Introducción
El matorral espinoso tamaulipeco (MET) es un ecosistema semiárido, con una alta diversidad de especies arbóreas y arbustivas (Leal-Elizondo et al., 2018). Durante las últimas décadas, el deterioro de este ecosistema se ha incrementado como resultado de actividades antropogénicas (Alanís-Rodríguez et al., 2013). Una manera de disminuir los impactos ambientales en terrenos forestales es la aplicación de medidas de compensación ambiental (Cole et al., 2021); entre estas hay acciones que forman parte de la restauración ecológica, que consiste en recuperar la trayectoria de sucesión y resiliencia en un ecosistema con disturbio o perturbación (Gann et al., 2019). Dicha actividad puede llevarse a cabo de manera activa, al intervenir en un sitio para acelerar su recuperación; o de forma pasiva, si se detiene el disturbio y se deja que el sitio se recupere naturalmente (López-Barrera et al., 2016).
Una de las acciones aplicadas en la restauración activa es la reforestación (Sánchez et al., 2005; Pequeño-Ledezma et al., 2012), la cual es un proceso no natural que consiste en reestablecer la vegetación forestal de forma inducida, por medio de plantaciones en un área determinada (Reyes et al., 2019). La reforestación se enfoca en la obtención de productos para su aprovechamiento, o bien su objetivo es la conservación del ecosistema; en la cual, la recuperación de la biodiversidad es una prioridad, por ello se recomienda el uso de especies nativas (Cunningham et al., 2015).
En México, la Comisión Nacional Forestal (Conafor), la Secretaría de Defensa Nacional (Sedena), los gobiernos estatales y las organizaciones sociales han realizado grandes esfuerzos de reforestación. Entre 1985 y 1998 se registró un promedio anual de 78 500 ha año-1 reforestadas (Wightman y Cruz, 2003). Del 2007 al 2012, la Conafor, mediante el programa ProÁrbol, mantuvo una meta nacional de reforestación de 400 000 ha año-1; y durante el periodo de 2013 a 2018 con el Programa Nacional Forestal (Pronafor) la meta de reforestación fue de 200 000 ha año-1 (Prieto y Goche, 2016).
Sin embargo, uno de los mayores retos ha sido preservar un nivel de supervivencia igual o superior al que establecen algunas organizaciones nacionales como la Conafor, la cual suele requerir dentro de las Reglas de Operación del Programa de Apoyos para el Desarrollo Forestal Sustentable un mínimo de supervivencia de 80 % de la plantación (Conafor, 2021). En el periodo de 2004 a 2016, se registraron porcentajes anuales de supervivencia por estado y a nivel nacional de distintos tipos de ecosistemas de entre 30 y 53 %, con un promedio general de 43 % (Prieto et al., 2018).
En ese contexto, es importante monitorear la supervivencia de las reforestaciones y comunicar las experiencias obtenidas en diferentes tipos de ecosistemas. Este procedimiento consiste en llevar a cabo evaluaciones consecutivas y periódicas de los aspectos cuantitativos y cualitativos de la vegetación (Prieto y Goche, 2016); con la finalidad de conocer la dinámica de la plantación en el tiempo y el espacio, mediante la determinación de parámetros como el número de individuos vivos o su estado fitosanitario, así como las circunstancias técnicas que no se consideraron al inicio de la plantación, con el propósito de implementar medidas de contención, protección y mantenimiento (Conafor, 2010).
Las evaluaciones pueden realizarse por medio de censos; sin embargo, debido a la gran cantidad de recursos y tiempo que se requieren, es recomendable medir una parte de la población a través de muestreos (Schreuder et al., 2006). En un muestreo se busca obtener datos representativos que demuestren la variabilidad existente en la población, con un nivel de confiabilidad y error de estimación (Ramírez, 2011). Los correspondientes a la supervivencia en una reforestación suelen aplicarse anualmente, y el periodo en el que se conserven dependerá de la meta establecida para el proyecto (Stein, 1992). Así, para los de reforestación derivados de una condicionante de impacto ambiental, la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) suele determinar de 5 a 10 años para el mantenimiento y monitoreo; aunque para la Conafor (2009) los individuos están establecidos, cuando han sobrevivido tres años después de plantados.
