1 Recolección de datos y ubicación de los árboles

La recolección se realizó en cinco árboles del campus de la Universidad del Valle. Para cada individuo se registró la ubicación geográfica mediante coordenadas de latitud y longitud y se tomó una fotografía general para documentar el árbol y su entorno. Las fotografías se incluyen como referencia visual de los sitios muestreados; no se utilizaron para calcular el área foliar. El mapa es interactivo: cada marcador identifica el árbol, muestra su exposición y fotografía, y contiene un enlace para abrir las coordenadas en Google Maps. Las imágenes se leen desde C:/Users/Zenit_24/Desktop/LUGARESARBOLES.

Registro de los puntos de muestreo. Al seleccionar cada marcador del mapa se muestra el nombre del árbol, su categoría de exposición, las coordenadas y la fotografía correspondiente.

Ubicación geográfica de los cinco árboles muestreados.
Árbol Exposición registrada Latitud Longitud
Árbol 1 Sombra 3.376422 -76.53145
Árbol 2 Sol 3.376379 -76.53257
Árbol 3 Sombra 3.376415 -76.53350
Árbol 4 Sol 3.374341 -76.53412
Árbol 5 Sol 3.372803 -76.53446

1.1 Fotografías de los árboles muestreados

Árbol 1 — Sombra
Árbol 1
Árbol 2 — Sol
Árbol 2
Árbol 3 — Sombra
Árbol 3
Árbol 4 — Sol
Árbol 4
Árbol 5 — Sol
Árbol 5

2 Análisis estadístico del área foliar

Se analizaron 50 hojas pertenecientes a cinco árboles: dos clasificados en sombra (árboles 1 y 3) y tres en sol (árboles 2, 4 y 5). El área de la hoja 6 del árbol 5 no estaba registrada, por lo que se conserva como dato faltante y no se estima. En consecuencia, el número de hojas analizadas es 10, 10, 10, 10 y 10, respectivamente.

2.1 Pregunta e hipótesis

Pregunta de investigación: ¿existe una diferencia en el área foliar promedio de los árboles ubicados en zonas expuestas al sol y en zonas de sombra dentro del campus?

Hipótesis ecológica inicial (predicción): se espera que los árboles ubicados en sombra presenten hojas con mayor área foliar promedio, debido a que una lámina más amplia podría favorecer la captación de la luz disponible en ambientes con menor iluminación.

Para la comparación estadística se establecen:

  • Hipótesis nula (H₀): el área foliar promedio por árbol es igual entre las categorías de sol y sombra (\(\mu_{\text{sol}} = \mu_{\text{sombra}}\)).
  • Hipótesis alternativa (H₁): el área foliar promedio por árbol es diferente entre sol y sombra (\(\mu_{\text{sol}} \ne \mu_{\text{sombra}}\)).

La predicción ecológica direccional (mayor área en sombra) se considera una expectativa previa; el ANOVA de una vía contrasta si existe diferencia entre las categorías, sin imponer una dirección.

2.2 Datos y estadística descriptiva

Vista de la base de datos revisada (primeras 12 observaciones).
Código Árbol N.º de hoja Área (cm²) Exposición
E1_A2 Árbol 2 1 64.30 sol
E1_A2 Árbol 2 2 40.66 sol
E1_A2 Árbol 2 3 39.30 sol
E1_A2 Árbol 2 4 51.90 sol
E1_A2 Árbol 2 5 33.06 sol
E1_A2 Árbol 2 6 57.37 sol
E1_A2 Árbol 2 7 43.27 sol
E1_A2 Árbol 2 8 44.49 sol
E1_A2 Árbol 2 9 41.53 sol
E1_A2 Árbol 2 10 37.89 sol
E1_A4 Árbol 4 1 216.82 sol
E1_A4 Árbol 4 2 99.87 sol

base completa se exporta automáticamente como base_datos_area_foliar.csv.

Estadísticos descriptivos del área foliar por árbol.
Árbol Exposición n hojas Media (cm²) Mediana (cm²) Desv. estándar (cm²) CV (%)
Árbol 2 sol 10 45.38 42.40 9.61 21.18
Árbol 4 sol 10 128.52 142.32 52.68 40.99
Árbol 5 sol 10 103.33 109.56 28.30 27.39
Árbol 1 sombra 10 17.56 18.02 3.10 17.65
Árbol 3 sombra 10 86.22 77.16 28.39 32.93

2.3 Gráficas

El primer diagrama de caja compara las hojas de cada árbol. El segundo presenta las hojas agrupadas por exposición y se incluye únicamente como descripción visual: las hojas de un mismo árbol comparten condiciones y no deben tratarse como réplicas independientes para probar el efecto de la exposición.

