Introducción

Los bosques son ecosistemas capaces de albergar una gran variedad de vida y es esencial gestionarlos adecuadamente, para prevenir y evitar la pérdida de importantes superficies (¹). La biodiversidad, es fundamental para mantener el equilibrio de los ecosistemas y proporciona una serie de servicios ambientales, que son vitales para la vida y de los cuales los seres humanos obtienen diversos beneficios (²).

Los ecosistemas forestales se reducen considerablemente cada año, así mismo, la recuperación de estos ecosistemas se da a través de programas de reforestación, como las plantaciones de especies arbóreas (³). Estas reforestaciones son una medida de recuperación de áreas con suelos degradados y áreas abandonadas en donde anteriormente se realizaban cultivos agrícolas (⁴). Al mismo tiempo, la implementación de prácticas de conservación y aprovechamiento desempeña un papel fundamental en la preservación y conservación de su biodiversidad (⁵).

Gestionar la biodiversidad es una tarea complicada en la que se deben considerar, por un lado, la estructura de especies como indicador de la diversidad y la evaluación y composición florística como parte crucial para su gestión. Estos elementos permiten evaluar el comportamiento de la comunidad vegetal y de cada especie, información necesaria para desarrollar planes de manejo que permitan su conservación o mejora (⁶), (⁷). Para conocer la estructura se emplean índices que reflejan la importancia ecológica de las especies, entre los que destaca el índice de valor importancia (IVI) (⁸), (⁹) y a nivel comunidad el índice de Margalef y el índice de Shannon (¹⁰), (¹¹).

Aunque existen investigaciones sobre la regeneración de las comunidades vegetales del bosque de coníferas (¹²), (¹³), (¹⁴), (¹⁵), en el norte de México no existen estudios que brinden información suficiente sobre la regeneración de este ecosistema afectado por agricultura y/o ganadería. Por lo anterior, los objetivos de la presente investigación fueron 1) evaluar la composición y la diversidad de especies arbóreas en un bosque árido templado en el Noreste de México con historial de uso agrícola y pecuario y 2) estimar el porcentaje de supervivencia de una plantación de diez años de Pinus cembroides (Zucc).

Materiales y métodos

En el área de estudio se establecieron cultivos de maíz y frijol durante 70 años, de 1920 a 1990. En 1990 se abandonó la actividad agrícola y se usó para ganadería bovina, quedando el sitio sin cobertura vegetal. En el año 2013 se excluyó el área del ganado y se realizó la reforestación con P. cembroides. La plantación se realizó de forma lineal, con una distancia entre planta y planta de alrededor de 2 m. La distancia promedio entre línea y línea fue de 5.20 m. La densidad de plantación por hectárea fue de 1000 plántulas.

Figura 1 Ubicación del área de estudio en el municipio de Galeana, México. Los círculos rojos corresponden a los sitios de muestreo de 1,000 m2.  

Figure 1. Location of the study area in the municipality of Galeana, Mexico. The red circles correspond to the 1,000 m2 sampling sites.

Análisis de la información

Para la evaluación del porcentaje de supervivencia de la plantación de P. cembroides, se utilizó la ecuación 1 (²²), (²³):

Donde: %𝑆 = Porcentaje de supervivencia, 𝑝𝑖 = Número de plantas vivas, 𝑝(𝑁) = Número de plantas vivas y muertas.

Para cumplir con los objetivos, se estimó la abundancia (ARi), dominancia (DRi), frecuencia (FRi) e IVI (²⁴). La abundancia hace referencia al número de individuos de una especie por unidad de superficie con relación al número total de individuos, es decir, indica la cantidad de veces que se registró cada especie (²⁵). La frecuencia se refiere a la proporción de sitios de muestreo en las que aparece una determinada especie, revela la distribución espacial de las especies (²⁶). La dominancia se relaciona con el grado de cobertura de las especies como manifestación del espacio ocupado por ellas y se expresa por el área de copa (²⁷). La dominancia relativa es calculada como el porcentaje del área de copa de cada especie respecto al total de área de copa de todos los individuos, así mismo, la dominancia absoluta de las especies se obtiene sumando las áreas de copa de todos los individuos por especie (²⁵).

