Área de estudio

El río Fuerte nace en la Sierra Madre Occidental, entre los estados de Chihuahua, Durango y Sonora; desemboca al norte del estado de Sinaloa, en el Golfo de California. La cuenca del río Fuerte se ubica en el noroeste de México, 25.68^o y 28.24^o LN, y -106.12^o y -109.43^o LO. Las localidades urbanas más importantes económica y demográficamente dentro de la cuenca son: Los Mochis, El Fuerte y Choix (^{Castillo-Castillo et al. 2017}). La cuenca del río Fuerte es una de las más importantes dentro de la Región Hidrológica 10, es exorreica, con un área total de 36 457 km²; el parteaguas presenta una elevación máxima de 3 168 m s.n.m., el punto más bajo de la cuenca es de -9 m s.n.m. Esta cuenca presenta una precipitación media anual de 691 mm y distribución temporal definida en dos periodos de lluvias en la zona, verano e invierno (^{Castillo-Castillo et al. 2017}).

La sección de estudio, abarcó de la comunidad de San José de Cahuinahua, a la altura de la represa derivadora Cahuinahua hasta el ejido de Teroque Viejo. La ribera del cuerpo hídrico tiene una longitud de 19.53 km, la vegetación asociada al margen que forma el polígono cuenta con una superficie de 540 ha. De las cuales 310 ha se ubican en el margen norte y 230 ha en el margen sur del río (Figura 1). Presenta un clima semiárido cálido con lluvias en verano (BS1(h’)w), con una precipitación media de anual de 331 mm y 24 ^oC de temperatura media anual. El uso del suelo predominante es agrícola, con algunos remanentes de matorral sarcocaule (^{SEMARNAT 2014}).

Figura 1: Mapa de ubicación del área de estudio. A) Mapa de Sinaloa indicando la cuenca del río Fuerte; B) Sección estudiada del río (rectángulo rojo) dentro de la cuenca del río Fuerte y los municipios que la conforman; C) Ubicación espacial de las parcelas de muestreo (círculos verdes) en los márgenes del río Fuerte. 

Diseño de muestreo

Se utilizaron parcelas de muestreo circulares de 1 000 m² (^{Zacarias-Eslava et al. 2011}, ^{Chiquini-Heredia et al. 2017}, ^{Sánchez-Hernández et al. 2018}), ya que de acuerdo con ^{McRoberts et al. (2015)} y ^{Méndez-Osorio et al. (2018)} requiere solo un punto de control, lo que las hace más confiables. Las parcelas se distribuyeron de forma aleatoria, 29 parcelas para el margen norte y 12 para el margen sur, con respecto al río. Las 41 parcelas constituyen una superficie total evaluada de 4.1 ha. Cada parcela fue georreferenciada (Figura 1) y dividida en unidades de muestreo para cada caracterización de los estratos arbóreos. Para árboles (≥7.5 cm de diámetro normal) la unidad de muestreo fue de 1 000 m². Una unidad de muestreo de 400 m² para arbustos (≥5 y ≤7.5 cm de diámetro normal). De 100 m² para brinzales (≤5 cm de diámetro normal) y por último, una unidad de muestreo de 4 m² para plántulas (≤5 cm de diámetro normal) menores de 1.3 m de altura y mayores de 25 cm (^{Alanís-Rodríguez et al. 2015}, ^{García-García et al. 2019}).

Se evaluaron las variables dasométricas de altura, el diámetro normal y la cobertura de la copa en sentido norte-sur y este-oeste. Con estos últimos datos se obtuvo el área de la copa y el área basal. Además se incluyeron datos ecológicos (uso del suelo, pendiente, exposición, perturbación y cobertura del suelo) y edáficos (compactación, textura y tipo de erosión) de cada parcela. Se realizó una fotocolecta con la totalidad de ejemplares registrados y se recolectaron tres muestras botánicas, las cuales se prensaron y depositaron físicamente en el laboratorio de ecología de la Universidad Autónoma Indígena de México. Para identificar las especies y su autoría se utilizaron claves taxonómicas (^{Pérez-Rodríguez 2008}), bases de datos especializadas (The Plant List y Naturalista-CONABIO), estudios regionales de flora (^{Vega-Aviña et al. 1989}, ^{Gentry 1998}) y el acervo virtual de la Red de Herbarios del noroeste de México.