Distribución del área foliar de las hojas medidas en cada árbol.

Distribución del área foliar de las hojas medidas en cada árbol.

Distribución descriptiva de las áreas foliares agrupadas por exposición. No representa réplicas independientes.

Distribución descriptiva de las áreas foliares agrupadas por exposición. No representa réplicas independientes.

2.4 Valores atípicos y criterio de revisión

Se utilizó el criterio de 1,5 veces el rango intercuartílico (RIC), aplicado por separado dentro de cada árbol. Este procedimiento identifica valores que se alejan del patrón de las demás hojas del mismo individuo. No permite concluir, por sí solo, que sean errores.

Observaciones señaladas por el criterio de 1,5 × RIC.
Árbol Hoja Exposición Área (cm²)
41 Árbol 3 1 sombra 154.11

Con los datos disponibles, el criterio señala la hoja 1 del árbol 3 (154,11 cm²). Este registro debe revisarse en la fotografía original y en la hoja de medición. Si el contorno está bien trazado y el marco fue medido correctamente, se conserva como una hoja realmente grande; solo se corregiría o excluiría si se documenta un error de procedimiento. No se eliminan observaciones únicamente para reducir la variabilidad.

2.5 Unidad de análisis y comparación entre sol y sombra

Las diez hojas de un árbol no constituyen diez réplicas independientes de la exposición: comparten el mismo individuo, genotipo, edad aproximada y microambiente. Por ello, para comparar las categorías se calcula primero el promedio de las hojas de cada árbol y se utiliza ese promedio como unidad de análisis.

En este muestreo hay dos árboles en sombra (árboles 1 y 3) y tres árboles al sol (árboles 2, 4 y 5). Por tanto, el tamaño de muestra para la comparación es de dos árboles frente a tres árboles, no de 20 frente a 29 hojas.

Comparación descriptiva basada en el promedio de cada árbol.
Exposición Número de árboles Media de promedios (cm²) Desv. estándar entre árboles (cm²)
sombra 2 51.89 48.55
sol 3 92.41 42.63

2.6 ANOVA de una vía

El ANOVA se aplicó a los cinco promedios por árbol. Se utiliza un nivel de significancia de α = 0,05. Debido al tamaño muestral muy reducido (dos árboles en sombra y tres al sol), el resultado se interpreta como exploratorio; además, la capacidad para comprobar los supuestos del ANOVA es limitada.

ANOVA de una vía aplicado a los promedios de área foliar por árbol.
Fuente gl Suma de cuadrados Cuadrado medio F p
exposicion exposicion 1 1969.985 1969.985 0.986 0.394
Residuals Residuals 3 5992.545 1997.515 NA NA
Cada punto representa un árbol; estos cinco promedios son las observaciones utilizadas en el ANOVA.

Cada punto representa un árbol; estos cinco promedios son las observaciones utilizadas en el ANOVA.

Los árboles expuestos al sol presentaron una media de 92.41 cm² al promediar los valores de sus tres individuos; los árboles de sombra presentaron 51.89 cm² como promedio de sus dos individuos. El ANOVA obtuvo F = 0.986 y p = 0.394. Como p es mayor que 0,05, no se rechaza H₀: con esta muestra no se detectó evidencia estadística suficiente de una diferencia entre las exposiciones.

La tendencia descriptiva observada fue contraria a la predicción ecológica inicial: el promedio fue mayor en los árboles al sol que en los árboles de sombra. Sin embargo, esta diferencia no fue estadísticamente significativa y el número de árboles es demasiado pequeño para afirmar que la exposición solar cause hojas más grandes. Por tanto, la hipótesis inicial no recibe apoyo descriptivo en estos cinco individuos, pero tampoco puede descartarse para la población de árboles del campus.

2.7 Interpretación ecológica

El área foliar puede variar con la disponibilidad de luz, agua y nutrientes, la temperatura, el drenaje y el grado de pavimentación alrededor de las raíces. En ambientes sombreados, una hoja de mayor superficie puede favorecer la captación de luz; en ambientes con alta radiación y temperatura, hojas más pequeñas pueden ayudar a limitar el calentamiento y la pérdida de agua. Estas son explicaciones ecológicas posibles, no variables medidas directamente en este trabajo.

