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Polibotánica

versión impresa ISSN 1405-2768

Polibotánica  no.43 México ene. 2017

http://dx.doi.org/10.18387/polibotanica.43.6 

Artículo científico

Sistematización bioclimática de la Sierra Madre Occidental (México) y su relación con los pisos de vegetación

Bioclimatic systematization of Sierra Madre Occidental (Mexico) and it's relationship with vegetation belts

Miguel Ángel Macías-Rodríguez1  * 

Joaquín Giménez de Azcárate-Cornide2 

Luis Fernando Gopar-Merino3 

1Departamento de Ciencias Ambientales, Universidad de Guadalajara, Camino Ramón Padilla Sánchez núm. 2100 Nextipac, Zapopan, CP 45110. Jalisco, México.

2Departamento de Botánica, Escuela Politécnica Superior, Universidad de Santiago de Compostela, España, E-27002, Lugo, España.

3Centro de Investigación en Geografía Ambiental, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Morelia, Antigua Carretera a Pátzcuaro núm. 8701, Col. Ex-Hacienda de San José de la Huerta. CP 58190. Morelia, Michoacán, México.

Resumen:

Con base en la diagnosis bioclimática de 377 estaciones meteorológicas repartidas por la provincia fisiográfica de la Sierra Madre Occidental (SMO) y en la información florística y de vegetación recopilada, se han identificado las unidades bioclimáticas del territorio, de las que se efectúa su caracterización geobotánica. El área se incluye en el macrobioclima tropical, estando representados los bioclimas Tropical Desértico, Tropical Xérico y Tropical Pluviestacional. Para cada uno se han identificado sus pisos bioclimáticos (19 en total) de los cuales se efectúa su diagnosis geobotánica a través de la identificación de sus respectivos pisos de vegetación, haciendo énfasis en la estructura de la vegetación natural potencial, sus principales indicadores florísticos y su distribución catenal. Estos resultados se complementan con los mapas de bioclimas, termotipos y ombrotipos y con tres catenas de vegetación realizadas a diferentes latitudes.

Palabras clave: indicadores; distribución; isobioclimas; pisos de vegetación; Sierra Madre Occidental

Abstract:

Based on bioclimatic diagnosis of 377 meteorological stations throughout the physiographic province of Sierra Madre Occidental (SMO) and the floristic and vegetation information collected, have been identified bioclimatic territorial units, of which his geobotánical characterization is performed. The area is included in the Tropical Macrobioclima, where Tropical Desert, Tropical Xeric and Tropical Pluviseasonal bioclimates are presented. To each one, their bioclimatic belts have been identified (19 intotal) of which corresponding geobotánical diagnosis is made through the identification of their respective vegetation belts, emphasizing the structure of the potential natural vegetation, its main floristic markers and its catenal distribution. These results are completed with maps of bioclimates, thermotypes and ombrotypes, and three vegetation transects made at different latitudes.

Key words: indicators; distribution; isobiclimates; vegetation belts; Sierra Madre Occidental

Introducción

En situaciones zonales es el clima el principal factor medioambiental regulador de la distribución de las plantas y de la vegetación (Troll, 1966; Box, 1981; Navarro y Maldonado, 2002; Larcher, 2003), mientras que los factores edáficos y geomorfológicos juegan un papel secundario (Breckle, 2002), situación que se invierte en zonas con fisiografía excepcional medios azonalescomo fondos de valle o crestas. La formulación de fundamentos que vinculan el clima con dicha distribución es abordada desde la bioclimatología; la utilización de disciplinas como la geobotánica o la fitosociología dinámico-catenal permite dar robustez y predicción a los modelos establecidos que relacionan y delimitan de forma recíproca la distribución de las plantas y las comunidades vegetales con los valores de temperatura y precipitación (Müller, 1982; Breckle, 2002). La utilización conjunta de datos climáticos, florísticos y fitocenóticos, junto con parámetros e índices derivados de los primeros, constituyen herramientas muy útiles en el análisis de las relaciones entre clima y vegetación, lo que permite trazar fronterasbiogeográficas en territorios florísticos relativamente homogéneos (Tuhkanen, 1980). Entre las aproximaciones más difundidas para relacionar clima y vegetación destacan las de Walter (Breckle op. cit.), con su concepto de zonobioma, y los posteriores ajustes y modificaciones efectuadas por Bailey (1995, 1996), Brown et al. (1998), Olson et al. (2001), Schultz (2005) y Walter (1981), o los modelos y diagramas de Gaussen, cuyas interpretaciones y aplicaciones se han ido perfeccionando en las últimas décadas (Walter y Lieth, 1960-67; Lieth et al., 1999; Rivas-Martínez, 2004; Rivas-Martínez et al., 2011a), y constituyen herramientas diagnósticas de referencia global para discernir y relacionar el clima y la vegetación de acuerdo con el establecimiento de parámetros físicos. El conocimiento cada vez más preciso de la distribución y composición de la vegetación, junto con la oferta de datos climáticos y de herramientas informáticas para su tratamiento, aportan criterio y objetividad en la confección de los modelos. Ello ha llevado a que la bioclimatología se considere como uno de los pilares básicos para clasificar y delimitar los ecosistemas de la Tierra de una forma estandarizada, robusta, predictiva y práctica a escalas adecuadas para su manejo (Sayre et al., 2007); además, se ha aplicado en programas de estudio y conservación de la biodiversidad y de los hábitats, en el pronóstico para la obtención de recursos agrícolas y forestales, y en la determinación de futuros escenarios climáticos y de vegetación (Del Río y Penas, 2006; Rivas-Martínez, 2007).

La situación y extensión de la SMO a lo largo del occidente de México determina su función como corredor biológico migratorio de tipos de flora y vegetación de afinidad Holártica hacia Mesoamérica, además de constituir un área notable de especiación de flora (Rzedowski, 1978; González-Elizondo et al., 2012). Paralelamente su intrincado relieve ha condicionado la diversidad y distribución de especies y comunidades a la vez que su orografía actúa como barrera para la flora y vegetación del Altiplano y de las Planicies Costeras. Todo ello ha favorecido la aparición de ecosistemas de origen y naturaleza antagónicos como desiertos, bosques, pastizales y selvas, entre otros, con una alta diversidad y originalidad florística y fitocenótica.

El gran número de variables tanto ambientales como históricas que confluyen en ella es responsable de la heterogénea composición y distribución de sus formaciones vegetales (González-Elizondo et al., 2007), entre las que destacan los bosques de pino-encino, adaptados a una gran variedad de hábitats y poseedores de la más alta diversidad florística de México (Rzedowski, 1978), lo que repercute en la gran riqueza de comunidades vegetales que alberga. Todo lo anterior junto con los marcados gradientes altitudinales, que en zonas del territorio alcanzan hasta los 3 000 m, justifica la elección de la SMO como un escenario privilegiado para poner en práctica la metodología de análisis bioclimático. Así el objetivo del trabajo es establecer la regionalización bioclimática de la SMO a partir de las relaciones de reciprocidad entre las variaciones climáticas y la distribución de la vegetación; de esta manera se pretende poner en valor el pilar básico considerado en la clasificación de los ecosistemas terrestres de la región de estudio y de México, tal como se ha efectuado en otros territorios americanos; ello fundamentado por la robustez, capacidad de predicción, jerarquía y universalidad del sistema.

En Norteamérica las aportaciones geobotánicas que han utilizado la bioclimatología y la fitosociología para acotar y definir las comunidades vegetales comenzaron a aplicarse en EU y Canadá en la última década del pasado siglo, tanto en estudios de territorios particulares, como en los centrados en el análisis y caracterización de los pisos de vegetación (Peinado et al., 1994a, 1997a, 1997b; Rivas-Martínez, 1997; Peinado et al., 1998; Rivas-Martínez et al., 1999; Peinado et al., 2006, 2007, 2009b, 2010, 2011a). Para los países latinoamericanos, donde los ejemplos son más recientes, destacan los efectuados en los Andes argentinos (Roig et al., 2007), Andes peruanos (Galán de Mera et al., 2003), Andes venezolanos (Costa et al., 2007), Chile (Amigo y Ramírez, 1998; Luebert y Pliscoff, 2006), Bolivia (Navarro y Maldonado, 2002; Navarro, 2011), Chile y Argentina (Amigo y Rodríguez, 2011) entre otros.