En el MET, el monitoreo de supervivencia en reforestaciones con especies nativas se ha documentado para siembra directa en campo por semilla y de siembra de planta proveniente del vivero (Foroughbakhch et al., 2001; Jurado et al., 2006; García, 2011; Arias et al., 2021).
Algunas de las condiciones de reforestación estudiadas incluyen el matorral denso y abierto, diferentes niveles de estrés hídrico y temperaturas bajo 0 °C, en competencia con malezas de temprana sucesión y con el uso de refugios individuales tubulares (Foroughbakhch et al., 2001; Jurado et al., 2006; García, 2011; Alexander et al., 2016; Arias et al., 2021). Los niveles de supervivencia citados corresponden a un intervalo amplio de 0.4 a 99 %, en función de las especies nativas utilizadas y las condiciones naturales o experimentales presentes. Hasta el momento, hay registros del uso de 18 especies nativas del MET en reforestaciones, entre ellas Ebenopsis ebano (Berland.) Barneby & J. W .Grimes, Havardia pallens (Benth.) Britton & Rose, Senegalia berlandieri (Benth.) Britton & Rose, Vachellia rigidula (Benth.) Seigler & Ebinger, Senegalia wrightii (A.Gray) Britton & Rose, Cordia boissieri A. DC. y Prosopis glandulosa Torr. Aunque sin utilizarse en reforestaciones mayores a 3 600 individuos o con una diversidad superior a 10 especies nativas.
El objetivo del presente estudio fue evaluar la supervivencia anual de una reforestación con 15 especies nativas del matorral espinoso tamaulipeco durante los tres años posteriores a su establecimiento, así como examinar su función dentro del ecosistema para contrarrestar los impactos ocasionados por la pérdida de vegetación.
Materiales y Métodos
Área de estudio
El área de estudio se localiza en el municipio Los Ramones, Nuevo León, entre los 25°39'59.92" y 25°39'40.15" N y los 99°27'27.35" y 99°27'24.99" O, a una altitud promedio de 185 m (Figura 1).
Los suelos presentes en el área se clasifican como Vertisol, Calcisol y Chernozem, con dos tipos de textura: media y fina. De acuerdo con la Carta Topográfica G14C27 del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi, 2019), el uso de suelo y vegetación se registran como Pastizal Cultivado Permanente y Matorral Espinoso. Conforme a la clasificación de grados de alteración de un ecosistema descrita por Conafor (2009), el sitio tiene un nivel II de alteración, ya que está desequilibrado de manera significativa, pero aún existen elementos del ecosistema inicial que sirven de referencia sobre los componentes iniciales del sistema. El clima es semiárido cálido, con temperaturas de 22 a 24 °C, lluvias entre verano e invierno mayores a 18 % anual, según la clasificación de Köppen modificada por García (2004).
Establecimiento de la plantación
En el mes de mayo del 2018, se emitió la resolución de impacto ambiental de un proyecto de generación eléctrica en el municipio Los Ramones, Nuevo León. Entre sus condicionantes se especificó cumplir con un programa de reforestación, cuyos objetivos fueron: compensar los impactos ambientales ocasionados por la pérdida de vegetación, restablecer o restaurar posibles áreas de anidación, refugio y alimentación; así como conservar e incrementar la superficie con vegetación.
Con base en el periodo de lluvias de verano de la región (Figura 2), de septiembre a diciembre del 2018 se llevó a cabo la plantación de 12 596 plantas pertenecientes a 15 especies nativas del MET (Cuadro 1). La superficie total de reforestación fue de 15.43 ha, con una densidad de 816 plantas por hectárea, en un diseño de marco real y una mezcla de especies al azar. La superficie de plantación, cantidad de individuos y selección de taxones se determinaron en función de aquellas más frecuentemente utilizadas, y con altos valores de supervivencia en los monitoreos de reforestación (Foroughbakhch et al., 2001; Jurado et al., 2006; García, 2011; Alexander et al., 2016; Arias et al., 2021).
