México: Reforestación con Especies Arbóreas Nativas en un Pastizal Degradado en la Selva Lacandona de Chiapas

Project Stage:
Completed

Start Date:
2005-09-05

End Date:
2006-09-05

Primary Causes of Degradation

Degradation Description

El proceso de deforestación en el trópico húmedo suele iniciar con la extracción de madera comercial, a lo que le sigue el desmonte de la selva y la utilización del terreno por unos pocos años en agricultura de temporal, dedicándolo luego a pastizal permanente (Masera, 1996; Vásquez-Sánchez et al., 1992). La ausencia de cobertura arbórea, el pisoteo constante del ganado en suelos arcillosos y la elevada precipitación en las regiones tropicales húmedas, propician la degradación del suelo en términos de sus propiedades físicas y químicas. Entre ellas destacan la compactación del suelo, la lixiviación de nutrientes y la pérdida de la materia orgánica (Loker, 1994). La compactación del suelo por sobrepastoreo es una de las condiciones de degradación de mayor importancia en bosques y selvas de México, estimadas en un total 59 millones de hectáreas de tierras compactadas, que representa el 30% de la superficie total de tierras degradadas (Chapela, 1999).

El suelo donde se estableció la parcela experimental es arcilloso, deficiente en fósforo y con una alta densidad aparente (1.1 g/ml), de acuerdo con el muestreo realizado durante el presente estudio. Este valor se incluye dentro del intervalo (1.0-1.7 g/ml) definido como indicador de compactación en suelos arcillosos (AgÁ¼ero & Alvarado, 1983; Donahue et al., 1983). Durante los meses de mayor precipitación pluvial (Agosto-Septiembre) la parcela se encontró inundada, y por otro lado, en la estación seca se formaron grietas de aprox. 15 cm de profundidad. Batey & McKenzie (2006) mencionaron que el drenaje deficiente puede ser una consecuencia de la compactación en la superficie del suelo.

El terreno fue ocupado como potrero durante 30 años a partir del desmonte de la selva. El sitio fue selva alta hasta el año de 1969, la cual fue tumbada y quemada para su aprovechamiento agrícola durante siete años. A partir del año 1976 hasta la fecha, el área fue sembrada con pasto “estrella” para su aprovechamiento pecuario.

Reference Ecosystem Description

La Selva Lacandona se caracteriza por su alta diversidad de especies, ya que mantiene 25% de la biodiversidad total de México, en un área menor al 1% de la superficie del país (Medellín 1996). Se estima que ahí existen aprox 4,314 especies de plantas vasculares lo que representa 19% de la diversidad de México (Martínez et al. 1994); 340 especies de aves (migratorias y residentes; 30% de las especies mexicanas; González-García 1993) y 800 especies de mariposas diurnas (36% del total para el país; De la Maza y De la Maza 1991). Los mamíferos de la región incluyen 117 especies, lo que constituye 27% de las especies terrestres de México (López 1998, Medellín 1994). Entre otros puntos importantes, es una de las pocas áreas de Mesoamérica con poblaciones aún viables de especies con problemas de conservación (e.g. jaguar, tapir, mono araña y mono aullador; Vera-Rivera 1990) y para algunas especies su única población en México se encuentra en esta región, ejemplo de ello son las especies Metachirus nudicaudatus (tlacuache), Cabassous centralis (armadillo), Tonatia bidens (murciélago; Medellín 1994).

Project Goals

La meta del presente trabajo fue evaluar alternativas para el manejo de la sucesión secundaria, que faciliten y aceleren el establecimiento inicial de especies arbóreas nativas en un pastizal degradado.

Monitoring

The project does not have a monitoring plan.