En México este tipo de estudios geobotánicos se han desarrollado en territorios concretos y han tenido poca repercusión. Ello se debe a varios factores: los criterios tradicionalmente seguidos en el análisis y clasificación de la vegetación, basados en una diagnosis fisonómica-ecológica apoyada en la arraigada clasificación de Köppen modificada por García (Miranda y Hernández X., 1963; González-Quintero, 1974; Rzedowski, 1978, INEGI, 1996, González-Medrano, 2003); la escasa difusión entre la comunidad científica (ecológica-botánica) de la propuesta bioclimática; y los enormes desafíos taxonómicos que encierra una flora de extraordinaria diversidad (Rzedowski, 1978, 1991; Mittermeier y Goettsch, 1992; Villaseñor, 2004), que ha ralentizado la adopción de una propuesta sistemática y jerárquica. Pese a ello, se han efectuadono pocos trabajos de corte bioclimático y fitosociológico que aportan información novedosa al estudio de las relaciones entre la vegetación (su composición y distribución) y el clima, entre los que destacan los efectuados en el noroeste mexicano (Peinado et al., 1994b, 1995, 2008, 2010, 2011b; Giménez de Azcárate et al., 2013), en la Faja Volcánica Transmexicana (Almeida et al., 1994, 2004; Escamilla et al., 1998, 2002; Giménez de Azcárate y Escamilla, 1999; Giménez de Azcárate et al., 1997, 2003, 2004; Medina et al., 2012), y en otras zonas del país como el Altiplano Potosino (Giménez de Azcárate y González-Costilla, 2011) y la Península del Yucatán (Barber y Crespo, 2001).

En el ámbito de la cartografía bioclimática y ecosistémica se han realizado mapas de diferentes territorios como Norteamérica (Rivas-Martínez, 2004), EU (Cress et al., 2009), Sudamérica (Sayre et al., 2008, Rivas-Martínez et al., 2011b), Bolivia (Navarro y Ferreira, 2007), etcétera.

Métodos

Área de studio

El ámbito geográfico está circunscrito a la provincia fisiográfica SMO (Cervantes et al., 1990; CONABIO, 1997) con una superficie aproximada de 280 000 km2, la cual engloba la cordillera más larga de México, que se extiende desde la frontera con Arizona y Nuevo México (Estados Unidos) al Norte (30o35’ N), y continúa en dirección NNW-SSE hasta el norte de Jalisco, donde entronca con la Faja Volcánica Transmexicana (21o00’ N). En su recorrido atraviesa los estados de Sonora (SON), Chihuahua (CHIH), Durango (DGO), Sinaloa (SIN), Zacatecas (ZAC), (NAY), Aguascalientes (AGS) y Jalisco (JAL) (fig. 1).

Fig. 1 Ubicación del área de estudio. 

Sus principales cumbres son el Cerro Gordo (3 347 m), Barajas (3 310 m), Mohinora (3 307 m), Huehuento (3 262 m) y el cerro de Las Antenas (3 224 m), todos en Durango salvo Mohinora localizado al SW de Chihuahua. Las dos vertientes principales de la sierra, la occidental y la oriental, presentan una marcada asimetría; la primera está surcada por profundas barrancas que pueden alcanzar los 1 800 m de desnivel (Urique, El Cobre, Sinforosa, Tamazula, San Lorenzo, Presidio, Baluarte, Mezquital, Santiago y Bolaños); por el contrario el flanco oriental presenta una gradual transición hacia el Altiplano. Los ríos que la drenan lo hacen tanto al Océano Pacífico como al Altiplano Mexicano; en este último caso, unas corrientes vierten a cuencas endorreicas y otras fluyen hacia el Golfo de México a través de los ríos Conchos y Bravo.

Desde el punto de vista biogeográfico el área pertenece mayormente a la provincia florística de la SMO, incluida en la Región Mesoamericana de Montaña, territorio transicional entre los reinos Holártico y Neotropical caracterizado por la convergencia de la flora leñosa de afinidad boreal, los elementos herbáceo de afinidad tropical, y el endémico (Rzedowski, 1978, 1991; Rzedowski y Reyna-Trujillo, 1990). Tan solo los extremos occidental y oriental del área de estudio están incluidos, respectivamente, en las provincias Planicie Costera del Noroeste y Costa Pacífica, el primero, y Altipanicie el segundo, pertenecientes todas ellas a la Región Xerofítica-Mexicana (Rzedowski, 1978). Siguiendo la propuesta de Rivas-Martínez et al. (1999) la zona de estudio pertenece a la Provincia Madreana Occidental de la Región Madreana, contactando con las Provincias Sonorense, Sinaloense y Chihuahuense (región mexicana-xerofítica).

Las características climáticas están determinadas por la ubicación de la SMO, entre el cinturón subtropical de altas presiones y la zona intertropical de convergencia (franjas latitudinales eutropical y subtropical), su exposición a la entrada de los vientos húmedos del Pacífico, su marcado gradiente altitudinal y latitudinal, y su accidentada y asimétrica orografía, causante del efecto de barrera y de sombra de lluvia. Todo ello condiciona el régimen térmico, con valores promedio mensuales con baja o mediana oscilación, y el ómbrico, de marcada incidencia estival provocado por las masas convectivas que a su vez, provoca el denominado “FrenteMexicano” a lo largo del flanco occidental de la sierra (Mosiño-Alemán y García, 1974; Douglas et al., 1993); además también se ve afectado por el complejo de tormentas tropicales y huracanes que afectan al Pacífico hacia el final de verano y el otoño (Hastings y Turner, 1965). Las modificaciones climáticas derivadas de los efectos de la altitud (oroclima) y la topografía y exposición (topoclima), inducen cambios en la velocidad, densidad, temperatura y dirección de las masas de aire, responsables de los marcados contrastes de precipitación y temperatura reflejados en el territorio. Desde el punto de vista climático la SMO se incluye en las Regiones Climáticas Pacífico Central, Norte y Centro (García et al., 1990).

En el ámbito de la conservación destaca la importancia de la SMO como fuente suministradora de bienes y servicios ambientales fundamentales para la sociedad (Bye, 1995; Descroix et al., 2004), e incluye 32 de las 152 Regiones Terrestres Prioritarias (RTPs) de México definidas por la Comisión Nacional para el conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO) (Arriaga et al., 2000). En esta línea, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) ha reconocido dentro de la SMO dos megacentros de diversidad: el norte de la Sierra Madre y la cuenca alta del Río Mezquital (Felger y Wilson 1995; González-Elizondo et al., 1997). A ello añadir la relevancia de su patrimonio biocultural, ligado al acervo y vitalidad de los siete grupos indígenas que la habitan (Byeop. cit.; Boege, 2008).

Trabajo de gabinete

El estudio sigue los planteamientos y postulados recogidos en el proyecto “Worldwide Bioclimatic Classification System” que sintetiza y modeliza la información acumulada durante más de cuatro décadas en diferentes regiones de la Tierra (Rivas-Martínez et al., 2011a). El sistema se articula mediante tres niveles fundamentales: macrobioclima, bioclima y piso bioclimático; las distintas unidades de cada nivel están definidas por los valores umbrales discriminantes de ciertos requisitos térmicos y ómbricos de carácter anual, estacional o mensual. Los cinco macrobioclimas reconocidos responden a una concepción de continuidad espacial; cada uno a su vez se subdivide en un número variable de bioclimas, 28 en total, y que constituyen los tipos de clima que influyen en el desarrollo y distribución de las especies y fitocenosis. En cada uno de ellos se diferencian los pisos bioclimáticos que constituyen los tipos de condiciones climáticas que se suceden en una cliserie altitudinal o latitudinal, y que están delimitados en función de dos tipos de factores: los termoclimáticos, basados fundamentalmente en el índice de termicidad (It), y los ombroclimáticos, basado en el índice ombrotérmico (Io). Los rangos establecidos para cada uno de ellos permiten definir los termotipos o pisos térmicos y los ombrotipos o pisos ómbricos. El concepto de piso bioclimático hace referencia al marco físico o climático que delimita a una realidad biológica, el piso de vegetación posee formaciones y comunidades vegetales propias. La información bioclimática integrada de los tres niveles (bioclima, termotipo y ombrotipo) se sintetiza en el modelo de isobioclima, identificable por los valores climáticos umbrales de cada una de las unidades bioclimáticas que lo constituyen. El fundamento central del sistema se basa en la relación de reciprocidad entre los valores del clima y los modelos de distribución de la vegetación, explicados a través de la zonación altitudinal de los pisos bioclimáticos; asimismo, el sistema recoge aspectos relacionados con las limitaciones que el clima plantea a la vida de las plantas.

Los parámetros e índices básicos utilizados en la presente diagnosis bioclimática son:

Ti

temperatura media mensual, siendo i: 1 = enero, , ...12 = diciembre.

mi

temperatura media mensual de las mínimas.

Mi

temperatura media mensual de las máximas.

T

temperatura media annual.

Tp

temperatura positiva anual.

Pi

trecipitación media mensual

Pp

precipitación positiva anual.

