INTRODUCCIÓN

Durante las últimas décadas, en Norteamérica las aves de pastizal han disminuido sus poblaciones de manera continua, más que cualquier otro grupo de aves terrestres (^{Sauer et al., 2017}; ^{NACBI, 2016}), esto derivado de la fuerte presión de actividades antropogénicas que originan la pérdida y fragmentación de su hábitat, falta de disponibilidad de alimento, incremento en la depredación, entre otros factores (^{Vickery et al., 1999}; ^{Panjabi et al., 2010}; ^{Martínez et al., 2011}); este fenómeno se produce tanto en tierras reproductivas como en áreas donde pasan el invierno, donde el aumento de la frontera agrícola es determinante en ese efecto (^{Pool et al., 2014}).

Por ello, en la actualidad las aves de pastizal es uno de los grupos que se muestran atractivos en las investigaciones sobre la biodiversidad de los pastizales, ya que existen especies focales que son indicadores de la estabilidad de los procesos ecológicos (^{Berlanga et al., 2010}), esto incluye la creación de Áreas Prioritarias para la Conservación de Pastizales (APCP) de interés tri-nacional (^{CEC, 2005}), situación que estimula el interés por incrementar el conocimiento de la biología y ecología de estas aves, permitiendo diseñar estrategias de conservación exitosas (^{Igl y Ballard, 1999}).

Un ejemplo de aves focales de pastizal cuyas poblaciones se han visto mermadas, son el gorrión Chapulinero (Ammodramus savannarum) y el gorrión de Baird (Ammodramus bairdii), que tienen una tasa de crecimiento poblacional anual de -2.5% y el -2.0% respectivamente (^{Sauer et al., 2017}); lo anterior derivado de estudios a largo plazo realizados en tierras reproductivas (conteo de aves reproductoras de EUA; sin embargo la información acerca de su estancia invernal en México es reciente, y aún escasa (^{Peitz, 2007}); y detalla abundancia y distribución (^{Martínez et al., 2011}), estructura de hábitat invernal a gran escala (^{Macías-Duarte et al., 2009}) y sobrevivencia invernal (^{Macías-Duarte et al., 2017}).

A cerca de los estudios ecológicos en aves silvestres, la gran mayoría incluyen descriptores de las características de la vegetación, como indicadores de la abundancia y densidad de las aves en los lugares donde se reproducen o pasan el invierno (^{Johnson, 2007}); donde históricamente se han empleado diversas metodologías cuantitativas y cualitativas para evaluar el hábitat, la cobertura de suelo y la estructura de vegetación (^{Fisher y Davis, 2010}); como lo son: el marco de Daubenmire, el cual establece un cuadrante de 20x50 centímetros ubicados sobre un transecto fijo y en él se registra la intercepción con vegetación (^{Daubenmire, 1959}); el bastón de Robel que usa el método de obstrucción visual vertical, para medir densidad y cobertura de suelo (^{Robel et al., 1970}) y el bastón de Wiens, que se usa de manera vertical con divisiones cada 10 centímetros, registrando el número de veces que intercepta con la vegetación para medir altura y composición (^{Wiens, 1969}); estas son las utilizadas con mayor frecuencia para conocer la estructura de la vegetación, con datos relevantes; esto con el objetivo de mejorar la comprensión de las relaciones hábitat-animal, a través de rangos a pequeña escala (<1m) o a gran escala (>100 km²) y establecer estrategias de conservación efectivas (^{Vierling et al., 2008}).

En ese sentido, en la actualidad los sensores remotos y la teledetección constituyen una herramienta potencial para caracterizar y analizar áreas naturales a diversas escalas (^{Spanhove et al., 2012}), y generar datos que se usen para el mapeo de cobertura de tierra y predictores de modelos de hábitat de organismos de distintas especies (^{Gastón et al., 2017}), incluyendo al grupo de aves de pastizal (^{Guttery et al., 2016}), lo que reduce el sesgo de toma de datos métricos o estimaciones en campo y cubre una mayor área de estudio en menor tiempo y costo; estos son instrumentos que transforman la radiación electromagnética en información perceptible y analizable (^{Pérez, 2007}). Referente a esto, los UAS optimizan el uso de sensores remotos por la capacidad de transportar un amplio rango de sensores y equipo de toma de imágenes, así como la capacidad de recibir y almacenar información (^{Anderson y Gastón, 2013}); y además ofrecen la oportunidad de analizar a distintas escalas espaciales y temporales la estructura del paisaje (^{Tommervick et al., 2014}).

