Composición y diversidad de la vegetación en cuatro sitios del noreste de México

Composition and diversity of the vegetation in four sites of Mexico's northeast

Roque G. Ramírez-Lozano¹, Tilo G. Domínguez-Gómez², Humberto González-Rodríguez^2,*, Israel Cantú-Silva², Marco V. Gómez-Meza³, Jorge I. Sarquís-Ramírez⁴ y Enrique Jurado¹

¹ Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León. San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.

³ Facultad de Economía, Universidad Autónoma de Nuevo León. Monterrey, Nuevo León, México.

⁴ Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Veracruzana, Córdoba, Veracruz, México.

Manuscrito recibido el 12 de octubre de 2010
Aceptado el 4 de marzo de 2013.

RESUMEN

En el verano de 2007 se determinó la composición y diversidad de la vegetación arbustiva y arbórea en cuatro sitios del estado de Nuevo León. El sitio 1 (S1, Bosque Escuela) a una altitud de 1600 m se ubicó en el municipio de Iturbide, Nuevo León, México. Los sitios S2 (Crucitas, 550 m), S3 (Campus, 370 m) y S4 (Cascajoso, 300 m) se ubicaron en el municipio de Linares, Nuevo León, México. En cada sitio se establecieron aleatoriamente 10 cuadrantes de 10 m x 10 m, en los cuales se estimaron los valores relativos de abundancia, dominancia, frecuencia y valor de importancia (VI) de los árboles y arbustos presentes. Además, se determinaron parámetros dasométricos como altura y diámetro de copa. La diversidad de especies para cada sitio se estimó con el índice de Shannon Wiener. La similitud entre sitios se determinó con el índice de Jaccard. Se registraron un total de 13 710 individuos pertenecientes a 28 familias, predominando los géneros y especies de la familia Leguminosae (10) seguidos por Fagaceae (4), Rutaceae (4), Euphorbiaceae (3), Oleaceae (3), Cupressaceae (3), Rhamnaceae (2) y Verbenaceae (2). Dieciocho familias sólo presentaron una especie. El sitio con el mayor y menor índice de Shannon fueron el Cascajoso (2,08) y Bosque Escuela (1,64), respectivamente. El índice de Jaccard sólo mostró igualdad de especies entre S2, S3 y S4. Las especies de plantas más frecuentes fueron: en S1, Quercus canbyi, Pinus pseudostrobus y Rhus pachyrrachys (con 11,9%); en S2 Havardia pallens (9,9%); en S3 Havardia pallens y Forestiera angustifolia (con 9,8 %) y en S4 Acacia rigidula, Cordia boissieri y Karwinskia humboldtiana (con 9,8%). Los sitios S2 y S3 presentaron la mayor riqueza específica de especies, posiblemente debido a tener mayor precipitación pluvial.

Palabras clave: Iturbide, Linares, Nuevo León, parámetros dasométricos, valor de importancia.

ABSTRACT

During the summer of 2007, a study of the status of trees and woody vegetation was performed at four sites, in the state of Nuevo Leon, Mexico. Site one (S1, Bosque Escuela) was located at 1600 m elevation in Iturbide county. Sites S2 (Crucitas, 550 m), S3 (Campus, 350 m) and S4 (Cascajoso, 300 m) were located in Linares county. In each site, 10 random plots (10 m x 10 m) were laid out, and relative abundance, relative dominance and relative frequency were estimated. In addition, dasometric parameters such as height and crown diameter were determined. Plant diversity was estimated by the Shannon-Wiener index, and similarity between sites was calculated using the Jaccard index. A total of 13710 individual plants belonging to 28 families were registered. Leguminosae had the highest number of species (10) followed by Fagaceae (4), Rutaceae (4), Euphorbiaceae (3), Oleaceae (3), Cupressaceae (3), Rhamnaceae (2) and Verbenaceae (2). Eighteen families included only one species. The site with higher and lower Shannon index was Cascajoso (2,08) and Bosque Escuela (1,64), respectively. The Jaccard index showed similarity among species only among S2, S3 and S4 sites. The plant species more frequent were: in S1 Quercus canbyi, Pinus pseudostrobus and Rhus pachyrranchys (11,9%); in S2 Havardia pallens (9,9%); in S3 Havardia pallens and Forestiera angustifolia (9,8%) and in S4 Acacia rigidula, Cordia boissieri and Karwinskia humboldtiana (9,8%). S2 and S3 were the sites with the greatest species diversity, perhaps as a result of higher rainfall.

Key words: Iturbide, Linares, Nuevo Leon, dasometric parameters, importance value.

