Restauración de Pinus culminicola en el Área Protegida Cerro Potosí, México

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Restauración de Pinus culminicola en el Área Protegida Cerro Potosí, México J. Jiménez, O. Aguirre, E. Estrada, E. Jurado

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RESUMEN La fragmentación y pérdida del hábitat son las principales amenazas para la sobrevivencia de las especies, por lo que a través la restauración ecológica se podrá disminuir la fragmentación de los ecosistemas. El Área Protegida Cerro El Potosí se localiza en el norte de México, con una altitud de 3670 msnm. Su aislamiento geográfico determina un alto porcentaje de especies catalogadas como raras, endémicas y en peligro de extinción. Pinus culminicola ha disminuido drásticamente por los disturbios ecológicos. En 1966 se distribuía en un área de 138 ha y actualmente tiene una superficie no mayor a 30 ha. El objetivo fue la rehabilitación de Pinus culminicola mediante exclusión de áreas y revegetación en diferentes gradientes altitudinales. El sistema de rehabilitación se estableció en 1997, en tres tipos de vegetación y dos diferentes altitudes: G1= Matorral de Pinus culminicola (3500 msnm), G2= Bosque de Pinus hartwegii-Pinus culminicola (3300 msnm). En cada tipo de vegetación se instalaron tres tratamientos: T1= exclusión doble, T2= exclusión simple y T3= revegetación. El Análisis de varianza muestra que los sistemas de rehabilitación y las zonas altitudinales tienen un efecto significativo (p=0.0016) en las plántulas. Los tres sistemas de rehabilitación: T1 (p=0.00005), T2 (p=0.0003) y T3 (p=0.0007) muestran un efecto altamente significativo en cualquier época de crecimiento. Se observa que T1 tiene una mayor sobrevivencia. Respecto a los gradientes altitudinales, se observa que existe alta significancia en G1 (p=0.0004) y G2 (p=0.00003). Este estudio muestra que la presencia de áreas de exclusión y revegetación promueven la rehabilitación de Pinus culminicola. Agradecimiento al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (33919-b), Fondo Mexicano para la Conservación de la Naturaleza-USAID y la Universidad Autónoma de Nuevo León.

INTRODUCCIÓN http://www.fao.org/DOCREP/ARTICLE/WFC/XII/0202-B3.HTM (1 of 8)15/08/2007 05:16:19 p.m.

