Introducción
Los bosques desempeñan una función esencial en el ciclo del agua, la conservación de los suelos, la fijación de carbono y la protección de los hábitats de manera particular los polinizadores (FAO, 2016). Sin embargo, cada año se degradan más, específicamente los bosques que protegen los ecosistemas de agua dulce (Mitjans, 2012).
Flores et al., (2017) refieren que en diversas partes del mundo se ha alertado sobre la gravedad de la situación ambiental, que se expresa en diferentes grados de deterioro de los ecosistemas naturales, entre los cuales se destacan los bosques de ribera.
Los bosques de ribera, galería, ripario, mata ciliar o Faja Forestal Hidrorreguladora (FFH) como se suele llamar; se distinguen por ser de mayor densidad, contener elevada biomasa, ser muy complejos y poseer alto número de especies siempre verdes (Lamprecht, 1990). En regiones tropicales poseen gran diversidad y heterogeneidad, al estar constituidos por árboles con una distribución irregular, lo que provoca que las comunidades arbóreas difieran a lo largo del río (Guevara et al., 2008).
En Cuba desde el año 1999, se ejecutan planes de reforestación en la mayoría de los sistemas acuatorios (Mitjans, 2012), en algunos casos se han incluido los actores locales en la rehabilitación de estos ecosistemas, ejemplo de ello lo constituye el trabajo desarrollado en el municipio Guane, en las riberas del río Cuyaguateje, en el período 2003-2010.
Lógicamente las condiciones favorables de esta área en cuanto a humedad, fertilidad de suelo, así como las inundaciones que hace que lleguen semillas del área de la cuenca que vierte al río, unido al factor antrópico desde un enfoque positivo (protector del ecosistema) propician constantemente cambios en la estructura y composición de las especies de este ecosistema. Al respecto Chazdon (2014) sostiene que el cambio de estructura y especie sigue un proceso sucesional, y el tiempo transcurrido desde la perturbación humana o natural juega un papel importante y declara: "Los bosques en regeneración (secundarios) y restaurados son el nexo entre la conservación y el desarrollo, y entre las ciencias sociales y las naturales".
Mitjans (2012) realizó estudios sobre la rehabilitación desde un enfoque social y participativo en 23 hectáreas del bosque de ribera del Cuyaguateje, aseverando la importancia de la inclusión de la comunidad en la restauración de los ecosistemas forestales. Desde entonces se desarrolla en este ecosistema una restauración pasiva, eliminándose las barreras que obstaculizaban la regeneración, para ello ha sido clave la participación comprometida de los campesinos. Al respecto la FAO (2010) plantea que la silvicultura participativa se ha vuelto cada vez más común durante los últimos 25 años y está relacionada con el fomento de los bosques a través de la participación de las comunidades.
A pesar haberse rehabilitado el área, no se conoce la estructura del bosque que se ha formado; conocer la estructura permite estar al tanto de cómo están distribuidos los individuos en el espacio disponible, al mismo tiempo es una forma práctica de observar cómo y dónde están compitiendo los árboles (Lamprecht, 1990).
Las características estructurales también permiten estar al tanto de la dinámica del bosque, definir su estructura y composición, y diseñar el plan de manejo para su desarrollo. Por lo que caracterizar la estructura y composición del bosque de ribera del río Cuyaguateje, en el tercio medio de la cuenca "Vega La Manzanilla", constituye el objetivo central de esta investigación.
Materiales y métodos
Localización
La investigación se realizó en cuatro hectáreas del bosque de ribera del río Cuyaguateje, en el área más cerca al casco urbano de Guane, que se identifica con el nombre "Vega La Manzanilla", la que pertenece a la Cooperativa de Crédito y Servicio (CCS) Menelao Mora y se ubica en las coordenadas 22011"780´ y 2201"100´ de latitud Norte y 84003"820´y 84005"130´ de longitud Oeste. En esta área en la que ocurren inundaciones con frecuencia en períodos lluviosos (Figura 1).
Metodología(Ecuación 7)
Se realizó un muestreo sistemático y fueron inventariadas 12 parcelas de 400 m² (20 m x 20 m), seis en cada margen, distribuidas por toda el área a una distancia aproximada entre ellas de 200 m. El número de parcelas se validó a través del método de la curva área-especie, siguiendo los criterios de Ramírez (2017).