INTRODUCCIÓN

En Nuevo León hay diferentes tipos de vegetación; destacan los bosques de pino, encino y pino-encino (Vargas, 1999; Silva y González, 2001) y los matorrales subtropicales de las planicies semiáridas. Este último tipo de vegetación, denominado Matorral Espinoso Tamaulipeco, está constituido de especies deciduas y siempre verdes o perennes (Reid et al., 1990) y está caracterizado por una amplia variedad de patrones de crecimiento, así como diversidad en la longevidad foliar que se debe al papel de varios factores del medio que influyen en la estructura de las comunidades vegetales: 1) dentro de sitios, entre sitios de una región o entre regiones (Menge y Olson, 1990); 2) el paisaje que juega un papel importante en la organización de las comunidades (Valverde et al.,1996); 3) el clima que influye en la organización de las comunidades (González-Medrano, 1996), 4) los componentes bióticos relacionados con la dispersión de semillas (Jerry et al., 2002) y 5) los factores edáficos (Abd El-Ghani, 2000; Yoder y Nowak, 2000).

En las regiones semiáridas, como el noreste de México, la composición florística y la estructura de la vegetación están fuertemente determinadas por el contenido de humedad del suelo disponible para desarrollo de las plantas (Reid et al., 1990), a tal grado que se reconoce como el principal factor limitante en estas regiones. El agua disponible para las plantas no solamente está relacionada con la precipitación anual, sino también con las propiedades físicas del suelo y la topografía, que modifican la capacidad de retención del agua, percolación y las tasas de evaporación de los sustratos (González-Rodríguez et al., 2009). Asimismo, los disturbios naturales y antropogénicos frecuentemente alteran la composición florística y la estructura de la vegetación (Jiménez, 2009). Por lo tanto, es importante complementar los estudios de vegetación con una clasificación de las especies dentro de un espectro de formas de vida y biológicas que provea componentes estructurales de los conjuntos de vegetación (Batalha y Martins, 2004).

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

Localización y descripción de los sitios de estudio

El estudio se llevó a cabo durante el verano de 2007 en cuatro sitios ubicados en el estado de Nuevo León, México (Fig. 1). La distancia entre sitios fue la siguiente: entre S1 y S2 35 km, de S2 a S3 28 km y entre S3 y S4 29 km. En la tabla 1 se muestra la descripción de los sitios de estudio.

Evaluación de la vegetación

Análisis de la información

Se determinaron los indicadores ecológicos como: abundancia (A), dominancia (D), frecuencia (F) y valor de importancia (VI). La diversidad de especies se determinó mediante el índice Shannon Wiener, uno de los más frecuentes para determinar la diversidad de plantas de un hábitat (Matteucci et al., 1999). Para determinar la similitud entre sitios de muestreo se utilizó el índice de Jaccard, cuyos datos cualitativos están basados en la presencia o ausencia de las especies en los sitios (Magurran, 1988). En este estudio, para estimar la dominancia de las especies se utilizaron los datos de área de copa en lugar del área basal.

Los datos obtenidos con el índice de Shannon fueron analizados estadísticamente. Los resultados no presentaron homogeneidad de varianzas (prueba de Levene a P=0,05), pero sí mostraron una distribución normal de acuerdo con las pruebas estadísticas de Kolmogorov-Smirnov (con la corrección de Lilliefors) y Shapiro-Wilk (Brown y Forsythe, 1974); por tanto, los datos fueron analizados mediante la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis con la corrección de Bonferroni (Steel y Torrie, 1980; Ott, 1993) para detectar diferencias estadísticas en el índice de Shannon entre los sitios.

Los datos de densidad (n/ha) no mostraron distribución normal según las pruebas de Kolmogorov-Smirnov (con la corrección de Lilliefors) y Shapiro-Wilk, tampoco mostraron homogeneidad de varianzas (prueba de Levene; P=0,05). Por lo anterior, los datos fueron analizados mediante la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis con la corrección de Bonferroni. Los datos de cobertura no mostraron distribución normal (prueba de Shapiro-Wilk), por lo que se analizaron a través de la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis con la corrección de Bonferroni.