It

índice de termicidad: Es la suma en décimas de grado de T (temperatura media anual), m (temperatura media de las mínimas del mes más frío) y M (temperatura media de las máximas del mes más frío). It = (T + m + M) 10.

Io

índice ombrotérmico: Resulta del cociente entre la precipitación positiva anual (Pp), en mm, y la temperatura positiva anual (Tp), en décimas de °C, multiplicada por diez.

Ic

índice de continentalidad: Expresa la diferencia en oC entre la temperatura media del mes más cálido (Tmáx) y la del mes más frío (Tmín) del año. Ic = (Tmáx - Tmín).

Iod2

índice ombrotermico del bimestre más seco del trimestre más seco del año.

Con la información de las estaciones metorológicas se pudo construir una primera diagnosis bioclimática a escala puntual. Para ello, se consideraron los datos provenientes de las Estadísticas Climatológicas Básicas del INIFAP de los estados de AGS (Medina et al., 2006b), CHIH (Medina et al., 2006a), DGO (Medina et al., 2005), JAL (Ruiz et al., 2003), NAY (Ruiz et al., 2009), SIN (Ruiz et al., 2005b), ZAC (Medina y Ruiz, 2004) y SON (Ruiz et al., 2005a). Para complementar la información, se incorporaron otras estaciones meteorológicas procedentes del Servicio Meteorológico Nacional de México (SMN/CNA) (http://smn.cna.gob.mx). En total se contabilizaron 377 estaciones cuyo reparto por estados es como sigue: AGS (18), CHIH (78), DGO (73), JAL (26), NAY (16), SIN (42), SON (61) y ZAC (63). La mayoría de las estaciones se localizan en la franja altitudinal comprendida entre la planicie costera próxima al nivel del mar y los 2 700 m, cubriendo de manera heterogénea y desigual el territorio. Con base en su ubicación geográfica y en los datos de los diferentes parámetros de precipitación y de temperatura promediados mensualmente, se obtuvieron las correspondiente diagnosis de las estaciones, y se elaboraron algunos diagramas representativos de los pisos bioclimáticos reconocidos, utilizando para ello el programa BIOCLIMA (Alcaraz, 2013).

Como complemento de lo anterior, se realizó una diagnosis bioclimática regional efectuada a partir de de los datos de precipitación y temperatura extraidos del del Atlas Climático Digital de México (ACDM) (Fernández-Eguiarte et al., 2014). Los datos utilizados fueron proporcionados por el SMN para el periodo comprendido entre el año 1902 y 2011; y examinados mediante la metodología usada en ANUSPLIN (Hutchinson, 2004), la cual fue retomada por el modelo climático global WorldClim (http://www.worldclim.org) (Hijmans et al., 2005).

Los datos resultantes de estos modelos fueron expresados en capas formato raster conpixeles de aproximadamente 1 km2. Para mayor detalle acerca de la metodología efectuada en el procesamiento de las imágenes raster, tanto en el WorldClim y del ACDM, consultar a Fernández-Eguiarte et al. (2014) e Hijmans et al. (2005). La identificación regional de los bioclimas, termotipos, ombrotipos e isobioclimas, se realizó calculando los diversos índices bioclimáticos propuestos por Rivas-Martínez (2008) en un Sistema de Información Geográfica (ArcGIS 9.3). Los resultados fueron presentados en cartografía a escala regional, la cual muestra una buena aproximación para estudios exploratorios como el realizado, obviando particularidades de un área determinada (García, 2008).

El mapa bioclimático resultante del anterior análisis se cruzó con el mapa de cubiertas de uso de suelo y vegetación (escala 1:250000) de la Serie IV de INEGI (2007). Este último procedimiento dio como resultado el poder identificar los tipos de cubiertas representativos de la vegetación climatófila y la relación que guardan con los diferentes pisos bioclimáticos. Asimismo se consideraron las descripciones de la vegetación contenidas en la bibliografía (Rzedowski, 1978; González-Elizondo et al., 2007, 2012), y las contribuciones que sobre bioclimatología y fitosociología se reportan de territorios colindantes (Peinado et al., 1994b , Rivas-Martínez et al., 1999; Macías, 2009; Peinado et al., 2009a; Giménez de Azcárate y González-Costilla, 2011; Giménez de Azcárate et al., 2013; Macías et al., 2014; Gopar-Merino et al., 2015). Finalmente, cabe señalar que la delimitación altitudinal de cada uno de los pisos no fue establecida debido a lo extenso y complejo del territorio; esto provoca el que intervalos altitudinales similares, situados en regiones diferentes de la SMO, puedan tener un encuadre bioclimático distinto.

Complementariamente se realizaron tres transectos de la vegetación potencial a lo largo de la cordillera. La información de campo se completó con la del mapa de uso de suelo y vegetación de la Serie IV de INEGI (2007), del que se seleccionaron los tipos representativos de la vegetación climatófila, para poder ligarlos con su correspondiente piso bioclimático; asimismo se consideraron las descripciones de la vegetación a nivel de formación contenidas en la bibliografía (Rzedowski, 1978; González-Medrano, 2003 y González-Elizondo et al., 2007, 2012), y las contribuciones que sobre bioclimatología y vegetación se reportan de territorios vecinos (Rivas-Martínez et al., 1999; Macías, 2009; Giménez de Azcárate y González-Costilla, 2011; Giménez de Azcárate et al., 2013 y Macías et al., 2014).

Trabajo de campo

Paralelamente a la diagnosis bioclimática se realizaron entre los años 2009 y 2012 varios recorridos de campo con el fin de verificar y ajustar las relaciones clima-vegetación, considerando para ello los conceptos de la fitosociología dinámico-catenal y de la vegetación potencial natural (Tüxen, 1956; Rzedowski y McVauhg, 1966; Rivas-Martínez, 1997, 2005; Géhu, 2006). Dada la extensión de la SMO y las dificultades taxonómicas de su flora, el trabajo de campo se basó en el análisis de la estructura y fisionomía de la vegetación, y en la determinación de la flora leñosa más representativa. Para ello se consideraron parcelas de muestreo seleccionadas subjetivamente de acuerdo con la estructura de la vegetación potencial, la presencia y dominancia de especies leñosas y el estado de conservación (Beard, 1973; Rivas-Martínez et al., 2011a; Macías et al., 2014).

La identificación de las especies forestales se efectuó en campo; cuando ésto no fue posible se colectaron ejemplares y se determinaron en el laboratorio, utilizando en ambos casos las floras y listados regionales señalados a continuación: Farjon et al. (1997); González-Elizondo et al. (1991, 2007); González-Elizondo y González-Elizondo (1995); García-Arevalo y González-Elizondo (2003); González-Villareal (1986, 1990); McVaugh (1987, 1989, 1992, 2001) y Vázquez-García et al. (2004). Como referente nomenclatural de las especies se utilizó Trópicos database (2014).

Elaboración de los mapas

En la realización de los mapas se consideró la información del ACDM (versión 2.0); se utilizaron los promedios mensuales y anuales de: temperatura máxima, temperatura media, temperatura mínima y precipitación (Fernández-Eguiarte et al., 2014). Las capas de información climática se encuentran en formato raster con pixeles de aproximadamente un kilómetro cuadrado; el periodo considerado fue de 109 años (1902-2011). Los valores de los índices bioclimáticos se obtuvieron al analizar dichas capas en un Sistema de Información Geográfica (SIG) ArcGis 9.3. Con base en estos resultados y mediante el proceso de álgebra de mapas, se realizaron una serie de mapas raster con los diferentes valores bioclimáticos obtenidos para cada pixel, lo que dio lugar a los correspondientes mapas de bioclimas, termotipos y ombrotipos. Para homogenizar la información contenida en las capas raster, éstas se transformaron a formato vector, dando como resultado los correspondientes polígonos. Los mapas se trabajaron a una escala 1: 500 000, y se realizaron con una proyección cónica conforme de Lambert y un Datum WGS 1984; la escala mínima cartografiable fue de 2 mm2, es decir, se eliminaron aquellos polígonos con áreas menores a 100 ha.

Resultados

Análisis bioclimático

Con base en la diagnosis bioclimática se determinó que el territorio se encuentra dentro del Macrobioclima Tropical, con presencia de los bioclimas Tropical Desértico (0.2 ≤ Io ≤ 1.0), el Tropical Xérico (Io ≤ 3.6) y el Tropical Pluviestacional (Io ≥ 3.6; Iod2 ≤ 2.5). La representatividad del primero queda relegada a escasos enclaves de extrema xericidad localizados al este y noroeste del área de estudio; por cuestión de escala su visualización en los mapas no fue posible.

