in Revista de Investigación Agraria y Ambiental
CARACTERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN EN PLANTACIONES DE CUPRESSUS LUSITANICA (MILL) Y SU POTENCIAL UTILIZACIÓN EN PROYECTOS DE RESTAURACIÓN, TUNJA - BOYACÁ
Resumen
Se realizó la caracterización, composición y estructura de especies vegetales en una plantación de Cupressus lusitanica, presente en un predio de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia de Tunja-Boyacá a 5°33'29.0'' N y 73°21'37.0''O. Los datos se tomaron siguiendo la metodología de Braun-Blanquet, con algunas modificaciones; se cuantificó y caracterizó la vegetación existente dentro de un área de 1.225 m 2, dividida en 5 parcelas de 16 m 2, 81 m 2, 324 m 2, 625 m 2 y 1.225 m 2. Se registraron 943 individuos distribuidos en 47 especies, 42 géneros y 21 familias, siendo la familia Poaceae la más diversificada con 14 especies distribuidas en 13 géneros y Asteraceae con 8 especies distribuidas en 6 géneros. El índice de Simpson mostró una dominancia en todas las parcelas, siendo la más representativa la de 1225 m 2 con 0,9703, y la más diversa en especies según el índice de Shannon-Wiener con 3,64 (H'), de la misma manera que para el índice de Margalef presenta una biodiversidad de especies alta con el 8,017; seguida por la parcela de 625 m 2 con 7,712 y 6,023 la de 324 m 2, registrando baja biodiversidad la de 16 m 2 con 2,834. El hábito herbáceo fue el más predominante con el 89,7% de los individuos, seguido por el arbustivo con el 10,07% y las lianas con un 0,21%. Se encontraron especies con diferentes tipos y forma de vida pertenecientes a bosque alto andino y a sucesión herbazal-leñosa, que por sus rasgos de historia de vida como ciclo corto aportan biomasa y alta producción de semillas, por ende, son óptimas en procesos de restauración ecológica: Agrostis boyacensis, Calamagrostis effusa, Rhynchospora nervosa, Baccharis bogotensis, Baccharis latifolia y Croton funckianus.
Main Text
Introducción
Los bosques nativos a diferencia de los bosques plantados, constituyen un factor de protección importante contra la erosión, pues además de la gran diversidad genética de especies de flora y fauna que contienen, amortiguan fluctuadones climáticas (Corredor & Vargas, 2007). La sustitución de estos ecosistemas naturales por plantaciones, no es un tema aceptado ecológica ni socialmente, pues provocan generalmente impactos negativos de carácter ecológico y social, principalmente por el daño estructural y funcional sobre la riqueza y biodiversidad de los suelos y los recursos hídricos, factores generalmente negativos (Cavelier & Santos, 1998).
En los Andes colombianos las especies exóticas más comunes son pinus patula, Cupressus lusi-tanica, pinus caribaea, pinus elliottii, pinus oo-carpa, eucalyptus globulus, eucalyptus grandis y eucalyptus camaldulensis. Las plantaciones de C. lusitanica, presentan condiciones muy diferentes debido a su estructura monoestratificada lo que, sin duda, genera cambios y consecuencias drásticas para los ecosistemas naturales, como el efecto negativo que causan en la vegetación autóctona, sugiriendo que esta característica podría inhibir el establecimiento de plántulas nativas o acelerar el proceso de degradación en el suelo (Richter, Markewitz, Trumborey Wells, 1999).
"A partir de los estudios en campo se pueden determinar las interacciones de las plantaciones antrópicas con la sucesión natural de las especies nativas, su diversidad florística y la abundancia de estas podría constituirse como potencial de recuperación de áreas que han perdido la composición propia" (Fernández, Camargo y Sarmiento, 2012, p. 2).
Hofstede, Lips y Jongsma (1998), plantean que en algunos cultivos de pino se observa una regeneración de arbustos y árboles andinos nativos, pero esto no quiere decir que una plantación de este tipo sea un regulador ideal para tener regeneración, ya que estas aportan cambios del ecosistema conllevando a factores que limitan dicha regeneración del bosque natural; sin embargo, en Colombia, en plantaciones de p. patula y C.lusitanica (Cavelier y Tobler, 1998) se registra desarrollo de sotobosque de especies nativas.
Con base en los datos tomados de una plantación forestal se abordó este estudio, cuyo objetivo principal fue caracterizar la composición y estructura de la vegetación que se establece en la plantación de C. lusitanica, y poder así determinar la diversidad de la regeneración presente en esta plantación en diferentes estados de desarrollo y finalmente valorar la interacción de las plantaciones con la regeneración natural.
