COBERTURA VEGETAL Y VARIACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO EN UN BOSQUE TEMPLADO FRAGMENTADO González Cortés Juan Carlos1, Licea Rodríguez Ana Elvira2, Alcalá de Jesús María1 1 Laboratorio de Edafología, Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. [email protected]

Resumen En el bosque, la humedad del suelo puede ser conservada por el tipo y porcentaje de cobertura vegetal. No obstante la fragmentación del bosque templado se ha incrementado de manera importante, influyendo en esta variable edáfica importante en trabajos de restauración, estudios ecológicos y de conservación de fuentes de abastecimiento de agua. El objetivo del presente estudio fue conocer la variación en la humedad del suelo, para la época seca en un bosque templado fragmentado bajo tres diferentes condiciones de cubierta vegetal. El muestreo se realizo de forma mensual a profundidades de 2, 5, 10, 20 y 50 cm. La cobertura vegetal para cada zona fue estimada. Los resultados mostraron que en la zona de bosque, el contenido de humedad fue mayor en ambos sitios. En el sitio 1 con mayor cobertura arbórea, se evidencio el efecto para reducir la perdida de agua del suelo en los meses más secos. Sin una cobertura arbórea se pierden más de 200 3 -1 m ha del suelo. La vegetación herbácea y rasante puede ser importante en sitios que han perdido el estrato arbóreo. Los renuevos de pino mostraron en el sitio 1 un efecto inicial importante en la conservación del agua del suelo.

Introducción En las cuencas del Eje Neovolcánico Transmexicano, la continuidad de los bosques ha sido modificada de manera importante en las últimas décadas, debido al cambio de uso del suelo. Este se origina en parte por la necesidad de abrir nuevas áreas a la actividad agrícola extensiva, para cultivos de subsistencia así como por la explotación forestal descontrolada, cuyo origen es la demanda de este recurso por las ciudades cercanas.

La fragmentación es el proceso de división de un hábitat continuo en secciones, y produce importantes cambios en la estructura de las poblaciones, comunidades y en el ambiente físico. Los efectos de la fragmentación en el bosque templado ha sido poco estudiada, siendo importante para aquellas entidades en la que la cubierta forestal disminuye a una tasa anual de 1.8 % (Bocco et al., 2000). Las propiedades del suelo, se modifican en menor o mayor grado, en función del nivel del disturbio, extensión y al tiempo que este se expone a factores de degradación. Una de las propiedades físicas del suelo que es afectada de manera importante en los procesos de fragmentación, es la humedad del suelo, que además cumple diversas funciones ecológicas, entre ellas, están, ser la fuente de agua para la vegetación nativa en sus diferentes estratos. Asimismo es importante para la actividad biológica de otros organismos básicos en la dinámica de reciclaje de nutrientes como las bacterias, hongos y actinomicetos. Además la cantidad de humedad en los poros y/o superficies de las partículas sólidas del suelo puede favorecer o limitar los procesos de germinación y crecimiento y desarrollo de nuevas plántulas, para favorecer el proceso de la regeneración natural. Estudios como el de Aparicio et al., (1999), consideran que algunos parámetros como pH, temperatura, humedad, temperatura y textura del suelo son importantes en el proceso de germinación. En algunos trabajos se resalta el efecto importante de la apertura del dosel sobre la repoblación natural de Pinus arizonica . Encontrando que la exposición directa del suelo a la radiación solar disminuye la sobrevivencia de las plántulas (Musálem, 1984; Velázquez et al., 1986). Esto último puede ser debido a que la evaporación y pérdida de humedad del suelo, combinado con una alta temperatura del sustrato, sean la causa directa de este efecto. Pérez-Ramos (2007) menciona que los factores del medio físico ejercen una importante influencia sobre la regeneración, destacando la disponibilidad hídrica del suelo, la intensidad lumínica a nivel del sotobosque, así como otros