El Tropical Pluviestacional se distribuye por las zonas medias y altas de la SMO y por la parte meridional de su vertiente pacífica, mientras que el Tropical Xérico se presenta en la vertiente oriental, en los valles intermontanos en sombra de lluvia y en las porciones central y septentrional de la vertiente pacífica. En el bioclima Tropical Desértico únicamente se reconoció el piso bioclimático Termotropical Árido, respaldado por dos estaciones. Para el bioclima Tropical Xérico se identificaron siete pisos, con un reparto de estaciones como sigue: Infratropical Seco (5), Termotropical Semiárido (13), Termotropical Seco (78), Mesotropical Semiárido (24), Mesotropical Seco (142), Supratropical Semiárido (1) y Supratropical Seco (22).

Para el bioclima Tropical Pluviestacional se reconocieron once pisos: Infratropical Subhúmedo (2), Termotropical Subhúmedo (19), Termotropìcal Húmedo (1), Mesotropical Subhúmedo (14), Mesotropical Húmedo (6), Supratropical Subhúmedo (21), Supratropical Húmedo (20), Supratropical Hiperhúmedo (2), Orotropical Subhúmedo*, Orotropical Húmedo (5) y Orotropical Hiperhúmedo*. Los pisos marcados con (*) carecen de estaciones meteorológicas en el área de estudio; su presencia se justifica con base en los resultados de las extrapolaciones efectuadas en la elaboración de los mapas y en el análisis de la vegetación correspondiente. Una selección de estaciones representativas de cada bioclima, con su correspondiente diagnosis y bioclimograma, se presenta en los cuadros 1 y 2, y en las figuras 2 y 3. Las correspondencias entre los 19 isobioclimas y cada uno de los pisos de vegetación climatófila obtenidos a partir de INEGI (2007) se presenta en el cuadro 3. Información bioclimática adicional de todas las estaciones consideradas en este trabajo puede consultarse en el anexo 1).

Cuadro 1 Estaciones meteorológicas representativas de los bioclimas Tropical Desértico y Tropical Xérico con sus correspondientes parámetros, índices y diagnosis bioclimática. Acrónimos: Edo: Estado; Alt: Altitud (en metros); T: Temperatura media anual (en oC); P: Precipitación media anual (en mm); It: Índice de termicidad; Io: Índice ombrotérmico; Tr: Tropical; De: Desértico; Itr: Infratropical; Ttr: Termotropical; Mtr: Mesotropical; Str: Supratropical; Ar: Árido: Sear: Semiárido; Se: Seco; inf: Inferior; sup: Superior. 

Estación Parámetros e índices Isobioclima
Nombre Edo Alt T P It Io Bioclima Termotipo Ombrotipo
López Rayón DGO 1 420 19.9 220 523 0.92 Tr De Ttr sup Ar sup
Chapalagana NAY 320 27.4 770 728 2.34 Tr Xe Itr sup Se inf
Bolaños JAL 850 23.9 616 625 2.14 Tr Xe Ttr inf Se inf
Sahuaripa SON 460 23.1 496 499 1.79 Tr Xe Ttr sup Sear sup
Urique CHIH 599 24.0 806 575 2.80 Tr Xe Ttr sup Se sup
Calvillo AGS 1 685 19.2 627 483 2.71 Tr Xe Mtr inf Se inf
El Cazadero ZAC 1 920 16.8 382 388 1.89 Tr Xe Mtr sup Sear sup
Bacamichi SON 937 17.6 518 361 2.45 Tr Xe Mtr sup Se inf
El Tintero CHIH 1 724 16.0 347 313 1.81 Tr Xe Str inf Sear sup
Rosario DGO 1 800 15.1 458 311 2.53 Tr Xe Str inf Se inf

Cuadro 2 Estaciones meteorológicas representativas del bioclima Tropical Pluviestacional con sus correspondientes parámetros, índices y diagnosis bioclimática. Acrónimos: Edo: Estado; Alt: Altitud (en metros); T: Temperatura media anual (en °C); P: Precipitación media anual (en mm); It: Índice de termicidad; Io: Índice ombrotérmico; Tr: Tropical; Pl: Pluviestacional; Itr: Infratropical; Ttr: Termotropical; Mtr: Mesotropical; Str: Supratropical; Otr: Orotropical; Shu: Subhúmedo; Hu: Húmedo; Hhu: Hiperhúmedo; inf: Inferior; sup: Superior. 

Estación Parámetros e índices Isobioclima
Nombre Edo Alt T P It Io Bioclima Termotipo Ombrotipo
El Naranjo NAY 230 27.2 1 357 737 4.16 Tr Ple Itr sup Shu inf
Panuco SIN 400 24.8 1 356 647 4.85 Tr Ple Ttr inf Shu sup
Puerta de Plat. NAY 110 25.0 2 390 687 7.97 Tr Ple Ttr inf Hu inf
Los Algodones SON 817 20.0 884 507 3.68 Tr Ple Ttr sup Shu inf
Teul de Glez. ZAC 1 900 17.9 781 443 3.64 Tr Ple Mtr inf Shu inf
Topia DGO 1 770 16.9 1 254 421 6.16 Tr Ple Mtr inf Hu inf
Otinapa DGO 2 400 12.9 666 271 4.31 Tr Ple Str inf Shu inf
Creel CHIH 2 300 11.0 738 191 5.58 Tr Ple Str sup Shu sup
Guachochi CHIH 2 420 10.2 780 185 6.36 Tr Ple Str sup Hu inf
La Ciudad DGO 2 580 10.0 1 531 208 12.83 Tr Ple Str sup Hhu inf
Tres Ojitos DGO 2 600 8.4 981 134 9.76 Tr Ple Otr inf Hu sup

Fig. 2 Diagramas bioclimáticos de seis estaciones representativas de los Bioclimas Tropical Desértico (López Rayón) y Tropical Xérico (Chapalagana, Urique, Calvillo, El Cazadero y El Tintero). 

Fig. 3 Diagramas bioclimáticos de seis estaciones representativas de los Bioclimas Tropical Pluviestacional (El Naranjo, Puerta de Platanares, Topia, Creel, La Ciudad y Tres Ojitos). 

Cuadro 3 Correspondencia entre los tipos de vegetación seleccionados de la Serie VI del INEGI (2007) y sus correspondientes isobioclimas. Las intersecciones •• indican que el tipo de vegetación en cuestión se corresponde con el isobioclima indicado y constituye su vegetación potencial; cuando dicha intersección es indicada con • indica que su presencia es de carácter azonal o marginal. T.D.=Tropical Desértico. (1): Incluye el Bosque de Pino-Encino; (2): Incluye Mezquital tropical y Mezquital xerófilo; (3): Incluye Selva mediana caducifolia; (4): Tanto caducifolia y subcaducifolia; (5): Incluye Selva mediana subperennifolia. 

Correspondencia de los pisos bioclimáticos con los pisos de vegetación

Para el establecimiento de estas reciprocidades, la información bioclimática se ha sistematizado de acuerdo con los bioclimas y los pisos bioclimáticos, lo que da la pauta para abordar la naturaleza de los respectivos pisos de vegetación, incidiendo en la estructura y fisionomía dominante, principales especies representativas o indicadoras, distribución y posición catenal; para determinados casos la información se complementa con aspectos dinámicos y ecológicos de la vegetación. Cabe señalar que la mayoría de los indicadores florísticos referidos para cada piso, no se presentan en toda su extensión; la adscripción bioclimática definida puede fluctuar hacia horizontes de los pisos vecinos mediante acomodos fisiográficos y edáficos compensatorios.