Materiales y métodos
El estudio se llevó a cabo en una plantación homogénea de Cupressus lusitanica de aproximadamente 30 años, ubicada en el predio denominado "La Colina" de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC) del municipio de Tunja: 5°33'29.0'' N y 73°21'37.0''O, la cual se encuentra en zona de vida Andina según Cuatrecasas (1934) a 2.823 m.s.n.m. (Figura 1). Posee una temperatura ambiental promedio de 24°C, temperatura promedio de suelo de 18° C y una humedad relativa promedio de 34%.
Se establecieron 5 parcelas dentro de un área de 1.225 m 2 siguiendo la metodología de Braun-Blanquet (1979), con algunas modificaciones, en parcelas de 16 m 2, 81 m 2, 324 m 2, 625 m 2 y 1225 m 2, en las que se cuantificó y registró la vegetación existente, su altura y cobertura.
Para cada especie se recolectaron tres ejemplares acompañados por una etiqueta con información sobre su hábito de crecimiento y características particulares. La identificación se realizó hasta la categoría taxonómica posible siguiendo el sistema de clasificación de Cronquist (1981), que usa claves taxonómicas, consulta a especialistas y comparación con ejemplares depositados en colecciones científicas del Herbario Virtual de la Universidad Nacional de Colombia, del Jardín Botánico de Bogotá y en base de datos: Trópicos y the plant Ust. La clasificación de las gramíneas como plantas C3 o C4, por variables fotosintéticas, se realizó con el aporte del Dr. Diego Giraldo.
Análisis de datos
Para caracterizar la composición y estructura de la vegetación se calcularon los índices de riqueza de especies (Margalef), e índices basados en la abundancia relativa de especies Shannon-Wiener, Simpson con el programa Software PAST v.4.17.
Resultados y Discusión
Se registraron 943 individuos agrupados en 47 especies, 42 géneros y 21 familias (Tabla 1). Las familias con la mayor diversidad de especies y géneros, fue Poaceae (14) con (13) géneros y Asteraceae (8) y (6) géneros, con menor diversidad se encuentran Agavaceae, Amaranthaceae, Brassicaceae, Crassulaceae, Euphorbiaceae, Iridaceae, seguidas de Juncaceae, Orchidaceae, Oxalidaceae, Passifloraceae, Polygalaceae y helechos como Asple-niaceae y Polypodiaceae (Figura 2). Siendo Poaceae una familia de colonización rápida y heliófila total resistente a la interacción presente con las escamas de la plantación.
Los géneros más diversos encontrados fueron Baccharis con 3 especies, paspalum 3 y poly-gala 3, seguidos por peperomia y tillandsia cada uno con 2 especies, los otros géneros registraron 1 sola especie como Aristida, Achyrochyne, Ageratina y Agrostis (Figura 3).
Las especies más abundantes fueron Piptochaetium panicoides (lam.) e. Desv (60), Achyrocline bogotensis Kunth (DC) (56), Jun-cus sp1 (56), andropogon sp (55), Vulpia Myu-ros (L.) C.C. gmel (50), aristida sp (40), Kyllin-ga odorata (vahl) (36), Rhynchospora nervosa (vahl) Boeck (36), cortaderia nítida (Kunth) pilg (35), Setaria parviflora (poir.) Kerguélen (33), Jarava ichu (Ruiz & pav.) (28), sonchus oleraceus(l.) (27), Epidendrum secundum (Jacq.) (25), seguida de sporobolus indicus (L.) R. Br.) (20), Tillandsia clavijera (Mez) (20), Kalanchoe pinnata (Lam.) pers. (20) y cala-magrostis effusa, Baccharis boyacensis, chromolaena scabra con 18 (Figura 4); mientras que las menos abundantes son Peperomia sp2 con 4, Baccharis bogotensis (Ruiz & pav.) pers (4), Veronica pérsica (poir.) (4), Passiflora bo-gotensis (Benth) (4) y croton funckianus (Müll. Arg) con 3.
El hábito de crecimiento predominante fue el herbáceo con el 89,71% de los individuos y una cobertura de 49,61%, seguido por el arbustivo con el 10,07% y el 48,71% de cobertura, las lianas tuvieron un 0,21% y una cobertura de 1,6% (Figura 5), encontrando una mezcla de especies indicadoras de diferentes tipos de forma de vida de bosque mencionado anteriormente a. bogotensis, B. bogotensis, B. latifolia, c. effusa y R. nervosa, esto se pue de dar por los procesos de regeneración de la cobertura vegetal existente antes del estable- - cimiento de la plantación.
El área presentó un grado de dominancia de las especies en todas las parcelas, siendo la más dominante la de 16 m 2 con el 0,09977 seguida por la de 81 m 2 con una dominancia del 0,07129, mientras que los ejemplares menos dominantes corresponden a las parcelas de 625 m 2 y de 1225 m 2 con el 0,03108 y el 0,02968 respectivamente (ver Tabla 2).