Con dicha información se calculó el IVI que adquiere valores porcentuales en una escala del 0 al 100 (²¹), (²⁸). El IVI es la sumatoria de los valores relativos de abundancia, frecuencia y dominancia de cada especie. El resultado final del IVI es un valor que indica la importancia relativa de cada especie en la comunidad vegetal (²⁶), (²⁹), (³⁰). Para estimar la riqueza de especies se utilizó el índice de Margalef (DMg) (³¹), (³²). También se estimaron el índice de Shannon y Weiner (H') (³³), (³⁴) y el índice de Diversidad Verdadera de Shannon (¹ D) (Cuadro 1).

Cuadro 1 Fórmulas utilizadas en la determinación de la diversidad e indicadores ecológicos de especies, Nuevo León, México, 2023.  

Resultados y discusión

Se registraron 19 especies, 16 géneros y 13 familias (Cuadro 2). Los géneros con dos especies fueron Cercocarpus, Juniperus y Opuntia y la familia con mayor representación fue la Pinaceae con 476 individuos ha^-1, seguida de la Fabaceae con 266 individuos ha^-1 de tres especies y tres géneros.

Cuadro 2 Nombre científico, nombre común y familia de las especies (ordenadas alfabéticamente) encontradas en la plantación en el ejido La Tapona, Nuevo León, México, 2023.  

Abundancia: A nivel familia, las que presentaron mayor abundancia fue Pinaceae (476 individuos ha^-1), seguido por Fabaceae (266 individuos ha^-1) y Euphorbiaceae (161 individuos ha^-1), mientras que las familias Asparagaceae (3 individuos ha^-1), Amaranthaceae (2 individuos ha^-1); Anacardiaceae, Berberidaceae y Rosaceae (1 individuo ha^-1) presentaron la menor presencia. De las 19 especies identificadas, P. cembroides, Croton suaveolens Torr., Mimosa texana (A. Gray) Small, Dalea greggii A. Grey y Brickellia veronicifolia (Kunth) A. Gray, representan el 77.21% de la abundancia, destacando el P. cembroides con 36.81% (Cuadro 3). Debido a la reforestación la familia con mayor representación de individuos fue la Pinaceae, y de manera natural fue la Fabaceae (266 individuos ha^-1 y tres especies), cantidad menor a la registrada por Ramos-Castillo (³⁵) (21 especies) en Chihuahua, esta diferencia de especies se debe a que el área se localiza dentro de la zona ecología templada subhúmeda con bosques mixtos a diferencia del área evaluada en la presente investigación que es tipo seco o árido templado. A su vez, las familias tienen una distribución de acuerdo a las condiciones climáticas; tal es el caso de la Fabaceae ya que un alto porcentaje del tipo arbustivo son predominantes en zonas de clima templado (³⁶).

La presencia de P. cembroides se debe a las acciones de reforestación. López-Hernández et al., (¹¹) y Aguirre-Calderón et al., (³⁷) reportaron también que el género Pinus presenta una mayor abundancia en bosques templados bajo manejo. El género Croton se ha registrado en sitios de disturbio y se presenta más en pendientes inferiores (³⁸). El género Mimosa se puede desarrollar en zonas de disturbios, como en superficies afectadas por el paso de ganado, como es el área de estudio, además son capaces de formar “islas de recursos”, así como el establecimiento de otras especies como las cactáceas (³⁹), (⁴⁰), (⁴¹).

Supervivencia: De acuerdo con la densidad de plantación, la supervivencia de la plantación de P. cembroides a 10 años de la exclusión del ganado fue del 47.6%. Se estimó la presencia de 476 individuos vivos por hectárea. Factores abióticos (clima, radiación solar, precipitación, composición del suelo) y factores bióticos (competencia entre especies, depredación, entre otros) pueden afectar o mejorar la supervivencia de las plantaciones de especies forestales con fines de restauración ecológica (⁴²), (⁴³).

