tómbolo complejo con bahías y ensenadas, y elevaciones con bosque latifoliado pre-montano.

IV. Métodos Colecta de suelo y material vegetal Durante la tercera semana del mes de enero de 2013, se seleccionaron cinco estaciones de muestreo en el área del Parque Nacional Jeanette Kawas (Figura 1 y Figura 2). Las estaciones de manglar fueron representativas de los ecotipos de manglar dominante en el área de estudio, incluyendo bosques ribereños, matorral (también denominado enano), y de franja. Las clases de ecotipos están basados en criterios estructurales descritos en Lugo y Snedaker (1978) .

Figura 1. Localización del área de estudio, Parque Nacional Jeannette Kawas (PNJK), Honduras (adaptado de Carrasco et al. 2013).

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Figura 2. Localización de sitios de muestreo para la obtención de muestras de suelo y estructura del bosque en el Parque Nacional Jeannette Kawas, Honduras. (Google earth Landsat Enero 16, 2008).

El muestreo de suelos y vegetación se llevó a cabo en dos fases: un muestreo de suelos en enero (20 y 21) 2013 y un muestreo de vegetación en abril 2013. El muestreo de suelos incluyó cinco estaciones (Figura 2). La compra de materiales y preparación del equipo de campo se llevó a cabo el 19 de enero de 2013. Un total de cuatro personas participaron en la fase de preparación, de campo, y procesamiento de los núcleos de suelo. En cada sitio de manglar se colectó un núcleo del suelo a una profundidad de 40 cm. Para extraer el núcleo del suelo se usó un tubo de PVC (6” de diámetro) acoplado a una “T” del mismo material que permitió la extracción del núcleo (Figura 3). Cada uno de los núcleos fue seccionado cada 2 cm y las muestras fueron almacenadas en bolsas Ziploc para su posterior análisis de carbono total en laboratorio de calidad ambiental en el Departamento de Oceanografía y Ciencias Costeras en la Universidad Estatal de Louisiana (LSU).

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Figura 3. Muestreo de sedimentos en el área de estudio.

Adicionalmente, se colectaron de 6-10 hojas del dosel del bosque de cada una de las especies de manglar representativas de cada ecotipo, para determinar el contenido de carbono total en hojas verdes; el número total de hojas colectadas estuvo basado en la obtención mínima de 6 gramos de material seco por especie para llevar a cabo los análisis químicos. Las hojas fueron colectadas en diferentes puntos del dosel de un mismo árbol. Igualmente, se colectaron dos réplicas de muestras de madera del tronco de cada una de las especies de manglar en cada uno de los sitios. Para llevar a cabo este muestreo, se utilizó un barreno especializado para muestrear núcleos de madera de troncos de árboles. Todas las muestras fueron etiquetadas y almacenadas en bolsas Ziploc para su posterior análisis en LSU. Las muestras de suelo y vegetación colectadas se secaron en una estufa a 60C hasta obtener un peso constante. Posteriormente las muestras se molieron hasta obtener un polvo fino utilizando un molino analítico. Las muestras se almacenaron en frascos de vidrio y fueron etiquetadas apropiadamente. El contenido de carbono se determinó usando un analizador de carbono (ECS 4010 Elemental Analyzer; Costech Analytical Technologies, Inc., Valencia, California) en el laboratorio de LSU. Cada muestra se analizó por duplicado con el fin de obtener el control de calidad establecido por el laboratorio con base en la precisión de las técnicas utilizadas. Réplicas de cada muestra con valores mayores a un 5% de los estándares analíticos para cada determinación química fueron analizadas nuevamente hasta obtener una replicación menor a este valor. La determinación de carbono de muestras del suelo y vegetación se llevó a cabo durante el mes de febrero de 2013. Informe final mayo 2013 6