El índice de simpson mostró una dominancia de ejemplares en todas las parcelas, en donde la dominante es la de 1225 m 2 con 0,9703, y la más diversa en especies según el índice de Shannon-Wiener, con 1,59 (H'), de la misma manera que para el índice de Margalef, presenta una biodiversidad de riqueza de especies altas con el 8,017, seguida por la de 625 m 2 con 7,712 y 6,023 de 324 m 2, registrando una baja biodiversidad la de 16 m 2 con 2,834.
Dentro de las características ecológicas para cada una de las especies (Tabla 1), se encontró que 33 son de origen nativo, 6 introducidas, y 1 subcosmopolita, resaltando su tipo de longevidad, fruto, dispersión, propagación y raíz. Para las especies precursoras nativas se describe su función y uso en restauración ecológica (Ver Tabla 3).
Para las especies de la familia Poaceae se indicó la clasificación de las vías fotosintéticas C3 y C4 (Tabla 4), encontrando que, de las 14 especies encontradas 8 presentan vía fotosintética C4 y 6 especies la C3.
Discusión
Los resultados de este estudio, demostraron que la plantación de c. lusitanica establecida en el sector "La colina" de la Universidad pedagógica y Tecnológica de Colombia, sí restringe el crecimiento de otras especies vegetales leñosas y herbáceas que se observan en áreas adyacentes al área de estudio.
Con los datos de riqueza y estructura, se concluyó que la diversidad de especies para la familia poaceae y Asteraceae, coinciden con los estudios de CONIF (1998), que afirman que la mayor riqueza y diversidad de especies para el trópico y el páramo, se encuentran dominados por este grupo de familias, pero en plantaciones de pino, las familias más abundantes son Asteraceae, Melastomataceae, poaceae, fabaceae, rubiaceae y Solanaceae las cuales se caracterizan por poseer mecanismos existosos de reproduccion y dispersión, así como la mayoría de dichas especies son colonizadoras o pertenecen estadios iniciales del proceso de sucesión.
Lo anterior sugiere que los bosques plantados con c. lusitanica, asocian especies de ruderales o adventicias exóticas que se adaptan a diferentes variables climáticas, inhibiendo la regeneración de las primeras sucesiones de especies propias de la región como lo expone Fernández et al.(2012), quien cita trabajos investigativos de origen internacional y a su vez referencia que en el sotobosque de algunas plantaciones de eucalipto crece un número importante de especies, mientras que en nuestro país, se presentan en plantaciones de p. patula y c. lusitanica (Cavelier & Tobler, 1998) y (Dueñas & Cortés, 1990) en la región del vichada, bajo plantaciones de p. caribaea.
Sin embargo, la presencia del genero Baccharis con las especies B. boyacensis, bogotensis y latifolia, informa que en este bosque plantado hace más de 30 años, se está iniciando en su interior una insuficiente etapa de sucesión leñosa con este grupo de plantas arbustivas importante para la restauración ecológica y dinámica de recuperación de ecosistemas degradados (ver Tabla 3), así mismo, la incidencia de la plantación no permite observar la alta frecuencia de estos individuos por la competencia de recursos, como se evidencia en los trabajos realizados en plantaciones de pino y de zona Andina Cundinamarca de vargas (2007), y Cavelier et al. (1999), quienes encontraron un total de cuatro especies leñosas de plantas nativas en plantaciones abandonadas de p. radiata en los Andes Colombianos.
Esta diferencia podría deberse a que las semillas (Aquenios), no están llegando a este tipo de vegetación, y las pocas que llegan, no logran germinar, así como las escasas que logran emerger, no consiguen establecerse, ya sea por factores microclimáticos o por la acumulación de escamas en el suelo de esta plantación que podría inhibir el establecimiento de plántulas de especies nativas. Sin embargo, la mayor humedad del aire, la protección contra el viento y la sombra dentro de las plantaciones, favorecen la aparición y desarrollo de un mayor número de especies que en la de una sabana (Dueñas & Cortés, 1990).
La presencia de especies de poaceas con la mayor abundancia como piptochaetium panicoides (Lam.), E. Desv, Vulpia Myuros (L.) C.C. Gmel, Andropogon sp, cortaderia nítida (Kunth) pilg, Aristida sp, calamagrostis effusa, Jarava ichu (Ruiz & pav.) y Juncus sp, propias de potreros abiertos, heliófitas totales y de periodo anual; se pueden establecer por la distancia de las plantaciones que dejan entrar mayor radiación solar, pero que impiden expresar regularmente la presencia de nuevas etapas sucesionales; es importante resaltar el establecimiento de la primera etapa sucesional conformada por cor-taderia nítida y calamagrostis effusa (ver Tabla 3), estás especies pioneras nativas promueven el mejoramiento de los factores nutricionales del suelo por la acumulación de necromasa.
