¹ Ingeniera Forestal, Magister en Medio Ambiente y desarrollo. Docente Universidad del Cauca.

2 Estudiante Ingeniería Forestal, Universidad del Cauca

Correspondencia: Catalina García: email: catalinagarcia@unicauca.edu.co

Recibido para evaluación: Septiembre 14 de 2009. Aprobado para publicación: Febrero 26 de 2010

RESUMEN

Se describe la estructura y diversidad florística de dos transectos en el bosque andino del Municipio de Buenos Aires, Departamento del Cauca. El muestreo se realizó en los Corregimientos El Ceral y El Porvenir, en cada uno de ellos se estableció un transecto de 0,5 ha (250m x20m). En ellos se determinaron y se registraron las especies presentes y se midió el diámetro a la altura del pecho (DAP) de todos los individuos con DAP ≥ 10 cm. La estructura de los bosques estudiados presentan una distribución diamétrica en forma de "J invertida", la cual expresa la dinámica del bosque, también se elaboró un perfil esquemático de cada bosque. La diversidad de especies se estimó con los índices de Margalef Menihnick, Shannon -Winnery Simpson. La similitud florística entre los bosques se valoró con los índices de similitud de Jaccardy Sorensen. La curva especie - área o de riqueza florística no llegó al punto de inflexión, donde las especies nuevas dejaron de ser encontradas, debido a que en gran parte son especies raras.

PALABRAS CLAVES:

Bosque Andino, Cauca, Colombia, Estructura, Diversidad.

ABSTRACT

Structure and floristic diversity were studied in two Andean forests in El Ceral and El Porvenir in Buenos Aires, Cauca, Colombia. The sampling process was performed by establishing one 0.5 hectare (20m x 250m) for each location. For both forests, botanical determination and record were taken for each species, also diameter at breast height (DBH) were measured for all trees thicker than 10 cm. Studied forests showns a diametric distribution of inverted "J" shape, which is an expression of forest dynamics. Also a schematic profile for each forest was drawn. For diversity estimation the Margalef, Menihnick, Shannon-Winner and Simpson indexes were calculated. Floristic similarity among both forests were assessed by Jaccard and Sorensen indexes. Species-area curve (floristic richness) did not show an inflection point, where new species were not found, due to the fact that most of them are rare species.

KEY WORDS:

Andean forests, Cauca, Colombia, Forest structure, diversity.

RESUMO

Descreve-se a estructura e diversidade florística de dois bosques andinos no Municipio de Buenos Aires, Departamento do Cauca. A demonstacão se fez nos povoados "El Ceral e El Porvenir". Em cada um deles se estableceu um trajeto de 0,5 hetares (250m x 20m). Neles se determinaram e registraram as espécies presentes e se mediu o diámetro À altura do peito (DAP) de todos os individuos com DAP≥10 cm. A estructura das florestas estudadas apresenta urna distribuiçÃo dia-métrica em forma de "J invés", a qual expressa a dinámica do mato, também se elaborou um perfil esquemático de cada urna das florestas. A diversidade de especies estimou-se com os índices de Margalef, Menihninck, Shannon - Wiener, Simpson e Berger Parker. A semelhança florística entre as duas florestas se valorou com os índices de similitude de Jaccard e Sorensen. A curva especie -área ou de riqueza florística, não chegou ao ponto de inflexão, onde as especies novas deixaram de ser encontradas, debido a que em grande medida são espécies esquisitas.

PALAVRAS CHAVES:

Florestas andinas, Cauca, Colômbia, estrutura de Floresta, diversidade.

INTRODUCCIÓN

El departamento del Cauca presenta una alta heterogeneidad biofísica, socioeconómica y cultural; es una reglón rica en biodiversidad y recursos naturales, sus selvas tropicales, valles, costas, bosques, páramos y montañas, son hábitat de innumerables especies de flora y fauna que contribuyen a la sostenibilidad del hombre y los recursos [1]. Dentro de los diferentes ecosistemas que tiene la región se encuentran los bosques andinos, los cuales actualmente están sometidos a diferentes presiones de origen antrópico, principalmente por la ampliación de la frontera agropecuaria [2].

Los ecosistemas andinos son reconocidos como uno de los principales centros de diversidad y especiación en el mundo [3]. Dentro de estos, se encuentran los robledales, ecosistemas boscosos dominados por la especie Quercus humboldtii Bonpland., la cual tiene un gran potencial ecológico y florístico.