Calleja-Peláez et al. (⁴) determinaron la supervivencia del Pinus ayacahuite (Ehrenb.) y Pinus patula (Schiede ex Schltdl. & Cham). obtuvieron un promedio general de 79.99%, este valor es mayor al obtenido en la presente investigación, esta diferencia se puede deber a los diferentes factores tales como el clima, la precipitación y el tiempo en que se evaluó. Otros autores han registrado tasas de supervivencia al año de realizar la reforestación en bosques templados <55 % (⁴⁴), (⁴⁵).

Por otra parte, Vásquez-García et al. (⁴⁶) evaluaron 6 plantaciones de diferentes años (uno, dos, ocho y diez) de Pinus oaxacana (Mirov.) y dos plantaciones (cuatro y seis) de Pinus greggii (Englem.), en 3 comunidades (Magdalena Yodocono, San Francisco Teopan y Tlacotepec Plumas) destacando la supervivencia promedio de las comunidades San Francisco Teopan y Tlacotepec Plumas con el 74.48 % y 71 % respectivamente, este alto valor se debe a que la selección de especies fue la adecuada y que existe mayor precipitación. A su vez, Torres y Magañan (⁴⁷) indican que valores de supervivencia > 60% son aceptables para plantaciones de protección, lo que indica que la plantación evaluada está ligeramente debajo del mínimo aceptable.

Dominancia: Referente a la dominancia, la comunidad vegetal presentó una cobertura de 849.03 m² ha^-1, lo que equivale a un 8.49 % de cobertura vegetal en el área incluyendo al P. cembroides, sin esta especie la cobertura vegetal seria de 703.74 m² ha^-1, lo que equivaldría a un 7.03 %. La especie que presentó el mayor valor fue Juniperus monosperma (Engelm.) Sarg. con el 53.37 %, seguido del P. cembroides con 17.11%. Esta baja cobertura podría explicarse por la poca resiliencia de los bosques áridos, debido a su escasa precipitación (⁴⁸). Además, algunas especies presentan un mayor riesgo de mortalidad debido a la erosión y sequía, por lo cual favorece a especies como el Juniperus ya que se pueden desarrollan prósperamente en condiciones ecológicas de escases de agua (⁴⁹), (⁵⁰). Debido a su espeso follaje le permite almacenar agua mejor que otras especies identificadas en el sitio (⁴⁹), (⁵¹). Los resultados de la presente investigación son muy diferentes a los presentados por Graciano-Ávila et al. (6) en los cuales se registraron una dominancia relativa del género Pinus de 70.98% y del género Juniperus de 3.15% en un bosque templado maduro. Castro-López (⁴⁹) señala que los juníperos que se localizan en México presentan conos carnosos y dulces, lo que los hace más avanzados evolutivamente, ya que favorece su dispersión mediante las aves y pequeños mamíferos. Velazco et al. (⁵²) mencionan que el norte de México posee las condiciones ambientales favorables para el crecimiento del J. monosperma y Juniperus fláccida Schltdl. ya que son tolerantes a los ambientes semiáridos y prosperan en suelos someros y de baja humedad.

Frecuencia: Se destacan tres especies (J. monosperma, P. cembroides y M. texana) con mayor cobertura que suman un 84.90 % del total de la cobertura vegetal. De acuerdo con la frecuencia únicamente J. monosperma y P. cembroides se registraron en todos los sitios de muestreo (Cuadro 3). Con respecto a la frecuencia relativa de las especies, resaltan: J. monosperma y P. cembroides (12.73%), M. texana (11.82%), B. veronicifolia (10.91%) y Juniperus saltillensis (M. T. Hall) (10.00 %). Juniperus spp., Agave spp., B. trifoliolata, Rhus spp., Mimosa biuncifera (Benth.), son especies notables de la naturaleza xérica que se asocian a los bosques de P. cembroides (⁵³), (⁵⁴). Así mismo, algunas especies de Juniperus se desarrollan en el noreste de México, entre las poblaciones de Quercus y Pinus (⁵⁵).