Las márgenes se identificaron siguiendo un gradiente de Norte a Sur, las ubicadas a la izquierda y a la derecha se identificaron como margen 1 y margen 2, respectivamente (Mitjans, 2012).
En cada parcela se midió el diámetro (D1,30) y la altura tomando en consideración todos los individuos mayores de 2 m. Todas las especies fueron identificadas en el campo, corroborada su identificación con muestras de herbarios. Los estudios de Oviedo et al., (2012) se utilizaron para clasificar las especies autóctonas, alóctonas e invasoras.
Se evaluó la diversidad alfa mediante la riqueza de especies, descrita como el número de especies en cada margen, considerado el indicador más importante de diversidad según Moreno (2001). También se determinó el índice de Simpson que expresa la dominancia de las especies, el cual está influenciado por la importancia de las especies dominantes según refiere el autor anterior (Ecuación 1).
Donde:
pi |
= abundancia proporcional de la especie i, es decir, el número de individuos de la especie i, dividido entre el número total de individuos de la muestra |
Con el propósito de comparar la diferencia entre las márgenes se utilizó el índice de similitud de Jaccard a través de la expresión propuesta por Moreno (2001) (Ecuación 2) .
Donde:
a |
= número de especies presentes en la margen 1. |
b |
= número de especies presentes en la margen 2. |
c |
= número de especies común en ambas márgenes. |
Se determinó el Cociente de mezcla (CM) indicador de la homogeneidad o heterogeneidad del bosque, con la fórmula que sigue (Ecuación 3).
Donde:
CM |
= cociente de mezcla |
S |
= número total de especies en el muestreo |
N |
= número total de individuos en el muestreo. |
La estructura horizontal se determinó a partir de los parámetros abundancia, dominancia y frecuencia, en valores absolutos y relativos de cada especie y el índice de valor de importancia ecológica (IVI).
Abundancia relativa: número de individuos por especie con respecto al número total de individuos encontrados en el área de estudio (Ecuación 4).
Donde:
ni |
= número de individuos de la i-ésima especie. |
n |
= número de individuos totales en la muestra. |
Frecuencia relativa: porcentaje de parcelas en las que aparece una especie, 100 % = existencia de la especie en todas las parcelas (Ecuación 5).
Donde:
Fi |
= Frecuencia absoluta de la i-ésima especie. |
Ft |
= total de las frecuencias en el muestreo. |
Dominancia: proporción del terreno o área basal ocupada por el fuste de un árbol de una especie en relación con el área total (Ecuación 6).
Índice valor importancia ecológica (IVI)
El índice de valor de importancia ecológica (IVI) se calculó de acuerdo con la expresión propuesta por Curtis y Macintosh(1950). Este índice expresa la importancia ecológica de cada especie (Ecuación 8).
Se agruparon las especies por importancia ecológica en: alta (IVI≥15), media (15>IVI≥5) y baja (IVI<5) siguiendo los criterios de Gutiérrez et al., (2015).
Resultados y discusión
Composición y diversidad florística
Se registraron 282 individuos, 29 especies, 29 géneros y 18 familias; 25 especies en la margen 1 y 24 en la margen 2 (Tabla 3), apéndice. El 66 % de las especies (19 de las 29) son nativasHerrera (2010)
El proceso de rehabilitación que se desarrolló a través de la regeneración natural como método predominante, propició la incorporación y abundancia de especies autóctonas como: Talipariti elatum Frixell (Sw.), Sapindus saponaria L., Guazuma ulmifolia Lam., Trichilia hirta L., Swietenia mahagoni L., Lonchocarpus domingensis (Pers.). DC, Tabebuia angustata Britt., Gerascanthus gerascantoides L. Mitjans (2012) aseveró que las especies que se establecen en las riberas del Cuyaguateje con el tiempo acumularían materia y energía formando un sistema más resistente a los disturbios naturales y antrópicos y por tanto menos vulnerables a las tensiones.