El Municipio de Buenos Aires Cauca, posee una extensa área de este tipo de bosque la cual al igual que muchos de los bosques del departamento no han sido estudiados. Las fuertes amenazas a las que se encuentra sometido el roble como especie característica de estos ecosistemas, y el desconocimiento elevado que se tiene de él y de sus relaciones con otras especies, motivan el estudio acerca de la estructura y diversidad florística de un bosque asociado a esta especie.

Es importante ver a los bosques andinos de una forma diferente a la de servir como hábitat de asentamientos humanos y proveer materias primas como madera, resinas, cortezas y semillas; éstos a su vez, contribuyen al desarrollo económico y social del país, y prestan otros importantes servicios ambientales como ser hábitat de flora y fauna silvestre, proteger y regular las cuencas hidrográficas, evitar y mitigar la erosión de los suelos y ofrecer posibilidades para actividades recreativas y turísticas [4].

Este estudio tuvo como objetivo analizar la estructura y diversidad florística de dos bosques andinos ubicados en el Departamento del Cauca, y sus resultados ayudan a dilucidar acerca de la necesidad de conservar este tipo de ecosistemas.

Área de estudio

El estudio se realizó en la jurisdicción del Municipio de Buenos Aires en el departamento del Cauca, en la vertiente oriental de la cordillera occidental, sobre los corregimientos de El Ceral y El Porvenir; comprende alturas entre los 1450 - 2650 msnm. El municipio de Buenos Aires se encuentra ubicado al Noroccidente del departamento del Cauca entre las coordenadas 806.000 y 846.000 Norte y 1'028.000 y 1'058.000 Este, a 1152 msnm (Figura 1). La temperatura media es de 23°C, el relieve del territorio se distingue por tener dos áreas fisiográficas marcadas; una al occidente del municipio que se caracteriza por ser montañosa y corresponde al flanco oriental de la cordillera occidental y la otra hacia el oriente, es plana a ligeramente ondulada y está comprendida por el Valle del Río Cauca [5].

METODOLOGÍA

El trabajo de campo se llevó a cabo a partir de un muestreo aleatorio simple, en el cual se dividió el bosque en dos estratos teniendo como referencia la altura de 2000 msnm, en cada estrato se realizó un transecto. El primer transecto se ubicó en el corregimiento El Ceral a 2239 msnm, el segundo transecto se ubicó en el corregimiento El Porvenir a 1846 msnm, las dimensiones de los transectos fueron de 250m x 20m (0,5 ha), cada transecto se dividió en 50 subparcelas de 10m x 10m, dentro de las cuales se registró la vegetación con DAP³ 10 cm. Se incluyó información sobre la altura, diámetro a la altura del pecho (DAP) y se georeferenciaron cada una de las parcelas con el fin de establecer la posición de los individuos dentro de éstas.

La estructura horizontal del bosque se describió a partir de la distribución del número de árboles por clase diamétrica [6] y la estructura vertical se definió mediante la realización de un diagrama o perfil de una franja de la vegetación [7].

La diversidad florística fue evaluada mediante los índices de diversidad de Shannon-Wienner (H'= ∑pi Ln (pi) E= H'/ Ln S), el índice de dominancia de Simpson (D=∑pi² ó D=∑ (ni (ni-1)/N (N-1))), donde: ni = Número de individuos de una especie, N = Número total de individuos y S = Número total de especies. [8], [9]. También se realizó la curva especies-área que analizó el crecimiento del número de especies inventariadas por unidad de superficie [10]. Los cálculos de los índices de diversidad fueron corroborados mediante el programa BioDiversity Professional versión 2.0.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Estructura Horizontal

Distribuciones diamétricas. En ambos bosques se puede observar una distribución en forma de "J invertida" de todas las especies (Ver Cuadro 1., Figura 2.), lo cual indica que la mayoría de individuos en los dos transectos estuvieron en la clase I (10 -19 cm DAP) y a medida que aumentan los diámetros se va disminuyendo la cantidad de individuos encontrados. Cabe destacar, que en el bosque No. 1, el porcentaje de individuos con DAP entre 40 - 49 cm y para la categoría de ≥ 60 cm, fueron superiores a las categorías inmediatamente inferiores a éstas, debido en parte a la existencia de individuos de gran tamaño en dichas categorías. En la categoría de 40 - 49 cm., los individuos con mayor DAP corresponden a las especies Alchornea latifolia Sw, Cecropia monostachya C.C. Berg y Aniba sp 1 y para la categoría con DAP ≥ 60 cm se encuentran los individuos de las especies Nectandra sp, Zanthoxylum sp y Ficus obtusifolia Kunth.

