Análisis de la regeneración postincendio en un bosque de pino-encino de la Sierra de Guerrero, México
CUAHUTÉMOC MÉNDEZ OSORIO, EDUARDO ALANÍS RODRÍGUEZ, JAVIER JIMÉNEZ PÉREZ, ÓSCAR ALBERTO
AGUIRRE CALDERÓN, EDUARDO JAVIER TREVIÑO GARZA
CIENCIA UANL / AÑO 17, No. 69, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2014
El fuego, un factor natural en muchos ecosistemas boscosos del mundo, (1) conforma un proceso vital y esencial para la dinámica de la sucesión ecológica y el mantenimiento de los componentes vegetales al interior del ecosistema. (2) Después del fuego se crean espacios abiertos que favorecen la germinación y rebrote de individuos de especies preexistentes o presentes en el banco de semillas del suelo. (3-5)
En la Sierra Madre del Sur, al igual que en las Sierras Madre Oriental y Occidental del norte de México y sur de Estados Unidos de América (EUA), los incendios forestales son fenómenos ampliamente distribuidos en áreas boscosas (6-10) y un elemento determinante en el mantenimiento y evolución de los ecosistemas. (1)
Históricamente se ha observado que fenómenos naturales como las tormentas eléctricas son una de las causas más frecuentes del fuego.6 Sin embargo, actualmente las quemas inducidas por factores antropogénicos, principalmente de tipo agrícola, silvícola y pecuario, entre otras, han ocasionado un aumento en la recurrencia de incendios forestales de gran magnitud. (7,9,11-13)
El incremento de la frecuencia de incendios forestales en los ecosistemas desencadena múltiples consecuencias; destacan la disminución de la vegetación y el inicio de procesos erosivos, que conllevan a la pérdida de suelo y exportación de sedimentos, y modifican innumerables procesos naturales. (12,14) No obstante, los estudios ecológicos sobre el efecto del fuego en las especies vegetales son pocos, (10,15,16) por lo que resulta necesario estudiar las consecuencias de un fenómeno que modifica los procesos naturales, (7,13,17) altera la estructura y disminuye la estabilidad del ambiente. (12,18,19)
Con este planteamiento, los objetivos de la presente investigación fueron 1) evaluar los indicadores ecológicos de densidad (Ar), dominancia (Dr), frecuencia (Fr), e índice de valor de importancia (IVI), 2) estimar la riqueza de especies, 3) cuantificar la diversidad alfa, 4) analizar la relación densidad-clases diamétricas de la comunidad arbórea. La investigación generará información cuantitativa que servirá de base para la planeación de estrategias y toma de decisiones sobre los elementos ecológicos y la gestión de los recursos naturales en bosques templados incendiados del sur de México.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
La investigación se desarrolló en el municipio de Chilpancingo, Guerrero (sur de México), en la Sierra del estado de Guerrero, a una altitud de 2000 msnm, donde se desarrollan bosques mixtos de Pinus- Quercus. En el área se encuentra un alto endemismo, riqueza biológica y presencia de especies de distribución restringida, como anfibios, reptiles y flora del bosque mesófilo de montaña. (20)
Fig. 1. Localización del área de estudio en la sierra de Chilpancingo, Guerrero.
Análisis de la vegetación
Para analizar la regeneración arbórea, se identificaron áreas de bosque de pino-encino, con antecedentes de incendio causado por fuego fugitivo proveniente de zonas adjuntas utilizadas para el cultivo de estupefacientes. El área seleccionada se incendió accidentalmente durante 2005, el fuego consumió todo tipo de vegetación y fue abandonada sin uso ni acciones de restauración.
Durante el segundo semestre de 2012 (siete años después), se establecieron cinco sitios circulares de muestreo de 1000 m2(17.84 m de radio), cada uno distribuido aleatoriamente. Los sitios se establecieron en un área con características fisiográficas similares (2000 msnm, entre 25 y 40% de pendiente y exposición NE).
