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Revista
C
ientífica Zambos
ISSN:
3028
-
8843
Vol.
4
-
Núm.
1
/
Enero
–
Abril
202
5
Revista Científica Zambos / Vol. 0
4
/ Num. 0
1
/ www. revistaczambos.utelvtsd.edu.ec
Capacidad de infiltración de especies forestales en la
cuenca alta del río Pindo, Amazonía ecuatoriana
Infiltration capacity of forest species in the upper Pindo river basin,
Ecuadorian Amazon
Beltrán
-
Conlago
,
Andrea Carolina
1
Licuy
-
Chimbo
,
Marvi
2
https://orcid.org/0000
-
0002
-
3804
-
061X
https://orcid.org/0009
-
0005
-
0052
-
2524
ac.beltranc@uea.edu.ec
for2017142@uea.edu.ec
Universidad Estatal Amazónica
, Ecuador, Pastaza
Universidad Estatal Amazónica
, Ecuador, Pastaza
López
-
Grefa
,
Zully Margarita
3
Abril
-
Saltos
,
Ricardo
4
https://orcid.org/0009
-
0009
-
1534
-
0407
https://orcid.org/0000
-
0003
-
1544
-
4360
zullymar1993@gmail.com
ricardo.abril.saltos@gmail.com
Universidad Estatal Amazónica
, Ecuador, Pastaza
Universidad Estatal Amazónica
, Ecuador, Pastaza
Autor de correspondencia
1
DOI / URL:
https://doi.org/10.69484/rcz/v4/n1/96
Resumen:
Este estudio se llevó a cabo en la cuenca
alta del río Pindo, sector Luz Adriana, parroquia Shell,
cantón Mera, provincia de Pastaza, con el objetivo de
identificar especies forestales que promuevan la
infiltración del agua. Se seleccionaron las especies
Piptocoma discolor (Pigue) y Cecropia peltata
(Guarumo) mediante un inventario forestal. Se
recopilaron datos de diámetro a la altura del pecho
(DAP), pruebas de infiltración y características edáficas,
incluyendo textura del suelo, densidad aparente,
contenido de humedad y densidad de raíces. Los
análisis revelaron que no existen diferencias
significativas entre las especies en términos de
infiltración, densidad aparente o densidad de raíces,
salvo en el
contenido de humedad. Además, se
identificaron correlaciones significativas: una fuerte
relación positiva entre densidad aparente y contenido
de humedad, y entre densidad de raíces con altura y
DAP. Asimismo, se observó una relación significativa
entre la
velocidad de infiltración e infiltración
acumulada. Estos hallazgos aportan nuevas
perspectivas sobre el papel de las especies forestales
en la regulación hidrológica de ecosistemas tropicales.
Palabras clave:
Infiltración, Hidrología, Amazonía
Research Article
Recibido
:
06
/
Ene
/202
5
Aceptado
:
22
/
Ene
/202
5
Publicado
:
3
1
/
Ene
/202
5
Cita:
Beltrán
-
Conlag, A. C., Licuy
-
Chimbo, M., López
-
Grefa, Z. M., & Abril
-
Saltos, R. (2025). Capacidad de
infiltración de especies forestales en la
cuenca alta del río Pindo, Amazonía
ecuatoriana.
Revista Científica Zambos
,
4(1), 376
-
386.
https://doi.org/10.69484/rcz/v4/n1/96
Ecuador, Santo Domingo, La Concordia
Universidad Técnica Luis Vargas Torres
de Esmeraldas
–
Sede Santo Domingo
Revista
Científica Zambos
(
RCZ
)
https://revistaczambos.utelvtsd.edu.ec
Este artículo es un documento de
acceso abierto distribuido bajo los
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Licencia
Creative Commons, Atribución
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Abstract:
This study was carried out in the upper basin of the Pindo River, Luz Adriana sector,
Shell parish, Mera canton, Pastaza province, with the objective of identifying forest
species that promote water infiltration. The species Piptocoma discolor (Pigue) and
Cecropia peltata (Guarumo) were selected through a forest inventory. Data were
collected on diameter at breast height (DBH), infiltration tests and edaphic
characteristics, including soil texture, bulk density, moisture content and root density.