parámetros edafológicos relacionados con la fertilidad, la acidez o el espesor de la capa de hojarasca. Considerando la influencia de la cubierta vegetal sobre la variables humedad debido a su importancia como factor limitante en los procesos de regeneración natural del bosque templado, así como su importancia como reserva de humedad en el suelo y alimentador de manantiales para las épocas de estiaje, el objetivo del presente estudio fue determinar la variación temporal (época de estiaje) de la humedad, bajo tres condiciones de cubierta vegetal: bosque natural, renuevos de vegetación nativa y sin cobertura arbórea (zona de pastos o de vegetación herbácea y rasante). Materiales y Métodos Descripción del área de estudio. El área de estudio se localiza, 17 kilómetros al sur de la Ciudad de Morelia en el Estado de Michoacán. La toma datos y muestreo, se realizo, en dos sitios, de la parte alta de la cuenca de Cointzio, con características similares de vegetación de bosque templado fragmentado. Los sitios fueron seleccionados, considerando el tipo de suelo: derivados de ceniza volcánica, edad de los renuevos de 5-10 años, ubicación en laderas de cerros o lomas, con pendientes similares (10 grados de pendiente). El primer sitio La frescura, se localizo en las coordenadas 19°33’31.4” N y 101° 11´51.9” W, a una altitud de 2358 m.s.n.m, con exposición esteoeste y el segundo, denominado “El Ejido” se localiza en las coordenadas 19° 31’ 58.8” N y 101° 12’ 6.5” W, a una altitud de 2339 m.s.n.m. (GPS, eTrex H) y exposición oeste este. El clima en el área es [Cb (w1) (w) (i’)g], templado con lluvias estivales y una temperatura media anual entre los 12°C y los 18°C, poca oscilación térmica (temperatura media mensual entre 5 y 7 °C). El periodo más lluvioso reportado por la estación meteorológica de Jesús de Monte (más próxima a los sitios de muestreo) se registra en los meses de julio, agosto y septiembre y el menos lluvioso se tiene en los meses de febrero y marzo (Carlon y Mendoza, 2007). La vegetación dominante corresponde a especies

del genero Pinus y Quercus: P. pseudostrobus, y P. michoacana y en menor grado P. lawsonii y P. teocote. P. leiophylla y P. lawsonii . Quercus castanea, Q. obtusata, Q. crassifolia, Q. gentryi y Q. rugosa. Trabajo de campo y laboratorio. Para cada sitio de muestreo, se definieron tres zonas: a) con vegetación conservada de bosque, b) con renuevos de vegetación nativa (Pinos) y c). sin cobertura vegetal (arbórea y arbustiva). Una vez definidos los sitios de muestro se delimitaron cuadrantes de 20x20 m, para cada zona. Cada cuadrante se subdividió en cuadrantes de 1 m. En cada muestreo mensual, se seleccionaron al azar 3 cuadrantes de 1m por zona, para llevara a cabo el muestreo de suelo para determinación de humedad. Se utilizaron cilindros metálicos, de 1.1 cm de diámetro y 4 de largo, se tomaron a 2, 5, 10, 20 y 50 cm de profundidad. La humedad del suelo se determino por el método gravimétrico (Henríquez y Cabalceta, 1999). Para determinar la temperatura a estas profundidades se utilizaron termómetros de mercurio (Brannan de 305 mm, -20 a 110 °C) en las cuatro primeras. En tanto para la temperatura de 50 cm se utilizo un termómetro digital (Hanna Instruments, mod. HI98840), equipado con sonda de punta metálica con espesor de 2 mm. Los termómetros de colocaron al centro de cada zona. El muestreo realizado fue mensual, de abril a julio, a fin de detectar las temperaturas más altas (abril y mayo) y su efecto sobre la humedad del suelo. El periodo de lectura de las temperaturas del suelo y ambiente, fue de 10:00 a 18:00 horas, en intervalos de 30 minutos. Cobertura vegetal. Considerando la importancia de la cubierta vegetal y su relación con la temperatura del suelo, así como en la variación de la humedad del suelo, se estimaron las coberturas, determinándose el área basal del tronco a la altura de pecho (1.5 m) utilizando cuadrantes de 17 x 14 con tres repeticiones para el bosque y la zona de renuevos (Brony et al., 1998). En la zona sin cubierta forestal, se estimo la cobertura de la vegetación rasante (pastos y pequeñas herbáceas) utilizando fotografías digitales que cubrían un cuadrante de 30x30 cm. Tomando en cuenta el tamaño de