Familia | Nombre científico | Nombre común | Individuos e stablecidos |
Superficie (ha) |
---|---|---|---|---|
Cannabaceae | Celtis pallida Torr. | Granjeno | 512 | 0.63 |
Rhamnaceae | Condalia hookeri M. C. Johnst. | Brasil | 378 | 0.46 |
Boraginaceae | Cordia boissieri A.DC. | Anacahuita | 3 123 | 3.83 |
Ebenaceae | Diospyros texana Scheele | Chapote prieto | 756 | 0.93 |
Fabaceae | Ebenopsis ebano (Berland.) Barneby & J. W.Grimes | Ébano | 1 262 | 1.55 |
Boraginaceae | Ehretia anacua (Terán & Berland.) I. M. Johnst. | Anacua | 630 | 0.77 |
Fabaceae | Erythrostemon mexicanus (A. Gray.) Gagnon & G. P. Lewis | Árbol de potro | 294 | 0.36 |
Fabaceae | Havardia pallens (Benth.) Britton & Rose | Tenaza | 420 | 0.51 |
Fabaceae | Parkinsonia aculeata L. | Retama | 848 | 1.04 |
Fabaceae | Prosopis glandulosa Torr. | Mezquite dulce | 2 451 | 3.00 |
Fabaceae | Senegalia berlandieri (Benth.) Britton & Rose | Guajillo | 596 | 0.73 |
Fabaceae | Senegalia wrightii (Benth.) Britton & Rose | Uña de gato | 428 | 0.52 |
Fabaceae | Vachellia farnesiana (L.) Wight & Arn. | Huizache | 504 | 0.62 |
Fabaceae | Vachellia rigidula (Benth.) Seigler & Ebinger | Gavia | 50 | 0.06 |
Asparagaceae | Yucca filifera Chabaud | Palma pita | 344 | 0.42 |
Total | 12 596 | 15.4301 |
Las plántulas se produjeron en el vivero forestal de la empresa GEMA S.C. en la ciudad de Linares, Nuevo León. Se cultivaron durante seis meses en bolsa de poliuretano de 500 mL, hasta que alcanzaron una altura mínima de 0.30 m. Se plantaron dentro de cepas circulares, con una profundidad de 0.50 m y 0.35 m de diámetro, a una distancia entre cepas de 3.5 m y 3.5 m entre líneas. Se agregó hidrogel agrícola de grano fino (Hidrogel MX), a partir de la recomendación del fabricante de 3 g por 30 cm de altura de planta (Acua-Gel®, 2018), con el fin de prevenir el estrés hídrico ante las altas temperaturas de la región (Filio-Hernández et al., 2019). También, se utilizó enraizador fitorregulador en polvo Raizone-Plus Fax (1.5 mg L-1) para fomentar el crecimiento radicular vigoroso y la recuperación de posibles heridas durante el proceso de plantación (Fax México, 2018). Cada individuo se aseguró con guías de madera de 0.50 m en su tallo, y se colocó un protector tubular horadado de poliuretano de alta densidad de 0.66 m de longitud por 0.35 m de altura sujetados en forma circular, para evitar la depredación por herbivoría (Dick et al., 2016; Mohsin et al., 2021).
Actividades de mantenimiento
Con base en los periodos de lluvia de verano en la región (Figura 2), durante los meses de octubre de 2019 y agosto de 2020, se realizaron dos actividades de mantenimiento recomendadas por Conafor (2010): control de maleza y reposición de plantas. El control de la maleza se llevó a cabo mediante la eliminación manual de la especie invasora Cenchrus ciliaris L., para facilitar el crecimiento de las especies nativas deseadas (Arias et al., 2021).
Para la reposición de plántulas, los taxones identificados con mayor mortalidad fueron reemplazados por aquéllos con más éxito de establecimiento, con el fin de fomentar la mayor supervivencia posible de la plantación. En agosto de 2020 finalizó el cronograma de actividades del programa de reforestación, por lo que se suspendió el mantenimiento.
Confiabilidad del muestreo
De acuerdo con la metodología propuesta por Stein (1992), se determinó el error estándar de la población total de plantación (s p ) y los límites de confianza con un nivel de probabilidad de 80 %; se probó si el tamaño de la muestra para el monitoreo era estadísticamente confiable por medio de una prueba t Student de dos colas.