Por lo anterior el objetivo de este trabajo fue caracterizar la vegetación y cobertura del suelo en puntos de detección de los gorriones A. bairdii (BAIS) y A. savannarum (GRSP) durante su estancia invernal, en la zona del Área Prioritaria para la Conservación de Pastizales de Cuchillas de la Zarca, usando dos diferentes metodologías: a) Protocolo de estimación visual establecido por Bird Conservancy of the Rockies (BCR) de muestreo convencional de la vegetación; y b) Imágenes de alta resolución obtenidas mediante un UAS, para explorar la factibilidad de su uso; bajo el supuesto de que ambas metodologías arrojan resultados similares.

MATERIAL Y MÉTODOS

Área de estudio

El proyecto se desarrolló en dos sitios de pastizal natural delimitados dentro de la Región de Cuchillas de la Zarca (CUZA); el primero denominado DOWE, con un área aproximada de 180.36 hectáreas; y el segundo SIMT, con un área de 137.96 hectáreas; ubicados entre las coordenadas geográficas extremas 26°20'11.24"N, 105°10'58.11"O a 26°17'5.98"N y 105°9'15.35"O (figura 1).

La vegetación se compone principalmente de matorral (91%) y pastizal natural (9%), con especies de gramíneas como Bouteloa gracilis, Bouteloa curtipendula, Chloris virgata, entre otras. El estrato arbustivo se constituye principalmente por Acacia spp., Opuntia spp., Prosopis spp. Junniperus ssp, Brickellia spinulosa y Ephedra spp (^{Rzedowski, 1981}).

Figura 1 Área de estudio, Área Prioritaria para la Conservación de Pastizales (APCP), Cuchillas de la Zarca 

RESULTADOS

Durante el invierno 2016-2017, en el área de Cuchillas de la Zarca, con el uso de telemetría y el monitoreo de 56 aves del género Ammodramus (33 BAIS y 23 GRSP), se registraron 1881 puntos de localización georreferenciados, de los cuales se seleccionaron al azar diez por especie (n=2) y por sitio (n=2); obteniendo como resultados las tablas presentadas a continuación:

Se destaca que las variables de la vegetación evaluadas por la metodología convencional de Bird Conservancy of the Rockies, donde utiliza la técnica de estimación visual del observador, no existen diferencias entre los sitios; por el contrario, en el análisis de las imágenes de alta resolución se observan diferencias para todas las variables entre ambos sitios, clasificando como suelo desnudo un mayor número de pixeles, por lo que esta categoría se incrementa notablemente en comparación con la metodología de Bird Conservancy of the Rockies.

Con respecto al análisis de las variables estudiadas por ambas metodologías en sitios de localización de gorriones del género Ammodramus (tabla 2), se observa que no existen diferencias significativas entre especies, lo que sugiere que el uso de imágenes de alta resolución obtenidas mediante UAS es factible para caracterizar el hábitat de ambas especies.

DISCUSIÓN

En ornitología la mayoría de los estudios que hablan sobre caracterización de hábitat de distintas especies de aves, se encuentran directamente relacionados con el estudio de variables de estructura de la vegetación, y son poco comunes los que caracterizan sitios específicos que usan las aves (^{Johnson, 2007}); lo anterior resulta muy relevante cuando estudiamos hábitats y especies que se encuentran amenazadas, como el ecosistema y las aves de pastizal (^{Berlanga et al., 2010}); ya que deben de cumplir con varias características deseables, como precisión, esfuerzo y costo (^{Sutherland et al., 2004}).

Los resultados obtenidos (tabla 1), nos indican que existen diferencias significativas entre las dos metodologías, cuando se analizan los dos sitios (DOWE y SIMT) para las variables de estudio; destacando que las imágenes de alta resolución establecen diferencias entre ambos lugares de estudio, situación que difiere bajo el análisis de la metodología de Bird Conservancy of the Rockies; por un lado debido a que el observador en la metodología BCR, realiza la estimación observando a la altura de sus ojos, y esto al replicarse hasta cientos de veces (cada localización), se convierte en un patrón de estimación constante, en el cual tiende a subestimar o sobrestimar, esto conocido como error humano (sesgo humano) (^{Bibby et al., 1998}).