Description of Project Activities:
El principal criterio para la selección de las especies fue que éstas pertenecieran a diferentes fases de la sucesión secundaria. Se incluyeron por un lado, especies heliófilas de semillas ortodoxas dispersadas por el viento, típicas de fases iniciales e intermedias de la sucesión. Por otro lado, se tomaron en cuenta especies umbrófilas de semillas recalcitrantes dispersadas por mamíferos, típicas de las fases tardías de la sucesión. El potrero seleccionado estaba en uso al iniciarse el presente estudio, por lo que la parcela fue cercada con alambre de púas para excluir al ganado del área experimental. Asimismo, se eliminó la vegetación superficial del potrero con el uso de machetes, para homogeneizar la cobertura inicial. Con la ayuda de cavadores se hicieron perforaciones en la tierra de aprox. 30 x 30 x 30 cm a intervalos de dos metros. El transplante a la parcela se realizó el día 5 de septiembre del año 2005, dentro del periodo principal de lluvias. El diseño experimental fue factorial en bloques completamente aleatorizados (DBCA), donde el deshierbe y la fertilización fueron los factores fijos, con dos niveles por cada factor (presencia y ausencia). Las parcelas y la posición de las especies en su interior fueron aleatorizadas en 15 bloques, cada uno con cuatro parcelas de 6 x 4 m y un individuo por especie a un distanciamiento de 2 x 2 m. Así, se instalaron en total 60 parcelas y fueron plantados 360 individuos en un área de 2,226 m2. El tratamiento de fertilización se inició al momento de la plantación, en la mitad de las parcelas designadas aleatoriamente en el diseño. En la base de hoyos de 20 x 20 x 30 cm se aplicó un fertilizante granular inorgánico comercial (N-P-K=20-30-10) en una dosis de 60 g por planta, el cual fue elegido por la deficiencia de fósforo en el suelo donde se estableció la parcela experimental. El tratamiento de deshierbe se aplicó durante los primeros seis meses del establecimiento (septiembre 2005 - febrero 2006) a todos los individuos transplantados. Luego continuó los siguientes seis meses solamente en las parcelas con este tratamiento, realizándose una limpieza con machete alrededor de las plántulas en un radio de un metro. El deshierbe fue bimestral durante la temporada seca y mensual en tiempo de lluvias cuando crece a mayor velocidad. La parcela fue evaluada cada 90 días. La primera evaluación se realizó al iniciar el experimento y se efectuaron un total de cinco mediciones a lo largo de un año. En cada una se evaluó la supervivencia y el crecimiento de las plantas. La supervivencia se registró mediante el conteo de los individuos y se anotaron las posibles causas de mortalidad (daños por insectos u hongos, desecación, daño mecánico). La altura de las plantas se obtuvo midiendo con un flexómetro desde la base del tallo hasta la yema apical. El diámetro basal se midió con un vernier calibrado con precisión de 0.05 mm.

Ecological Outcomes Achieved

Eliminate existing threats to the ecosystem:
SUPERVIVENCIA La supervivencia de las plantas al final del experimento varió significativamente entre bloques y en la interacción de bloque con tratamiento. Esto implica que hubo mayor mortalidad en ciertos bloques, la cual se incrementó en la interacción con el deshierbe. Estas diferencias posiblemente se debieron a un efecto de gradiente ambiental relacionado con la compactación y humedad del suelo, generando en algunas zonas condiciones contrastantes de saturación durante la estación lluviosa y de sequedad extrema durante la estación seca. También se econtraron diferencias significativas para el efecto simple del deshierbe y de la especie. Lo primero resultó en que la supervivencia de las plantas fuera mayor en el tratamiento sin deshierbe, lo cual explica el por qué no se encontraron diferencias significativas en la interacción con la especie. Las especies más afectadas fueron S. parahyba, C. brasiliense y O. schippii. No se registraron efectos significativos por efecto de la fertilización. En términos generales, la supervivencia fue buena en la época de lluvias y la mayor parte de la mortalidad (> 70%) se dio entre los 180 y 270 días posteriores al transplante, periodo correspondiente con la estación seca y con la aplicación del tratamiento sin deshierbe. Un 20% de la mortalidad fue afectada por el corte accidental de la planta con machete al momento de aplicar el deshierbe y otro 10% fue atribuido al estrés sufrido por las plántulas al momento del transplante. Los resultados indican que el establecimiento de las plántulas es bueno manteniendo el área deshierbada durante los primeros seis meses después del transplante (septiembre-febrero), y dejándolas sin deshierbe durante la época de sequía (marzo-junio). CRECIMIENTO La tasa relativa de crecimiento (TRC) en altura varió significativamente para el efecto simple del deshierbe y de la especie. En cuanto a la TRC en diámetro basal se encontraron diferencias significativas por efecto del deshierbe, y de la especie. No se registraron diferencias significativas para el efecto de bloque y tratamiento, ni para el de la fertilización. En ambos atributos de crecimiento la mayor parte de la varianza fue explicada por el efecto de la especie y en menor medida por el deshierbe. El efecto simple del deshierbe indicó un mayor crecimiento en altura y diámetro de las plantas en el tratamiento con deshierbe. La diferenciación del crecimiento de las plantas por el deshierbe fue evidente a partir de los 180 días, fecha en que inició la aplicación del tratamiento sin deshierbe. En altura las respuestas más notorias fueron de S. parahyba y C. brasiliense. En diámetro las respuestas significativas también fueron de S. parahyba y C. brasiliense, así como de C. pentandra.