Análisis de supervivencia
Se realizaron tres muestreos anuales para conocer la evolución de la supervivencia de la plantación durante los meses de septiembre de 2019, julio del 2020 y junio del 2021 basado en la metodología propuesta por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América (USDA, 2018). Se establecieron 10 líneas de muestreo distribuidas de manera aleatoria y dispersa en cada año, por línea se realizó un conteo de 30 plantas continuas, y se registró su vigor y especie (Mata et al., 2010). Se utilizó la siguiente ecuación para calcular la supervivencia:
Donde:
%S = Porcentaje de supervivencia
pi = Número de plantas vivas
p(N) = Número de plantas contadas por cada línea de muestreo
N = Número de líneas de muestreo
Para estandarizar la dinámica de reposición durante los primeros dos años de reforestación y el año de monitoreo sin mantenimiento, se calculó la supervivencia por especie al año y después su media de los tres años de monitoreo. Asimismo, se analizó la supervivencia anual total del área de estudio y se sumó la supervivencia de todas las especies en cada año de evaluación.
Resultados
Para la confiabilidad del muestreo, se determinó un error estándar de la proporción de 0.0262, con límites de confianza de 0.287±0.04 para 80 % de probabilidad. La prueba t Student generó un tamaño de muestra de 8.6 (n=8.6), valor inferior a las 10 líneas de muestreo anuales que se hicieron para evaluar la supervivencia (n=10), por lo que se consideró que el tamaño de muestra fue estadísticamente confiable con 0.20 de nivel de significancia.
Supervivencia
La supervivencia de las 15 especies nativas del MET durante los primeros tres años de establecida la reforestación fue de 1.11 a 16.43 % (Cuadro 2). Cordia boissieri A. DC.y Prosopis glandulosa Torr. registraron la supervivencia más alta, con 16.43 y 10.67 %, respectivamente. Algunos taxones presentaron valores en un intervalo de 4.00 a 4.22 %, entre ellas Vachellia rigidula (Benth.) Seigler & Ebinger, Vachellia farnesiana (L.) Wight & Arn. y Parkinsonia aculeata L. Las especies con los valores de supervivencia más bajos fueron Condalia hookeri M. C. Johnst., Senegalia berlandieri (Benth.) Britton & Rose y Senegalia wrightii (A. Gray) Britton & Rose con valores inferiores a 2 %; y Erythrostemon mexicanus (A. Gray.) Gagnon & G. P. Lewis, Havardia pallens (Benth.) Britton & Rose y Yucca filifera Chabaud con valores menores a 1 %.
Nombre científico | %S media ± e.e., n = 100 | |
---|---|---|
Cordia boissieri A.DC. | 16.43 | ± 6.11 |
Prosopis glandulosa Torr. | 10.67 | ± 5.21 |
Ebenopsis ebano (Berland.) Barneby & J.W. Grimes | 7.56 | ± 4.21 |
Diospyros texana Scheele | 5.89 | ± 4.12 |
Ehretia anacua (Terán & Berland.) I. M. Johnst. | 5.22 | ± 3.77 |
Parkinsonia aculeata L. | 4.22 | ± 1.44 |
Vachellia farnesiana (L.) Wight & Arn. | 4.11 | ± 2.23 |
Vachellia rigidula (Benth.) Seigler & Ebinger | 4.00 | ± 0.00 |
Celtis pallida Torr. | 3.50 | ± 0.5 |
Senegalia berlandieri (Benth.) Britton & Rose | 2.44 | ± 0.98 |
Condalia hookeri M. C. Johnst. | 1.89 | ± 1.16 |
Senegalia wrightii (Benth.) Britton & Rose | 1.67 | ± 1.08 |
Havardia pallens (Benth.) Britton & Rose | 1.44 | ± 1.06 |
Yucca filifera Chabaud | 1.22 | ± 0.75 |
Erythrostemon mexicanus (A. Gray.) Gagnon & G. P. Lewis | 1.11 | ± 0.71 |
%S media = Supervivencia media; e.e = Error estándar de la media.
