Área de estudio

El estudio se llevó a cabo en el municipio Huehuetán del estado de Chiapas, México que se ubica en la región Soconusco a 15°30’35” N y 92°24’27’’ O, a 35 msnm. El clima corresponde a un Am(w’’)ig; es decir, cálido subhúmedo con lluvias en verano. La precipitación media anual es de 2 800 mm y la temperatura promedio de 28.5 °C. (^{García, 1973}). Los suelos pertenecen a dos grupos principales: Acrisol y Luvisol (^{INEGI, 2005}).

Sitios de muestreo

Se establecieron 10 unidades de muestreo (UM) al azar, arriba de la parte intermedia del municipio Huehuetán (de 80 a 540 msnm), donde predomina el cultivo del café (Figura 1). Cada sitio experimental o unidad de muestreo se denominó de acuerdo al nombre del ejido o el cantón (Cuadro 1). Dentro de cada uno, se separó un área de 1 000 m² (20 x 50 m), con base en lo recomendado por ^{Cox (1981)} y ^{Somarriba (1999)} para comunidades de árboles en sistemas agroforestales.

Figura 1 Ubicación de las localidades de muestreo. 

Análisis de la estructura arbórea

Las especies arbóreas existentes en las UM se identificaron taxonómicamente, con nombre común, científico y familia, de acuerdo a lo descrito por ^{Pennington y Sarukhán (2005)}.

La estratificación vertical se definió al medir la altura de todos los árboles presentes en las UM, desde la base del tallo hasta el ápice. Para tal fin se utilizó un altímetro Haga (GmbH & Co D-90429, Germany).

El Índice de valor de importancia (IVI), según ^{Curtis y McIntosh (1951)}, se refiere a la importancia de una o varias especies en términos de estructura física de una comunidad o de su composición de especies (^{Zarco-Espinosa et al., 2010}), el cual refleja el porcentaje que tiene cada taxón en la comunidad.

Los valores de dominancia, densidad y frecuencia, así como los de valor de importancia por especie se obtuvieron con las siguientes ecuaciones (^{Stiling, 1999}).

El área basal (AB) de los árboles se obtuvo con la fórmula siguiente:

Donde:

n = Número de árboles

DAP = Diámetro a la altura del pecho

La densidad se define como el número de individuos de una especie que ocupan un área determinada y se calcula de la siguiente manera:

Para conocer cómo se distribuyen las especies se calculó la frecuencia, para ello se contabilizaron las unidades de muestreo donde se registraron:

El valor de frecuencia se interpreta como la probabilidad de encontrar una especie en cualquier unidad de muestreo de igual superficie escogida al azar. La frecuencia relativa se calcula de la siguiente forma:

El Índice de Shannon-Wiener mide el grado promedio de incertidumbre para predecir la especie a la que pertenece un individuo tomado al azar de las unidades de muestreo (^{Somarriba, 1999}).

La fórmula del índice de Shannon-Wiener es la siguiente:

Donde:

H´ = Índice de Shannon-Wiener

S = Número de especies

Pi = Proporción de los individuos de la especie i

Ln = Logaritmo natural

El Índice de Simpson mide la probabilidad de que dos individuos, dentro de un hábitat, seleccionados al azar pertenezcan a la misma especie (^{Pielou, 1969}).

La fórmula para calcular el índice de Simpson es:

Donde:

S = Número de especies

N = Total de organismos presentes (o unidades cuadradas)

n = Número de ejemplares por especie

Análisis de la información

A partir de la información obtenida en campo, se elaboraron tablas en Microsoft Office Excel ©2010 con el número de especies vegetales registradas en cada unidad de muestreo, en las cuales se calcularon los promedios para su análisis y discusión por cada sitio. Los índices de valor de Shannon-Wiener y Simpson se determinaron mediante el programa EstimateS (^{Colwell, 2005}), porque permite analizar el número de especies vegetales para una superficie de muestreo específica.

La identificación de los árboles, inicialmente, se hizo a partir del nombre común en campo con el apoyo y conocimiento de los propietarios de las parcelas y de un técnico de la consultoría forestal. Para el registro e identificación taxonómica se utilizaron los trabajos de ^{Pennington y Sarukhan (2005)} y ^{Miranda (2015)}. La clasificación taxonómica se realizó de acuerdo con el sistema APG III.