Figura 2 Especies con el mayor Índice de Valor de Importan cia en el ejido La Tapona, Nuevo León, México, 2023.  

Figure 2. Species with the highest Importance Value Index in the La Tapona ejido, Nuevo León, Mexico, 2023

Índice de Valor de Importancia: En México, los proyectos de restauración en su mayoría (94%) van dirigidos hacia ecosistemas de clima templado frio, mientras que para las regiones áridas y semiáridas solo se destina un 4% de la intervención. Esto dificulta el éxito de los programas de reforestación (⁵⁶).

Además, la calidad, supervivencia y éxito de la reforestación están sujetos a diversas variables, entre las cuales se encuentran el sistema de producción, el tipo de contenedor, así como las condiciones edáficas y climáticas (⁴³). En la región destinada a la reforestación, las plántulas fueron distribuidas en paquetes de 10 dentro de contenedores de hielo seco. Hay evidencia que sugiere que el empleo de contenedores con mayor volumen beneficia más el crecimiento de las plántulas, ya que favorece el desarrollo del sistema radical y mejora su calidad (⁵⁷).

Las especies de mayor importancia ecológica fueron J. monosperma, P. cembroides y M. texana con un IVI de 23.76; 22.22; 12.35 respectivamente (Gráfica 1). Por el contrario, las especies Atriplex sp, Cercocarpus macrophyllus C.K.Schneid., Cercocarpus fothergilloides Kunth, Agave scabra Salm-Dyck, Vachellia constricta Benth., Rhus pachyrrhachis Hemsl. F.A.Barkley y Berberis trifoliolata Moric. presentaron un IVI menor a 1 (Cuadro 3).

Cuadro 3 Abundancia, dominancia, frecuencia e Índice de Valor de Importancia (IVI) de las especies en el en el ejido La Tapona, Nuevo León, México, 2023. Las especies se ordenaron de manera descendente de acuerdo con su valor de IVI.  

Los resultados obtenidos son el resultado de la regeneración natural de J. monosperma y M. texana y la plantación de P. cembroides. Estos resultados difieren de otros bosques templados en estado sucesional avanzado, como el de (⁵⁸) en el municipio de Pueblo Nuevo, Durango donde el valor de importancia para la especie de P. cembroides fue mayor de 50%, en donde se presentan precipitaciones mayores a los 600 mm anuales con una altitud entre los 1800 y 2,100 m y el de López-Hernández et al., (¹¹), donde evaluaron la zona este del estado de Puebla, México, perteneciente la Unidad de Manejo Forestal con clave 2105, encontraron que el género Pinus presenta un 85.5 % abarcando las especies de Pinus montezumae (var. Rudis) Lamb. (42.20 %), Pinus hartwegii Lindl. (8.67 %), Pinus pseudostrobus Lindl. (3.58), Pinus rudis Endl. (1.00 %) y Pinus greggii Engelm. (0.89 %) y el menor IVI fue Juniperus montícola Martínez 0.54 %, la diferencia se debe a la diferencia en la variedad de climas y que el área evaluada en la presente investigación se vio modificada por factores antropogénicos.

Además, el género Juniperus se presenta en suelos profundos o someros, en climas templados o fríos, sobre diferentes condiciones ecológicas (⁴⁹), (⁵⁹). En condiciones de sequía, cuando la humedad no llega a grandes profundidades en el suelo, el género Pinus presenta un mayor riesgo de mortalidad en relación con el Juniperus, este último se desarrolla mejor en zonas más áridas, ya que cuenta con un follaje escamoso que le permite almacenar el agua de una manera más eficiente (⁴⁸), (⁵⁰). Además, la presencia de especies del género Juniperus se relacionan con bosques de coníferas con impacto antropogénico (⁵⁵), (⁶⁰). La especie P. cembroides se desarrolla en mejores condiciones en localidades con mayor altitud, superiores a los 2850 a 2880 m s.n.m. con ambientes templados, lo cual está relacionado con la precipitación y la temperatura (⁶¹). El área evaluada en este estudio al presentarse en menor altitud (1950 m s.n.m.) la especie se desarrolla en condiciones menos favorables, lo que explica el desarrollo pobre de crecimiento de los individuos de P. cembroides en la plantación. A su vez, Pavek (⁶²), menciona que el desarrollo del P. cembroides se ve favorecido bajo condiciones de media sombra y a medida que se desarrolla va en aumento, el factor de media sombra puede ser un parámetro que afecto el crecimiento de la especie en el presente estudio.