Bioclima Tropical Desértico

Se distribuye de forma puntual y disyunta en unos pocos enclaves situados al Este y Oeste de la SMO, asociados a las estaciones Presa Adolfo Ruíz Cortines (SON) e Ignacio López Rayón (DGO), ambas pertenecientes al piso Termotropical Árido. Fuera del área de estudio la presencia de este piso domina hacia la costa Sonorense, mientras que hacia el sur y el interior del Desierto Sonorense y hacia el Desierto Chihuahuense alterna con el Mesotropical Árido y con el Mesotropical Semiárido principalmente (Rivas-Martínez et al., 1999; Giménez de Azcárate y González-Costilla, 2011; Macías et al., 2014). La situación de las estaciones condiciona la afinidad biogeográfica de la vegetación y flora de sus entornos, vinculada respectivamente con la de los Desiertos Sonorense y Chihuahuense. La estructura y composición de la vegetación potencial está constituida por una mesofruticeda microfila y abierta (Matorral Xerófilo pro parte sensu Rzedowski), con algunos elementos crasicaules y subarbóreos, donde Fouquieria splendens, Koeberlinia spinosa, Prosospis glandulosa, Krameria grayi, Ephedra trifurca y Larrea tridentata son las especies más comunes en las dos áreas disyuntas comentadas; elementos característicos de la vegetación potencial del entorno de la estación sonorense son: Ambrosia chenopodiifolia, A. dumosa,Asclepias subulata, Atriplex canescens var. canescens, Bebbia juncea var. aspera, Croton californicus, Cylindropuntia acanthocarpa var. acanthocarpa, C. bigelovii, C. echinocarpa, C. ramosissima, Encelia farinosa, Ephedra trifurca, Euphorbia misera, Krascheninnikovia lanata, Lycium andersonii, Pachycereus schottii, Petalonix thurberi y Pleuraphis rigida. De igual manera lo son de la estación duranguense Condalia sp. Ephedra trifurca, Flourensia cernua, Jatropha dioica, Koeberlinia spinosa, Yucca rigida, Echinocereus spp., Mammillaria spp., Opuntia durangensis, Parthenium hystrerophorus, P. incanum, Prosopis glandulosa, Vachellia vernicosa y Vachellia schaffneri. Desde el punto de vista fitosociológico la vegetación del enclave sonorense se relaciona con la asociación Fouquierio splendentis-Larreetem tridentatae, ampliamente extendida en las bajadas y playas de la provincia florística Sonorense (Peinado et al., 1995), por lo que pudiera presentarse en los enclaves más áridos de la provincia SMO; la vegetación del enclave duranguense se vincula con la alianza Euphorbio antisyphiliticae-Agavion lechuguillae (Rivas-Martínez, 1997). La escasa representatividad de las áreas asignadas a este piso, junto con la escala de los mapas bioclimáticos adjuntos hace prácticamente imperceptible su reconocimiento cartográfico.

Bioclima Tropical Xérico

La atenuación de las condiciones de xericidad extrema en los territorios Tropical Xéricos conlleva un incremento de la complejidad estructural de la vegetación, abarcando diferentes tipos de matorrales, bosques bajos caducifolios más o menos espinosos y bosques bajos de encinos y coníferas, dependiendo del piso bioclimático en cuestión. Las situaciones reconocidas y las correspondientes diagnosis se comentan a continuación; en algunos casos se abordan simultáneamente pisos bioclimáticos que por la proximidad de su vegetación potencial y/o por lo reducido de su distribución, permiten su tratamiento conjunto.

a) Infratropical y Termotropical Seco. El primero se restringe a enclaves especialmente cálidos de las partes bajas de los valles que discurren hacia la costa de NAY y JAL (estaciones de Paso de la Yesca, Despeñadero, El Carrizal, etc.); el segundo piso presenta una distribución mucho más amplia ligada a laderas bajas y medias de los declives occidentales de la SMO, y a las barrancas intermontanas secas y profundas que atraviesan la sierra (Yaqui, Mayo, Fuerte, Mezquitic, Acaponeta, Chapalagana, Bolaños, etc.); en cualquier caso se presenta por debajo de los 1 800 m, aunque esta cota fluctúa dependiendo de la latitud, de la exposición y de las condiciones fisiográficas y climáticas locales (González-Elizondo et al., 2012). En ambos pisos la estructura de la vegetación potencial asociada es la de un microbosque caducifolio pluriespecífico (Bosque Tropical Caducifolio sensu Rzedowski). Pese a la ausencia de especies claramente dominantes, se han seleccionado como representativas de ambos pisos a: Amphipterygium adstringens, Bursera benthamii, B. fagaroides, B. graveolens, B. multijuga, B. schlechtentalli, Cedrela odorata, Ceiba acuminata, C. aesculifolia, Cochlospermum vitifolium, Cordia alliodora, Haematoxyllum brasiletto, Leucaena esculenta, L. lanceolata, Lonchocarpus spp., Lysiloma spp., Pachycereus pecten-aboriginum, Pseudobombax palmeri, Stenocereus queretaroensis, S. turberi, Tabebuia impetiginosa, etc. La alteración de este bosque conlleva el desarrollo de un matorral arborescente (arbusteda) de sustitución donde persisten algunas de las especies anteriores y elementos secundarios como Erythrina flabelliformis, Guazuma ulmifolia, Ipomoea arborescens, I. murucoides, Lysiloma acapulcense, Plumeria acutifolia, Tecoma stans o Vachellia spp.

La fisiografía abrupta y sinuosa del límite superior del piso termotropical favorece el contacto irregular del Bosque Tropical Caducifolio con diferentes formaciones de Pinus spp. y Quercus spp., propias del piso Mesotropical, lo que se refleja en la aparición de mosaicos de vegetación contrastantes. Excepcionalmente las comunidades dominadas por encinos se presentan también en el piso Termotropical Seco; en este caso están vinculadas a condiciones edáficas particulares conferidas por los afloramientos de suelos pedregosos, pobres en nutrientes y ricos en metales pesados (Penington y Sarukán, 2005; Macías et al., 2014).

b) Termotropical Semiárido. Se distribuye preferentemente en las tierras bajas de SON y puntualmente en enclaves de los estados de SIN y DGO, ocupando piedemontes y planicies con acusada xericidad. La estructura de la vegetación potencial se corresponde con mesofruticedas y arbustedas arborescentes (Matorral Xerófilo y Bosque Espinoso pro parte sensu Rzedowski), dependiendo de las características topoedáficas, de entre 2 y 6 m de altura, dominadas por elementos espinosos, multicaules y microfilos. Como especies representativas de este piso destacan Larrea tridentata, Mimosa palmeri, Pithecellobium sonorae, Prosopis glandulosa var. torreyana, P. velutina, Forchhammeria watsonii, Haematoxylon brasiletto, Vachellia cymbispina, Cercidium sonorae, Bonelia macrocarpa ssp. pungens, Celtis pallida, Pithecellobium mexicanum, además de suculentas como Bursera laxiflora, B. confusa, B. odorata, Jatropha cordata, Lemaicereus thurberi, entre otras. La altura y composición de la vegetación está relacionada con la disponibilidad hídrica del subsuelo, siempre que la alteración antrópica no haya interferido en dichos atributos. En este sentido el carácter subfreatófilo del mezquite destaca en los meses más secos cuando está en plena foliación y contrasta con el aspecto agostado de la vegetación de las laderas. Los bosques y matorrales espinosos y los bosques caducifolios vinculados a los pisos anteriores se relacionan con la clase de vegetación Pachycereo pecten-aborigini-Lysilometea divaricatae (Peinado et al., 2008).

c) Mesotropical Semiárido. Se localiza en enclaves del piedemonte centro-oriental de la SMO y en las serranías y valles al norte del estado de SON. En ambos casos la vegetación potencial se corresponde con diferentes comunidades de mesofruticedas (Matorral xerófilo pro parte sensu Rzedowski), abundantes en elementos microfilos y espinosos, desarrolladas preferentemente sobre suelos de ladera bien drenados. Como especies representativas se reconocen Celtis iguanea, Eysendhardtia polystachya, Flourensia cernua, Fouquieria splendens, Forestiera angustifolia, Koeberlinia spinosa, Larrea tridentata, Prosopis laevigata, Yucca decipiens, Y. rigida y/o Y. torreyi. La incidencia de la ganadería en la vegetación favorece el dominio de fruticedas con mimosas (Mimosa aculeticarpa, M. biuncifera, M. dysocarpa, M. monancistra), acacias (Vachellia constricta, V. neovernicosa, V. schaffneri), magueyes (Agave asperrimaA. lechuguilla), nopales (Opuntia duranguensis, O. leucotricha, O. streptacantha), sotoles (Dasylirion duranguense) y chollas (Cylindropuntia imbricata), además de numerosos pastos en su estrato herbáceo (Aristida spp., Bouteloua spp. Chloris gayana, Cynodon dactylon, Megathyrsus maximus, Melinis repens, Pennisetum ciliare, etc.), mismos que se presentan en otros pisos del bioclima Tropical Xérico. En los valles planos con suelos profundos de naturaleza aluvial y con influencia freática, las matorrales comentados dejan paso a un arbusteda arborescente espinosa (Matorral espinoso sensu Rzedowski) dominado por Prosopis laevigata al que suelen incorporarse Cercidium praecox, Lycium berlandieri, Eysenhardtia polystachya, Ipomoea spp. y Vachellia spp. entre otras.