En los sitios de muestreo se realizó un censo de todas las especies arbóreas, a las que se les registraron las variables de altura (e> 30 cm), diámetro (d0,10) y el área de copa, la cual se obtuvo con una cinta métrica, midiendo el espacio ocupado por la copa en sentido norte-sur y este-oeste. La medición del diámetro se efectuó a 10 cm sobre la base del suelo, ya que eran individuos regenerados de porte bajo. (2)
Análisis de la información
Para evaluar el papel relativo de las especies en el ecosistema regenerado se utilizaron los indicadores ecológicos de abundancia, dominancia, frecuencia e índice de valor de importancia.22 Para la estimación de la abundancia relativa se empleó la siguiente ecuación:
donde Ai es la abundancia absoluta, ARi es la abundancia relativa de la especie i con respecto a la abundancia total, Ni es el número de individuos de la especie i, y S la superficie de muestreo (ha). La dominancia relativa se evaluó mediante:
donde Di es la dominancia absoluta, DRi es la dominancia relativa de la especie i con respecto a la dominancia total, Ab el área de copa de la especie i, y S la superficie (ha). La frecuencia relativa se obtuvo con la siguiente ecuación:
donde Fi es la frecuencia absoluta; FRi es la frecuencia relativa de la especie i, con respecto a la frecuencia total, Pi es el número de sitios en la que está presente la especie i, y NS el número total de sitios de muestreo. El índice de valor de importancia (IVI) se define como:
La diversidad α se estimó con el índice de Margalef (DMg ), basado en la cuantificación del número de especies presentes (riqueza específica) y el índice de Shannon y Wiener (H´) (1948), basado en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución proporcional de la abundancia relativa de cada especies. Las ecuaciones empleadas fueron: (23)
donde S es el número de especies presentes, N es el número total de individuos, ni es el número de individuos de la especie i, y ln es logaritmo natural.
La estructura vertical del área de estudio se determinó con el índice de Pretzsch,24 el cual requiere definir tres pisos altitudinales en la población: piso 1, de 80 a 100% de la altura máxima de la comunidad arbórea; piso 2, de 50 a 80%; y piso 3, de 0 a 50%. El índice genera un valor de cero hasta un valor máximo. El valor cero significa que la comunidad arbórea está representada por una sola especie y formada por un solo piso; el valor máximo se obtiene cuando el total de las especies ocurran en igual distribución en los tres pisos.
El índice se obtuvo con la siguiente fórmula:
donde A es el índice vertical, S es el número de especies presentes, Z, número de pisos de altura, pij: proporción de especies en los pisos de altura pij = Nij/N, Nij: número de individuos de la especie (i) en el piso (j), y N: número total de individuos. La estructura horizontal de las especies se evaluó con base en el número de árboles por hectárea.
RESULTADOS
Densidad y clases diamétricas
El área de estudio presentó una densidad de 384 individuos por hectárea; y, de acuerdo a las clases diamétricas registradas, la línea de tendencia exponencial indica que existe un decremento en la densidad de individuos, conforme aumenta el diámetro de los mismos, siendo la clase diamétrica < 1cm la que presentó el mayor número de individuos por hectárea con 93 (N/ha) (figura 2), y más de 50% perteneciente a una sola especie.
Fig. 2. Relación densidad-clases diamétricas.
Lo anterior indica que en un estado de regeneración activo se encuentran presentes gran cantidad de individuos de porte menor (<2 cm). Esta tendencia exponencial negativa concuerda con otras investigaciones, 17,21 en las que caracterizaron la regeneración leñosa posincendio de un ecosistema templado del noreste de México.
El mayor número de individuos correspondió a la familia Pinaceae, con 52.6%. Pinus radiata presentó un valor de frecuencia relativa de 25%, al igual que Quercus glaucescens. Sin embargo, la segunda especie mostró una dominancia de 19% y P. radiata de 71.5%, por lo que esta última imprime la fisonomía dominante de la comunidad (figura 3).
Con base en los resultados antes mencionados, se obtuvo el valor de importancia relativo; y las especies con mayor peso ecológico en esta comunidad de bosque de pino-encino fueron Pinus radiata (49.72%) y Quercus glaucescens (23.36%), que reunieron conjuntamente 73.08%, por lo que se reconocen como los componentes estructurales y florísticos importantes en el ecosistema (tabla I).