The analys
es revealed that there are no significant differences between species in
terms of infiltration, bulk density or root density, except for moisture content. In addition,
significant correlations were identified: a strong positive relationship between bulk
de
nsity and moisture content, and between root density with height and DBH. A
significant relationship was also observed between infiltration rate and cumulative
infiltration. These findings provide new perspectives on the role of forest species in the
hydro
logical regulation of tropical ecosystems.
Keywords:
Infiltration, Hydrology, Amazonia.
1.
Introducción
La Amazonía ecuatoriana, reconocida por su amplia biodiversidad y riqueza ecológica,
desempeña un papel crucial en la regulación de los ciclos
hidrológicos y climáticos a
escala local y global
(Neill, 2012)
. Sin embargo, este ecosistema enfrenta una serie
de desafíos ambientales derivados de actividades humanas y fenómenos naturales
(Herrera
-
Feijoo, 2024)
. Entre estas problemáticas, la deforestación se ha convertido
en una de las principales amenazas, especialmente debido a la expansión de tierras
agrícolas impulsada por la necesidad de garantizar medios de subsistencia y
aprovechar recursos naturales
(López
-
Tobar et al., 2023; Torres et al., 2020)
. Estas
prácticas han generado una pérdida significativa de bosques y selvas, con
consecuencias graves como la degradación del suelo, desertificación y pérdida de
biodiversidad
(Barcos, 2023; Heredia
-
R et al., 2021)
.
La tala de árboles y la conversión de áreas forestales para otros usos incrementan la
compactación y erosión del suelo, reducen la transpiración y la infiltración del agua, y
aumentan la escorrentía, favoreciendo la ocurrencia de inundaciones
(Hou et al.,
2023)
. En este contexto, la reforestación con especies arbóreas adecuadas se
presenta como una estrategia efectiva para restaurar las funciones hidrológicas,
reducir el impacto de las inundaciones y promover la sostenibilidad de los recursos
hídricos
(Huerta
-
Olague et al., 2018)
.
La vegetación no solo protege el suelo de la erosión, sino que también mejora la
infiltración del agua, desempeñando un papel similar al de una esponja al facilitar la
absorción y retención hídrica
(Úbeda & Delgado, 2018)
.
Las raíces de los árboles
contribuyen significativamente al proceso de infiltración, formando macroporos que
aceleran la circulación del agua y mejoran la aireación del suelo
(Shi et al., 2021)
. Este
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proceso también modifica la topografía local, creando fisuras y poros que optimizan
las características edáficas y aumentan la capacidad de drenaje
(Zapata
-
Sierra &
Manzano
-
Agugliaro, 2008)
.
En es
te contexto
, la presente investigación tiene como objetivo identificar dos
especies forestales que favorezcan la infiltración en la cuenca alta del río Pindo,
Amazonía ecuatoriana. Este análisis busca garantizar la conservación de fuentes
hídricas y la calidad del ag
ua mediante la selección de especies con capacidades
óptimas de infiltración. Los resultados permitirán integrar estas especies en proyectos
de reforestación y enriquecimiento de áreas degradadas, promoviendo la restauración
ecológica y la
gestión sostenible de los recursos naturales.
2.
Metodología
El área de estudio se situó en la cuenca del río Pindo, específicamente en el sector
Luz Adriana, perteneciente a la parroquia Shell, cantón Mera, en la
provincia de
Pastaza, Ecuador
(Figura 1)
. Este sitio se encuentra a una altitud de 1083 msnm. Las
características climáticas de la zona incluyen una temperatura máxima promedio
mensual de 28,4 °C y una precipitación promedio anual de 452,1 mm.
Figura 1.
Ubicación geográfica del Área de estudio.
Nota:
Autores (202
5
).
Selección de las especies forestales
Se seleccionaron dos poblaciones de árboles con mayor abundancia, basándose en
el inventario forestal realizado por
Gladys & Mercedes
(
2013)
en las cuencas del río
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Pindo. En dicho inventario, se identificaron a
P
iptocoma
discolor
y
C
ecropia
peltata
como las especies más representativas del área de estudio.
Delimitación de las poblaciones vegetales en el estudio.
Para la delimitación y el análisis de la capacidad de infiltración en el sector Luz
Adriana, ubicado en la cuenca alta del río Pindo, se seleccionaron aleatoriamente
individuos de las especies mencionadas, considerando sus características fenotípicas
y su
proximidad a la cuenca hídrica. Se seleccionaron cinco individuos por cada
especie para llevar a cabo los análisis correspondientes.