cuadrantes utilizados, se realizaron 12 repeticiones para cada zona. Considerando la presencia de la vegetación rasante en la zona de renuevos, estas estimaciones fueron también realizadas. Resultados y discusión Humedad. Sitio 1 “La frescura”. La cobertura basal para este sitio fue de 2031 m2 ha-1 y un 100% de cobertura de la superficie del suelo por el mantillo de bosque. En la zona de renuevos. La cobertura basal para esta zona fue de 118 m2 ha-1, y una cobertura estimada de vegetación rasante de 4000 m2 ha1. La zona de pastos, se comporto muy similar a la zona de renuevos, con una cobertura estimada para la vegetación rasante de 3040 m2 ha-1. En los meses más secos (abril y mayo) se observó en general una mayor reducción del contenido de humedad en el suelo, para los sitios con cobertura vegetal de renuevos y de pastos. Así, la diferencia entre le bosque y los renuevos fue 190.54, 107.93, 410.0 y -373.37 m3, para los meses de abril a julio respectivamente. Al compararse el contenido de humedad del bosque con la zona de pastos los valores fueron 201.07, 123.56, 47.35 y -109.40 m3/ha de agua, respectivamente. Lo anterior no muestra claramente el efecto tan importante que tiene la cubierta forestal y el mantillo de bosque en la conservación de humedad en los meses más secos, reduciendo la evapotranspiración. Los valores negativos corresponden a un mayor contenido de humedad en la zona de renuevos y de pastos para el mes de julio, lo cual sugiere que el proceso de humedecimiento del suelo de bosque es más lento. Las diferencias en los contenidos de humedad al comparar la zona de renuevos y la del pastos fue de 10.53, 15.63, 6.34 y 263 m3 ha-1. A pesar de que las diferencias son mínimas, es posible que los renuevos combinados con el pasto comiencen a tener efecto protector para el suelo, el cual se podría acentuar conforme se expanda el follaje de los árboles en crecimiento. Cuadro I. Contenido de agua (m3/ha) en el suelo para la Zona de Bosque.

Espesor

Abril

Mayo

Junio

Julio

0-2 42.27 33.33 45.28 69.15 2-5 72.95 59.51 84.78 114.10 5-10 142.64 109.65 134.91 187.14 10-20 276.39 214.26 229.38 368.72 20-50 908.72 720.82 700.24 1134.87 Total 1442.96 1137.57 1194.60 1873.98 Cuadro II. Contenido de agua (m3/ha) en el suelo, para la Zona de Renuevos. Espesor Abril Mayo Junio Julio

0-2 13.51 15.93 69.33 89.45 2-5 37.01 38.44 95.13 151.83 5-10 108.16 80.51 130.29 236.88 10-20 247.34 211.61 174.34 453.03 20-50 846.40 683.14 684.50 1316.15 Total 1252.43 1029.64 1153.59 2247.34 Cuadro III. Contenido de agua (m3/ha) en el suelo, para la Zona de pastos. Espesor Abril Mayo Junio Julio

0-2 17.47 16.19 68.28 94.20 2-5 45.63 36.69 99.47 138.65 5-10 108.99 86.96 140.70 229.67 10-20 245.39 199.27 175.98 392.19 20-50 824.41 674.90 662.83 1128.66 Total 1241.90 1014.00 1147.25 1983.38 Sitio 2. “El Ejido”. La cobertura basal en la zona de bosque, para este sitio fue de 1757 m2 ha-1. En la zona de renuevos, la cobertura basal en el área de renuevos fue de 64 m2 ha-1, y una cobertura estimada por la vegetación rasante de 5230 m2 ha-1, así como una cobertura estimada en la zona de pastos de 4,500 m2 ha-1. Al comparar los contenidos de agua en el suelo del bosque con la zona de renuevos, se obtuvieron diferencias de 57.96, -123.30, 30.09 y 210. 36 m3 ha-1,. estas diferencias son más bajas que para el sitio 1, lo cual indica que hay una mayor perdida de agua del suelo en la zona de bosque de este sitio 2, lo cual fue corroborado al comparar la zonas de bosque 1 y

