Revista Forestal Baracoa vol. 33, Número Especial 2014 ISSN: 2078-7235 Artículo científico, pp. 65-75 CARACTERIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA VEGETACIÓN EN FRAGMENTOS DE BOSQUE MONTANO DEL PARQUE NACIONAL TURQUINO CHARACTERIZATION AND SPACE DISTRIBUTION OF THE VEGETATION IN MONTANE FOREST FRAGMENTS OF THE TURQUINO NATIONAL PARK José Luis Rodríguez Sosa 1, Yudel García Quintana 2, Héctor Barrero Medel 2, Calixto Aguilar Espinosa 1, José Yulier Rodríguez Milanés 1 1 Máster en Ciencias Forestales, Universidad de Granma. Km 17 1 / 2, Carretera Manzanillo, Peralejo. Granma, Cuba, e.mail: jrodriguezs@udg.co.cu, Teléfono: 0123-452249 2 Doctor en Ciencias Forestales. Universidad de Pinar del Río. Calle martí No. 270 Final. Esquina 27 de noviembre. Pinar del Río. Cuba., Correo electrónico: ygarcia@af.upr.edu.cu Teléfono: 0148-779661 RESUMEN El estudio se realizó en el Parque Nacional Turquino con el objetivo de caracterizar la composición, estructura y distribución espacial de las especies. En parcelas de 100 m 2 se realizó un análisis florístico, se calculó el índice de valor de importancia ecológico y la distribución diamétrica, se determinó la infestación por bejucos, y la distribución espacial mediante el Índice de Morisita. Se registraron 43 familias, 67 géneros, 75 especies. Las familias más diversas fueron Lauraceae, Melastomataceae, Meliaceae, Piperaceae y Rutaceae. La mayoría de los árboles se encuentran libres de bejucos. El 34 % del total de individuos se concentró en la primera clase: 5-10,9 cm, mientras que solo un 3 % de los individuos ocuparon las clases de diámetros superiores a los 59 cm. Las especies con mayor peso ecológico fueron Dendropanax arboreus y Prunus occidentalis, el 67 % de ellas mostraron patrón de distribución espacial agregado. Palabras clave: vegetación, distribución espacial, bejuco, Juglans, Parque Nacional Turquino 65
ABSTRACT The study was carried out in the National Park Turquino with the objective of characterizing the composition, it structures and space distribution of the species. In parcels of 100 m 2 was carried out an florístic analysis, it was calculated the ecological value index of importance and the diametric distribution, the lianas infestation was determined, and the space distribution by means of the Index of Morisita. Was registered 43 families, 67 goods, 75 species. The most diverse families were Lauraceae, Melastomataceae, Meliaceae, Piperaceae and Rutaceae. Most of the trees are free of lianas. 34% of the total of individuals concentrated on the first class: 5-10,9 cm, while alone 3% of the individuals occupied the classes of superior diameters to the 59 cm. The species with more ecological weight they were Dendropanax arboreus and Prunus occidentalis, 67% of them showed pattern of aggregated spatial distribution. Keywords: vegetation, spatial distribution, liana, Juglans, Turquino National Park INTRODUCCIÓN Los bosques, en particular los tropicales, ocupan un lugar destacado en los esfuerzos encaminados a la conservación de la diversidad biológica. Se ha estimado que la mitad de la biodiversidad del mundo está contenida en los bosques y que probablemente más de las 4/5 partes de muchos grupos de plantas y animales se encuentren en los bosques tropicales (FAO, 1999). Los estudios de estructura y diversidad florística resultan un tema de gran interés para la comunidad científica debido a los aportes que brindan para el manejo y conservación de los recursos forestales (Guariguata y Kattan, 2002). La especie Juglans jamaicensis es considerada una joya de la flora de Cuba por su importancia económica y diversidad de usos. La misma se encuentra en categoría de peligro crítico según Berazaín et al., (2005) y a pesar de aparecer como una especie a conservar en la ley forestal, no se encuentra en los planes de reforestación. Realizar estudios de estructura y diversidad de la vegetación a la cual se asocia permite enfocar pautas para su manejo y conservación. Por lo expuesto anteriormente el objetivo del trabajo es: caracterizar la composición, estructura y distribución espacial de las especies en el bosque. MATERIALES Y MÉTODOS El estudio se llevó a cabo en el Parque Nacional Turquino: Unidades Zonales de Conservación (UZC) Santo Domingo y La Platica, con la presencia de Juglans jamaicensis, entre los 500 y 1 300 msnm. Con temperatura media anual de 16 a 18 o C y precipitación promedio de 1 500 mm a 2 700 mm (Lastres et al., 2011). 66
