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Introducción
Los bosques tropicales presentan un alto número de especies por área y patrones propios de su alta diversidad (Alvis Gordo, 2009). Los bosques naturales que están localizados en áreas cercanas a zonas urbanas y de constante actividad humana deben ser considerados particularmente como ecosistemas de importancia ambiental y ecológica en razón a los innumerables beneficios que prestan a los habitantes, pero son de particular interés por su vulnerabilidad (Cárdenas Torres, 2014; Referowska-Chodak, 2019). El conocimiento y valoración de sus características estructurales y su dinámica son un factor esencial para determinar las posibilidades de utilización sostenible. Es prioritario el conocimiento de estos ecosistemas boscosos, que además tienen la características de encontrarse próximos a puntos de importante actividad humana, pues esto determina la posibilidad de creación de planes de gestión integrales que permitan el manejo y conservación de sus potencialidades (Alvis Gordo, 2009; Barrow, et al., 2016) y conciencia sobre la importancia de estos espacios naturales y el constante monitoreo para determinar su condición, en este caso, a través de su estructura y composición.
Por eso esta investigación se propuso el objetivo general de comparar la estructura en dos parcelas de bosque ubicadas en la Región interoceánica de la República de Panamá, definida esta como los territorios que forman el área del Canal y la Cuenca hidrográfica del Canal; una en Cocolí, Corregimiento de Arraiján, en la provincia de Panamá Oeste justo a la entrada Pacífica del Canal de Panamá y otra en los alrededores de la comunidad de Ciricito, en el área del Lago Gatún, hacia la vertiente Atlántica del Canal.
Materiales y métodos
Para esta investigación descriptiva se realizaron muestreos aleatorios simples (Otzen y Manterola, 2017) en diferentes épocas, entre los años 2014 y 2019, en dos fragmentos de bosque en las riberas del Canal de Panamá (Fig. 1); uno vecino al Lago Gatún en las coordenadas 09 00 54.1 N, 80 05 03.2 O (Fig. 2) en la provincia de Colón y el otro en el área de Cocolí, provincia de Panamá Oeste, cercano a las esclusas del Canal del mismo nombre, en las coordenadas 08 59 51.5 N, 79 36 47.4 O (Fig. 3).
Fuente: Esri (2020).
Fig. 1 - Ubicación los sitios de estudio en la Región Interoceánica del Canal de Panamá.
Estas actividades buscaron cumplir con los siguientes objetivos específicos:
Realizar inventarios florísticos en dos parcelas de áreas diferentes de la Región interoceánica de Panamá.
Determinar el índice de valor de importancia para las especies encontradas en estas zonas.
Realizar una comparación estructural entre las dos parcelas estudiadas.
Para el inventario florístico se marcaron parcelas rectangulares de 1000 m x 10 m (10 000 m2) que se subdividieron en 10 subparcelas de 100 m x 10 m (1000 m2) cada una. Se tomaron en cuentas los árboles con un diámetro a la altura del pecho (DAP) de al menos 10 cm, determinado con la técnica estándar (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2004; Cárdenas Torres, 2014) y el uso de cinta diamétrica.
La altura que se consideró para los árboles fue de al menos 5 m; esta se determinó mediante medición con clinómetro (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura 2004; Chave, 2005) y se determinaron los estratos en los bosques por comparación de las alturas de los árboles medidos. Los ejemplares se recolectaron, procesaron y fueron depositados en el Herbario de la Universidad de Panamá (PMA) para su identificación taxonómica. Para la identificación de las especies se utilizó bibliografía y descripciones originales sobre la flora de Panamá.
Para la identificación de algunas de las muestras se hicieron consultas directas a especialistas de la Universidad de Panamá. La verificación y actualización de los nombres científicos se realizó con apoyo de los documentos: Catálogo de las Plantas Vasculares de Panamá (Correa, et al., 2004), The Internacional Plant Name Index (www.ipni.org, 2004) y la base de datos Tropicos del Missouri Botanical Garden (www.mobot.org, 2013). La lista de especies fue enriquecida con apoyo de aquellas identificadas en estudios previos (Farnum & Murillo, 2015).
Todos los datos obtenidos en campo se organizaron en una matriz en Microsoft Excel ver. 2016, con la finalidad de organizar la información para su estudio posterior.