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Restauración ecológica se define de acuerdo a la Society for Ecological Restoration, como el proceso de reparación de daños, causados por el ser humano a la diversidad y dinámica de ecosistemas nativos (Jackson et al. 1995). A su vez se define como el procedimiento de reparación de perturbaciones, causados por la acción antrópica, a la diversidad biológica y procesos dinámicos en ecosistemas nativos (Jiménez, 1999). La fragmentación y pérdida del hábitat son las principales amenazas para la sobrevivencia de la mayoría de las especies frágiles, por lo que la inclusión de los procesos dinámicos de las comunidades vegetales, dentro de los planes de restauración, disminuirán el efecto en la pérdida de hábitat, así como la fragmentación de los mismos ecosistemas (Falk et al. 1996, Pickett et al. 1997, Huxel & Hastings, 1999). Lesica & Allendorf (1999) subrayan que el primer objetivo de una restauración deberá ser el establecimiento a largo plazo de la población, considerando sus funciones y procesos, protegiendo la diversidad y evitando la erosión. La restauración de especies endémicas deberá presentar el conocimiento biológico de las especies a rehabilitar, así como de la forma de organización de la comunidad (Gross et al. 1989, Bowles & Whelan, 1994). El Area Natural Protegida Cerro El Potosí, localizada en la Sierra Madre Oriental, logra alcanzar una altitud sobre el nivel de mar de 3670 metros, representado así la cima de mayor altitud en el norte de México (García & González, 1991). Su aislamiento geográfico y divergencias en el sustrato geológico, con respecto a otras montañas similares, determinan la existencia de un alto porcentaje de componentes florísticos, catalogados como especies raras, endémicas y/o en peligro de extinción (Rzedowski, 1978). Los tipos de vegetación localizados en la cima del Cerro El Potosí: Pradera Alpina y Subalpina, Matorral de Pinus culminicola, Bosque Mixto de Pinus culminicola-P. hartwegii, Bosque Mixto de Pinus hartwegii-P. culminicola, Bosque Mixto de Abies vejari-Pseudotsuga menziesii-Pinus hartwegii-P. ayacahuite y Bosque de Pinus hartwegii. (McDonald, 1990). Pinus culminicola se describe en 1961 por Andresen y Beaman como una nueva especie del género Pinus, endémica del Cerro El Potosí. Posteriormente realizan un estudio ecológico en la cima del mismo Cerro, entre una altitud de 3450-3650 metros, concluyendo que la población de esta especie se distribuye en una superficie de 106 ha (Beaman & Andresen, 1966). En 1975 se localiza a P. culminicola en otras fracciones de la Sierra Madre Oriental, tales como Sierra la Marta y Sierra la Viga, Coahuila, así como el Cerro Peña Nevada, Nuevo León, con un patrón espacial similar al del Cerro El Potosí, con respecto a su abundancia y distribución altitudinal (Riskind & Patterson, 1975). En año de 1978 ocurren diversos incendios forestales de gran magnitud que devastan una alta proporción de la zona boscosa del propio Cerro El Potosí, ocurriendo una disminución del 34% de la superficie ocupada por esta vegetación (García, 1989). En el transcurso de 40 años, se ha observado un detrimento en la superficie ocupada por P. culminicola a causa de diversos procesos antrópicos tales como: explotaciones forestales, ganadería extensiva, construcción de un sistema de caminos e instalación de infraestructura para telecomunicación, principalmente. Aunado a lo descrito, se establece una mina para la extracción de manganeso. En 1998 se presentan diversos incendios forestales en esta superficie, disminuyendo de manera drástica el área donde habita P. culminicola (Jiménez, et al. 1996). En cada uno de los procesos destructivos ocurridos a lo largo de los distintos periodos descritos, se observa una secuela de disturbios ecológicos, lo que ha ocasionado que de la superficie evaluada cuantitativamente por Beaman y Andresen en 1966 (138 ha), exista en la actualidad un área no mayor a 30 ha, donde la vegetación se presenta en pequeños grupos con individuos sobremaduros y con una escasa producción de material germoplásmico y un bajo porcentaje de germinación. Lo anterior a dado por conclusión que Pinus culminicola sea considerada actualmente como una especie endémica y sujeta a protección especial (Jiménez, 1999).

OBJETIVO El objetivo principal fue la rehabilitación de Pinus culminicola, mediante la exclusión de áreas y la revegetación en diferentes zonas altitudinales, con la finalidad de establecer un sistema de rehabilitación adecuado para especies frágiles y endémicas en el Área Protegida Cerro El Potosí.

MATERIALES Y MÉTODOS El área de estudio se localiza en la cima del Cerro El Potosí, al sureste del estado de Nuevo León, México (figura 1). Este macizo montañoso corresponde a la Sierra Madre Oriental, que se ubica entre la llanura costera del Golfo y el Altiplano Mexicano. Debido a su aislamiento geológicogeográfico, se encuentran un alto número de endemismos florísticos y asociaciones vegetales, por lo que ha sido estudiado por diversos autores http://www.fao.org/DOCREP/ARTICLE/WFC/XII/0202-B3.HTM (2 of 8)15/08/2007 05:16:19 p.m.

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(Beaman & Andresen , 1966; McDonald, 1990. Jiménez et al., 1996,.García et al. 1996, Jiménez, et al., 2002).

Figura 1. Ubicación del Área Natural Protegida Cerro El Potosí El sistema de investigación se instaló en diciembre de 1997, ubicando las áreas a rehabilitar conforme a tres tipos de vegetación y 2 diferentes altitudes: G1 = Matorral de Pinus culminicola (3500 msnm), y G2 = Bosque de Pinus hartwegii-Pinus culminicola (3300 msnm). En cada uno de las formas de vegetación a rehabilitar se establecieron tres tratamientos: T1 = exclusión de ganado mayor + exclusión de mamíferos menores + plantación de P. culminicola, T2 = exclusión de ganado mayor + plantación de P. Culminicola y T3 = plantación de P. culminicola. Cada área de exclusión (figura 2) se definió como área de muestreo (625 m2).

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Figura 2. Delimitación de los tratamientos.

Sobrevivencia El éxito de una restauración ecológica se asocia con el porcentaje de las variables cuantitativas; sobrevivencia y crecimiento en diámetro y altura de las plántulas establecidas. Sobrevivencia es sinónimo de adaptación del sistema propuesto dentro del proceso de rehabilitación. Teniendo en consideración esta premisa se determinó la sobrevivencia en función de un conteo directo de los individuos presentes en cada sitio de muestreo.