La tendencia de la distribución diamétrica para los bosques en estudio, la cual es con forma de J Invertida, podría estar reflejando la característica sucesional de los mismos debido a las perturbaciones constantes y selectivas que se han realizado por los habitantes cercanos a la zona, lo cual los ha mantenido en una sucesión secundaria. Es necesario mencionar que en el presente estudio no se incluyeron los individuos con DAP < 10 cm, lo cual puede alterar significativamente las distribuciones diamétricas del bosque, y da un desconocimiento acerca del proceso de regeneración de las especies presentes en las clases diamétricas mayores por tanto se recomienda incluir a los individuos con diámetros pequeños en futuros estudios.

Estructura Vertical

El bosque No. 1, presenta alturas hasta 35 m, en él se distinguieron cuatro estratos: el estrato arbóreo, que se dividió en alto, medio y bajo y el estrato arbustivo (Figura 3). El estrato arbóreo alto estuvo constituido por alturas mayores de 24 m. En él se registraron 26 individuos equivalentes al 9.35% del total de Individuos, el individuo con mayor altura (35 m) pertenece a la especie Nectandra sp l. Algunas especies que presentaron mayores alturas en este estrato fueron Eschweilera Sp 1, Quercus humboldtii Bonpland y Nectandra sp l

El estrato arbóreo medio lo constituyeron individuos con alturas entre 16 y 24 m, en él se registraron 53 individuos que corresponden al 19.06% del total de individuos. Las especies más abundantes en este estrato fueron Nectandra sp, Ficus Obtusifolia Kunth, Inga sp 4 y Cecropiamonostachya C.C. Berg.

El estrato arbóreo bajo formado por individuos entre 8 y 16 m, incluyó 126 individuos, equivalentes al 45.32% del total de individuos censados. Las especies que más sobresalieron en este estrato fueron Nectandra sp, Inga sp 4, Eschweilera sp 1 y Alchornea latifolia S w.

El estrato arbustivo con hasta 8 m. de altura, presentó 73 individuos, que corresponden al 26.25% del total de individuos, las especies más frecuentes en este estrato fueron Palicurea thirsiflora (R & P) D.C., sp3 (Cyatheaceae), Miconia caudata Bonpl D. c. y Eschweilera sp 1.

El perfil idealizado realizado para el bosque No. 1 en estudio, permite visualizar el comportamiento del bosque, en él se puede observar que la mayoría de las especies responden al estrato arbóreo bajo y al estrato arbustivo, lo que a su vez se relaciona con los diámetros encontrados y por lo tanto con la estructura diamétrica en "J Invertida".

El bosque No. 2, presenta alturas hasta 20 m (Figura 4.), por lo que en el estrato arbóreo alto a diferencia del bosque NI no se registró ningún individuo. En el estrato arbóreo medio se registraron 25 individuos que corresponden al 8.25% del total de individuos, siendo las especies más abundantes Tapiña sp, Nectandra sp 1, Alchornea leptogyna Diels y Ladenbergia oblongifolia (Mutis) L Anderson. El estrato arbóreo bajo incluyó 232 individuos, equivalentes al 76.56% del total de individuos censados. Las especies que mas sobresalieron en este estrato fueron Alchornea leptogyna Diels, Inga sp6, Inga sp4 y Nectandra sp.

El estrato arbustivo presentó 46 individuos, que corresponden al 15.18% del total de individuos, las especies más frecuentes en este estrato fueron Nectandra sp1, Nectandra sp, nejaría mathewsii Fielding & Gardner y Alchornea latifolia S w.

En el perfil, los números corresponden a las especies más representativas del bosque: 1) Eschweilera sp1,2) Astronimum sp, 3) Miconia sp, 4) Quercus humboldtii, 5) Inga sp4, 6) Alchornea latifolia Sw, 7) Cecropia monostachya C.C. Berg, 8) Miconia caudata (Bonpl.) Dc, 9) Dendropanax sp, 10) sp3 (Cyatheaceae), 11) Palicurea thirsiflora (R. & P) D.C., 13) Nectandra sp, 14) Tapiria sp.