Estructura de la vegetación
La distribución de las alturas de los individuos mostró diferencias, con una tendencia a disminuir hacia las clases mayores, principalmente a partir de la tercera clase de altura (1.1-1.5 m). Las especies representativas con mayor proporción de árboles en esta clase de altura (1.1-1.5 m) fueron Pinus radiata y Quercus glaucescens (figura 4).
Fig. 4. La trama en las columnas indica la ocurrencia de individuos en cada estrato arbóreo.
La diversidad estructural vertical de las especies se obtuvo con el índice de Pretzsch, y determinó tres estratos arbitrariamente: bajo (.30 – 2.15 m), medio (2.16 – 3.43 m) y alto (3.44 – 4.3 m). De los tres, la cobertura con la mayor ocurrencia de especies fue el bajo, con 80% de los individuos (308), de los cuales Pinus radiata aportó 45% (140 árboles).
En el caso del estrato medio, se concentró 11.5% del total de individuos, representado por tres especies: Acacia farnesiana, Quercus glaucescens y P. radiata (77%). Estas últimas dos especies fueron las únicas presentes en el estrato alto, y P. radiata aportó 87.5% de todos los individuos. Los valores obtenidos para este índice son A= -1.81 y Amax = 2.70, lo que corrobora la existencia de un estrato dominante.
Riqueza y diversidad de especies
El área evaluada presentó cinco especies arbóreas, incluidas en cinco géneros y cuatro familias de plantas vasculares. Las familias registradas fueron Betulaceae, Fagaceae, Mimosaceae y Pinaceae.
La familia con mayor número de géneros fue Betulaceae con dos, aportó 40% del total de los géneros encontrados en el sitio de estudio. Una de las especies (Carpinus caroliniana) se encuentra enlistada en la categoría de riesgo de la NOM-059-Semarnat-201025 como amenazada (tabla II).
De acuerdo al índice de Margalef, el área evaluada presentó una riqueza de especies de DMg = 0.761. El índice de diversidad de Shannon-Wiener arrojó un valor de H´=1.24, y su complemento de equitatividad de E= 0.77.
CONCLUSIONES
La presente investigación pone de manifiesto que la comunidad vegetal del bosque de pino-encino de la Sierra de Guerrero, México, presenta regeneración natural después de siete años de haber sufrido incendios. Esta comunidad está conformada principalmente por Pinus radiata, y Quercus glaucescens. De acuerdo a la densidad y altura del arbolado, la comunidad vegetal se encuentra en un estado de regeneración activo, con una alta presencia de individuos de dimensiones diamétricas menores y una baja densidad de individuos de tallas mayores. Los índices de riqueza y diversidad indican que la comunidad evaluada es poco diversa.
RESUMEN
El presente estudio analiza la regeneración de comunidades vegetales arbóreas posincendio en una comunidad de pino-encino en la Sierra de Guerrero (S México). Se evaluó la restauración pasiva del ecosistema impactado por el fuego después de siete años del disturbio. Se registró una densidad arbórea de 384 individuos/ha, distribuidas en cinco especies, cinco géneros y cuatro familias. En la comunidad vegetal existe un marcado decremento en la densidad del arbolado al aumentar el diámetro, y la altura.
De acuerdo a la densidad y a los de índices riqueza y diversidad la comunidad evaluada, se encuentra en un estado de regeneración activo.
Palabras clave: Restauración, Diversidad, Enervantes, Incendios, México.
ABSTRACT
The present study examines the effect of forest fires in the plant community of a pine-oak forest in the Highlands of Guerrero (S Mexico). Passive restoration was evaluated ecosystem impacted by fire seven years after the disturbance. There was a tree density of 384 individuals / ha, distributed in five species, five genera and four families. In the plant community there is a marked decrease in tree density with increasing diameter and height. According to the density and richness and diversity index evaluated community is in a state of active regeneration
Keywords: Restoration, Diversity, Narcotics, Fire, México.
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Recibido: 29 de mayo de 2013
Aceptado: 29 de agosto de 2014