d) Mesotropical Seco. Este piso es el de mayor extensión en el área de estudio, encontrándose en todos los estados salvo SIN; se distribuye por los valles intermontanos, las vertientes y planicies orientales de la SMO, y las planicies y piedemontes del norte de SON. Su vegetación potencial la conforman diferentes comunidades de microbosques semiabiertos con dominio de encinos aparasolados o achaparrados, caducifolios o subcaducifolios (Bosque de Quercus sensu Rzedowski) (Quercus chihuahuensis, Q. eduardii, Q. emoryi, Q. grisea, Q. radiata, Q. resinosa, Q. viminea, etc.), que suelen incorporar otros árboles y arbustos, en ocasiones de carácter secundario, como Juniperus deppeana, J. duranguensis, J. erythrocarpa, J. flaccida, Opuntia spp., Lycium berlandieri, Rhus microphylla, R. virens, Vachellia constricta, V. pennatula y V. schaffneri. En el horizonte Mesotropical superior es frecuente la presencia de pinos (Pinus leiophylla var. chihuahuana o Pinus cembroides principalmente) procedentes del piso Supratropical Seco. En su horizonte Mesotropical inferior, en contacto con las barrancas intermontanas de menor altitud y más cálidas, pueden presentarse especies termófilas como Bursera copalifera, B. fagaroides, B. multijuga, Croton sp., Ipomoea intrapilosa, I. murucoides, Lysiloma divaricatum o Randia sp., entre otras. En hábitats alterados por fuego o sobrepastoreo prolifera un matorral secundario de Dodonaea viscosa y Dasylirion duranguensis, cuya extensión se está incrementando en los últimos años favorecida por la degradación del suelo.

e) Supratropical Semiárido. Su distribución está restringida a enclaves serranos especialmente áridos del extremo septentrional del área de estudio (norte de CHIH y SON). La vegetación potencial la conforman matorrales rosetofilos de entre 1 y 3 m, al que pueden acompañar elementos crasicaules y microfilos propios del Desierto Chihuahuense. Por lo general, estas formaciones se ubican sobre suelos poco desarrollados de tipo xerosol, responsables, junto con el clima, del carácter xerofítico de la vegetación.

Entre las especies de este piso cabe mencionar Agave lechuguilla, Cercocarpus montanus, Euphorbia antisiphylitica, Garrya wrightii, Larrea tridentata, Opuntia spp., Parthenium argentatum, Prosopis glandulosa var. torreyana, Quercus depressipes, Vachellia spp. y Yucca carnerosana; el estrato herbáceo está constituido por gramíneas, principalmente del género Bouteloua.

f) Supratropical Seco. Corresponde a grosso modo con los territorios de media montaña situados al norte de la SMO, con un marcado efecto de sombra de lluvias. Más al sur, pero en la misma posición de sombra orográfica, su presencia es más irregular y de menor entidad. La vegetación potencial se corresponde con microbosques mixtos de coníferas y de encinos subcaducifolios, propios de la clase Querco hypoleucoidis-Pinetea cembroidis (Rivas-Martínez, 2007). Las especies más características son: Garrya wrightii, Juniperus deppeana, Pinus cembroides, Quercus chihuahuensis, Q. emoryi y Q. grisea. Hacia el horizonte superior se hace más notoria la presencia de Arbutus arizonica, Cupressus arizonica, Pinus engelmannii, P. leiophylla var. chihuahuana, Quercus arizonica, Q. eduardii, Q. durifolia o Q. laeta. Como elementos seriales asociados a la perturbación ganadera pueden presentarse Forestiera angustifolia, Lindleya mespiloides, Mimosa aculeaticarpa, M. biuncifera, Quercus eduardii y Vachellia schaffnerii, además de diferentes gramíneas (Aristida spp., Bouteloua spp.).

El paso del bioclima Tropical Xérico al Tropical Pluviestacional se caracteriza por la aparición de bosques de talla mediana con duración foliar al menos subcaducifolia; su estructura y composición va a variar dependiendo del termotipo representativo. En líneas generales el rigor del período más seco y cálido queda en parte atenuado por la mayor generosidad de las precipitaciones del periodo de lluvias, lo que se traduce en unos valores de Io por encima de 3.6, umbral discriminante de ambos bioclimas.

a) Infratropical Subhúmedo. Este piso se presenta de forma puntual en el estado de NAY asociado a enclaves protegidos de los tramos bajos de ciertos valles, situación respaldada por las estaciones de Huajicori y El Naranjo. La vegetación potencial está formada por mesobosques subcaducifoios cuyas especies de dicho piso son: Hura polyandra, Bursera simarouba, Enterolobium cyclocarpum y Swietenia humilis entre otras. La alteración de estos bosques por deforestación y fuego en las zonas llanas, favorece la instalación de palmares de Attalea cohune. En posiciones de ladera, su perturbación propicia la presencia de bosques secundarios caducifolios como los del piso Termotropical Seco, con el que contacta en las zonas de menor precipitación, y de sus etapas seriales de matorral, que aprovechan las nuevas condiciones de degradación, más xéricas y heliófilas, para su desarrollo. Las áreas registradas para los pisos Infratropical Seco y Subhúmedo son poco representativas, lo que unido a la escala de los mapas de termotipos y ombrotipos, hace dificíl su reconocimiento cartográfico, apreciado únicamente en la parte central del estado de NAY.

b) Termotropical Subhúmedo y Húmedo. El piso Termotropical Subhúmedo tiene una distribución más amplia en planicies, valles y piedemontes del occidente de la SMO (NAY, SIN, DGO), pudiendo alcanzar de forma marginal enclaves de CHIH y JAL; su estructura y composición es muy semejante a la descrita en el párrafo anterior. El Termotropical Húmedo ocupa un pequeño enclave en el centro de NAY (estación de Puerta de Platanares) donde la elevada precipitación favorece un meso-macrobosque subperennifolio, elementos propios de dichos pisos son: Astronium gravelolens, Hymenaea courbaril, Dalbergia granadillo, Brosimum alicastrum, Bursera arbórea y Ficus spp. En el horizonte Termotropical superior bajo condiciones subhúmedas puede aparecer un bosque de pino-encino formando parches puros o entremezclados con aquellosárboles, donde destacan Pinus devoniana, P. maximinoi, P. oocarpa, Clethra rosei, Quercus crassifolia, Q. praineana, etc. Así, la composición florística y la proporción de los árboles varían dependiendo de factores ambientales como la orientación, la altitud, el tipo de suelo, etc. Con respecto a este último factor se ha verificado la tendencia a que en este piso Termotropical Subhúmedo los pinares y en menor medida los encinares, ocupen preferentemente suelos pobres, someros, pedregosos y ricos en metales pesados, generalmente asociados a fuertes pendientes que favorecen la escorrentía y el lavado de los pocos nutrientes, lo que explicaría su condición edafoxerófila azonal (Sarukhán, 2005; Macías, 2009). Con frecuencia el territorio de este piso ha sido transformado en tierras agrícolas; en otros casos la degradación del bosque potencial ha favorecido la penetración de otras especies arbóreas y arbustivas propias del bosque tropical caducifolio y del palmar.

c) Mesotropical Subhúmedo. Se distribuye preferentemente en zonas de media montaña tanto en la vertiente occidental de la SMO como en las laderas interiores sin un marcado efecto de sombra de lluvias. Su vegetación potencial se vincula a diferentes mesobosques mixtos de coníferas y encinos a los que frecuentemente se incorporan otras frondosas. Como especies típicas de este piso están: Arbutus spp., Bocconia arborea, Juniperus deppeana, Pinus devoniana, P. engelmannii, P. douglasiana, P. lumholtzii, P. luzmariae, P. oocarpa, Quercus coccolobifolia, Q. gentryi, Q. magnoliifolia, Q. oblongifolia, Q. rugosa y Q. viminea. Los matorrales seriales de sustitución incluyen elementos espinosos, preferentemente en el horizonte inferior del piso bioclimático (Vachellia spp. y Mimosa spp.), compuestas arbustivas de los géneros Baccharis, Eupatorium, Roldana, Senecio, Stevia y Verbesina, y ericáceas como Arctostaphylos pungens, Befaria mexicana y Vaccinium caespitosum. Es frecuente que muchas de estas especies puedan incorporase al sotobosque como indicadoras de perturbación, fundamentalmente asociadas al trasiego de ganado y al fuego.

