Estudio de Caso Diplomado en restauración de ecosistemas y servicios ambientales 2019
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México Cristina Martínez-Garza
[email protected] Marines de la Peña Henry F. Howe Julio Campo
Módulo 2
Restauración de bosques y selvas
año/edición créditos copyright forma de citar
Vínculos
2019. Sexta Edición
módulo 1
Fundamentos de la restauración ecológica
Diplomado en línea: Restauración de ecosistemas y servicios ambientales
módulo 2
Restauración de bosques y selvas
Martínez-Garza, C. et al. 2019. 2019.enEvaluación Evaluac ión de plantaciones experimentales paisajes fragmentados en Los Tuxtlas ,Veracruz, México. Estudio de caso. Diplomado en línea: Restauración de ecosistemas y servicios ambientales. Sexta Edición. Fundación Internacional para la Restauración de Ecosistemas e Instituto de Ecología, A. C.
módulo 3
Restauración de ecosistemas costeros,, humedales y arrecifes costeros
módulo 4
Restauración de servicios ambientales
Los vínculos a recursos en línea de este documento fueron consultados en abril de 2019.
módulo 5
Restauración ecológica y sociedad
Fundación Internacional para la restauración de ecosistemas (FIRE) e Instituto de Ecología, A. C. (INECOL)
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
•
•
La fragmentación de los ecosistemas se acelera y no permite el movimiento de las plantas y animales en el paisaje agropecuario permanente. permanente. El aislamiento de las poblaciones en los fragmentos puede causar una grave disminución de la biodiversidad.
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Las metas •
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•
Restaurar los procesos ecológicos, como la dispersión de plantas y animales en paisajes agropecuarios permanente permanentes. s.
Promover la participación de estudiantes en los proyectos de restauración.
Fomentar la coexistencia Fomentar coexistencia del ganado con la biodiversidad: menos menos del 20 % del pastizal fue excluido,, el resto continúa activo. excluido
Diseminar la idea de la restauración experimental.
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
¿Por qué diseminar la idea de restauración experimental? La restauración experimental experimental es mejor que el uso del ensayo y error porque:
En los experimentos •
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•
Existen réplicas de diferentes tratamientos.
Con ensayo y error •
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Las causas de éxito o fracaso pueden conocerse.
•
Se pueden poner a prueba hipótesis a nivel comunidad con un solo experimento.
Es el futuro de la ecología •
•
No se acostumbra el uso de réplicas. Sólo se usa un tratamiento que puede ser inadecuado. No se pueden conocer las causas de éxito o fracaso. Cada proyecto de restauración es una anécdota que puede durar décadas.
Es más un arte que una ciencia.
Permite la adaptación de los resultados a muchos paisajes. Martínez-Garza & Howe 2014. Botanical Sciences
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Selva alta perennifolia •
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Encuentra su límite norte en la región de Los Tuxtlas, Veracruz. Tiene un promedio de 4900 mm de lluvia anual total y un promedio de temperatura de 24 ° C. En este sitio hay una reserva de aproximadamente 600 ha que pertenece a la U UNAM. NAM. La selva tiene un dosel cerrado de 35 m de altura donde Nectandra ambigens (Lauraceae) es el árbol más común en el dosel y Pseudolmedia oxyphyllaria mexicanum (Arecaceae) (Moraceae) y Astrocaryum mexicanum son los más abundantes en el dosel medio y en el sotobosque, respectivamente. respectivamente.
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Objetivo: Restaurar los procesos ecológicos
•
Para evaluar la recuperación de:
•
Medimos:
La estructura arbórea El movimiento de plantas en el paisaje
El crecimiento y la sobrevive sobrevivencia ncia de las especies plantadas La lluvia de semillas
El reclutamiento reclutamiento
La germinación y crecimiento
El movimiento de animales en el paisaje
Censos de animales en las parcelas
La productividad primaria
Caída de hojarasca y crecimiento de árboles
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
24 parcelas de 30 X 30 m excluidas del ganado •
•
•
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Junio del 2006 Todos los árboles aislados fueron cortados Hay 35 m entre las parcelas Hay un corredor central de 4 m en el centro de cada parcela
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Tratamientos
•
8 parcelas plantadas con 12 especies con frutos carnosos, 8 no pioneras y 4 pioneras
(Brindan refugios y frutos para animales) •
8 parcelas plantadas con 12 especies con frutos secos, 8 no pioneras y 4 pioneras
(Brindan refugios) •
8 parcelas control- sin plantaciones
(Sucesión natural, intervención mínima de restauración; también llamada restauración “pasiva” o regeneración no asistida [Chazdon y Guariguata 2016])
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Manejo
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12 plántulas por especie en cada parcela
Las 12 especies de cada tratamiento sembradas sistemáticamente sistemáticam ente para maximizar distancia entre individuos de la misma especie.
Corte de pastos exóticos 50 cm alrededor de plántulas para disminuir competencia durante el primer año.