Características dasométricas
Las características dasométricas se determinaron midiendo el diámetro a la altura del
pecho (DAP) con una cinta métrica. La altura total de los árboles se obtuvo utilizando
la aplicación móvil "Clinómetro Forestal", la cual permit
ió
medir ángulos verticales de
manera precisa.
Pruebas
de
Infiltración
Para realizar las pruebas de infiltración, se empleó el método del infiltrómetro de doble
anillo. El dispositivo se instaló a una profundidad de 10 a 15 cm en el suelo, en un
área previamente limpiada con una pala para evitar alterar la composición del ter
reno.
Para prevenir fugas de agua, se creó un surco en la base del cilindro del infiltrómetro,
siguiendo la metodología descrita por
San Martín (2022)
. Una vez instalado el
infiltrómetro de doble anillo, se colocó una regla en el diámetro interno del cilindro para
medir la lámina de agua. Se llenó un volumen inicial de agua y se registró la altura
inicial de la lámina. Los datos se tomaron en intervalos
de tiempo progresivos de 1, 2,
3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 70, 90, 120, 150 y 180 minutos, utilizando un cronómetro
para garantizar precisión en los registros.
La velocidad de infiltración se determinó utilizando la metodología de Kostiakov
(1932), expresada mediante la siguiente ecuación
퐼
=
퐾
푥
푇
푛
−
1
<
n
<
0
(
1
)
Donde: I Velocidad de infiltración instantánea (cm/h); T = Tiempo (min); K = Constante
que representa la velocidad de infiltración en el primer minuto (mm/hr): n = Pendiente
de la curva de la velocidad de infiltración con respecto al tiempo.:
El valor de K se obtuvó graficando la recta en papel logarítmico y determinando su
intersección con la ordenada en el primer minuto, mientras que n se calculó como la
pendiente negativa de la curva, mediante la ecuación:
퐧
=
횫퐲
횫퐲
.
퐀
(
ퟐ
)
Donde A es el área del Infiltrómetro.
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Para estimar la curva de la capacidad de infiltración, se aplicó el modelo de Horton
(1939), definido por la ecuación
:
퐹
=
푓푐
+
(
푓표
−
푓푐
)
.
푒
−
푘
.
푡
(
3
)
Donde:
F
: Capacidad de infiltración en un tiempo t (mm/hr);
Fc
: Capacidad de
infiltración para un tiempo t muy grande (mm/hr);
Fo
: Capacidad de infiltración inicial,
t=0. (mm/hr); e: Constante Euler 2.718;
t
: Tiempo trascurrido desde el inicio de la lluvia
(min);
K
: Constante para un suelo y superficie particulares. (min
-
1)
Posteriormente, se realizaron los cálculos diferenciales para estimar la capacidad de
infiltración de las especies
P. discolor
y
C. peltata
. El tipo de suelo se clasificó como
arcilloso con un contenido significativo de materia orgánica, considerando la
vegetación presente y el análisis de materia orgánica. Con base en esta clasificación,
se determinó el valor de la constante universal emplea
ndo
la Tabla 1
del modelo de
Horton
(
1939)
.
Tabla
1.
Tipos
de
suelo
y
cobertura
Tipo de suelo
fo (mm/hr)
fc (mm/hr)
k (min¯¹)
Desnudo
280
6
-
220
1,6
Agrícola estándar con materia orgánica
900
20
-
290
0,8
Pantanoso
325
2
-
20
1,8
Arenoso fino desnudo
210
2
-
25
2
Arcilloso con materia orgánica
670
10
-
30
1,4
Nota:
Autores (202
5
).
Textura
del
suelo
Para determinar la textura del suelo, se utilizó la metodología en cruz, dividiendo el
área de muestreo en cuatro cuadrantes y recolectando muestras de cuadros de igual
tamaño. Las muestras recolectadas fueron mezcladas según la metodología
propuesta por
Mendoza & Espinoza
(
2017)
.
En total, se obtuvo una muestra
compuesta de 226,80 g de suelo por individuo de cada especie forestal estudiada,
sumando un total de 10 muestras compuestas.