El porcentaje de supervivencia anual de la reforestación se mantuvo arriba de 80 % durante los primeros dos años de establecida, debido a los esfuerzos de protección y mantenimiento, con 80.67 % para 2019 y 95.34 % para 2020. Una vez suspendidas las actividades de protección y mantenimiento, se observó un descenso en 2021 con 28.7 % de supervivencia (Figura 3).
Discusión
En reforestaciones del matorral de ecosistemas áridos y semiáridos, la supervivencia de las plantaciones está sujeta a climas extremos, herbívora y competencia por recursos (Alexander et al., 2016). En especial a los eventos climatológicos, como la ausencia de lluvias o la incidencia de sequías o heladas que pueden afectar significativamente a la plantación (Foroughbakhch et al., 2011).
En el noreste de México, en particular, se registran heladas que se repiten aproximadamente cada 10 años, y causan graves efectos sobre el MET (Foroughbakhch et al., 2011). Las heladas que se presentaron en el noreste de México y sur de Texas en 1983 y 1989, incidieron en C. pallida Torr., H. pallens y E. ebano (Berland.) Barneby & J.W. Grimes, cuyos ejemplares de hasta 6 m de alto perdieron vigor desde su base (Lonard y Judd, 1991). En el área de estudio, durante el periodo del 13 al 20 de febrero de 2021 ocurrió un descenso de temperatura que llegó a los -5 °C (AccuWeather, 2021), mismo que se presume afectó adversamente a la plantación, ya que en la evaluación del 2021 se observaron daños morfológicos en diversas estructuras vegetales de las especies evaluadas, por el efecto en las plántulas de las temperaturas extremas mínimas registradas por debajo del punto de congelación del agua (0 oC); sin embargo, esto no se probó de manera experimental. De igual manera, García (2011) documentó para un matorral denso que E. mexicanus (A. Gray.) Gagnon & G. P. Lewis, C. pallida, C. boissieri y E. ebano registraron mayores valores de supervivencia (3.7 - 6.6 %) para un año con lluvias de 716.8 mm, en comparación con un año anterior con precipitación de 154.8 mm.
Las actividades de protección y mantenimiento durante los primeros dos años de la plantación fueron útiles para el establecimiento de las especies; sin embargo, no parecieron contribuir en gran medida a la supervivencia de las plántulas posterior a su retiro en 2021, ya que el porcentaje decrece drásticamente por debajo de 80 % aceptado por Conafor (2021). Por ejemplo, Mohsin et al. (2021) consignaron que C. pallida y D. texana Scheele presentaron una mortalidad más baja al año de plantación dentro de tubos protectores, en comparación con otras especies del MET utilizadas en la reforestación; estas observaciones coinciden con el estudio aquí descrito para C. pallida. Por su parte, González-Rodríguez et al. (2011) experimentaron con el potencial hídrico de cuatro especies del MET, y concluyeron que existen diferencias significativas en su contenido de humedad, lo cual indica que cada especie tiene una tolerancia diferente a la sequía, y por ende requerimientos diferentes de riego o de uso de suplementos como el hidrogel.
Cabe señalar que no se encontró información relacionada a la dinámica de las reposiciones de individuos que pueden ocurrir en reforestaciones del MET, por lo que se sugiere como un área de oportunidad para futuras investigaciones.
En el mismo sentido, un error común que se comete en las reforestaciones es que a todas las especies se les proporcionan iguales condiciones de establecimiento y crecimiento. Por ello, se debe profundizar en el conocimiento de las necesidades particulares de las especies por utilizar, en especial durante los primeros años de establecidas, para proponer las actividades de mantenimiento específicas a las características de cada taxón.
En cuanto a la composición de las especies utilizadas, Domínguez-Gómez et al. (2013) refieren que el buen desarrollo de la familia Fabaceae en el MET se asocia a su capacidad de establecimiento en condiciones ambientales adversas. Foroughbakhck et al. (2011) señalan la habilidad del género para fijar nitrógeno de la atmósfera a moléculas orgánicas. Si a esto se agrega la combinación con árboles con diferentes niveles de concentración de carbón y nitrógeno, como C. boissieri (Maiti et al., 2016), se promueve una mejor calidad de humus en el suelo, lo cual a largo plazo favorece una mejora en la estructura del suelo; por lo tanto, se considera que el género Cordia es fundamental para el proceso de sucesión vegetal en el MET.