La estructura vertical del bosque expresada por la distribución altimétrica presenta el mismo patrón que la estructura diamétrica. Se observa que la mayoría de los individuos están en crecimiento o esperando mejores condiciones lumínicas para poder ascender al dosel, pero también existen individuos de ciertas especies de menor tamaño que permanecen en las clases menores durante toda su vida. De acuerdo al análisis estructural es posible afirmar que existen diferencias notables en las dos formaciones boscosas. El bosque No.1 presenta individuos con grandes diámetros y alturas, debido al estado de madurez en el que se encuentra, mientras que para el bosque No.2 los individuos presentan diámetros y alturas más pequeñas, esto se debe a que se encuentra en proceso de regeneración debido a que la intervención antrópica ha sido mayor en este sitio por encontrarse más cerca a zonas pobladas.

Diversidad

En la referencia [11] el autor establece que la uniformidad (E), utilizada en el índice de Shannon se sitúa entre 0 y 1.0 donde 1.0 representa una situación en que todas las especies son igualmente abundantes, se puede decir que para el bosque No. 1 el valor obtenido se acerca más a 1.0 por lo que las especies tienden a ser igualmente abundantes para dicho bosque. El índice de diversidad de Shannon suele ubicarse entre 1.5 y 3.5 y raramente sobrepasa 4.5 [12], por lo que se puede establecer que ambos bosques muestran una alta heterogeneidad, siendo ésta mayor en el bosque No 1. En la referencia [13] se muestra que el índice de Shannon-Winner presenta una condición de diversidad muy alta. Los valores mostrados por este índice de diversidad, el cual manifiesta alta sensibilidad a la riqueza de especies, permiten indicar que ambos bosques presentan una diversidad moderada, sin embargo al realizar una comparación de los dos valores, el bosque No.1 presenta mayor diversidad respecto al bosque No.2.

El índice de Simpson indica que el bosque No.1 presenta mayor diversidad que el bosque No.2, ya que la probabilidad en el bosque No. de que dos individuos de esta comunidad tomados al azar pertenezcan a la misma especie es menor que para el bosque No.2. De acuerdo con los altos valores del índice de Simpson las comunidades presentes en cada uno de los sitios, presentan vegetación que tiende a tener poca equidad en la abundancia de especies y por lo tanto se presenta dominio de unas pocas. El índice de Simpson varía inversamente con la heterogeneidad.

Para los bosques en estudio los índices de diversidad indican que el bosque No.1 es más diverso, lo que puede deberse a que este sitio presenta un bajo grado de intervención antrópica ya que son muy pocas las personas que habitan cerca a este bosque ya sea por su lejanía o por la dificultad de acceso a la zona, otro aspecto a tener en cuenta son las plantaciones que se encuentran cerca a la zona, las cuales con sus residuos ayudan a satisfacer las necesidades de leña de las pocas personas que ahí habitan, mientras que el bosque No.2 por estar ubicado cerca a centros poblados y por su mayor accesibilidad, está más influenciado por el hombre. Estos índices de diversidad alfa calculados para los bosques ubicados en el Municipio de Buenos Aires Cauca, son similares a los registrados en [14], en el PNN Munchique, esto probablemente se debe a que ambos sitios pertenecen a la misma formación vegetal (selva andina) y presentan altitudes similares.

Para comparar los resultados de riqueza y diversidad obtenidos en el presente estudio con estudios similares, fue necesario recalcular los datos de este estudio para 0.1 Ha, tomando todos los individuos con DAP ≥ 2.5 cm., la riqueza de especies encontrada en los sitios es alta si se compara con otros bosques andinos del Departamento del Cauca, sin embargo de este grupo de registros, los bosques estudiados en la referencia [15] son los que albergan el mayor número de especies seguidos por los bosques del presente estudio, posiblemente en relación con el área total de estos bosques; lo que permite afirmar que la riqueza de especies y la diversidad florística incrementa con el área [16] o guardan una relación directa con ella, particularmente porque se presenta mayor diversidad de recursos y hábitats capaces de albergar gran número de especies y poblaciones de mayor tamaño.

Los datos del número total de individuos con un DAP ≥ 2.5 cm., registrados para los dos bosques en estudio se ajustan a los datos registrados por varios autores (Cuadro 3) para bosques ubicados en elevaciones medias (1500 a 2500m) a pesar de que sus diferencias radican especialmente en el grado de conservación del sitio.