Los valores de carbono orgánico en el suelo fueron estimados usando las mediciones a diferentes profundidades. El valor de cada segmento fue integrado sobre la profundidad total del núcleo original para obtener el valor por unidad de área (toneladas ha-1) utilizando los valores de densidad del suelo. La densidad fue expresada como gramos de peso seco por volumen (g cm-3) de los segmentos del núcleo utilizado (2 cm). Estructura del bosque El muestreo de la estructura del bosque de manglar se realizó durante el curso “Capacitación en la medición de presupuestos de carbono en bosques de manglar” en el mes de abril de 2013. Los participantes implementaron dos metodologías (transecto y parcela), para el análisis estructural del bosque y la estimación de biomasa (Figura 4). Los métodos de transecto (100-110 m de longitud, Point Center Quarter Method (PCQM, Cottam y Curtis 1956)) y parcelas (10 x 10 m; área: 100 m2) fueron utilizados en el manglar enano y de franja dada la extensión y densidad del bosque; mientras que en el bosque de mayor altura (rivereño) solo se utilizó el método de parcela (20 x 20 m; área: 400 m2). Las parcelas fueron establecidas a aproximadamente 30 m de la orilla de las lagunas, y los transectos fueron trazados perpendiculares a la orilla a una distancia entre ellos de 50 m. Las parcelas se delinearon paralelas al transecto a una distancia de 20 m. En general, el PCQM consiste en el establecimiento de puntos cada 10 metros a lo largo del transecto donde, a los 4 árboles más cercanos a cada punto (en la direcciones cardinales-N, S, E, O) se registra la altura, diámetro a la altura del pecho –DAP (sólo árboles mayores a 2.5 cm) y la especie a la que pertenecen. El número de parcelas y transectos en el bosque enano y de franja fueron dos para cada caso. En el bosque rivereño se utilizaron dos parcelas. La altura de los árboles fue medida con un clinómetro electrónico (Forestry Suppliers Inc-Haglof Sweden). Para mayores detalles de las metodologías y los cálculos, ver las referencias Cottam y Curtis (1956) y Castañeda-Moya et al. (2006).

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Figura 4. Medición de la estructura del bosque y aspectos de actividades durante el curso “Capacitación en la medición de presupuestos de carbono en bosques de manglar” realizado del 7 al 14 de abril de 2013 en el Parque Nacional Jeannette Kawas y en las instalaciones del Jardín Botánico Lancetilla, en el municipio de Tela, Honduras.

Estimación de biomasa aérea del bosque Los cálculos de biomasa aérea (i.e., tronco, ramas, hojas) en las parcelas y transectos fueron estimados con las ecuaciones alométricas publicadas para las tres especies (Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa, Avicennia germinans) encontradas en el área de estudio (Tabla 1 A-C). Únicamente se utilizaron las ecuaciones publicadas por Smith y Whelan (2006) (South, Florida USA) y Day et al. (1987) (Campeche, México) para la región del Golfo de México y del Caribe, dado que actualmente no existen ecuaciones alométricas para los humedales de manglar en Honduras, particularmente en el PNJK.

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Tabla 1A. Relaciones alométricas (R. mangle) usadas para estimar biomasa aérea en el Parque Nacional Jeannette Kawas a partir de atributos estructurales del bosque.

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Tabla 1B. Relaciones alométricas (A. germinans) usadas para estimar biomasa aérea en el Parque Nacional Jeannette Kawas a partir de atributos estructurales del bosque.

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Tabla 1C. Relaciones alométricas (L. racemosa) usadas para estimar biomasa aérea en el Parque Nacional Jeannette Kawas a partir de atributos estructurales del bosque.

La utilización de las dos ecuaciones por especie fue implementada para evaluar el rango de variación potencial de la biomasa dada las diferencias latitudinales en temperatura y gradientes de fertilidad. Se ha encontrado que la misma especie puede presentar diferentes formas de crecimiento dependiendo de las variables ambientales, las cuales se ven reflejadas en los parámetros de las ecuaciones alométricas a escala regional (Smith y Whelan 2006; Komiyama et al. 2008; Rivera-Monroy et al. 2013). Informe final mayo 2013 11