Se identificaron diez especies alóctonas de las cuales cinco en categoría de potencialmente invasoras (Acacia mangium Willd., Samanea saman (Jacq.), Gmelina arborea Roxb., Melicocas bijugata Jacq. y Mangifera indica L. y cinco invasoras Bambusa vulgaris Schrader ex Wendland, Terminalia catappa L., Delonix regia J. Hooker, Psidium guajava L. y Leucaena leucocephala (Lam.) Wit.
Si bien estas especies alóctonas invasoras establecidas en el área ayudan a proteger las riberas, deben tenerse en cuenta los efectos perjudiciales de las mismas, al respecto Oviedo et al., (2012) plantearon "…es bien reconocido los efectos perjudiciales de las especies vegetales invasoras y se han desarrollado programas a escalas local, regional, nacional y global para frenar su proliferación y mitigar sus impactos presentes y futuros". También es importante tener en cuenta que los ecosistemas ribereños son susceptibles a ser invadidos fácilmente, dado a las condiciones de suelo y humedad que presentan.
Las familias más representativas fueron: Meliaceae con 4 especies y 43 individuos, Sapindaceae 3 especies y 33 individuos, Mimosaceae 3 especies y 38 individuos, Anacardiaceae 3 especies y 16 individuos, Boraginaceae 2 especies y 17 individuos y Fabaceae 2 especies y 13 individuos, las demás solo están representadas por una especie (Figura 2). Chala y Rodríguez(2016) y Rodríguez et al., (2018) concuerdan en que estas familias se desarrollan en los bosques de galerías.
La familia Malvaceae a pesar de estar representada por una especie (T. elatum), se contabilizaron 17 individuos , especie de alto valor económico y recomendada para la rehabilitación de estos ecosistemas (Herrero, 2003).También se encontró la familia Verbenaceae representada por (G. arborea) resultando ser la de mayor abundancia (37), especie introducida en esta área en el año 2005 (Mitjans, 2012), con probado valor económico (Gonzáles y Serrano, 2004), la misma debe ser vigilada, debido a que es una especie exótica y potencialmente invasora por su elevada capacidad de multiplicación y propagación (Oviedo et al., 2012).
Índice de Simpson
La Tabla 1 presenta los valores correspondientes a la biodiversidad, expresados por el índice de Simpson y su recíproco, que muestran la dominancia y diversidad de especies para cada una de las parcelas del muestreo, de manera general la diversidad en cada una de las parcelas resultó con valores entre 3,19 y 13,50 en la margen 1 y entre 7,5 y 12 en la margen 2, lo que denota alta disparidad entre las parcelas. Similar disparidad encontró Mitjans (2012), la cual refirió que los valores más bajos están dados fundamentalmente por las limitantes antropogénicas y no por las características de relieve, fertilidad y humedad del suelo que muestran similitud entre las parcelas de acuerdo con la caracterización realizada. En este caso, la posición de las parcelas también incide en la diferencia, ejemplo de ello es la parcela 6 con mayor índice de diversidad, en la que se observaron 27 individuos distribuidos en 12 especies, con altura superior a los 2 m; la misma se localiza en un punto donde el río hace un recodo que disminuye la velocidad del agua en las crecidas, lo que conduce a que se depositen y permanezcan por más tiempo las semillas de diferentes especies que vienen de la parte alta de la cuenca (Figura 3).
Margen 1 | Margen 2 | ||||
Parcela | Dominancia (D) | Diversidad (I/D) | Parcela | Dominancia (D) | Diversidad (I/D) |
1 | 0,18 | 5,52 | 2.1 | 0,133 | 7,5 |
2 | 0,31 | 3,19 | 2.2 | 0,124 | 8,05 |
3 | 0,11 | 9,38 | 2.3 | 0,123 | 8,12 |
4 | 0,12 | 8,67 | 2.4 | 0,083 | 12,0 |
5 | 0,19 | 5,34 | 2.5 | 0,087 | 11,48 |
6 | 0,07 | 13,50 | 2.6 | 0,091 | 10,93 |
Cociente de mezcla (CM)
El cociente de mezcla presentó un valor de 1:9, indicando que por cada 9 individuos muestreados es posible encontrar una especie diferente y, por ende, este tipo de bosque debe considerarse heterogéneo.