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Junio del 2006 Crecimiento de las especies plantas •
3.5, 6 años
•
Sucesión Natural
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Lluvia de semillas •
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Reclutamiento •
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6.3 años, 11 años
Productividad primaria •
•
7 años
6 años
Animales •
Aves y roedores
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Crecimiento inicial de los árboles en las plantaciones (3.5 años) 600
Cecropia
a) 500
Las especies pioneras (que crecen en estados tempranos de la sucesión) están marcadas con negritas
Ochroma Heliocarpus
400 ) m c ( 300 a u r t a l l a t
Platymiscium
Ficus Cojoba
u r 200 a ( c m )
Tabebuia
Cedrela
Vochysia Aspidosperma
100
Martínez-Garza et al. 2013. Forest Ecology & Management
Inga
Albizia
Amphitecna Poulsenia Brosimum Bernoullia Pouteria Cordia
0 0
6
12
18
24
30
Tiempo (meses)
36
42
48
54
Tiempo (meses)
Management
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Sobrevivencia inicial (3.5 años) 100
b)
100
c) Cecropia
80 ) % (
Cecropia
60
Heliocarpus
a i c n e v i v e r 40 b s o o S b r
Albizia Cojoba Platymiscium Inga
e v i v e 20 n c i a ( % )
Ficus Cedrela Ochroma Bernoullia Amphitecna Pouteria Poulsenia Tabebuia Brosimum Cordia
0
0
6
12
18
24
30
36
42
•
La cohorte 1 se sembró en el 2006 cuando se registró la mitad de la precipitación total anual En los primeros 6 meses se registró la mayor mortalidad (cerca del 70 %)
Albizia
Heliocarpus Rollinia Stemmadenia
) % (
Cojoba Ficus
a 60 i c n e v i v e r b S 40 o o S b
Ochroma Inga Platymiscium
Vochysia Tabebuia
Aspidosperma Amphitecna
r e v i v e 20 n c i a ( % )
Cedrela Lonchocar Lonchocarpus pus
Bernoullia Poulsenia Cordia Guarea Dussia Pouteria Brosimum
0
0
Tiempo (meses) •
Ceiba
80
Vochysia
6
12
18
24
30
36
42
.
Tiempo (meses) •
La cohorte 2 se sembró al siguiente año cuando se presentó la precipitación anual normal
.
Martínez-Garza et al. 2013. Forest Ecology & Management
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Crecimiento de los árboles (6 años) -0.2 F(14, 76) =16.31, P < 0.0001 -0.4 inga
-0.6
cecro
platy tabeb
or t
-0.8
e
berno ia
m
e
-1.0 d
amphi
-1.2 R
cde de
cordi
n e nl
Las leguminosas (marcadas en verde) crecen tan rápido como las pioneras (marcadass en rojo). (marcada
bcde
G R
e e de de
bcd bcde
-1.4 bc ab
-1.6
ab
ab
-1.8 a -2.0 p ou ou te te
b ro ro si si cedre pouls o oc ch ro ro
h el el io io cojob ficus
Martínez-Garza et al. 2016. Ecology & Evolution
especies
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
¿Cómo seleccionar especies para plantaciones en áreas degradadas? 5.4 5.2
Cecro
a)
r = 0.56**
Ochro
5.0
) ) -1 y 4.8 m c ( 4.6 a r u t l a 4.4 n e
Helio
1 -
t o n 4.2 e i 4.0 m i c e r 3.8 c g o 3.6 L
L o g 3.4 c e r c 3.2 i m i 3.0 e n t 3.4
Ceiba
Platy Lonch Rolli FicusInga Vochy Cojob
Albiz
Stemm Tabeb
Cedre
Aspid
Las especies con copas profundas sobreviven mejor en los pastizales al proteger las hojas de la base de su copa de la fotoinhibición
Guare Dussi Pouls Amphi
Berno
Cordi
Brosi
Poute
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5. 4
5. 6
5. 8
Martínez-Garza et al. 2013. Forest Ecology
o e
Martínez Garza et al. 2013. Forest Ecology & Management
Log largo de la copa (cm)
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Riqueza de semillas a los siete años 6
F(2, 20)=3.25, P < 0.05 5
En las plantaciones sembradas con especies dispersadas por animales (ofrecen refugio y recursos) y plantaciones de viento (ofrecen refugio) hubo significativamente mayor riqueza de semillas después de 7 años. En los controles (sin plantación, intervención mínima) se registró la misma riqueza.
4
2013 -2 2 -
3
m s o f r o 2 # m m # o r f 1 o s m
2007
0
-1
Animales Anim ales
Viento
Controles Controles
Plantaciones
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Densidad de semillas a los siete años 4.5
*
4.0 3.5 3.0 2 -
-
Sólo en las plantaciones de especies dispersadas por animales (refugio y recursos) hubo significativamente mayor densidad de semillas después
2013
2.5
2 m s 2.0 a l l i
de 7 años. En las plantaciones de viento (refugio) y en los controles (sin plantación, intervención mínima) se registró la misma densidad.
m 1.5 e s # # 1.0 s e m 0.5 i l l a s m 0.0
2007
-0.5 -1.0 Animale s
Viento
Controle s
Plantaciones
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Reclutamiento
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•
En los primeros 60 meses del experimento, la riqueza de reclutas fue similar en plantaciones y controles. A los 60 meses, la densidad de reclutas fue mayor en las plantaciones de especies dispersadas por viento.