Factors limiting recovery of the ecosystem:
La principal causa de mortalidad de las plantas puede ser atribuida a la desecación, ya que durante la estación de menor precipitación (marzo-junio), se observó la formación de grietas en el suelo desnudo de las plantas con deshierbe. Estos resultados son consistentes con otros estudios que reportan que la mayor parte de la mortalidad de especies arbóreas que establecieron en zonas agropecuarias degradadas fue registrada durante la estación seca (Ramírez-Marcial, 2003; Hau & Corlett, 2003; Alvarez-Aquino et al., 2004). Sin embargo, los resultados pueden ser contrastantes con lo reportado usualmente sobre que el deshierbe favorece el establecimiento de plántulas forestales por la disminución de la competencia con los pastos (Holl et al., 2000; Zimmerman et al., 2000). El deshierbe si bien reduce la competencia también ocasiona que se hagan más extremas las condiciones de luminosidad, temperatura y falta de humedad, sobre todo durante la estación seca. Al quedar el suelo desnudo en la superficie, se incrementan los niveles de mortalidad por causa de la desecación (Nepstad et al., 1996; Hooper et al., 2002). Al respecto, Hernández-X. (1981) menciona que de acuerdo con el conocimiento agrícola tradicional maya del manejo del maíz, no es bueno el deshierbe en temporada de sequía porque las hierbas protegen al maíz del sol. En este sentido, los resultados coinciden en que es posible que las especies umbrófilas tengan una mayor capacidad para sobrevivir bajo la cobertura de los pastos (Hooper et al., 2002; Rodríguez, 2005; Martínez-Garza et al., 2005). Sin embargo, de acuerdo con la respuesta de S. parahyba es posible que ante las severas condiciones de la estación seca, inclusive las especies demandantes de luz puedan ser favorecidas bajo una cobertura moderada de pastos. Se observó un patrón de trueque o "trade-off" dado por el efecto del deshierbe, de forma negativa en la supervivencia y positiva en ambas variables de crecimiento. Este intercambio puede significar la pérdida de algunos individuos a cambio de alcanzar un mayor crecimiento a plena luz o viceversa. Según Baraloto et al. (2005) una forma de trueque, puede estar relacionada con el desempeño diferencial de una especie en microambientes contrastantes de luz o disponibilidad de agua. Estos canjes pueden tener una repercusión importante en la silvicultura y el manejo de especies forestales, así como en el entendimiento de la plasticidad y adaptación de las especies a ambientes perturbados (Poorter et al., 2005). El no efecto de la fertilización puede responder a que su aplicación en condiciones saturadas pudo haber mermado su efecto por la disolución de sales, como también pudo haber contaminación entre parcelas y bloques. Al respecto Siemann & Rogers (2003) mencionan que las propiedades físicas del suelo como la compactación pueden ser determinantes en la absorción de fertilizantes por plantas arbóreas. Es posible también que la composición del fertilizante rica en fósforo no haya sido la adecuada para dichas especies.

Socio-Economic & Community Outcomes Achieved

Key Lessons Learned

Las condiciones de degradación en el área experimental, definidas en términos de compactación del suelo y deficiencia de algunos nutrimentos, historial de uso prolongado y baja productividad, no fueron un obstáculo infranqueable para el establecimiento de las plántulas. El manejo de la vegetación de pastizales mediante deshierbes selectivos, puede proveer varias alternativas en el establecimiento de especies nativas con diferente historia de vida y estatus sucesional (Davis et al., 1998).

La supervivencia de las plántulas es buena en épocas de alta precipitación (mes de septiembre), sin la cobertura de pastos y manteniéndose con deshierbe a lo largo de la época de lluvias. A partir de la época de sequía (marzo-junio) la probabilidad de supervivencia de las plántulas es mayor bajo la cobertura de los pastos, tanto de especies demandantes de luz como tolerantes de sombra.

Las plántulas de las especies de hábito heliófilo Ceiba pentandra, Schizolobium parahyba y Swietenia macrophylla tuvieron altos niveles de supervivencia, mientras que las umbrófilas fueron más afectadas por la mortalidad, de manera intermedia en Brosimum alicastrum y Calophyllum brasiliense, y drásticamente en Ormosia schippii.

El efecto de la especie fue el factor más consistente para explicar la varianza en las tres variables de respuesta (supervivencia, crecimiento en diámetro y en altura). Esto indica que las especies arbóreas estudiadas tuvieron determinadas trayectorias de supervivencia y crecimiento en la condición ambiental en que fueron establecidas, al margen del efecto de los tratamientos aplicados.

Sources and Amounts of Funding

Esta investigación fue realizada gracias a becas otorgadas por la Comisión Nacional Forestal (CONAFOR) y el Consejo de Ciencia y Tecnología (COCYTECH).

Other Resources

Dañobeytia, Francisco Román et al., 2007. Establecimiento de seis especies arbóreas nativas en un pastizal degradado en la Selva Lacandona, Chiapas, México. Ecología Aplicada 6(1-2): 1-8.

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