Coeficiente de similitud de Jaccard
Un gran número de especies (20) comparten ambas márgenes (Tabla 2), de ahí el alto valor del índice de Jaccard (0,69). Hay coincidencia con los estudios realizados por Mitjans (2012), la cual encontró alta similitud entre las especies que comparten las márgenes del Cuyaguateje, la misma refirió que influyen en esta similitud los factores climáticos (temperatura, humedad, precipitación), tipo de suelo y posición latitudinal y las especies que existen en la parte alta de la cuenca y alrededores de las riberas.
Especies compartidas |
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Caracterización de la estructura horizontal
Como se observa en el la Tabla 2 y en el apéndice las especies que más abundan en el área de modo ascendente son: G. arborea, S. saman, S. saponaria, T. citrifolia, T. hirta, T. elatum, G. ulmifolia, A. mangium, S. mahagoni y L. domingensis.
La presencia de G. arborea con mayor abundancia muestra como esta especie invasora se ha establecido en el área, igual sucede con A. mangium, lo que se debe tener presente en el manejo de este ecosistema.
También se observan entre las más abundantes T. elatum, S. mahagoni, especies autóctonas de reconocido valor económico, que Herrero (2003) las propuso para la reconstrucción o enriquecimiento de las riberas.
De manera general se observa la presencia de especies propias de los bosques de ribera como: S. saman, S. saponaria, T hirta., T. citrifolia, T. elatum, G. ulmifolia, L. domingensis, T. angustata y G. gerascantoides lo que coincide con los resultados obtenidos por Mitjans (2012), refiriendo esta autora como las más representativas: G. ulmifolia, S. saman, S. saponaria, L. domingensis, S. mombin, T. hirta. Parece indicar que están dadas las exigencias necesarias (ambientales, estrategia de supervivencia y características de sitio) para el desarrollo de estas especies. Sanchún et al., (2016) refieren que la fuente de semillas y los agentes dispersores también inciden en esto.
Las especies con mayor frecuencia son: en orden descendente G. arborea, S. saman, T. elatum, S. saponaria, G. ulmifolia y T. hirta.
La más dominante resultó ser B. vulgaris observándose plantones hasta 200 culmos con diámetros entre 4 y 5 cm cada uno; a pesar de ser reconocida invasora (Oviedo et al., 2012) tiene gran importancia ambiental por la cobertura que brinda al medio donde crece, la retención de agua en el suelo y control de la erosión. Considerada especie con gran impacto económico, social y cultural por poseer multiplicidad de usos (López et al., 2018). Por otra parte, las cualidades físicas, su bajo costo y disponibilidad, hacen de esta planta el material ideal para la construcción de viviendas, muebles, artículos decorativos utilitarios y artesanía (González, 2013). También se encontraron con alta dominancia otras especies que tienen reconocido valor económico como: G. arborea, T. elatum, A. mangiun.
Estructura diamétrica
La cantidad de individuos por clase diamétrica, el número representativo (55 y 77) en las clases II y III (Figura 4), hace que se presente una distribución que se va alejando de la forma de J invertida que había observado Mitjans (2012) en el área estudiada. Distribución que caracteriza al bosque heterogéneo en etapa de sucesión avanzada, según refieren Chokkalingam y De Jong (2001).
Índice de valor de importancia (IVI)
Se identificaron 5 especies que tienen importancia ecológica alta (> 15), en la categoría de media (15>IVI≥5) se identificaron 14 y baja (< 5) 10. Las cinco especies con importancia ecológica alta son: B. vulgaris, G. arborea, S. saman, T. elatum, S. saponaria, G. ulmifolia y entre las especies de menor peso ecológico se encuentran: A. enermis, P. guajava, L. leucocephala, D. regia, T. catappa (apéndice).
Estructura vertical
Los diferentes estratos o pisos que caracterizan el bosque en ambas márgenes (Figura 5), muestra 93 individuos con altura entre 2 a 5 m, 64 con valores comprendidos entre 5 a 10 m y 125 mayores que 10 m. En ambas márgenes se observó el mayor número de individuos en el estrato superior a los 10 m. La mayor altura se registró con valores de 21 m (B. vulgaris); 34 individuos se registraron con valores mayores a los 15 m, entre los que se encuentran especies de rápido crecimiento como: G. arbórea, T. elatum, A. mangium, B. vulgaris.