La estructura horizontal de las parcelas fue determinada por el cálculo del Índice Valor de Importancia (IVI) de las especies encontradas en cada parcela; dicho índice se obtuvo mediante la sumatoria de los valores relativos abundancia, frecuencia y dominancias relativas; este valor nos permite entender la importancia ecológica relativa de las especies de plantas en una comunidad (Soler, et al., 2012). Para tal efecto se utilizó la ecuación 1:
Índice de Valor de Importancia (IVI):
Dónde:
AR= |
Abundancia Relativa, calculada como sigue: |
AR = |
Número de individuos de la especie dividido entre la cantidad total de árboles multiplicado por 100 |
FR= |
Frecuencia Relativa, se calculó así: |
FR = |
Frecuencia absoluta entre el total de frecuencias absolutas por 100. |
DR = |
Dominancia Relativa= Área Basal (AB) de la especie/ Área Basal de todos los árboles de la parcela multiplicado por 100. Donde ver ecuación 2 |
Estructura vertical
La estructura vertical se refiere a la distribución de las especies arbóreas en los diferentes estratos del bosque. Por lo tanto, el estudio se inicia determinando la cantidad de estratos identificables en campo y la determinación de la altura en metros de cada uno de éstos. Posteriormente se estudia la distribución de las especies en cada uno de los estratos identificados. Los resultados se presentan agrupando los árboles según estrato.
Riqueza de especies
Por último, se calculó la diversidad específica utilizando el índice de Margalef, según la ecuación 3:
Los cálculos fueron realizados en MS Excel versión 15.0
Estimación de especies de interés
La clasificación de los estados de conservación se efectuó aplicando los criterios de la International Union for Conservation of Nature (IUCN), la Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES) y el Ministerio de Ambiente de Panamá (2019); siguiendo las recomendaciones para clasificaciones a nivel nacional y mundial manteniendo las categorías de protección establecidas en dichos documentos.
Resultados y discusión
Inventario florístico
Se consolidó una base de datos geo-referenciada de sobre la información de las colectas de la flora arbórea en las áreas de estudio que contiene 896 registros. Cada uno de los registros contiene al menos la siguiente información: familia, género, especie.
En la parcela de bosque del área de Gatún se inventarió un total de 452 árboles de 38 Familias, 74 géneros y 96 especies. Las Familias más representativas fueron Moraceae (9 sp), Fabaceae (8 sp), Flacourtiaceae (7 sp), Rubiaceae (6 sp), Anacardiaceae (4 sp), Sapindaceae (4 sp) y Tiliaceae (4 sp).
Por su parte, en la parcela de bosque del área Cocolí se encontraron 424 árboles de 32 Familias, 60 géneros y 75 especies. Las Familias más representativas fueron Fabaceae (7 sp), Sapindaceae (7 sp), Rubiaceae (6 sp), Anacardiaceae (4 sp) y Bombacaceae (4 sp).
El grupo que mayor aporte tiene a la riqueza florística fueron los Magnoliophyta con 170 especies (98.02%), de las cuales 5 son monocotiledóneas (3.93%) y 165 dicotiledóneas (96.07% Cocolí- 99.96% Gatún).
La afinidad entre los sitios fue alta para familias (77% comunes), intermedia para géneros (46% comunes) y para especies (sólo 49% comunes).
Estructura horizontal
En los dos bosques las especies de mayor IVI fueron Virola sebifera, Astronium graveolens, Attalea butyracea y Anacardium excelsum, Lonchocarpus pentaphyllus y Guazuma ulmifolia con valores de 40,25; 35,38; 28,67; 22,71; 16,75 y 13,09 respectivamente. Estas especies representan 59% del total del IVI. Otras especies, tuvieron un valor de importancia entre 13,09 y 10,64; mientras que un grupo mayor reportaron un IVI entre 9,09 y 1,05. Alrededor de un 22% del resto de las especies presentaron una tendencia notable de baja abundancia y frecuencias relativas (Tabla 1).
Los resultados sugieren que los bosques (Gatún-Cocolí) presentaron pocas diferencias en la importancia ecológica de las especies, tal es el caso de Astronium graveolens, Attalea butyracea, Anacardium excelsum que son constantes en ambos bosques. Estas especies desempeñan un papel importante en la tipología de vegetación.