Diversidad de especies arbóreas

Se identificaron 279 árboles, pertenecientes a 23 especies y 11 familias de la selva media perennifolia (Cuadro 2).

Las especies más abundantes fueron Tabebuia donnell smithii Rose (maderable), Inga micheliana Harms. (leña) Cordia alliodora (Ruiz et Pavón) Oken (postes) y Cedrela odorata L. (maderable). Además se identificaron frutales como Citrus sinensis) (L.) Osbeck (naranja), Byrsonima crassifolia) (L.) Kunth (nance) y Pouteria sapota (Jacq.) H. E. Moore & Stearn (zapote). Cedrela odorata L., Brosimum alicastrum Sw., Bursera simaruba (L.) Sarg. y Tabebuia donnell smithii son típicas de la selva mediana subperennifolia (^{Villavicencio-Enríquez y Valdez-Hernández, 2003}).

La presencia notable de Inga spp. en la región se ha consignada en otras regiones cafetaleras de México, como la Sierra Norte de Puebla donde ^{Martínez et al. (2007)} determinaron que la sombra en los cafetales estaba compuesta por una sola especie, como Inga spp. (chalahuites), Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. (cuacuite) o Alnus acuminata Kunth (elite).

La UM con mayor número de taxones arbóreos (10) fue el número 4 (cantón La Estrella); le siguieron con nueve la UM 5 (ejido Chamulapita), UM 6 (cantón El Tívoli) y UM 10 (cantón Siria). La UM 9 (cantón El Cairo) tuvo cuatro especies arbóreas y fue el sitio con el registro más bajo. Del total de en las UM, en el cantón Siria (UM 10) se identificó la mayor cantidad de árboles maderables y frutales, con un total de 56. Ese sitio tiene la característica de localizase a una menor altitud.

En cambio, en la UM 8 (cantón El Caucho), que también está a una baja altitud, con respecto a los ocho sitios restantes, se contabilizó la menor cantidad de árboles maderables y frutales (13); lo anterior sugiere la preferencia del productor por algunas especies.

La diferencia en el número de especies en las UM también puede relacionarse con la edad de las plantaciones de café. Las parcelas más antiguas registraron un incremento en la riqueza de árboles en relación a las plantaciones de café más jóvenes; de tal manera que en las mayores a 40 años, como la UM 4 (cantón La Estrella), se presentó un aumento en la diversidad arbórea. Además de la edad, puede influir el aislamiento; ya que esta UM es una comunidad alejada de áreas rurales donde predominan restos de selva.

^{Salvador-Morales et al. (2019)} citan resultados similares, al estudiar sistemas agroforestales con Theobroma cacao L.; dichos autores señalan una mayor diversidad y estructura arbórea en las plantaciones superiores a 40 años de T. cacao, en comparación con las de menor edad.

Del total de las especies identificadas, la mayoría pertenece a las familias Fabaceae y Bignoniaceae, cuyos taxones se usan, principalmente, para leña y madera.

Estratificación vertical

La altura dominante de la vegetación en las UM fue en promedio de 20 m, pero se advirtieron ejemplares por arriba de los 25 m. Dentro del componente arbóreo se reconocieron tres estratos; en el superior se consideró a los árboles con altura de 18 a 27 m, se identificaron 19 individuos, con dominancia de Tabebuia donnell smithii (31.58 %). Los árboles de Aspidosperma megalocarpon Mull. Arg. representaron 21.05 % y los de Inga laurina (Sw.) Willd. 15.79 % del total de los individuos.

En el estrato medio se registró una altura promedio de 14 m en 167 individuos. Los árboles más comunes fueron Tabebuia donnell smithii (22.75 %), Inga micheliana Harms (22.15 %), Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken (17.36 %), Cedrela odorata (14.97 %) y Citrus sinensis (10.17 %). Finalmente, en el estrato inferior con altura menor a 9 m se contabilizaron 93 árboles, de los cuales 26.88 % correspondió a Tabebuia donnell smithii, 15.05 % a Inga micheliana, 9.67 % a Persea americana y 7.52 % a Byrsonima crassifolia (L.) Kunth (Figura 2).

Figura 2 Estratificación vertical del componente arbóreo del sistema agroforestal de Coffea arabica L. en el Soconusco, Chiapas. 