Asimismo, considerando que la zona de investigación corresponde a un lugar que previamente se empleaba con fines agrícolas, el suelo experimentó una serie de transformaciones, incluyendo la degradación del mismo. Por otra parte, las plantas del género Mimosa son prosperas en ambientes de sequias prolongadas y periódicas, están ampliamente distribuidas en zonas áridas y semiáridas (⁴⁰), esto es relevante para comprender porque la Mimosa texana es una de las especies con mayor IVI.

Diversidad: La comunidad vegetal estudiada presentó un índice de Margalef de 2.51, indicando un valor de riqueza media. En lo que respecta a la riqueza de especies, el valor del índice de Shannon fue de 2.07 (riqueza media) y el índice de Diversidad Verdadera de Shannon (¹D) fue de 7.94. Entre los resultados obtenidos se determinó una riqueza especifica de 19 especies.

Valores intermedios a altos de riqueza han sido reportados para otros ecosistemas por (⁶³) con DMg = 1.8 a 5.85 y H'=1.16 a 2.67 y (⁶⁴) con valores de DMg = 6.34 y H'= 3.00 en la Sierra Madre Oriental. (⁶⁵) registraron un valor de DMg = 2.29 y H' de 1.87 en el noreste de México. Para bosques templados, (¹¹) reportaron valores inferiores de DMg = 1.35 y H'= 1.37. Del mismo modo, (⁶⁶) determinaron un DMg = 0.53 y H'= 1.33, lo que indica que el área de estudio presenta mayor diversidad de especies arbóreas en comparación a ecosistemas similares. Esta diversidad intermedia se debe a que dos terceras partes de las especies presentan una abundancia superior a los 10 individuos, presentando así una proporción de especies más homogénea.

Conclusiones

Referente al primer objetivo la comunidad vegetal evaluada se caracteriza por la presencia de 1294 individuos por hectárea pertenecientes a 19 especies, 16 géneros agrupados en 13 familias, donde predominan las especies de las familias Pinaceae seguida de la Fabaceae y se destaca la baja presencia de especies de la familia Anacardiaceae y Berberidaceae. La cobertura de copa fue baja, indicando que presenta baja capacidad de regeneración y que aún se está recuperado la comunidad vegetal.

Las especies de mayor importancia ecológica son las regeneradas J. monosperma y M. texana y la reforestada P. cembroides las cuales aportaron el 58.33% del IVI total. Las dos primeras son especies que se pueden desarrollar en zonas de disturbio y sobre sitios que presenten diferentes condiciones ecológicas. Se presentó al P. cembroides como la segunda especie más importante, esto se debe a que esta especie fue reforestada en el sitio. Sin la plantación la cobertura vegetal sería de 703.74 m² ha^-1, lo que equivaldría a un 7.03 %. De acuerdo a los índices de diversidad utilizados se presentó una diversidad intermedia de especies.

Referente al segundo objetivo, la supervivencia de la plantación de P. cembroides fue del 47.6%, lo que indica que la plantación evaluada está ligeramente debajo del mínimo aceptable del 60%. Por hectárea se estimó la presencia de 476 individuos vivos. La supervivencia de esta especie se debe a su potencial adaptativo, ya esta especie es utilizada para la reforestación en diferentes zonas (áridas y semiáridas), ya que son resistentes a las bajas precipitaciones.