El hecho que la mayoría de las especies (67%) presentaron valores bajos del IVI, indica que son especies de menor peso ecológico. Así mismo, Soler, et al. (2012), señalan que la composición de especies varía según el tipo de vegetación y dentro de estas pueden existir varias asociaciones íntimamente relacionadas. En ambos bosques encontraron un total de 3 especies con abundancia relativa alta (Attalea butyracea, Virola sebifera y Astronium graveolens) lo que sugiere un bosque con tendencia a la homogeneidad por el predomino de unas pocas especies. Se sustenta la afirmación de Ewell, et al. (1976), quienes señalan que los bosques naturales, los bosques húmedos tropicales entre ellos, son muy heterogéneos y están conformados por una gran variedad de especies vegetales.
Sólo 33 de estas especies, se presentaron en ambos sitios, difiriendo algunas, en el índice de valor de importancia en un sitio y otro. Especies como Anacardium excelsum, Pachira sessilis, Cupania cinerea, Guetarda foliacea presentaron un valor similar en ambos lugares como lo muestra la figura 4. El resto tuvo variaciones importantes como en los casos de Attalea butyracea, y la Guazuma umifolia.
Tabla 1 - Índice de Valor de Importancia. Parcela de Bosque Cocolí.
| Especie | Sitio | AA | AR | FR | DR | IVI |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Virola sebifera | Gatún | 41 | 9,1 | 4,1 | 27,0 | 40,25 |
| Astronium graveolens | Cocolí | 37 | 8,73 | 3,39 | 23,26 | 35,38 |
| Attalea butyracea | Cocolí | 86 | 20,28 | 5,65 | 2,73 | 28,67 |
| Anacardium excelsum | Gatún | 13 | 2,9 | 2,9 | 16,9 | 22,71 |
| Anacardium excelsum | Cocolí | 13 | 3,07 | 2,26 | 17,14 | 22,47 |
| Lonchocarpus pentaphyllus | Gatún | 20 | 4,4 | 2,9 | 9,4 | 16,75 |
| Guazuma ulmifolia | Cocolí | 13 | 3,07 | 3,39 | 6,63 | 13,09 |
| Luehea seemannii | Cocolí | 13 | 3,07 | 3,39 | 6,35 | 12,81 |
| Cordia panamensis | Gatún | 20 | 4,4 | 3,7 | 4,6 | 12,76 |
| Cupania rufescens | Cocolí | 21 | 4,95 | 2,26 | 4,53 | 11,74 |
| Spondias mombin | Cocolí | 10 | 2,36 | 3,95 | 4,74 | 11,05 |
| Ficus insipida | Gatún | 5 | 1,1 | 1,7 | 8,3 | 11,03 |
| Terminalia amazonia | Gatún | 7 | 1,5 | 2,1 | 7,3 | 10,89 |
| Pittoniotis trichantha | Cocolí | 23 | 5,42 | 5,08 | 0,13 | 10,64 |
| Protium panamense | Gatún | 19 | 4,2 | 2,9 | 2,9 | 9,97 |
Nota: AA: Abundancia Absoluta; AR: Abundancia Relativa; FR: Frecuencia Relativa; DR: Dominancia Relativa; IVI: Índice de Valor de Importancia.
Riqueza de especies
Los resultados obtenidos para cada uno de los sitios de estudio, en cuanto a diversidad, sugieren una alta diversidad alfa (Tabla 2); ya que se estima que los valores superiores a 5.0 para el índice de Margalef son considerados como indicadores de alta diversidad. Según las pruebas estadísticas (Chi cuadrado = 3,84) tomando en cuenta estos valores del índice de Margalef, no se observaron diferencias al 95% de probabilidad, gl = 1; por lo tanto, las diferencias observadas no son estadísticamente significativas y se puede decir que la riqueza de especies es semejante para ambos sitios.