Análisis de la información

Para describir la estructura de la vegetación arbórea del bosque de galería, de cada especie se determinó su abundancia de acuerdo con el número de individuos, su dominancia en función de su cobertura de copa y su frecuencia con base en su presencia en los sitios de muestreo (^{Albor-Pinto et al. 2017}). Para lo cual se utilizó el Índice de Valor de Importancia (IVI), que sirvió para jerarquizar la importancia de cada especie en la vegetación, con base en la dominancia (AR_i), densidad (DR_i) y frecuencia relativa (FR _i) (^{Graciano-Ávila et al. 2018}).

Dónde: AR_i = abundancia de la especie i respecto a la abundancia total, DR_i = dominancia relativa de la especie i respecto a la dominancia total, y FRi = frecuencia relativa de la especie i respecto a la frecuencia total.

Para conocer la estructura horizontal de la vegetación, se agruparon los individuos medidos en categorías diamétricas como sigue: 5 (2.50 a 7.49 cm), 10 (7.5 a 12.49 cm), 15 (12.5 a 17.4 cm), 20 (17.5 a 22.4 cm), 25 (22.5 a 27.4 cm), 30 (27.5 a 32.4 cm), 35 (32.5 a 37.4 cm), 40 (37.5 a 42.4 cm), 45 (42.5 a 47.4 cm), 50 (47.5 a 52.4 cm) y 65 (62.5 a 67.4 cm). Para la estructura vertical se agruparon los individuos medidos en cinco categorías de altura, con intervalos de 5 m (Canizales-Velázquez et al. 2021).

Para determinar la diversidad a de las parcelas de muestreo del río Fuerte se utilizaron los índices de Margalef (D_Mg) que cuantifica el número de especies presentes, es decir la riqueza específica (^{Alanís-Rodríguez et al. 2015}). El índice de Shannon-Wiener (H’) base logaritmo natural, el cual refiere a la estructura numérica de la comunidad, es decir, en la distribución proporcional de la abundancia de cada especie (^{Moreno 2001}), que refleja la relación entre riqueza y uniformidad (^{Gutiérrez-Báez et al. 2012}). El índice de Dominancia de Simpson (X), que mide la probabilidad de que dos individuos seleccionados al azar en las parcelas de muestreo sean de la misma especie (^{Sánchez-Hernández et al. 2018}), proporcionando valores de dominancia de una especie (^{Gallardo-Cruz et al. 2005}, ^{García-García y Santos-Moreno 2014}). Finalmente el índice de Equidad (E), que proporciona la diversidad observada respecto a la máxima diversidad esperada (^{Magurran 2003}, ^{Carreón-Sántos y Valdez-Hernández 2014}). Las fórmulas empleadas fueron las siguientes:

Dónde: S = número de especies presentes, N = número total de individuos.

Dónde: S = número de especies presentes, p _i = proporción de individuos de la especie i, n _i = número de individuos de la especie i, N = número total de individuos.

Dónde: p _i = proporción de individuos de la especie i.

Dónde: H’ = índice de Shannon-Wiener, S = número de especies presentes.

Composición florística

Se registraron 27 especies (13 árboles, nueve arbustos y cinco hierbas) de las cuales 16 son nativas y 11 introducidas, todas estas especies tienen presencia en el margen sur, mientras que para el margen norte sólo se registraron 11 especies. La familia Fabaceae es la de mayor riqueza con 11 especies, seguida de Salicaceae con dos (Populus mexicana Moric y Salixbonplandiana H.B.K.), ambas presentes en los dos márgenes del río (Tabla 1).

Estructura de la vegetación

De acuerdo con los valores del IVI, en el bosque de galería del río Fuerte el 72.22% de la densidad es de árboles, el 18.58% de arbustos y el restante de hierbas. La copa de los árboles cubre más del 97% del área estudiada. El estrato arbóreo tuvo un valor de importancia ecológico del 79.18%, mientras que para el arbustivo fue de 14.11% (Tabla 2). El 85% del valor de importancia fue para especies nativas (Tabla 2).

Las familias Fabaceae (50.27%) y Salicaceae Mirb. (30.55%) representaron más del 80% del valor de importancia ecológica de la vegetación del río Fuerte (Figura 2). El área evaluada presentó una densidad de 145 individuos ha^-1 y una cobertura de copas de 6 184.44 m² ha^-1. A nivel de especie, Populus mexicana, Pithecellobium dulce (Roxb.) Benth. y Prosopis juliflora (Sw.) DC fueron las más sobresalientes según los valores del IVI, pues representan el 61.71% del total de la comunidad. El 44.45% de las especies presentan valores de IVI inferiores al 1.0% (Tabla 3).

Figura 2: Índice de valor de importancia (IVI) de las familias de la vegetación del bosque de galería en el río Fuerte. La línea de tendencia se presenta en color azul. 