De la Peña-Domene et al. 2013. Ecological Applications
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Censo de aves (9 años)
Número de especies (a) y de individuos (b) de aves frugívoras (que comen principalmente frutos carnosos; triángulos) o no frugívoras (rombos (rombos). ).
Howe 2017. Journal of Tropical Ecology
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Censo de roedores (9 años)
Número de individuos (a) y % de cobertura arbórea (b) en la intervención máxima (plantaciones; columnas negras) y mínima (columnas grises) de restauración. restauración.
2009
2016
Howe & Davlantes 2017. Tropical Conservation Science
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Censos de animales
También se han observado boas, armadillos y zorrillos
El número de murciélagos frugívoros fluctuó del 2007 al 2011; a partir del 2010 hubo un aumento de murciélagos
frugívoros.
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Productividad primaria
En la intervención mínima (sin plantación) la productividad tuvo valores intermedios en comparación con las plantaciones de especies dispersadas por animales o por viento.
Valencia-Esquivel, I. 2012. Tesis Licenciatura
Los árboles en las plantaciones de especies dispersadas por viento tiraron una mayor cantidad de hojarasca (especies semi-caducifolias) mientras que en las plantaciones de especies dispersadas por animales hubo mayor retención de hojas. En la intervención mínima hay una mayor densidad de pioneras; las pioneras tienen hojas de
menor longevidad que las especies no-pioneras.
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
El reclutamiento de no-pioneras dispersadas por aves ha aumentado en comparación con las dispersadas por murciélagos
+ De la Peña-Domene et al. 2014. Plos One
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Reclutamiento a los 11 años
La densidad de reclutas es similar mientras que la riqueza es mayor en las plantaciones de especies dispersadas por animales. Las exclusiones y las plantaciones de especies dispersadas por viento tienen más reclutas de especies pioneras. Hay más especies que con dispersión biótica en todas las parcelas. Gamboa-Blanco, E. 2019. Tesis de Maestría
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Indicadores de éxito
Después de siete las de plantaciones favorecieron la años, riqueza semillas dispersadas. Para aumentar la riqueza de semillas fue suficiente con ofrecer refugio a los dispersores, para aumentar la densidad de semillas fue importante ofrecer también recursos (frutos).
La densidad de reclutas es igual en plantaciones y en exclusiones pero la riqueza es mayor en las plantaciones de especies dispersadas por animales. En todas las parcelas se reclutas más especies con dispersión biótica.
Ha habido un incremen i ncremento to en lla a densidad de aves, murciélagos y roedores. Se recluta un mayor número de especies e individuos que son dispersados por aves.
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Impacto Social
Ambiental
Elrecibir dueñoapoyos de las tierras ha comenzado a gubernamen gubernamentales tales por actividades de conservación en terrenos dedicados a la ganadería lo que lo animó a prestar otras tierras para nuevas plantaciones. Los pobladores de ejidos cercanos se han capacitado como observadores de aves.
Disminuyó la erosión, lo que se notó en la desaparición de cárcavas en las partes bajas del pastizal.
Evaluación de plantaciones experimentales en paisajes fragmentados en Los Tuxtlas, Veracruz, México
Perspectivas y retos para el futuro
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Disminuir los costos de la instalación de plantaciones mediante el uso de la siembra directa. Algunas especies pueden sufrir “choque de trasplante” trasplante” cuando son introducidas como plántulas por lo que se recomienda introducirlas por siembra directa (Guzmán-Luna (Guzmán-Luna & Martínez-Garza, 2016; Botanical Sciences).
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Seleccionar especies útiles para distintas metas de restauración (por ejemplo, atraer animales, eliminar pastos exóticos mediante la sombra, etc.). Las pioneras Ficus yoponensis, Cecropia obtusifolia y Heliocarpus appendiculatus y las fijadoras de dimorphandrum um tuvieron las nitrógeno, no-pioneras Cojoba arborea, Inga sinacae, y Platymiscium dimorphandr más altas tasas de crecimiento por lo que se recomiendan para proyectos de restauración en nuestra zona (Martínez-Garza et al. 2016, Ecology and Evolution). Instalar plantaciones en sitios estratégicos que permitan el movimiento de plantas y animales entre la Reserva y los fragmentos fragmentos remanentes en los paisajes agropecuarios permanentes. permanentes.
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Agradecimientos •
Financiamiento NSF-USA (DEB-0516259) Universidad Autónoma del Estado de Morelos y University of Illinois at Chicago National Geographic Society
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Apoyo del Director y personal de la Estación de Biología de Los Tuxtlas Sr. Eladio Velasco por su apoyo en el campo Sr. Benito Palacios por el uso de sus tierras Beca del grupo de Forest Ecology and Forest Management de la Wageningen University Todo el trabajo de campo y el procesamiento de muestras ha sido apoyado por estudiantes de Ecología de comunidades, comunidades, Ecología de poblaciones, Restau Restauración ración ecológica, tesistas y estudiantes estudiantes de
servicio social de la Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos
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Para saber más…
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