Posteriormente, las muestras fueron
analizadas en el laboratorio de la
Universidad Estatal Amazónica. La textura del suelo
se determinó utilizando el método de
Bouyoucos (1962).
Densidad aparente y
humedad
Se utilizó un cilindro metálico de 5 cm de altura y 5 cm de diámetro para recolectar
tres muestras de suelo por individuo de las especies
P
.
discolor
y
C
.
peltata
,
empleando el método gravimétrico. La capacidad de campo se determinó aplicando
la fórmula propuesta por Ojeda et al. (2018), siguiendo los procedimientos
establecidos en su metodología.
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퐻푃
%
퐶퐶
=
푃푒푠표
퐹푟푒푠푐표
푎
퐶퐶
−
푃푒푠표
푆푢푒푙표
푆푒푐표
푃푒푠표
푆푢푒푙표
푆푒푐표
푥
100
(
6
)
Donde: HP %: Contenido de agua en peso; CC: Capacidad de campo.
Análisis
de
la densidad de
raíz
La densidad de raíces se estimó utilizando las muestras obtenidas con un cilindro
metálico de 5 cm de altura y 5 cm de diámetro. Se tomaron tres muestras por individuo
de cada especie (
P. discolor
y
C
.
peltata
). De cada muestra, las raíces fueron
cuidadosamente extraídas y colocadas sobre una hoja milimetrada. Posteriormente,
se midió la longitud de las raíces principales y se contabilizó el número de
nodulaciones presentes.
Para precisar la longitud de la raíz, se utilizó la fórmula de
(Newman, 1966)
, descrita
en la ecuación
:
푅
=
휋
푥
푁
푥
퐴
2
퐻
(
7
)
3.
Resultados
Los análisis estadísticos, realizados mediante ANOVA de Duncan, permitieron
comparar las variables examinadas entre las especies
P. discolor
y C
.
peltata . Los
valores promedio para la capacidad de infiltración inicial (Fo), capacidad de infiltración
para tiempos prolongados (Fc), y la infiltración acumulada mostraron lo siguiente: para
P. discolor
, Fo fue de 0,03 mm/h, Fc de 277,78 mm/h, e infiltración acumulada de
833,33 mm; mientras que para
C. peltata
, Fo fue de 0,02 mm/h, Fc de 256,22 mm/h,
e infiltra
ción acumulada de 768,67 mm. A pesar de estas diferencias, no se
encontraron diferencias significativas entre las medias de ambas especies
(Tabla 2)
Tabla 2.
Análisis de varianza ANOVA de Duncan
Descripción
p
-
valor
Densidad aparente (gr/cm
3
)
0,0538
% de Humedad
0,0473
Densidad de raíces (cm)
0,6741
Nota:
Autores (202
5
).
En cuanto a la densidad aparente y la densidad de raíces,
P. discolor
presentó valores
promedio de 0,60 g/cm³ y 2,13 cm, respectivamente, mientras que
C. peltata
registró
valores de 0,37 g/cm³ y 1,97 cm. Al igual que con la infiltración, los análisis no
mostraron diferencias estadísticamente significativas entre las especies (p > 0,05).
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El análisis de varianza mostró que, de las variables estudiadas, únicamente el
porcentaje de humedad presentó diferencias significativas (p < 0,05). Estas
diferencias podrían estar influenciadas por variaciones locales en factores como
pendiente, tipo de s
uelo y vegetación. La textura del suelo en ambas especies fue
clasificada como franco, lo que sugiere que las diferencias observadas no están
relacionadas con la composición textural del suelo
(Tabla 3).
Tabla 3.
Porcentaje de humedad promedio de P. discolor y C. peltata
Especie
Humedad (%)
P. discolor
0,51
C. peltata
0,66
Nota:
Autores (202
5
).
El coeficiente de correlación lineal de Pearson mostró una correlación positiva muy
fuerte entre la densidad aparente y el contenido de
humedad (p ≤ 0,01). Asimismo, se
identificaron correlaciones significativas entre la densidad de raíces con la altura y el
diámetro a la altura del pecho (DAP). La relación entre la densidad de raíces y la
infiltración acumulada fue poco significativa (p =
0,05). Finalmente, la velocidad de
infiltración y la infiltración acumulada mostraron una correlación estadísticamente
significativa (p ≤ 0,01), destacando la importancia de esta variable en la dinámica
hídrica del suelo
(Tabla 4).