Asimismo, los mayores valores de importancia en el MET en distintas áreas con historial pecuario y agrícola se sustentan, frecuentemente, en las especies V. farnesiana (L.) Wight & Arn., P. laevigata y Acacia amantacea DC. (ahora Vachellia rigidula) (Pequeño-Ledezma et al., 2012; Alanís-Rodríguez et al., 2013; Mora et al., 2013; Martínez et al., 2014; Leal-Elizondo et al., 2018; Sarmiento et al., 2019). Los rebrotes de follaje, semillas y frutos de estas especies suelen ser muy consumidas por el ganado (Domínguez et al., 2012), por lo que se facilita la escarificación de sus semillas por medio del tracto digestivo de los animales, las cuales son expulsadas al suelo y crean una reserva de semillas disponible para su rebrote, cuando las condiciones climáticas son adecuadas (Villarreal et al., 2013; Rodríguez et al., 2014). Particularmente en la reforestación aplicada, P. glandulosa, V. rigidula y V. farnesiana tuvieron valores entre 4.00 y 10.67 % de supervivencia; por ello, para futuros proyectos de reforestación en el MET se sugiere examinar el reservorio de semillas disponible en el área degradada para descartar la posibilidad de que esas especies rebroten a partir de este.
Cordia boissieri, con mayor éxito de establecimiento, no se consigna en la literatura con un índice de valor de importancia superior en la composición del MET; sin embargo, está dentro de las tres especies más notorias en áreas recuperadas después de la actividad ganadera (Leal-Elizondo et al., 2018; Sarmiento-Muñoz et al., 2019).
El registro de P. glandulosa con altos valores de supervivencia contrasta con el estudio de Foroughbakhch et al. (2001) quien destaca a P. glandulosa con el menor porcentaje de supervivencia entre 15 especies nativas del MET evaluadas bajo condiciones de herbivoría y plagas. Filio-Hernández et al. (2019) indican que el uso de P. glandulosa se recomienda para proyectos de restauración en zonas áridas, debido a su capacidad de adaptación a la baja disponibilidad de agua.
En algunos casos la acción de solo excluir los factores de disturbio de un área es suficiente para recuperar la estructura y funcionalidad de un ecosistema degradado; sin embargo, este proceso es altamente variable (Trujillo-Miranda et al., 2018). Precisamente, las reforestaciones buscan acelerar la regeneración de una mayor diversidad de plantas maderables y de estadios sucesionales más avanzados, en menos tiempo (Zahawi et al., 2013). En el presente trabajo se reforestó con una alta diversidad de especies del MET; aunque, las más exitosas en el establecimiento (C. boissieri y P. glandulosa) se registran en estadios de sucesión avanzada del MET, no todas las especies se desarrollan con éxito. Por lo anterior, se debe tener más conocimiento sobre el área elegida para reforestar; así como de las características del suelo, el reservorio de semillas y la presencia de vegetación remanente.
La plantación se tiene que incorporar a esta dinámica y a la selección de especies; además las prácticas de manejo por aplicarse deberán elegirse puntualmente para obtener mejores resultados y responder a las condicionantes ambientales comprometidas.
Conclusiones
De acuerdo con los resultados de las evaluaciones en la reforestación establecida en el MET con 15 especies nativas, las condiciones climáticas durante el tercer monitoreo (temperaturas mínimas extremas y pocas precipitaciones) afectaron la supervivencia de la plantación. La selección de especies nativas debe hacerse con respecto a las condiciones de degradación del sitio. Las actividades de protección y mantenimiento se tienen que establecer de acuerdo a los requerimientos de cada especie y mantenerse hasta asegurar el establecimiento permanente de la plantación.
La presente evaluación ofrece información valiosa sobre el estado que guarda un proyecto de reforestación a tres años de establecido en una comunidad del MET.