Los árboles maderables o frutales en el sistema de producción de café exhibieron mayor altura. Esta característica es posible relacionarla con el interés del productor de someterlos a prácticas culturales de poda y raleo, con el fin de favorecer la entrada de luz a la planta de café, y en consecuencia, disminuir o limitar el crecimiento de los árboles de sombra; además, se eliminan las especies sin importancia para el productor y se induce disminución de la diversidad.

Índice de valor de importancia (IVI)

Las especies con alto Índice de Valor de Importancia (IVI) en las UM fueron Inga micheliana, Tabebuia donnell smithii, Cedrela odorata, Tabebuia rosea (Bertol.) Bertero ex A. DC. y Cordia alliodora. Inga micheliana estuvo presente en nueve UM. Otros taxones con valores altos de IVI fueron Citrus sinensis y Aspidosperma megalocarpon. Pouteria sapota (Jacq.) H. E. Moore & Stearn y Persea americana (Cuadro 3) tuvieron importancia estructural en las UM.

En San Miguel, Veracruz ^{Villavicencio-Enríquez (2013)} realizó el análisis de la estructura arbórea del sistema agroforestal rusticano de café y citó que Bursera simaruba (L.) Sarg. y Cordia alliodora alcanzaron los valores más altos de importancia (IVI).

Aun cuando la presencia de especies propias de la selva mediana es evidente, todas las UM mostraron desbalance en su estructura arbórea. ^{Magdaleno et al. (2005)} para un sistema agroforestal de árboles en terrenos de cultivo en Vicente Guerrero, Tlaxcala indican que el número de especies que aportan 50 % o más del IVI en cada parcela estudiada varió de nueve a 13 en el estrato bajo, de una a cuatro en el medio y de una a tres en el estrato alto.

Índice de Shannon-Wiener

El índice de Shannon-Wiener mide el grado promedio de incertidumbre para predecir la especie a la que pertenece un individuo tomado al azar de las UM. El valor obtenido promedio en las UM cafetaleras del Soconusco fue de 1.2, el cual se considera bajo en riqueza, al compararse con los de otras regiones cafetaleras en México como el caso de la comunidad Vicente Guerrero (^{Magdaleno et al., 2005}); ahí se calcularon valores de 3.55 a 3.89. Otros investigadores obtuvieron valores de 3.5 en la Sierra de Atoyac, Veracruz (^{García-Mayoral et al., 2015}). En la región cafetalera de Coatepec, ^{Gómez-Martínez et al. (2018)} registraron un índice de 8.3 en el sistema tradicional; 2.94 en Tuxtla Chico, Chiapas y de 2.71 en Tapachula, Chiapas (^{Roa-Romero et al., 2009}).

^{Zapata (2019)} en un estudio de sistemas agroforestales con café́ de tres municipios de Cundinamarca, Colombia documento a Citrus sinensis, Calliandra pittieri Standl., Inga edulis Mart. y Cordia alliodora como las especies de mayor importancia ecológica, lo cual se relacionó con las preferencias de los productores por esos taxones, debido a las interacciones biofísicas, ambientales o económicas favorables, cuando se asocian con el café́. En este estudio se apreció que los productores han cambiado de las especies tradicionales de sombra por taxa maderables y frutales e incluso taxones introducidos, que en algún momento les redituará beneficios económicos.

Los resultados sugieren un manejo agronómico creciente en los sistemas agroforestales asociados a C. arabica, mediante más control de la vegetación nativa con un mayor aclareo que permita aumentar la radiación solar con fines fisiológicos. Así, se busca lograr incrementos en el rendimiento del cultivo de cafeto, además de disminuir los efectos de la roya del café; de manera concomitante, se pretende generar la posibilidad de aumentar la densidad de plantas de café, y en otros casos la de algunas especies de árboles de interés particular, lo que propicia una reducción en la diversidad arbórea.

Índice de Simpson

El índice de Simpson considera la dominancia de los taxones con más representatividad; es decir, a medida que el índice se incrementa, la diversidad disminuye (^{Pielou, 1969}). Las especies predominantes en los cafetales fueron Inga micheliana y Tabebuia donnell smithii, las cuales tienen gran aceptación entre los productores; la primera (chalum) para leña y la segunda (primavera) por el alto valor comercial de su madera. El valor del Índice en el presente trabajo fue de 2.6.