Se establecieron siguiendo las orientaciones de Ortíz y Quiróz (2002) y Dutra, (2011) para el estudio de la masa arbórea, 70 parcelas de 10 x 10 m (0,7 ha). Para su establecimiento se fijó como criterio la presencia de árboles de Juglans jamaicensis como restricción para el muestreo, realizándose posteriormente, un muestreo aleatorio, registrando los individuos con más de 5 cm de d 1,30 m (Rondón et al., 2002). Para determinar la suficiencia del esfuerzo de muestreo se analizó la curva área-especie utilizando el programa PC-ORD, Versión 4.17 (McCune y Mefford, 1999). La estructura horizontal fue analizada mediante la formación de clases de diámetros con 6 cm de amplitud, así como del patrón espacial de distribución de la vegetación mediante el índice de agregación de Morisita I δ (Morisita, 1959, citada por Badii et al., 2011) considerándose las especies con más de dos individuos (Watzlawick et al., (2011), y el índice de valor de importancia ecológico IVIE (Lamprecht, 1990 y Boscopé y Jorgensen, 2005) a través de los parámetros estructurales abundancia relativa, frecuencia relativa y dominancia relativa conforme la fórmula: IVIE = Abundancia relativa + dominancia relativa + Frecuencia relativa. Para la infestación de bejucos se consideraron las siguientes categorías: 1 (sin bejucos); 2 (con bejucos en el fuste); 3 (con bejucos en la copa) y 4 (con bejucos en todo el árbol) (Contreras et al., 1999). ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Las curvas área - especie y de distancias (Figura 1) indicaron que el muestreo con 70 parcelas distribuidas en el área fue suficiente para representar la composición florística estudiada. Figura 1. Curva área-especie obtenida para los bosques de montaña con Juglans jamaicensis, del 67
Parque Nacional Turquino Análisis Florístico La flora registrada incluyó 42 familias, 66 géneros, 74 especies y 1 647 individuos. Los árboles se distribuyeron en 35 familias, 58 géneros y 65 especies, mientras que los bejucos se agruparon en 7 familias, 8 géneros y 9 especies. Las familias con mayor riqueza de especies (Figura 2), fueron Lauraceae, Meliaceae, Melastomataceae, Rutaceae y Piperaceae, con cuatro taxones respectivamente (12 %) y Annonaceae, Moraceae, Rubiaceae y Vitaceae con tres taxones cada una (9 %). Por otra parte el 26 % de las familias (11) estuvieron representadas solo por dos especies mientras que 23 familias (53 %), se mostraron monoespecíficas. Figura 2.- Familias con mayor riqueza de especies en el estudio florístico La riqueza de familias coincide con el reporte de Smith y Kellen (1995) para bosques tropicales montanos y bajos de Bolivia (Annonaceae, Euphorbiaceae, Lauraceae, Meliaceae y Rubiaceae) y Yaguano et al., (2012) en un bosque montano del Ecuador (Lauraceae, Melastomataceae, Meliaceae, Myrtaceae y Rubiaceae). Se presentaron a su vez, ocho de las 10 familias más contribuyentes a la riqueza de especies en el neotrópico (Kalliola et al., 1993): Annonaceae, Arecaceae, Euphorbiaceae, Lauraceae, Leguminosae, Meliaceae, Moraceae y Rubiaceae. Así como la presencia de los géneros Cecropia, Coccoloba, Guatteria, Inga, Miconia y Psidium, declarados por Peet (1974) citado por Wadsworth (2000) como los mejor representados en la región tropical del hemisferio occidental (neotrópico). Análisis estructural o Distribución horizontal La distribución horizontal de la vegetación (Figura 3) se asemejó a una J invertida que se corresponde con la estructura de un bosque natural (Sidoruk, 2000). Esta característica permite asegurar la viabilidad 68