Tabla 2 - Resultados obtenidos para cada uno de los sitios de estudio, en cuanto a diversidad.
| SITIO | Individuos | Especies | Índice de Margalef |
| Gatún | 452 | 96 | 15.54 |
| Cocolí | 424 | 75 | 12.23 |
Estructura vertical
Para la estructura vertical se determinaron tres estratos según se señala en la Tabla 3. A partir del análisis de la distribución de las especies según su altura se obtuvieron los siguientes valores:
Tabla 3 - Estratificación vertical de las parcelas de estudio.
| Estratos | Altura (m) | Cantidad de árboles | |
|---|---|---|---|
| Gatún | Cocolí | ||
| Dominado | 15-20 | 399 | 375 |
| Dosel | 21-30 | 50 | 36 |
| Emergente | 31+ | 3 | 13 |
El análisis de los estratos verticales para las especies en los dos sitios permitió ver que en ambas parcelas el estrato dominado fue el más abundante. En el caso de la parcela de bosque Cocolí, el 88,44% era del estrato dominado, el 8,49% de dosel y el 3,07% emergente. Por su parte en la parcela en el bosque Gatún con 452 árboles, 88,27% representaban dominados, 11,06% presentaban árboles de dosel y 0,067% emergentes. Esta distribución se presenta en la Fig. 5 para la parcela Gatún y la Fig. 6 para la parcela Cocolí.
El caso de Gatún en el estrato dominado se presentó hasta un máximo de 28 individuos de una misma especie y en el estrato emergente lo máximo fue de un individuo de una misma especie. En la parcela Cocolí el máximo de individuos de una misma especie fue de 86 para la Attalea butyracea y el máximo en el estrato emergente fue de tres individuos de una misma especie en el caso del Astronium graveolens.
Especies de interés
La flora de las parcelas de estudio está constituida por 896 individuos, de las cuales 27 especies (3,01%) están en categoría de estado de conservación a nivel regional, 3 especies (39,8%) están en la categoría Vulnerable (VU) y 1 especies (0,1%) en categoría (NT) (Tabla 5). Al cotejar la lista de especies obtenida con las de especies protegidas a nivel nacional y mundial, 12 especies de la parcela de Cocolí y 15 especies de la parcela de Gatún resultaron con algún nivel de interés para su protección según la Autoridad Nacional de Ambiente (MIAMBIENTE), la Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora (CITES) y la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) (Tabla 4). La especie Astronium graveolens constituye un caso destacable pues se declara Vulnerable (UICN) y de Preocupación menor (MIAMBIENTE); mientras que la especie Protium panamense es un caso para poner atención pues la misma es declarada Cerca de Amenaza por (UICN).
Tabla 4 - Categorías de estado de conservación en la flora de los sitios de estudio.
| Especie | UICN | MIAMBIENTE | |
|---|---|---|---|
| COCOLI | GATUN | COCOLI | GATUN |
| Andira inermis | LC | ||
| Apeiba tibourbou | LC | ||
| Astronium graveolens | LC | VU | |
| Bursera simaruba | LC | ||
| Calophyllum longifolium | LC | VU | |
| Casearia arborea | LC | ||
| Casearia sylvestris | LC | ||
| Castilla elastica | LC | ||
| Cojoba rufescens | LC | ||
| Cordia alliodora | LC | ||
| Cordia alliodora | LC | ||
| Cordia panamensis | LC | ||
| Cupania rufescens | LC | ||
| Cupania scrobiculata | |||
| Ficus insipida | LC | ||
| Guazuma ulmifolia | LC | LC | |
| Gustavia superba | LC | ||
| Luehea seemannii | LC | ||
| Luehea speciosa | LC | ||
| Miconia argentea | LC | ||
| Pittoniotis trichantha | LC | ||
| Protium panamense | NT | ||
| Spondias mombin | LC | ||
| Terminalia amazonia | LC | VU | |
| Trichospermum galeotti | LC | ||
| Trophis caucana | LC | ||
| Virola sebifera | LC | ||
Nota: MIAMBIENTE = Autoridad Nacional de Ambiente, UICN = Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, Vu = Vulnerable, LC = Preocupación menor, NT = Casi amenazada. Se omiten las especies no clasificadas en ninguna de las fuentes.
En el caso de la parcela de Gatún en cuanto a las especies de interés, quince de las especies estudiadas presentaron estado de conservación de preocupación menor (LC) según UICN; pero según datos del Ministerio de Ambiente de Panamá (2019), se presentaron dos especies vulnerables (VU): Terminalia amazonia y Calophyllum longifolium. La Tabla 2 muestra el estado de conservación de las especies consideradas en esta parcela.