La estructura de la vegetación presentó un patrón de distribución en donde el número de individuos fue inversamente proporcional a las categorías diamétricas y de altura. Además, presentó una estructura vertical con diámetros bajos, en una hectárea más del 60% de la vegetación se encontró en la categoría diamétrica de cinco, aunque fue posible encontrar cinco árboles con diámetros mayores a 40 cm (Figura 3). La estructura vertical de la vegetación fue baja, la mayor densidad de individuos (74%) presentó alturas inferiores a 12.5 m, pero en una hectárea fue posible encontrar nueve árboles con altura superior a los 20 m (Figura 4).

Figura 3: Distribución de categorías diamétricas para la vegetación arbórea del bosque de galería en el río Fuerte. Se presenta la línea de tendencia. 

Figura 4: Distribución de las categorías de altura para la vegetación arbórea del bosque de galería en el río Fuerte. Se presenta línea de tendencia central. 

Diversidad de la vegetación

Se estimaron los índices de diversidad para las unidades de muestreo y se caracterizaron los estratos de la vegetación del río. De acuerdo al índice de Margalef, la mayor riqueza se dio en el estrato arbóreo (1.61) y en la regeneración de plántulas (2.3), mientras que los brinzales (0.8) presentaron la menor riqueza. Para la diversidad, el índice de Shannon-Wiener el estrato de plántulas (1.99) presentó la mayor diversidad. De acuerdo con los valores del índice de Simpson, se muestra que los estratos de plántulas (0.17) y arbóreo (0.28), se encontraron dominados por pocas especies y los brinzales (0.47) presentaron homogeneidad en el número de ellas. En los estratos de árbol, arbusto, brinzal y plántula las especies se presentaron de manera uniforme, de acuerdo con el índice de Equidad (Tabla 4).

Composición florística

La vegetación del río Fuerte está compuesta por 27 especies, lo que es similar a lo encontrado por ^{Scott et al. (2009)} que reportó 27 y 31 especies arbóreas para el río Cuchujaqui y el río Mayo en Sonora. Estos ríos tienen cuencas adyacentes al río Fuerte, presentan condiciones ambientales similares y con vegetación semiárida. Cabe mencionar que su estudio fue realizado utilizando imágenes satelitales, con lo que registró 79 especies para toda la vegetación ribereña del estado de Sonora. Por su parte ^{Solis-Garza et al. (2017)} reportaron 77 especies para los ríos Sonora y Bacanuchi, ubicados en la zona centro del estado de Sonora. Para el caso de bosques de galería en zonas semiáridas de la parte noreste de México, ^{Treviño-Garza et al. (2001)} reportaron 19 especies de la vegetación de los ríos Cabezones en el centro sur de Nuevo León. Mientras que ^{Treviño-Garza et al. (2001)} y ^{Canizales-Velázquez et al. (2010)} mencionan que la estructura de la vegetación del río Ramos en Nuevo León, se integra por siete especies, lo que contrasta con la vegetación ribereña de la zona noroeste del país que presenta una mayor composición de especies.

La familia botánica mejor representada fue la Fabaceae con 11 especies, que de acuerdo con ^{Rzedowski (1978)} es la más representativa en los ecosistemas ribereños de zonas semiáridas. Esta situación también coincide con lo reportado por ^{Scott et al. (2009)} y ^{Solís-Garza et al. (2017)}, pues 22 especies de la vegetación ribereña de Sonora pertenecen a esta familia. Mientras que, en Nuevo León, ^{Treviño-Garza et al. (2001)} reportan cuatro especies en el río Cabezones y dos para el río Ramos (^{Canizales-Velázquez et al. 2010}) de la misma familia. En tanto en el río Camachito reportan a la familia Fabaceae con el mayor número de especies con siete, seguida por la familia Salicaceae con dos (^{Canizales-Velázquez et al. 2021}).

Los problemas que impactan la vegetación del río Fuerte son la ganadería extensiva, la actividad recreativa, la tala y extracción de materiales para construcción, que contaminan con desechos. Estas causas perturban el hábitat, provocando la mortandad de plántulas y evitando la regeneración, siendo similar a lo que ocurre con la vegetación de los ríos en el estado de Sonora (^{Scott et al. 2009}, ^{Solís-Garza et al. 2017}) y del estado de Nuevo León (^{Treviño-Garza et al. 2001}, ^{Canizales-Velázquez et al. 2010}). Otra situación hallada en el río Fuerte, es que el 40% de las especies son introducidas, valor similar al hallado por ^{Scott et al. (2009)} y ^{Solís-Garza et al. (2017)} para la vegetación ribereña de Sonora (25 y 34%). Esto se explica también por los disturbios ocasionados por la actividad humana. Según ^{Méndez-Toribio et al. (2014)} las perturbaciones aumentan el número de especies, al incorporar especies exóticas. Aunque puede ocurrir lo contrario, que el impacto antropogénico disminuya la riqueza florística de los ecosistemas ribereños. La riqueza en la composición florística de los ríos sin duda, es un indicador de la estabilidad ecológica, lo que garantiza la provisión de bienes y servicios ambientales a las comunidades ribereñas (^{Castellanos-Bolaños et al. 2010}, ^{Aguilar-Luna et al. 2018}).