d) Mesotropical Húmedo. La distribución de este piso se restringe a enclaves de laderas y barrancas de DGO, CHIH y en menor medida SIN, situados en torno a la cota de 2 000 m y orientados hacia los vientos húmedos del Pacífico. La vegetación potencial está constituida por un macrobosque mixto donde se entremezclan elementos planifolios, perennifolios o subcaducifolios, y aciculifolios. Hacia el horizonte Mesotropical inferior predominan los bosques mesofíticos donde son frecuentes Alnus acuminata, Arbutus xalapensis, Carpinus caeroliniana, Cedrela odorata, Cleyera integrifolia, Ceanothus depressus, Clethra spp., Cornus disciflora, Garrya laurifolia, Ilex quercetorum, Litsea glaucescens, Magnolia pacifica ssp. tarahumara, Ostrya virginiana, Oreopanax spp., Persea liebmannii, Tilia americana, y ciertos pinos y encinos como: Pinus herrerae, P. maximinoi, P. oocarpa, Quercus candicans, Q. castanea, Q. diversifolia, Q. obtusata, Q. splendens y Q. subespathulata. Hacia el horizonte superior las especies más termófilas tienden a desaparecer a la vez que se incorporan otras como Abies neoduranguensis, Clethra rosei, Pinus ayacahuite, P. douglasiana, P. pseudostrobus, Quercus scytophylla y Styrax ramirezii, adquiriendo la formación una fisionomía más típica del bosque de pino-encino. La alteración de estos bosques favorece el desarrollo de una orla arbustiva densa de sustitución en la que son frecuentes Cercocarpus macrophyllus, Coriaria ruscifolia, Monnina wrightii, Prunus spp., Rhamnus betulifolia, Rhus aromatica, Ternstroemia lineata, Triumfetta discolor, Verbesina spp. y Waltheria indica.

e) Supratropical Subhúmedo. Abarca buena parte de las zonas altas de la SMO en los estados de CHIH y DGO principalmente, así como las cumbres de las sierras premadreanas situadas al oriente de la cordillera; estas áreas presentan una exposición a los vientos húmedos más difuminada que otras representativas de ombrotipos más húmedos. La vegetación potencial se corresponde con diferentes mesobosques dominados por pinos y en menor grado encinos y otras frondosas, donde destacan como elementos representativos Arbutus arizonica, A. madrensis, A. tessellata, Garrya ovata, Juniperus deppeana, Pinus engelmanii, P. leiophylla, P. teocote, Quercus arizonica, Q. castanea y Q. durifolia. En posiciones topográficamente favorecidas, como planicies hidromorfas, puede incorporarse Pinus arizonica var. cooperi, llegando a dominar estos biotopos en el centro y norte del territorio. Cuando el sotobosque y las áreas adyacentes deforestadas son afectadas por el fuego, se instala un zacatonal de sustitución conformado por gramíneas de los géneros Aristida, Bouteloua, Bromus, Festuca, Muhlenbergia y Stipa; en áreas con suelos someros o afloramientos pedregosos son frecuentes los matorrales dominados por Arctostaphylos pungens.

f) Supratropical Húmedo e Hiperhúmedo. Al igual que el piso precedente, se distribuyen en las zonas altas de la SMO de los estados de CHIH y DGO donde ocupan barrancas y laderas sometidas a la influencia de los vientos húmedos, los cuales son responsables de los elevados registros pluviométricos, en especial en el ombrotipo Hiperhúmedo. La vegetación potencial la constituyen diferentes macrobosques de coníferas, puros o mixtos, en los que destacan Abies duranguensis, Hesperocyparis lusitanica var. lindley, Picea chihuahuana, Pinus spp. y Pseudotsuga menziesii, pudiendo incorporar, en el horizonte Supratropical inferior, algunos encinos (Quercus spp.). Como principales especies diagnósticas de estos pisos, además de los anteriores, están Arbutus bicolor, A. madrensis, Pinus arizonica var. cooperi, P. ayacahuite, P. leiophylla, P. duranguensis, P. strobiformis, Populus tremuloides, Prunus serotina, Pseudotsuga menziesii, Quercus crassifolia, Q. macvaughii, Q. scytophylla y Q. sideroxyla. Los bosques de Abies duranguensis y Picea chihuahuana tienden a dominan los biotopos más esciófilos y ombrófilos de las barrancas (ombrotipo hiperhúmedo); en cualquier caso sus orlas de sustitución están dominadas por representantes arbustivos de compuestas y labiadas (Eupatorium, Hyptis, Roldana, Salvia, Stevia y Senecio).

g) Orotropical Subhúmedo. Se localiza de forma discontinua en pequeños enclaves de las zonas más altas del norte de la SMO (noroeste de CHIH), donde es evidente la disminución de la influencia de la humedad del Océano Pacífico y la prevalencia de las condiciones xéricas por frío, propias del extremo noroccidental del Desierto Chihuahuense. La vegetación potencial se corresponde con formaciones puras de Pinus spp. o mixtas con Quercus spp. y táscates (Juniperus deppeana); como especies representativas se reconocen Pinus arizonica, P. chihuahuana y P. teocote a las que acompañan encinos como Quercus arizonica, Q.depressipes y Q. laeta, madroños (Arbutus spp.) etc. La falta de estaciones meteorológicas, unido a las posiciones marginales que ocupa este piso, dificultan su interpretación y el establecimiento de criterios nítidos que permita diferenciarlos de los otros dos pisos orotropicales.

h) Orotropical Húmedo e Hiperhúmedo. Ambos pisos se encuentran relegados a las cumbres más elevadas, preferentemente por encima de los 3 000 m, así como a ciertas zonas altas del extremo septentrional del área de estudio (CHIH). La vegetación potencial está conformada por diferentes comunidades de mesomacrobosques de coníferas con presencia esporádica de árboles planifolios. Sus principales indicadores son: Arbutus bicolor, Pinus ayacahuite, P. arizonica var. cooperi, P. hartwegii, Pseudotsuga menziesii, Quercus crassifolia, Q. depressipes y Q. sideroxyla.

Lo riguroso del clima, junto con los suelos pedregosos y escasamente desarrollados, hace que las comunidades forestales sean poco diversas y con frecuencia presenten síntomas de fuegos, árboles caídos y muertos etc., lo que favorece que el bosque pueda presentar un aspecto abierto, con abundante dominio de herbáceas, principalmente gramíneas y compuestas, propias de las etapas seriales, como Bouteloua, Draba, Muhlenbergia, Poa, Primula, Sedum y Senecio, entre otras. En posiciones edafoxerófilas próximas a algunas cumbres se presenta una comunidad de matorral dominada por Quercus depressipes, Arctostaphylos pungens y Helianthemum glomeratum.

A la caracterización geobotánica y bioclimática expuesta se acompaña la delimitación de las unidades consideradas obtenidas a partir del arreglo espacial de los datos bioclimáticos de las estaciones. Así la distribución de los tres bioclimas se plasma en el mapa de la figura 4, mientras que las delimitaciones de los termotipos y ombrotipos se refleja en los mapas de las figuras 5 y 6. Esta cartografía permite conocer los territorios de dichas unidades y sus correspondientes pisos de vegetación. Como complemento de las anteriores diagnosis se presentan tres catenas de vegetación, elaboradas a diferentes latitudes, donde se ilustra la disposición secuencial de los pisos bioclimáticos (termotipos) y sus respectivos pisos de vegetación, de acuerdo con los datos, interpretaciones y extrapolaciones realizadas (figs. 7, 8 y 9).

Fig. 4 Mapa de Bioclimas de la Provincia Fisiográfica Sierra Madre Occidental. 

Fig. 5 Mapa de Termotipos de la Provincia Fisiográfica Sierra Madre Occidental. 

Fig. 6 Mapa de Ombrotipos de la Provincia Fisiográfica Sierra Madre Occidental. 

Fig. 7 Transecto 1. Catena idealizada de la distribución de la vegetación potencial y de los pisos bioclimáticos (termotipos) a lo largo del transecto Yécora-Ciudad Cuauhtémoc, entre los 27oN y 29o N. 1) Comunidades termotropicales semiáridas, de mesofruticedas y arbustedas arborescentes. 2) Comunidades termotropicales y mesotropicales secas, de microbosques caducifolios. 3) Comunidades supratropicales, secas y subhúmedas de microy mesobosques de pinos y encinos. 4) Comunidades supratropicales, subhúmedas y húmedas de meso- y macrobosques) de pinos y encinos. 5) Comunidades supratropicales, húmedas e hiperhúmedas de macrobosques de coníferas y encinos. 6) Comunidades orotropicales, húmedas e hiperhúmedas de macrobosques de coníferas. 7) Comunidades supratropicales subhúmedas de mesobosques de pinos y encinos. 8) Comunidades supratropicales secas de micro- y mesobosques de pinos y encinos. 9) Comunidades mesotropicales y supratropicales inferiores, secas y semiáridas de microbosques y fruticedas arborescentes. 10) Comunidades de mesofruticedas con elementos microfilos y espinosos. 