Se encontró un número significativamente alto de especies en sendas parcelas, verificado por índices de Margalef; con ligeras variaciones de diversidad de especies que se presentan desde la parcela de Gatún, cercana al Atlántico hasta la parcela Cocolí en el Pacífico; lo que puede estar relacionado a una diferencia de gradiente de humedad propia de este cambio de litoral, a la edad de los bosques estudiados (Heckadon, et al., 1999) y a la ecología de las especies encontradas (Maciel Mata, et al, 2015).
Dentro de estas parcelas se pudieron identificar especies con un alto valor ecológico en esta zona, traducido en su alto número IVI, lo que indica su aporte, competitividad y capacidad de reproducción, para mantener estos ecosistemas, combinando los factores vistos de abundancia, frecuencia y dominancia lo que mantiene estable la dinámica de estos espacios boscosos (Campo, 2013).
Sin embargo, también las distribuciones de especies y estratos encontrados, dejan ver algunas diferencias de procesos de regeneración e intervenciones antrópicas en ambos sitios (Hood & Naiman, 2000; Sunil, et al., 2011; Cárdenas Torres, 2014), de los cuales una se encuentra en las inmediaciones del Canal de Panamá y de dos centros urbanos importantes y la otra más cercana a una comunidad rural, lo que ha provocado una presión antrópica diversa en ambos lugares a lo largo de décadas (Heckadon, et al., 1999); pero que tiende a ser mayor en la medida que nos acercamos a los centros urbanos; situación que ya ha demostrado sus efectos negativos en diferentes bosques de Panamá.
No obstante, esto, la riqueza encontrada en ambas parcelas muestra la gran importancia de los bosques de la Región Interoceánica de Panamá para estudios de la diversidad florística y estrategias de conservación. Estos resultados, han coincidido con los esperados para bosques tropical de tierras bajas según la literatura (Farnum, 2019). Así es importante resaltar que es igualmente ventajoso, para el estado actual de estos bosques que las especies mayormente halladas se encuentren en su mayoría dentro de un estado de conservación de baja preocupación, pero precisamente la falta de información en ese sentido para algunas otras sigue demostrando la necesidad de que este tipo de estudios se multipliquen.
La organización de las especies por su estado de amenaza que es una metodología usada en varios estudios (Gatica Castro, et al., 2015), es un asunto que se está volviendo fundamental en los diseños de interpretación del estado de conservación de los bosques, para proteger su diversidad de la acción antrópica desde una perspectiva propia de conservación, pero también para aprovechar estos recursos en una lógica de sostenibilidad; siendo que estas parcelas de bosques albergan especies de interés que per se no representan casos particulares pero eco-sistémicamente son importantes en la dinámica natural de estos bosques naturales protectores de la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá.
Conclusiones
Los sitios evaluados presentaron una alta riqueza de especies arbóreas, entre las que destacan aquellas con un índice de valor de importancia relativamente alto, lo que permite que estos ecosistemas se mantengan estables. Sin embargo, debido a la proximidad a centros humanos o áreas de actividad industrial-comercial, el impacto de la presión antrópica también se puede observar en ambos lugares.
El sitio más cercano a áreas urbanas presentó una cantidad ligeramente menor de especies, aunque estratos verticales mejor definidos, lo que sugiere un éxito particular de los planes de conservación realizados dentro de las áreas de la Región Interoceánica de la Autoridad del Canal de Panamá. Es necesario continuar el estudio para comprender mejor este aspecto; encontrar la relación ecológica entre las especies encontradas y mantener a largo plazo las condiciones actuales de esta área de estudio.
Es fundamental que las áreas de alta riqueza natural, como las que se encuentran en los bosques de la Región Interoceánica de Panamá, e incluso aquellas menos tradicionales y ajenas a las áreas legalmente protegidas, sean más estudiadas siempre que su relación con otras áreas naturales sea establecida; ya sean estas otras áreas forestales o las áreas rurales y urbanas circundantes, que den valor a los múltiples servicios ambientales como puntos de interconexión entre áreas naturales y asentamientos humanos y como proveedores de beneficios ambientales e incluso socioculturales.