de las poblaciones de las especies, ya que la regeneración con el tiempo pasa a ocupar las clases diamétricas mayores, renovando así la población (Garzón, 2001 y Tenorio et al., 2009). Figura 3.- Distribución diamétrica del componente arbóreo de la vegetación. La abundancia de los árboles en el bosque se concentró entre los diámetros de 5-58,9 cm, encontrándose el 34 % del total de individuos en la primera clase (5-10,9 cm de diámetro), así como en las clases de 11-16,9 (15 %) y la clase 17-22,9 (16 %), mientras que solo un 3 % de los individuos ocuparon las clases de diámetros superiores a los 59 cm, además la evidencia de solo un árbol en las clases diamétricas 84-89,9; 90-95,9; 108-113,9 y 126-131,9, pertenecientes a las especies Juglans jamaicensis, Erithryna poeppigiana, Talauma sp. y Juglans jamaicensis respectivamente. En la clase de menor diámetro prevaleció la contribución de Cyathea arborea, Dendropanax arboreus, Guarea guidonia y Prunus occidentalis. o Patrón espacial de la vegetación El 67% de las especies (29) presentó un patrón de distribución agregado, siete especies un patrón de distribución uniforme (23 %) y apenas cuatro especies (9%) un patrón de distribución aleatoria. Entre las especies con el patrón de distribución predominante en la vegetación se encontró Juglans jamaicensis (especie amenazada) y Magnolia cubensis subsp. Cubensis (especie endémica), que realzan el valor ecológico de la vegetación. En este sentido Bleher y Böhninge (2001) afirman que un patrón agregado puede estar relacionado a una distribución más localizada de micrositios favorables al establecimiento de plántulas. Las especies aleatorias (Ficus membranaceae, Prunus occidentalis, Prestoea montana y Zanthoxylum martinicense) aparecen más esparcidas en la vegetación y pueden, en determinados casos, presentar problemas de regeneración natural como aseveró Nascimento et al. (2001). El hecho que el patrón de 69
distribución de la vegetación sea agregado, revela que la mayoría de las poblaciones arbóreas forman pequeñas manchas o grupos de vegetación, como bien han reportado Pereira y Lima (2010) para un fragmento de bosque Cerrado en el Sudeste de Brasil; Donoso et al. (2008) en un bosque siempreverde de Chiloe en Chile; Ávila et al. (2008) al estudiar un fragmento de bosque estacional deciduo; Sartori et al. (2008) en una formación secundaria de bosque umbrófilo mixto y Nascimento et al. (2001) en un fragmento de bosque umbrófilo mixto de Brasil. o Índice de valor de importancia ecológica (IVIE) La vegetación estudiada caracteriza a un ecosistema heterogéneo y rico en especies (Figura 4) ya que según Melo y Vargas (2001) cuando el mayor peso ecológico favorece las especies raras en su conjunto (46 especies), se estaría caracterizando un ecosistema altamente heterogéneo y por consiguiente rico en especies. Figura 4.- Índice de valor de importancia ecológica para las dieciséis especies más importantes en la vegetación estudiada Entre las 16 especies de mayor peso ecológico (28 % de la flora reportada), Dendropanax arboreus, Prunus occidentalis, Ficus membranacea y Erythrina poeppigiana ocupan las primeras cuatro posiciones fundamentalmente por su dominancia, acumulando de conjunto el 32% del valor de importancia, Guarea guidonia está determinada por su abundancia y su frecuencia, mientras que Juglans jamaicensis, Sapium jamaicensis y Beilschmiedia pendula ocupan la sexta posición por su dominancia como resultado de la presencia de árboles de grandes dimensiones. De igual forma Zanthoxylum martinicense, Prestoea montana, Ocotea leucoxylon y Acrodiclidium jamaicense deben su valor de importancia ecológico a su distribución en la vegetación (frecuencia relativa) y por otro lado la presencia de Hibiscus elatus, Trema micranthum y Miconia dodecandra 70