Conclusiones
Se registraron 282 individuos, 29 especies, 29 géneros y 18 familias; 25 especies en la margen 1 y 24 en la margen 2, alta similitud entre las márgenes. Se identificaron diez especies alóctonas invasoras, cinco de ellas apuntan en potencialmente invasoras. Las familias con mayores riquezas de especies fueron: Meliaceae, Sapindaceae, Mimosaceae, Anacardiaceae y Boraginaceae.
Se encontraron cinco especies con alto peso ecológico (B. vulgaris, G. arborea, S. saman T. elatum, S. saponarius), de las cuales sólo la G. arborea no se encuentra entre las propuestas para la protección de los sistemas acuatorios de Cuba.
El ecosistema estudiado mostró cierta tendencia a la heterogeneidad, evidenciado en la disparidad en altura, diámetro, índice de Simpson y cociente de mezcla, presentando este último un alto valor.
Transcurridos ocho años de restauración pasiva, se observaron cambios en la estructura vertical y horizontal, con incremento en D130 y altura, aunque se mantienen B. vulgaris y G. arbórea como las especies de mayor IVI.
Apéndice
Especies | Familia | Ar | Fr | Dr | IVI |
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Poaceae | 2,13 | 5,769 | 62,23 | 70,126 |
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Verbenaceae | 13,12 | 7,692 | 9,90 | 30,715 |
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Mimosaceae | 8,16 | 5,769 | 3,57 | 17,496 |
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Malvaceae | 6,03 | 5,769 | 3,57 | 15,371 |
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Anacardiaceae | 7,45 | 5,769 | 1,79 | 15,002 |
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Sterculiaceae | 5,32 | 4,808 | 3,46 | 13,582 |
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Meliaceae | 6,38 | 5,769 | 0,32 | 12,467 |
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Meliaceae | 4,61 | 3,846 | 2,40 | 10,858 |
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Mimosaceae | 4,61 | 2,885 | 3,36 | 10,853 |
|
Apocynaceae. | 6,38 | 3,846 | 0,13 | 10,361 |
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Fabaceae | 4,26 | 3,846 | 1,87 | 9,975 |
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Anacardiaceae | 2,84 | 3,846 | 1,19 | 7,876 |
|
Bignonaceae | 2,84 | 3,846 | 0,83 | 7,51 |
|
Boraginaceae | 2,48 | 3,846 | 1,09 | 7,418 |
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Boraginaceae | 1,77 | 3,846 | 1,11 | 6,729 |
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Rubiaceae | 3,19 | 2,885 | 0,17 | 6,251 |
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Meliaceae | 2,84 | 2,885 | 0,19 | 5,906 |
|
Sapindaceae | 2,13 | 2,885 | 0,17 | 5,185 |
|
Sapindaceae | 2,13 | 2,885 | 0,13 | 5,146 |
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Meliaceae | 2,13 | 1,923 | 0,70 | 4,753 |
|
Anacardiaceae | 1,42 | 2,885 | 0,05 | 4,357 |
|
Simarubaceae | 1,77 | 1,923 | 0,47 | 4,167 |
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Arecaceae | 1,06 | 1,923 | 0,51 | 3,501 |
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Anacardiaceae | 1,42 | 1,923 | 0,15 | 3,491 |
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Combretaceae, | 1,06 | 1,923 | 0,29 | 3,273 |
|
Caesalpinaceae | 1,06 | 1,923 | 0,07 | 3,055 |
|
Mimosaceae | 0,71 | 0,962 | 0,17 | 1,843 |
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Myrtaceae | 0,35 | 0,962 | 0,09 | 1,401 |
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Fabaceae | 0,35 | 0,962 | 0,02 | 1,334 |
Ar- Abundancia relativa, Fr- Frecuencia relativa, Dr- Dominancia relativa y IVI-Índice de valor de importancia ecológica. *Autóctona, ** Alóctonas.