También pudieron influir factores distintos de la exposición: especie o morfotipo, edad y tamaño del árbol, estado de desarrollo de las hojas, posición de la hoja en la copa, disponibilidad local de agua, competencia con otros árboles y selección de las hojas durante el muestreo. Si los árboles no pertenecen a la misma especie o morfotipo, esa diferencia puede confundirse con el efecto de la exposición.

Esta interpretación coincide con la literatura, que muestra que la respuesta de las hojas a la luz no depende únicamente de la superficie foliar. En árboles de una misma especie, las hojas expuestas al sol pueden ser más pequeñas y gruesas como estrategia para reducir el calentamiento; sin embargo, al comparar especies distintas, las especies demandantes de luz pueden presentar hojas mayores que las especies tolerantes a la sombra. Por ello, la identidad de la especie puede cambiar la dirección de la relación entre luz y tamaño foliar (Poorter y Rozendaal, 2008). Además, la aclimatación a diferentes intensidades lumínicas involucra cambios en el grosor y en el área foliar específica, no solo en el área de la lámina (Evans y Poorter, 2001). En consecuencia, medir únicamente el área foliar ofrece una descripción morfológica parcial de la respuesta de los árboles.

2.8 Limitaciones y alcance de las conclusiones

  1. Se estudiaron cinco árboles en total: dos en sombra y tres al sol. La muestra es pequeña y desigual entre categorías.
  2. Las hojas de un mismo árbol no son independientes; por eso la comparación inferencial se realizó con los promedios por árbol.
  3. No se registraron de forma cuantitativa la intensidad lumínica, temperatura, humedad del suelo, disponibilidad de agua ni identidad taxonómica de cada árbol.
  4. La hoja 6 del árbol 5 carece de dato y se mantuvo como faltante.
  5. El criterio de 1,5 × RIC identifica observaciones para revisar, pero no distingue por sí solo entre error de medición y variación biológica.

En consecuencia, los resultados describen los cinco árboles seleccionados y permiten formular hipótesis para estudios posteriores. No permiten generalizar el efecto de la exposición a todos los árboles del campus ni establecer causalidad. Un muestreo futuro debería incluir más árboles por categoría, identificar las especies y medir variables ambientales en cada punto.

La bibliografía consultada también advierte que las diferencias dentro de una misma especie pueden no coincidir con los patrones observados entre especies. Esta distinción respalda la necesidad de identificar taxonómicamente los árboles antes de atribuir las diferencias de área foliar a la exposición solar (Poorter y Rozendaal, 2008).

2.9 Conclusión

En los cinco árboles evaluados se observó variación en el área foliar entre individuos y entre categorías de exposición. La comparación debe interpretarse considerando que solo se estudiaron dos árboles en sombra y tres al sol, por lo que las hojas de un mismo individuo no pueden considerarse réplicas independientes. La tendencia de las medias y el resultado del ANOVA permiten describir esta muestra, pero no demostrar que la exposición solar sea la causa de las diferencias. Por ello, la hipótesis ecológica inicial se considera una explicación tentativa que requiere un muestreo con más árboles, identificación de las especies y mediciones directas de luz, temperatura y humedad del suelo.

2.10 Anexo. Tabla completa de las áreas foliares calculadas

La siguiente tabla reúne los registros válidos de las fotografías procesadas por R. Incluye el árbol, el número de hoja, las dimensiones del marco y el área foliar estimada. Se alimenta automáticamente de resultados_areas.csv, generado por el procesamiento de las fotografías. Si alguna medición no se encuentra disponible, se conserva como dato faltante y no se estima.