responde a su abundancia, en el primer caso producto de las plantaciones forestales de reconstrucción de bosques realizadas por los obreros de la Unidad Zonal de Conservación La Platica. Asimismo la especie Cedrela odorata responde esencialmente a su dominancia relativa como resultado de la presencia de árboles de grandes diámetros en la vegetación. El resto de las especies (42) que representan el 72 % de la flora encontrada, con un IVIE menor del 2%, agrupan el 30,2 % del peso ecológico en la vegetación y deben su participación a sus abundancias y frecuencias fundamentalmente. o Infestación por bejucos La mayoría de los árboles encontrados se encuentran libres de bejucos (Figura 5), demostrando que una gran parte de la vegetación esta fuera de disturbios. Sin embargo el 48 % se encuentran afectados por los mismos, mayormente en el fuste. Figura 5.- Estado del grado de infestación por bejucos en la vegetación arbórea del Parque Nacional Turquino. En este caso el 13 % de los árboles presentaron bejucos en la copa y el 9 % estuvieron cubiertos totalmente por las trepadoras. Aunque existen reducidos estudios del efecto negativo de los bejucos, es de suponer que especies o individuos con alto porcentaje de bejucos tienen mayores desventajas (Stevens, 1987). En este sentido algunas especies cuya abundancia oscila entre 1 y 7 como Chionanthus domingensis, Chrysophyllum cainito, Guatteria blainii, Guazuma ulmifolia, Hyperbaena paucinervis, Ocotea leucoxylon, Psychotria berteroana, Samanea saman, Spondias monbin, Talauma sp. y Trichilia hirta, presentan el mayor riesgo al encontrarse el 100% de sus árboles infestados por bejucos. Sin embargo otras especies, propias de la vegetación de montaña: Acrodiclidium jamaicense (77%), Ficus membranaceae (81%), Prunus occidentalis (63%); amenazadas: Juglans jamaicensis (62%) y endémicas: Magnolia cubensis subsp. cubensis (33%), mostraron entre un 33 y un 86% de sus individuos infestados, lo cual alerta sobre el riesgo que corren por la potencial limitación en su tasa de crecimiento y su eventual producción de semillas. El resto de las especies presentó bajo porcentaje de 71
infestación por bejucos y Cedrela cubensis, Ceiba pentandra, Cyathea arborea, Miconia elata, Roystonea regia, Pinus maestrensis y Coccoloba wrightii no resultaron afectadas por los mismos. CONCLUSIONES 1. Las familias Lauraceae, Melastomataceae, Meliaceae, Piperaceae y Rutaceae fueron las de mayor riqueza, sustentando una vegetación de 25 m de altura del dosel principal, con emergentes (30 m) de Erythrina poepigiana, Prunus occidentalis y Juglans jamaicensis. La mayoría de los árboles estuvieron libres de bejucos y destacaron Dendropanax arboreus y Prunus occidentalis como especies de mayor peso ecológico. 2. La estructura diamétrica se presenta como irregular, indicadora que las plántulas y jóvenes se encuentran bajo la sombra de los adultos, así como que la vegetación ha sufrido perturbaciones en el pasado. 3. El 67% de las especies mostró un patrón de distribución espacial agregado indicador de la preferencia por el gregarismo en el ambiente frágil y montañoso de la Sierra Maestra. 72
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Podocarpaceae adyacente al Parque Nacional Podocarpus. Amazónica. Ciencia y Técnología 1(3): 226-247. RESEÑA CURRICULAR Autor principal. José Luis Rodríguez Sosa Máster en Ciencias Forestales, Ingeniero Forestal y profesor Asistente del departamento de Ingeniería Forestal de la Universidad de Granma. Fue coordinador de la carrera de Ingeniería Forestal en ese centro de altos estudios, es miembro de la Red Iberoamericana y del Caribe de Restauración Ecológica desde 2010. Investiga en la ecología de Juglans jamaicensis C. DC., en la Sierra Maestra y se encuentra actualmente matriculado en el Doctorado Curricular Colaborativo en Ciencias Forestales. Ha tutorado varias tesis de maestría y obtuvo Premio Nacional Academia de Ciencias de Cuba y Premio CITMA Especial en el año 2014. 75