Todos los procedimientos estadísticos fueron realizados mediante el uso del paquete estadístico SPSS versión 13.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición florística

Se registraron un total de 13 710 individuos pertenecientes a 28 familias, predominando las plantas de la familia Leguminosae (10) seguidas por Fagaceae (4), Rutaceae (4), Euphorbiaceae (3), Oleaceae (3), Cupressaceae (3), Rhamnaceae (2) y Verbenaceae (2). En las restantes 18 familias sólo se presentó una especie por familia (Fig. 2). La alta presencia de individuos de la familia Leguminosae como Acacia farnesiana y A. rigidula, especies presentes en tres sitios (S2, S3 y S4), se debe probablemente a que en el estado de Nuevo León, algunos taxa son abundantes sobre grandes extensiones, como Acacia rigidula, A. constricta, A. berlandieri, A. farnesiana y Prosopis glandulosa, asociados a diversas comunidades de matorral xerófilo. Asimismo, factores tales como la exigua disponibilidad de nutrientes en el suelo, intolerancia a la sombra y mecanismos relacionados con la reproducción pueden incrementar el número de individuos de la familia Leguminosae (García y Jurado, 2008; Jiménez-Pérez et al., 2009).

De acuerdo con el análisis estadístico, para los datos de densidad no se detectaron diferencias significativas (χ²=0,495; P=0,922) entre los sitios. La densidad para los sitios 1, 2, 3 y 4 fue 3,850; 3,120; 3,360 y 3,380 (individuos/ ha), respectivamente.

La prueba de Kruskal-Wallis mostró que los datos obtenidos de diversidad fueron significativamente diferentes entre sí, con valores de 1,64; 1,92; 2,02 y 2,08 para S1, S2, S3 y S4, respectivamente. Resultados similares (2,6; 2,8 y 2,4 para S1, S2 y S3, respectivamente) fueron encontrados por González-Rodríguez et al. (2010), quienes cuantificaron la diversidad de especies en tres sitos localizados en el matorral espinoso tamaulipeco (MET) del estado de Nuevo León. Asimismo, Espinoza y Návar (2005), en cinco sitios con diferente nivel de productividad en el MET, encontraron valores de 2,8; 2,5; 2,7; 3,2 y 2,9 y argumentan que la semejanza en los índices de Shannon pudiera deberse a que los cambios en la riqueza de especies se equilibran con los cambios en la abundancia. Es decir, mientras que el gradiente de riqueza de especies se mueve en una dirección, la abundancia se mueve en otra dirección.

La diversidad en los sitios de muestreo, en general es caracterizada como intermedia en comparación con determinaciones similares obtenidas en análisis tipo para la región (González-Rodríguez et al., 2010). Lo anterior pudiera significar que el ecosistema de esa región tiene relevancia ecológica media, con fuertes variaciones en la tendencia de la diversidad de las especies, debida en parte a las condiciones climáticas, físicas y ecológicas del hábitat de la región y posibles cambios en uso del suelo hacia la ganadería extensiva (Alanís et al., 2008).

El índice de Jaccard (Tabla 2) muestra que las especies del S1 son muy diferentes a las de S2 (0,02), S3 (0,00) y S4 (0,06). Sin embargo, al comparar S2 con S3 (0,47) y con S4 (0,21) y S3 con S4 (0,33) tienen mayor similitud de especies. Lo que significa que el S2, S3 y S4 son similares en su composición de especies y destacan por su mayor número de individuos, lo cual los distingue del S1, quizá por la precipitación históricamente registrada. El S1 sobresale por su menor número de individuos y con más especies arbóreas que arbustivas, tal vez por la mayor altitud a la que se encuentra y las características de este ecosistema que lo hace diferente al de los demás sitos evaluados.