Áreas foliares de las fotografías procesadas (50 registros válidos).
Árbol Exposición Hoja Marco ancho (mm) Marco largo (mm) Área foliar (cm²) Estado
Árbol 1 sombra HOJA_1 35 102 22.58 OK
Árbol 1 sombra HOJA_2 33 92 19.40 OK
Árbol 1 sombra HOJA_3 30 88 13.08 OK
Árbol 1 sombra HOJA_4 32 97 14.01 OK
Árbol 1 sombra HOJA_5 38 107 19.43 OK
Árbol 1 sombra HOJA_6 45 90 20.39 OK
Árbol 1 sombra HOJA_7 41 83 17.06 OK
Árbol 1 sombra HOJA_8 41 75 16.14 OK
Árbol 1 sombra HOJA_9 35 95 14.50 OK
Árbol 1 sombra HOJA_10 37 105 18.99 OK
Árbol 2 sol HOJA_1 96 151 64.30 OK
Árbol 2 sol HOJA_2 87 120 40.66 OK
Árbol 2 sol HOJA_3 76 124 39.30 OK
Árbol 2 sol HOJA_4 81 150 51.90 OK
Árbol 2 sol HOJA_5 70 122 33.06 OK
Árbol 2 sol HOJA_6 80 149 57.37 OK
Árbol 2 sol HOJA_7 80 140 43.27 OK
Árbol 2 sol HOJA_8 84 142 44.49 OK
Árbol 2 sol HOJA_9 71 127 41.53 OK
Árbol 2 sol HOJA_10 81 121 37.89 OK
Árbol 3 sombra HOJA_1 130 257 154.11 OK
Árbol 3 sombra HOJA_2 118 200 111.68 OK
Árbol 3 sombra HOJA_3 108 180 86.18 OK
Árbol 3 sombra HOJA_4 112 165 69.44 OK
Árbol 3 sombra HOJA_5 98 160 71.12 OK
Árbol 3 sombra HOJA_6 100 130 59.31 OK
Árbol 3 sombra HOJA_7 122 165 92.25 OK
Árbol 3 sombra HOJA_8 100 163 82.75 OK
Árbol 3 sombra HOJA_9 110 152 71.58 OK
Árbol 3 sombra HOJA_10 120 137 63.80 OK
Árbol 4 sol HOJA_1 137 250 216.82 OK
Árbol 4 sol HOJA_2 115 215 99.87 OK
Árbol 4 sol HOJA_3 110 205 106.10 OK
Árbol 4 sol HOJA_4 134 267 169.24 OK
Árbol 4 sol HOJA_5 120 226 134.70 OK
Árbol 4 sol HOJA_6 129 234 149.93 OK
Árbol 4 sol HOJA_7 135 245 151.90 OK
Árbol 4 sol HOJA_8 137 235 156.79 OK
Árbol 4 sol HOJA_9 90 150 50.87 OK
Árbol 4 sol HOJA_10 85 140 48.98 OK
Árbol 5 sol HOJA_1 124 153 67.80 OK
Árbol 5 sol HOJA_2 118 146 79.17 OK
Árbol 5 sol HOJA_3 116 145 66.59 OK
Árbol 5 sol HOJA_4 127 145 80.67 OK
Árbol 5 sol HOJA_5 115 230 115.90 OK
Árbol 5 sol HOJA_6 130 180 107.03 OK
Árbol 5 sol HOJA_7 122 198 112.09 OK
Árbol 5 sol HOJA_8 125 220 120.37 OK
Árbol 5 sol HOJA_9 139 223 142.01 OK
Árbol 5 sol HOJA_10 139 215 141.62 OK

Nota: Se presentará en el correo la revisión de cada una de las 50 fotos corrrspondientes con su respectiva revisión.

2.11 Métodos resumidos

Se recopilaron las áreas foliares previamente estimadas a partir de fotografías de hojas trazadas y medidas mediante un marco rectangular de dimensiones conocidas. Los valores se organizaron por árbol, número de hoja y exposición. Se calcularon n, media, mediana, desviación estándar y coeficiente de variación para cada árbol. Se elaboraron diagramas de caja por árbol y por exposición; los posibles valores atípicos se identificaron mediante 1,5 × RIC. Para comparar sol y sombra se calculó el promedio de área de las hojas de cada árbol y se aplicó un ANOVA de una vía a esos promedios.

2.12 Referencias bibliográficas

  • Evans, J. R., & Poorter, H. (2001). Photosynthetic acclimation of plants to growth irradiance: The relative importance of specific leaf area and nitrogen partitioning in maximizing carbon gain. Plant, Cell & Environment, 24(8), 755–767. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2001.00724.x
  • Poorter, L., & Rozendaal, D. M. A. (2008). Leaf size and leaf display of thirty-eight tropical tree species. Oecologia, 158, 35–46. https://doi.org/10.1007/s00442-008-1131-x