Curva Especie - Área. La curva de acumulación de especies de los dos bosques, se construyó a partir de la relación entre el número de especies acumulado y la serie de unidades de muestreo de las 50 subparcelas. La curva especies - área se incrementa a medida que aumenta el área muestreada sin llegar a estabilizarse en 5000m², lo que indica que estos bosques presentan alta diversidad de especies y que 0.5 Ha no son suficientes para conocer todas las especies que dichos ecosistemas albergan. Se puede observar que el bosque No.1 es más rico en especies por área, aunque el bosque No.2 presenta mayor número de individuos. El área muestreada no permite que la curva se estabilice, porque a medida que se aumenta el área de muestreo aparecerán nuevas especies. (Ver Figura 5.)

El análisis de la curva especies - área muestra un incremento en el número de especies a medida que incrementa el área de muestreo, sin mostrar un punto de inflexión claro. Esto sugiere que la diversidad local del área es mayor a la encontrada e indica que 0.5 Ha de muestreo es insuficiente para evaluar la diversidad del lugar y es necesario incrementar la intensidad de muestreo. Sin embargo, en la referencia [18] se menciona que una mayor intensidad de muestreo no asegura la estabilidad de la curva especies-área y afirma que la estabilización de esta curva no sucede prácticamente en ningún estudio de plantas leñosas de bosques tropicales, debido principalmente a que las especies que aportan a la diversidad son especies raras y de distribución poco conocida. Otro factor que estaría influyendo en la estabilidad de la curva sería la dinámica de sucesión que presenta el bosque y que implica el establecimiento de nuevas especies que incrementan la diversidad. Pese a esta situación los resultados obtenidos permitieron conseguir una idea general de los bosques, respecto a su estructura y diversidad.

Similaridad. Según el índice de similaridad de Jaccard obtenido para los dos bosques, se encontró una semejanza de 37.0%, lo que representa una existencia de 21 especies en común de las 57 especies encontradas. De acuerdo con esto no hay gran similitud entre estos dos bosques.

La poca similitud encontrada en las dos formaciones vegetales, puede estar relacionada con la diferencia altitudinal entre los dos sitios y con las características propias de cada zona, lo que conduce a encontrar diferencias entre los dos bosques en estudio.

En general, se encontró poca similitud en la composición florística entre el bosque No.1 y el bosque No.2. Resultados muy similares fueron encontrados en dos sitios ubicados en el sector El Cóndor PNN Munchique, Cauca, Colombia [14]. La baja similitud en la composición de especies entre los dos bosques, puede ser atribuida a las características de cada sitio como presencia de fuentes de agua, suelos con afloramientos rocosos, y con pendientes suaves y moderadas, características que fueron más frecuentes en el bosque No.1 que en el bosque No.2. En revisión presentada en [19] se indica que la mezcla de condiciones de sustratos, afloramientos rocosos, suelos bien drenados con pendientes suaves y moderadas, y la presencia de caños con inundaciones temporales, conduce a una composición de especies mixta entre las parcelas.

Otras de las causas por las cuales se presenta poca similitud florística entre los dos ecosistemas pueden ser ocasionadas por las distancias entre los dos bosques, variaciones ecológicas de especies colonizadoras, tipo de regeneración (rebrotes o semillas) y por la presencia de diferentes árboles remanentes, los cuales pueden influenciar la composición del sitio [20], [21].

CONCLUSIONES

El bosque No.1 presentó árboles con diámetros más grandes y menor densidad con respecto al bosque No.2 el cual se caracteriza por la abundancia de individuos delgados y pocos árboles de gran tamaño, lo que manifiesta que es un bosque joven.

Las curvas de acumulación de especies muestran que para ambos bosques el área muestreada no permite la estabilización de dicha curva, lo que indica que al muestrear mayor área seguirán apareciendo nuevas especies que pueden ser una fuente muy importante de recursos botánicos y para futuras actividades de mejoramiento genético.

La diversidad de los bosques estudiados es similar a la registrada en [14], siendo esta mayor pero por valores poco significativos lo que obedece al mayor número de individuos registrados en el sector El Cóndor del PNN Munchique y debido a que esos ecosistemas presentan mayor densidad.

La estructura de ambos bosques responde a procesos de regeneración, determinada por formas de "J- invertida", bastante común en bosques naturales.

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