Indicadores ecológicos

Con respecto a los datos de cobertura, la prueba de Kruskal-Wallis detectó diferencias significativas (χ²= 20,18; P=0,001) entre los sitios de estudio. Las mayores coberturas correspondieron a S1, S2 y S3 (Tabla 3, Tabla 4, Tabla 5) con valores de 14 844 m²/ha, 17 712 m²/ha y 15 527 m²/ha, respectivamente; mientras que el sitio de menor cobertura correspondió a S4 (Tabla 6) con 6875 m²/ha. Los individuos del S1 tuvieron una altura promedio de 2,8 m (Tabla 3). Las plantas con mayor altura fueron Pinus pseudostrobus y Juniperus flaccida y la menor fue Opuntia engelmannii. La especie Pinus pseudostrobus tuvo la mayor cobertura (8961 m²/ha) y Opuntia engelmannii (4 m²/ha) la menor. Quercus canbyi fue la más abundante y Opuntia engelmannii la menos abundante. La especie dominante fue Pinus pseudostrobus y Croton torreyanus fue la especie con menor dominancia. Quercus canbyi también fue la especie más frecuente junto con Pinus pseudostrobus. Esta última tuvo el mayor valor de importancia y Quercus laceyi presentó el menor (Tabla 3). Las especies del S2 tienden a presentar mayor altura (3,5 m) comparadas con las de otros sitios. La especie con mayor altura (10,4 m) y cobertura (5515 m²/ha) fue Quercus virginiana y la menor fue Lantana macropoda (0,9 m y 2,0 m²/ha, respectivamente). La especie más abundante fue Sargentea greggii mientras que Acacia rigidula, Barberis chochoco, Bernardia myricaefolia y Dioon edule fueron las menos abundantes. Quercus virginiana fue le especie dominante y Acacia rigidula y Lantana macropoda las especies con menor dominancia. La planta más frecuente fue Cordia boissieri y las menos frecuentes fueron Acacia farnesiana, A. rigidula, Amyris texana, Berberis chochoco y Bernardia myricaefolia. Sargentea greggii tuvo el mayor valor de importancia y Acacia rigidula, Berberis chochoco y Lantana macropoda tuvieron el menor valor de importancia (Tabla 4). Las plantas del S3 mostraron en promedio la segunda mayor altura (3,4 m) con cobertura de 13 527 m²/ha. La especie con mayor altura fue Cercidium macrum (6,7 m) y la menor fue Helietta parvifolia (1,5 m). La especie con mayor cobertura fue Havardia pallens (1767 m²/ha) y la menor fue Helietta parvifolia (6 m²/ha). Bernardia myricaefolia fue la especie más abundante mientras que Amyris texana y Porlieria angustifolia fueron las menos abundantes. Havardia pallens resultó la de mayor densidad y Castela texana la de menor. Forestiera angustifolia y Havardia pallens fueron las más frecuentes y Cercidium macrum la menos frecuente. Bernardia myricaefolia tuvo el mayor valor de importancia y Helietta parvifolia el menor (Tabla 4). Las especies del S4 presenta ron, en promedio, la menor altura (1,8 m) y la menor cobertura (6875 m²/ha). La especie con mayor altura fue Yucca filifera (4,6 m) y Croton ciliaton-glandulifer (0,7 m) la menor. Cordia boissieri resultó con la mayor cobertura (2245 m²/ha) y Mimosa malacophylla fue menor (26 m²/ha). Forestiera angustifolia fue la especie más abundante y Mimosa malacophylla fue menor. La de mayor densidad fue Cordia boissieri y la menor fue Croton ciliaton-glandulifer. Cordia boissieri también mostró la mayor frecuencia mientras que Cercidium macrum y Porlieria angustifolia mostraron la menor. La especie con mayor valor de importancia fue Cordia boissieri y la de menor fue Cercidium macrum (Tabla 5).

CONCLUSIONES

Las especies de plantas que presentaron el mayor número de individuos fueron: en S1 Quercus canbyi y Pinus pseudostrobus; en S2 Havardia pallens y Cordia boissieri; en S3 Bernardia myricaefolia y Forestiera angustifolia; en S4 Forestiera angustifolia, Cordia boissieri y Karwinskia humboldtiana. Las especies de plantas con mayor cobertura fueron: en S1 Pinus pseudostrobus y Quercus canbyi; en S2 Quercus virginiana y Sargentea greggii; en S3 Havardia pallens y Zanthoxylum fagara; en S4 Cordia boissieri y Forestiera angustifolia. Las especies de plantas que presentaron los mayores valores de importancia fueron: en S1 Pinus pseudostrobus y Quercus canbyi; en S2, Quercus virginiana, Sargentea greggii y Havardia pallens; en S3, Bernardia myricaefolia y Forestiera angustifolia y en S4, Cordia boissieri y Forestiera angustifolia. Los cuatro sitios mostraron la misma fitodiversidad; sin embargo, S1, localizado a mayor altitud presentó una composición vegetal diferente a los otros sitios. Por tanto, se concluye que factores climatológicos y topográficos tuvieron influencia sobre la composición vegetal, ya que las especies presentaron diferencias en su valor de importancia en los sitios evaluados. Debido a las condiciones medianas de la diversidad de las especies en todos los sitios, sería importante realizar estudios que promuevan la expansión de la vegetación que ayudarían a la sostenibilidad de los ecosistemas de la región.

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Nota

Este documento se debe citar como: Ramírez-Lozano, R., T.G. Domínguez-Gómez, H. González-Rodríguez, I. Cantú-Silva, M.V. Gómez Meza, J.I. Sarquís-Ramírez y E. Jurado. 2013. Composición y diversidad de la vegetación en cuatro sitios del noreste de México. Madera y Bosques 19(2):59-72.