Fig. 8 Transecto 2. Catena idealizada de la distribución de la vegetación potencial y de los pisos bioclimáticos (termotipos) a lo largo del transecto El Palmito-Durango entre los 23oN y 25o N. 1) Comunidades termotropicales subhúmedas constituidas por meso- bosques subcaducifolios. 2) Comunidades termotropicales y mesotropicales secas, de microbosques caducifolios. 3) Comunidades mesotropicales, subhúmedas superiores y húmedas de meso-macrobosques mesofíticos mixtos. 4) Comunidades supratropicales, húmedas e hiperhúmedas de macrobosques de coníferas y encinos. 5) Comunidades orotropicales, húmedas e hiperhúmedas de macrobosques de coníferas. 6) Comunidades supratropicales inferiores y mesotropicales, subhúmedas y secas de meso y micro- bosques de pinos y encinos. 7) Comunidades mesotropicales secas con microbosques semiabiertos en el horizonte superior con dominio de encinos achaparrados. 8) En el horizonte inferior podemos encontrar comunidades termófilas. 9) Comunidades meso- tropicales semiáridas con matorral microfilo representadas por microbosques y arbustedas espinosas. 

Fig. 9 Transecto 3. Catena idealizada de la distribución de la vegetación potencial y de los pisos bioclimáticos (termotipos) a lo largo del transecto Mesa del Nayar-Zacatecas entre los 21oN y 22oN. 1) Comunidades termotropicales húmedas constituidas por mesobosques subcaducifolios. 2) Comunidades termotropicales secas de microbosques caducifolios. 3) Comunidades mesotropicales secas superiores y subhúmedas inferiores de micro y mesobosques de encinos y pinos. 4) Comunidades mesotropicales subhúmedas superiores y húmedas de meso y macrobosques de pinos y encinos. 5) Comunidades mesotropicales secas inferiores y semiáridas de microbosques y arbustedas arborescentes. 6) En el horizonte inferior podemos encontrar comunidades termófilas. 7) Comunidades mesotropicales semiáridas con matorral microfilo representadas por microbosques y arbustedas espinosas. 

Discusión

La diversidad y distribución de climas en la SMO está condicionada por su posición mayoritaria en la cintura geográfica subtropical, por su rango altitudinal y latitudinal, y por su compleja y asimétrica fisiografía determinante del efecto de barrera orográfica. El análisis bioclimático junto con la identificación de las principales formaciones vegetales representativas de la vegetación potencial, permitió establecer y clarificar el modelo catenal de pisos bioclimáticos asociado a sus correspondientes pisos de vegetación. La estructura y distribución de las diferentes comunidades vegetales reconocidas (bosques, arbustedas y matorrales), se ajustan de forma fiel, recurrente y predictiva al de territorios tropicales análogos con marcados contrastes climáticos como Los Andes (Navarro y Maldonado, 2002; Costa et al., 2007; Rivas-Martínez et al., 2011b). La regionalización territorial, Bioclimas, Termotipos y Ombrotipos refleja una mayor precisión en las zonas de influencia de las estaciones, en contraste con aquellas áreas carentes de estaciones de referencia, donde el ajuste es menos fiel; ello debido a que la metodología utilizada está sustentada en extrapolaciones y relaciones efectuadas entre los datos bioclimáticos y los pisos de vegetación con los que se vinculan los pisos reconocidos. Es precisamente en estas áreas apartadas donde se precisa complementar la información con nuevos trabajos de campo con el fin de afinar las relaciones y extrapolaciones bioclimáticas y de vegetación aquí mostrados.

Lo amplio y complejo del territorio ha condicionado la escala del presente trabajo y ha impedido completar con detalle ciertos ajustes necesarios para profundizar en el conocimiento de la vegetación y sus relaciones con el clima y con su distribución catenal. Esto mismo justifica el hecho de no haber acotado altitudinalmente los pisos bioclimáticos reconocidos, que junto a lo intrincado del territorio y la asimetría de vertientes impide establecer una delimitación inequívoca del rango de distribución de cada termotipo. De igual manera el amplio gradiente latitudinal abordado condiciona la distinta secuencia de pisos encontrada, cuya presencia y delimitación altitudinal varía de norte a sur. Pese a lo anterior, en este estudio de síntesis han quedado establecidos los fundamentos de las relaciones de correspondencia entre la vegetación y el clima a través del modelo de los pisos bioclimáticos.

Hubiera sido de gran interés cotejar los resultados aquí obtenidos con el análisis climático de las estaciones considerado al aplicar el Sistema de Köppen modificado por García (García, 2004), y así comparar las posibles equivalencias entre sus diferentes niveles organizativos. Debido a la extensión de la diagnosis efectuada en este trabajo se ha optado por dejar para otra publicación este análisis comparativo en la cual se hará énfasis en identificar las fortalezas y debilidades que puedan presentar ambos sistemas de clasificación.

Lo amplio y complejo del territorio ha impedido detallar muchos de los ajustes necesarios para profundizar en el conocimiento de la vegetación y sus relaciones con el clima. Las diagnosis y modelos aquí presentados servirán de referencia para futuras investigaciones de índole ecológica que afronten aspectos aplicados de evolución, restauración y gestión de hábitats y ecosistemas y su posible respuesta ante los nuevos esce narios de cambio climático. A medida que se disponga de una diagnosis geobotánica más detallada se podrán ajustar de forma más precisa las relaciones entre los aspectos dinámicos, ecológicos y biogeográficos de las fitocenosis y los pisos bioclimáticos que las delimitan.

El presente trabajo, junto con los realizados por Gimenéz de Azcarate et al. (1999, 2013); Macías (2009); Macías et al. (2014); Peinado et al. (1994b, 1997a, 2010, 2011a) y Rivas-Martínez (2004) permiten definir y dotar de contenido vegetacional al modelo catenal de pisos bioclimáticos establecido para la parte noroccidental de México. De igual manera la presente aportación se suma a las propuestas de regionalización bioclimática efectuadas en otras zonas del país contribuyendo así a establecer un sistema de clasificación cada vez más sólido y estructurado, que aclare y aporte criterio al difícil escenario de la clasificación de la vegetación de México dentro de un contexto global.

Conclusiones

La posición latitudinal de la SMO, los ritmos estacionales de los principales parámetros climáticos y los valores de los índices bioclimáticos discriminantes hacen que, desde una perspectiva bioclimática global, el territorio pertenezca al Macrobioclima Tropical, estando representados los bioclimas Tropical Pluviestacional, Tropical Xérico y Tropical Desértico. El primero es el de mayor distribución ya que abarca la mayor parte de la vertiente occidental de la Sierra, donde se distribuyen casi todos los termotipos reconocidos a nivel global (Infra-, Termo-, Meso-, Supra- y Orotropical), y tres ombrotipos (Subhúmedo, Húmedo e Hiperhúmedo). En líneas generales se corresponden con diferentes tipos de bosques subcaducifolios o subperennifolios que incluyen selvas, bosques mesófilos y bosques de coníferas y encinos. En contraparte el bioclima Tro- pical Xérico se emplaza preferentemente en la vertiente oriental, aunque también está presente en cotas bajas del cuadrante noroccidental del área de estudio; en él están presentes los termotipos Infra-, Termo-, Meso- y Supratropical, y los ombrotipos Semiárido y Seco; la vegetación potencial de sus pisos se corresponde con distintos tipos de matorrales xerofíticos, arbustedas arborescentes espinosas, bosques caducifolios y bosques y arbustedas esclerófilas de Quercus spp. y Pinus spp. El bioclima Tropical Desértico está restringido a ciertos enclaves de extrema xericidad localizados al este y noroeste de la zona de estudio donde el matorral microfilo abierto conforma la vegetación potencial característica del piso Termotropical Árido. En total se han reconocido para el área de estudio 19 isobioclimas que se relacionan con 15 tipos de vegetación potencial.

Debido a la gran extensión del territorio abarcado en este trabajo 280 000 km2, para poder obtener una distribución más precisa de las fronteras de las unidades bioclimáticas y vegetacionales se requiere de una red con mayor número de estaciones, en particular en zonas con escasa representación, y de una más intensa prospección botánica que ayude a dilucidar el comportamiento y funcionamiento de los diferentes pisos de vegetación potencial natural. Ello permitirá definir los vínculos recíprocos entre los pisos bioclimáticos y las correspondientes comunidades vegetales potenciales (diferentes tipos de bosques y matorrales) que sirvan de referencia a la implementación de estrategias de conservación y restauraciónde ecosistemas. Los mapas bioclimáticos generados reflejan de forma fiel la secuencia de situaciones encontradas y su disposición en el contexto fisiográfico general del territorio y los límites aproximados de la distribución de los bioclimas y pisos reconocidos.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Socorro y Martha González-Elizondo del Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional de Durango (CIIDIR), por su respaldo en el trabajo de campo y por sus valiosos comentarios y aportaciones. A los revisores anónimos por sus recomendaciones para mejorar la calidad de trabajo. Este estudio fue financiado con fondos de los proyectos de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID) A/016235/08, A/023310/09 y A/024250/09.

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Recibido: 21 de Mayo de 2015; Aprobado: 14 de Junio de 2016

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