Diámetro de plántulas El diámetro es variable indicadora de adaptabilidad de las especies en un área restaurada. Es decir que un mayor incremento en altura y diámetro determina una mayor estabilidad de las plántulas. En este sentido, esta variable cuantitativa se utilizó para evaluar la emergencia, persistencia y estabilidad de los individuos en las áreas de rehabilitación.

Monitoreo En diciembre de 1997 se establecieron los sitios de exclusión y se realizó el transplante de los individuos. El monitoreo se inició en noviembre de 1998. Los siguientes monitoreos se efectuaron cada año hasta el 2001. Las variables fueron: ● ● ● ● ●

Número de plántulas Diámetro basal Altura total Incremento en diámetro y altura Sobrevivencia

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Sobrevivencia El análisis de varianza muestra que las zonas altitudinales y los sistemas de rehabilitación tienen un efecto significativo (p=0.0016) en el establecimiento de plántulas de Pinus culminicola en cualquier época de crecimiento. Los tres sistemas de rehabilitación: T1 (p=0.00005), T2 (p=0.0003) y T3 (p=0.0007) muestran un efecto altamente significativo a través de l tiempo de monitoreo. Se observa que T1 tiene una alta significancia, lo que muestra por lo tanto una mayor sobrevivencia. T3 tiene una nula significancia en el último periodo de monitoreo. También un factor responsable en el establecimiento de P. culminicola son las zonas altitudinales (G1 y G2). Se observa que existe alta significancia a través del tiempo en G1 (p=0.0004) y G2 (p=0.0046), siendo este efecto mayor en G2. Debido a las condiciones climáticas extremas G1 presenta un menor grado de significancia. En la figura 3 se observa la sobrevivencia porcentual en función de los zonas altitudinales (G1 y G2) y de los tratamientos (T1, T2 y T3). T1 y T2 son los que mayor sobrevivencia muestran durante los 4 periodos. T3 muestra un baja porcentual de sobrevivencia a partir del año de 1999, la cual se incrementa posteriormente, y a partir del año 2001 no existe ningún elemento. Lo antes expuesto se atribuye a que los tratamientos T1 y T2 evitaron el consumo por parte del ganado mayor, así como la compactación del suelo. Otro de los factores vectoriales en T2 y T3 fue el daño ocasionado por los roedores a las yemas apicales, disminuyendo el porcentaje de sobrevivencia. En el tratamiento T2 se observó la presencia de mamíferos menores, debido a que no existe una forma de exclusión para este tipo de fauna silvestre. Con respecto a la sobrevivencia en función de las zonas altitudinales se observa en la figura 2, que G2 presenta los promedios más altos de sobrevivencia.. Es interesante citar que a esta altitud (3300 msnm) ocurren los bosques de los bosques de Pinus hartwegii-Pinus culminicola, por lo que las condiciones ambientales en que se desarrollan las plántulas son menos http://www.fao.org/DOCREP/ARTICLE/WFC/XII/0202-B3.HTM (4 of 8)15/08/2007 05:16:19 p.m.

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extremas que las que ocurren en la cima del Cerro. A pesar de presentarse una adecuada sobrevivencia de plántulas, existe en promedio un alto grado de mortalidad a causa de ataques de roedores, baja precipitación pluvial y arrastre de material edáfico, principalmente en G1. La sobrevivencia global observada a lo largo del periodo de medición muestra una disminución del 74.2%. Las causas principales de este decremento en sobrevivencia son las condiciones climáticas extremas (vientos extremadamente fuertes, bajas temperaturas, escasa precipitación pluvial, alta radiación lumínica y escasa humedad relativa), poca profundidad y alta pérdida de material edáfico, acción mecánica del pastoreo y arrastre de trozas. Tales procesos originan una escasa respuesta a la sobrevivencia.

Figura 3. Sobrevivencia promedio por tratamientos y tiempo de monitoreo en dos zonas altitudinales (3500, 3300 msnm)

Diámetro El desarrollo diamétrico durante 1998 (5.09 mm) y 1999 (5.15 mm) fue muy similar, por lo que no se considera que durante estos periodos existió el establecimiento de plántulas. A partir de 2000 se presenta un crecimiento diamétrico de 5.66 mm, pero también existe la desaparición de T3 en G1 y G2. En la figura 4 se muestran los valores diamétricos en función de las zonas altitudinales y los tratamientos respectivos. Es importante observar como los valores de T3, disminuyen a partir de 1999, para desparecer en 2001. Por el contrario, T1 y T2 muestran un incremento gradual del diámetro, así como una mayor dispersión en sus valores (±SD).