Tabla 4.
Análisis de correlación mediante el coeficiente de determinación (R
2
) de Pearson para
las variables evaluadas
Humedad
Densidad
de raíces
Altura
DAP
Velocidad
de
Infiltración
Infiltración
acumulada
Densidad
Aparente
-
,992**
-
0,338
-
0,505
-
0,051
-
0,559
-
0,517
Humedad
1
0,314
0,49
0,04
0,489
0,46
Densidad de
raíces
1
,862**
,827**
0,546
,713*
Altura
1
,735*
0,546
0,623
DAP
1
0,52
,714*
Velocidad
de
Infiltración
1
,835**
Infiltración
acumulada
1
Nota:
*
* La correlación es significativa en el nivel 0,01
* La correlación es significativa en el nivel 0,05
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4.
Discusión
Los resultados obtenidos destacan la importancia de comprender cómo las
características de las especies forestales influyen en la infiltración del agua y en las
propiedades físicas del suelo. Si bien no se encontraron diferencias significativas entre
P. di
scolor y C. peltata en variables como la capacidad de infiltración y la densidad
aparente, las variaciones observadas en el porcentaje de humedad reflejan posibles
diferencias en las condiciones microambientales, como lo mencionan Zhao et al.
(2019). Estas
diferencias podrían estar asociadas a factores como pendiente,
cobertura vegetal y características locales del suelo.
La correlación positiva entre la densidad aparente y el contenido de humedad (p ≤
0,01) respalda la evidencia de que la compactación del suelo afecta su capacidad de
retener agua en capas superficiales, como lo señalaron Zhang y Shangguan (2016).
Además, l
a relación significativa entre la densidad de raíces y el DAP indica que los
árboles con mayor desarrollo estructural pueden influir positivamente en el sistema
radicular, lo que coincide con hallazgos en Prosopis alba reportados por Cisneros et
al. (2019)
.
La velocidad de infiltración mostró una fuerte correlación con la infiltración acumulada
(p ≤ 0,01), lo que resalta su papel crítico en la recarga de acuíferos y la gestión del
agua en sistemas forestales. Una alta velocidad de infiltración favorece la abs
orción
rápida del agua, reduciendo la escorrentía superficial y promoviendo la conservación
del suelo (Beltrán Conlago et al., 2022). Aunque la textura del suelo fue similar entre
las especies estudiadas, otros factores como la disponibilidad de agua, las
interacciones bióticas y la competencia interespecífica podrían estar desempeñando
un papel en las diferencias observadas. Esto sugiere la necesidad de realizar
investigaciones futuras que integren variables adicionales, como las condiciones
climáticas y l
os cambios en el uso del suelo, para comprender mejor las interacciones
entre el suelo y las especies forestales.
Los resultados de este estudio aportan información valiosa para formular estrategias
de restauración y manejo sostenible, considerando las características específicas de
cada especie y su relación con la infiltración del agua. Este conocimiento es clave pa
ra
mejorar la gestión hídrica en la Amazonía ecuatoriana y garantizar la sostenibilidad de
sus recursos naturales
5.
Conclusiones
Los resultados de este estudio muestran que no existen diferencias estadísticamente
significativas entre
P. discolor
y
C. peltata
en términos de infiltración, densidad
aparente y densidad de raíces. Sin embargo, se identificaron diferencias significativas
en el contenido de humedad del suelo, lo que sugiere que factores como las
condiciones microambientales y las características esp
ecíficas de cada especie
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podrían influir en la dinámica hídrica. La fuerte correlación observada entre la
densidad aparente y la humedad del suelo destaca la importancia de considerar estas
variables en la planificación de estrategias de manejo sostenible.
Por otro lado, la relación significativa entre la velocidad de infiltración y la infiltración
acumulada subraya su papel clave en la dinámica hídrica de los ecosistemas
forestales. Estos hallazgos pueden servir como base para futuros proyectos de
reforesta
ción y restauración ecológica, al identificar especies con características
favorables para la regulación hídrica y la conservación del suelo. En este sentido,
P.
discolor
y
C. peltata
presentan un potencial valioso para ser incorporadas en iniciativas
de m
anejo sostenible en áreas con condiciones similares a las de la cuenca alta del
río Pindo.
CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
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