Al igual que se encontró un pequeño número de especies propias de la región como Achyrocline bogotensis, Kyllinga odorata (vahl), Rhyn-chospora nervosa (vahl) Boeck, setaria parvi-flora (poir.) Kerguélen, Sonchus oleraceus(L.), Epidendrum secundum (Jacq.), seguida de sporobolus indicus (L.) R. Br.), Tillandsia clavijera (Mez), Kalanchoe pinnata (Lam.) pers y Agrostis boyacensis.
posteriormente el hábito de crecimiento se vio influenciado por las herbáceas, siendo un factor normal propio de las fases sucesionales, dominado por las poaceas ya que por su método de dispersión es más frecuente, los demás grupos como hábitos de arbustos y árboles, se encontraron en menos frecuencia o ausentes por la poca influencia de dispersores y condiciones climáticas no muy óptimas para su establecimiento, allí se evidencia una amplia dispersión anemócora por la presencia de familias como Asteraceae y poaceae.
En general, el estudio demostró una mayor dominancia y biodiversidad en las parcelas de 1225 m 2, observando que a medida que se aumenta el tamaño de las parcelas se evidenció el incremento en su diversidad; sin embargo, no se evidenció una alta capacidad de sucesión de especies leñosas, encontrando solo 4 especies de este tipo y demostrando que la acumulación de escamas en el suelo de las plantaciones de este ejemplar podría inhibir el establecimiento de plántulas de especies nativas; al igual que suelen modificar la estructura y composición del suelo, disminuir la retención de calor, la capacidad hídrica por máxima evapotranspiración, afectando la dinámica hídrica a nivel regional y la alteración de la abundancia y riqueza de la flora y la fauna (León & Gamboa et al. 2010).
Las poaceas que presentan las vías fotosintéticas C4, como paspalum bonplandianum, setaria parviflora, Cenchrus clandestinus, Sporobolus indicus, Aristida sp, y Muhlenbergia sp difieren significativamente de las C3, Piptochaetium pa-nicoides, Jarava ichu, Agrostis boyacensis, Vul-pia myuros, cortaderia nitida y calamagrostis effusa; en su fisiología, bioquímica, anatomía, ultra estructura y requerimientos ambientales, de igual manera que sucede con las adaptaciones ecológicas y los factores climáticos que son limitantes difieren entre estas dos vías fotosintéticas como enuncia (Clayton & Renvoize, 1999, citado por Cañas, 2010).
Sin embrago, es importante resaltar que la presencia de especies tanto de vía Fotosintética C3 como de C4, en áreas sombreadas, puede estar ligado a factores climáticos de adaptación, pues la mayoría de estas especies son representativas de hábitats abiertos de alta intensidad lumínica y elevadas temperaturas para así excluirlo de hábitats fríos; Cañas (2010), en su trabajo de vías fotosintéticas y distribución altitudinal de las gramíneas (poa-ceae) del Transecto Sumapaz (vertiente occidental de la Cordillera Oriental, Cundinamarca, indica que las C3 se distribuyen ecológicamente de manera diferencial, comparándolas con las C4, puesto que las primeras se desarrollan en tierras bajas y hábitats sombreados (soto-bosques), lo que les permite disponer de intensidades lumínicas menores.
Conclusiones
Los análisis estadísticos manifestaron diferencias en las parcelas establecidas dentro de la plantación, lo que demostró que existe una diversidad de especies vegetales que conviven y comparten recursos en dicha plantación.
La poca diversidad de vegetación en esta plantación mostro baja presencia de fauna, donde el principal agente dispersor fue el viento.
El establecimiento de la plantación de c. lusitanica en la zona de La colina de la Universidad pedagógica y Tecnológica de Colombia, impide el desarrollo de vegetación nativa bajo el dosel y, por el contrario, conforma es un sotobosque muy homogéneo.
Las familias más dominantes dentro de la plantación fueron Asteraceae y poaceae.
La ausencia de un plan de manejo del área plantada con c. Lusitanica genera la oportunidad para discutir el desarrollo del área para propósitos de conservación de la biodiversidad y de sus suelos. Una estrategia de conservación que podría ser la más apropiada para ello, es la realización de claros dentro de la plantación para promover una restauración pasiva, otra es la de sustituir algunos individuos por otras especies arbóreas nativas de rápido crecimiento que permitan el reclutamiento natural de otras especies (restauración activa).
Resumen
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Introducción
Materiales y métodos
Análisis de datos
Resultados y Discusión
Discusión
Conclusiones