Por otro lado, la metodología de imágenes de alta resolución fue tomada a gran altura, ofreciendo una visión sin obstáculos; sin embargo, el error humano no está ausente a pesar del uso de alta tecnología, ya que radica en la habilidad del clasificador para asignar valores similares a nivel de pixel, y asociarlos en categorías de clasificación; y por otro lado al correcto procesamiento de las imágenes (^{Richards, 1999}). Los estudios a pequeña escala se han realizado en diversos grupos de animales, como mamíferos terrestres (^{Stirnemann et al., 2015}), y para seleccionar áreas para la conservación de distintas especies (^{Heinrich et al., 2017}).

Consideramos que el hallazgo más importante en este estudio, es que analizando las variables de la vegetación en sitios de localización para cada especie del género Ammodramus, no se hayan encontrado diferencias significativas entre ambas especies, por ninguno de los dos métodos; lo que indica que ambas metodologías son útiles para caracterizar el hábitat de especies de aves de pastizal; sin embargo en términos de eficiencia tiempo-precisión, consideramos que el uso de sensores remotos para describir el hábitat de aves de pastizal a pequeña escala, es más eficiente que la estimación visual; ya que por un lado, la metodología de Bird Conservancy of the Rockies ha sido probada en diversos estudios de aves invernantes (^{Panjabi et al., 2010}; ^{Martínez et al., 2011}; ^{Macías-Duarte y Panjabi, 2013}; ^{Macias-Duarte et al., 2017}); sin embargo el uso de imágenes de alta resolución habría sido usado para describir aspectos generales del hábitat de pastizal a gran escala (nivel paisaje) en la misma región de estudio (^{De León-Mata et al., 2014}; ^{Rodríguez-Maturino et al., 2017}) representando este estudio un primer intento para describir sitios específicos que usan las aves de pastizal.

En el mismo sentido, existen descripciones de las características de la vegetación y cobertura de suelo, que A. bairdii usa durante su estancia invernal en el Desierto Chihuahuense; donde ^{Martínez y colaboradores (2011}), durante tres inviernos (2007-2009), encontraron que esta especie se ubicaba en sitios con cobertura promedio del 66.9±1.34% de pastos, 1.79±0.024% de arbustos y 11.1±0.85% de suelo desnudo, similares a los encontrados en este estudio por ambas metodologías. De igual manera ^{Macías-Duarte y colaboradores (2011)} relacionan la mayor densidad (individuos/km²) en coberturas de pasto mayores al 60%, en un estudio realizado en diez Áreas Prioritarias para la Conservación de Pastizales del Desierto Chihuahuense.

Para el caso de A. savannarum los resultados encontrados por ambas metodologías son similares a los descritos por ^{Vickery (1999}), donde a su vez, ^{Macías-Duarte y Panjabi (2013)}, asocian la mayor densidad de A. savannarum a coberturas de pasto mayores al 60%, y cobertura de arbusto entre el 5% y 10% (^{Ruth, 2017}); que concuerdan con los resultados obtenidos en el presente estudio y que tienen una base biológica explicable de acuerdo al sustento teórico que describe el hábitat de ambas especies.

CONCLUSIONES

El uso de imágenes de alta resolución tomadas mediante vuelos de UAS, demostró ser factible para describir el hábitat a pequeña escala de A. bairdii y A. savannarum, en áreas de uso de las aves para tres de las variables de cobertura de suelo más importantes en sitios de invernada (cobertura de pasto, cobertura de suelo desnudo y cobertura de arbusto); ya que se obtuvieron resultados similares a los del protocolo de BCR, pero siendo este método más eficiente en tiempo, esfuerzo de trabajo, costo del monitoreo, reducción del sesgo de datos métricos obtenidos en campo y presentando una menor perturbación a las especies y el ecosistema.

La información obtenida con estas metodologías es de gran utilidad desde el punto de vista de la ecología y conservación de las aves consideradas en este estudio; y es importante destacar que el uso de sensores remotos representa una opción novedosa que permite incorporar innovaciones a la investigación, y que ofrece oportunidades para desarrollar líneas de investigación en México sobre el uso de sensores remotos para ampliar el conocimiento sobre la descripción y uso de hábitat de distintas especies animales, así como resolver problemas con respecto al medio ambiente.

Este estudio representa el primer intento en México para caracterizar el hábitat invernal de aves del género Ammodramus, en sitios específicos de uso de las aves, mediante imágenes de alta resolución tomadas con UAS; por lo que el uso de esta tecnología geoespacial tiene un gran potencial en futuras investigaciones de aves de pastizal.