Estructura de la vegetación

El estrato arbóreo tuvo un valor de importancia ecológica del 79.18%, mientras que el arbustivo fue de 14.11%. Valores similares a lo reportado por ^{Aguilar-Luna et al. (2018)} con 76% para el estrato arbóreo del río Xaltatempa, en Puebla, y también similar a lo encontrado por ^{Scott et al. (2009)} quienes agruparon el estrato arbóreo (70%) y arbustivo (30%) para la vegetación ribereña del estado de Sonora. Aunque contrario a lo registrado por ^{Solís-Garza et al. (2017)} en los ríos Sonora y Bacanuchi, donde los arbustos fueron la forma de crecimiento predominante con el 50.6% y los árboles la tercera con valor de 18.2%. El autor lo atribuye a los disturbios y la fragmentación del suelo para uso agropecuario, como de los problemas ocasionados por la contaminación e impactos de la minería. Por lo anterior, la vegetación de ambos ríos está en constante sucesión secundaria.

De acuerdo con el índice de valor de importancia, las especie P mexicana, P dulce y P juliflora representaron el 61.71% del total de la comunidad, lo que coincide con ^{Solís-Garza et al. (2017)}, ya que Populus fremontii S. Watson, Prosopis velutina Wooton y Salix gooddingii C.R.Ball alcanzaron el 69.8%; y similar a lo encontrado por ^{Scott et al. (2009)}, donde estas especies representan el 56% de la vegetación ribereña en Sonora. En esta zona del noroeste del país, los géneros Populus L., Prosopis L. Salix L y Taxodium Rich. son los más representativos del bosque de galería. Al respecto, ^{Granados-Sánchez et al. (2006)} sostienen que estos géneros constituyen los elementos principales de la estructura de los bosques de galería del país.

La vegetación del río Fuerte presentó en su mayoría diámetros en la categoría de 5 (60%), con alturas promedio de 10 m, ésta estructura de la vegetación presentó un patrón de distribución donde el número de individuos fue inversamente proporcional a las categorías de diámetro y de altura. De acuerdo con ^{Solís-Garza et al. (2017)}, cuando los diámetros son pequeños la comunidad vegetal puede considerarse juvenil. Este crecimiento de la vegetación se debe a los disturbios que ocasionan las actividades antropogénicas, además de la crecida anual del río, por lo que el ecosistema ribereño es dinámico y sucesional (^{Aguilar-Luna et al. 2018}). La falta de establecimiento y crecimiento de nuevos individuos, estaría afectando el remplazo de individuos longevos (con énfasis en Populus mexicana) que experimentan mortandad o tala en sus poblaciones.

Diversidad de la vegetación

La mayor diversidad la presentó el estrato de plántulas, este dato puede deberse a los constantes disturbios que han modificado el uso del suelo del ecosistema ribereño, lo que da lugar a que ocurra la regeneración de las especies que compiten para asegurar su supervivencia. En general, los valores de los índices de Shannon-Wiener y de Simpson indicaron una diversidad alta de la vegetación del río Fuerte, aunque solamente tres especies proporcionan el 55% de la abundancia relativa, cuyo valor coincide con lo reportado por ^{Solís-Garza et al. (2017)} para los ríos Bacanuchi y Sonora. En condiciones ambientales similares, ^{Canizales-Velázquez et al. (2010)} reportaron valores muy inferiores (de 0.18 a 0.74) para la vegetación del río Ramones, en Nuevo León. Por su parte ^{Aguilar-Luna et al. (2018)}, encontraron valores (0.54) casi tres veces menores en el río Xaltatempa, en Puebla. Estos valores tan bajos pueden atribuirse a que la vegetación de estos ríos está compuesta por pocas especies y sólo una de ellas tiene mayor frecuencia. Este hallazgo confirma que el valor de los índices de diversidad se puede mejorar con la protección de los ecosistemas ribereños.