Figura 4. Diámetro medio (±SD) por tratamiento y tiempo de monitoreo en tres zonas altitudinales (3500, 3300 msnm).

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CONCLUSIONES Posterior al análisis cuantitativo sobre el comportamiento de la variable sobrevivencia se observa, en forma global, que los tratamientos T1 y T2 registran los promedios superiores. Lo anterior se atribuye a que estos tratamientos se encuentran excluidos del ganado mayor. Las principales causas de mortalidad fueron: las condiciones climáticas (fuertes vientos, baja precipitación y temperatura), escasa humedad relativa, daño por roedores en las yemas apicales, así como arrastre de material edáfico. En el tratamiento T3 se observó una sobrevivencia menor, debido a que las plántulas se establecieron sin ninguna protección, observándose evidencias de ramoneo por ganado mayor y compactación del suelo, siendo éstas las principales causas de mortalidad. En lo referente las zonas altitudinales, se observa que G2 fue la zona donde las plántulas presentaron un mayor porcentaje de adaptabilidad, correspondiendo a los bosques de Pinus hartwegii-Pinus culminicola, donde existe una mayor diversidad de especies arbóreas, arbustivas y herbáceas. Se presenta un menor porcentaje de sobrevivencia en G2, debido a la baja diversidad biológica y al poco grosor de la capa de suelo, así como los factores climáticos extremos. La conjunción en las mediciones periódicas de las variables cuantitativas, da como resultado que los tratamientos T1 y T2 presenten una aproximación porcentual de sobrevivencia en G2, siendo el daño por roedores mínimo, por lo que la aplicación de un sistema de rehabilitación deberá estar enfocada a la protección de mamíferos mayores. Por el contrario el tratamiento T3 mostró una ausencia de sobrevivencia, tanto en la zonas altitudinales G1 y G2, a partir del periodo 2001, siendo el ganado mayor la causa de pérdida de material vegetativo, así como la fragilidad misma del material edáfico, las condiciones climáticas extremas y la ocurrencia de fuertes vientos. Considerando las causas anteriores, así como la periodicidad de los incendios forestales en la cima del Cerro El Potosí, se concluye que el mejor tratamiento de rehabilitación para Pinus culminicola, especie en peligro de extinción, es el establecimiento de áreas de exclusión, durante periodos largos de permanencia, para el establecimiento, desarrollo y sobrevivencia de esta especie endémica y en protección especial, evitando así, el decremento en las superficies cubiertas por esta especie única en noreste de México. Mediante la aplicación de esta metodología de restauración y conservación ecológica del hábitat de Pinus culminicola se observa la necesidad de establecer sitios de monitoreo, donde se efectúen mediciones periódicas, con la finalidad de obtener resultados sobre el desarrollo de las especies en las áreas de rehabilitación ecológica. Esta información será relevante para continuar con la restauración en comunidades específicas, con un alto grado de fragilidad ecológica.

ABSTRACT At the summit of Cerro El Potosí, Nuevo León, Mexico a research was conducted to determine the effect of different exclusion systems on ecological restoration of endemic or fragile species. This study shows that the presence of temporary exclusion areas and the plantation of individuals promotes the rehabilitation of Pinus culminicola, as well as an increase of pioneer species and a reduction of soil erosion. Palabras clave: Restauración, rehabilitación, Pinus culminicola, bosques multicohortales

AGRADECIMIENTO Esta investigación se realizó con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Proyecto 33919-B), el Fondo Mexicano para la Conservación de la Naturaleza (FMCN-USAID) y la Universidad Autónoma de Nuevo León.

LITERAURA CITADA Andresen, J. and J. Beaman. 1961. A new species of Pinus from Mexico. J. Arnold Arboretum 42:437-441. Beaman, J. and J. Andresen. 1966. The vegetation , floristics and phytogeography of the summit of Cerro Potosí, Mexico. The American Midland Naturalist 75(1):1-33. http://www.fao.org/DOCREP/ARTICLE/WFC/XII/0202-B3.HTM (6 of 8)15/08/2007 05:16:19 p.m.

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