La extrapolación de los cálculos de biomasa a nivel del paisaje fue llevada a cabo utilizando la altura del bosque y su correlación con la biomasa. La extensión del bosque de manglar fue estimada usando un mapa publicado en 2012 (Carrasco et al. 2013) (Figura 1), datos de la extensión del parque (Carrasco et al. 2013) y los análisis de interferometría de Radar de Apertura Sintética (SRTM, siglas en inglés) (ver abajo). El área de manglar fue estimada en 2,385 ha con un error de 5 y 15% de comisión y omisión, respectivamente. La altura del bosque del manglar fue calculada usando datos de radar colectados por el transbordador espacial “Endeavour” (Space Shuttle “Endeavour”, http://es.wikipedia.org/wiki/Transbordador_STS) a nivel global usando SRTM (Simard et al. 2006). Debido a la penetración limitada de las microondas dentro de la vegetación, los mapas topográficos de SRTM contienen información relacionada a su altura (para mayores detalles sobre la disponibilidad de datos, consultar: http://glcf.umd.edu/data/srtm/ ). Los datos de SRTM C-band están distribuidos a una resolución espacial de 30 m en los EE.UU. y de 90 m a nivel mundial (cobertura global). Para mayor descripción de los métodos y evaluación de la precisión y exactitud de la técnica ver: (Simard et al. 2006; Simard et al. 2008; 2012). Una vez estimados los valores de biomasa aérea a nivel de paisaje, dichos valores fueron convertidos a unidades de carbono utilizando el valor medio obtenido para cada componente del árbol (Tablas 2-4). Finalmente, se calculó el valor total de carbono orgánico acumulado (toneladas por hectárea, t ha-1) en la parte aérea y del suelo del bosque para el parque (excluyendo raíces, ya que no existe información de este componente para las áreas incluidas en este estudio). Tabla 2. Valores de biomasa aérea (t ha-1) en los sitios de muestreo de estructura del bosque de manglar en el Parque Nacional Jeannette Kawas, Honduras. Para la localización de los sitios ver Figura 2. Ecotipo Manglar Enano

Ribereño

Ecuación Parcela I Smith & Whelan (2006) 60.8 Day et al (1987) 73.0 Promedio 66.9 SD 8.6 Smith & Whelan (2006) 435.5 Day et al (1987) 1074.8 Promedio 755.1 SD 452.0

Transecto I

Transecto II

100.3

83.0

53.8

165.7 133.0 46.3

102.8 92.9 14.0

70.6 62.2 11.9

328.5

NA

NA

1346.7 837.6 720.0

NA

NA

Parcela II

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Tabla 3. Valores de contenido de carbono orgánico de la biomasa aérea (t ha -1) en los sitios de muestreo de estructura del bosque de manglar en el Parque Nacional Jeannette Kawas, Honduras. Para la localización de los sitios ver Figura 2.

Ecotipo Manglar Enano

Ribereño

Ecuación Parcela I Smith & Whelan (2006) 26.8 Day et al (1987) 32.1 Promedio 29.4 SD 3.8 Smith & Whelan (2006) 191.6 Day et al (1987) 472.9 Promedio 332.3 SD 198.9

Transecto I

Transecto II

44.1

36.5

23.7

72.9 58.5 20.4

45.2 40.9 6.2

31.0 27.4 5.2

144.5

NA

NA

592.5 368.5 316.8

NA

NA

Parcela II

Tabla 4. Valores de contenido de carbono orgánico (mg g-1, peso seco) en componentes vegetales de las especies de manglar presentes en el PNJK. Especies A. germinans

Laguncularia Rhizophora racemosa mangle

Componente Hojas

414.9

407.8

430.7

Madera

479.10

458.54

462.83

V. Resultados y discusión Como se esperaba, la estructura del bosque fue significativamente diferente en los tres ecotipos muestreados (franja, enanos y ribereños). El bosque de franja y enano están localizados sobre el mismo transecto donde la altura de los árboles estuvo en el rango de 2-8 m (Tabla 5). Los valores estructurales del manglar ribereño y enano representan los extremos en el rango de altura (Tabla 5, Figura 5) y biomasa (Figura 6), y estos ecosistemas muestran una distribución espacial conspicua, en especial el bosque ribereño asociado a fuentes de agua dulce.

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Tabla 5. Valores estructurales de bosques de manglar en el área de estudio. Variable Altura (m) Densidad (ind ha-1) Área basal (m2/100m2) Dominancia relativa (%) R. mangle L. racemosa A. germinans

Ecotipo Enano/Franja 2.8-8.6 2393-3916 0.1-0.2 53-83 4--22 13-25

Ribereño 2-17.2 1300-1800 0.6-0.9 77-78 22-23 0

Figura 5. Altura de los bosques de manglar en el Parque Nacional Jeannette Kawas, estimada usando interferometría de Radar de Apertura Sintética (SRTM, siglas en inglés).

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Figura 6. Biomasa (t ha-1) de los bosques de manglar en el Parque Nacional Jeannette Kawas, estimada usando interferometría de Radar de Apertura Sintética (SRTM, siglas en inglés).

A pesar de la cercanía entre los ecotipos enano y ribereño (Laguna del Diamante) (Figura 2), existe una diferencia significativa (p