2, obteniendo las siguientes diferencias: 338.56, 213.30, -428.38 y -168.74 m3 ha-1 . Como se muestra, en los meses más secos la perdida de humedad en el sitio 2 es importante (> 200 m3 ha-1 ). Una explicación puedes ser dada por una menor cobertura arbórea en la zona de bosque de este sitio, así como por un efecto de exposición de la ladera, ya que este segundo sitio esta orientado de oeste a este, permitiendo que esta zona de bosque reciba mayor insolación durante el día. Asimismo la apariencia más seca del suelo al momento de la toma de muestras fortalece esta propuesta. Al comparar el bosque con la zona de pastos, se obtuvieron valores negativos: -7.62, -78.99, 442.09 y -376.82 m3 ha-1, lo cual corrobora el supuesto de que la zona de bosque pierde más rápidamente humedad y que la cobertura de pastos, esta teniendo un papel importante en la protección del suelo, en esta zona. Los valores altos, pero también negativos para los meses de junio y julio corroboran el hecho de que durante el periodo de lluvias el humedecimiento del suelo en las zonas de pastos es más rápido que en el bosque. Cuadro IV. Contenido de agua en el suelo (m3/ha) para la Zona de Bosque. Espesor Abril Mayo Junio Julio

0-2 35.55 2-5 57.88 5-10 145.25 10-20 189.73 20-50 675.99 Total 1104.40

25.01 49.21 83.71 175.85 590.48

72.68 79.27 108.82 118.70 234.30 216.89 342.61 482.28 864.56 1145.57

924.26 1622.98 2042.71

Cuadro V. Contenido de agua en el suelo (m3/ha) para la Zona de Renuevos. Espesor Abril Mayo Junio Julio

0-2 15.80 18.01 81.61 89.37 2-5 53.59 32.30 125.24 127.32 5-10 82.63 82.48 217.87 222.56 10-20 194.32 204.95 372.34 442.24 20-50 700.10 709.83 795.82 950.87 Total 1046.44 1047.56 1592.89 1832.36

Cuadro VI. Contenido de agua en el suelo (m3 ha-1) para la Zona de Pastos. Espesor Abril Mayo Junio Julio

0-2 17.93 16.62 90.60 104.03 2-5 36.50 33.05 154.39 137.53 5-10 89.09 78.84 235.00 263.24 10-20 224.01 194.59 445.67 529.33 20-50 744.50 680.16 1139.42 1385.39 Total 1112.02 1003.26 2065.07 2419.53 Temperatura. De manera complementaria se obtuvieron datos de temperatura a las mismas profundidades del muestreo de humedad, obteniendo en esencia la oscilación térmica del suelo para cada sitio y zona. Sitio 1. El perfil del suelo ( 2 – 50 cm) en la zona de bosque tuvo una oscilación térmica de 3°C, (15 a 18 °C) registrándose los valores máximos en el mes de junio. En la zona de renuevos la oscilación fue de 10°C (15 a 25 °C). En la zona de pastos la siclación termica fue de 15°C (15 y 30 °C), presentándose en abril los valores más altos. Sitio 2. En la zona de bosque se tuvo una oscilación termica de 5°C (15 a 20 °C) registrándose las más altas en el mes de mayo. Para la zona con renuevos la oscilación térmica fue de 11°C (17 a 28 °C) registrándose los valores más altos en el mes de mayo. Para la zona sin vegetación, se observo una oscilación térmica similar a la zona de renuevos. Lo anterior muestra que el sitio 2 es ligeramente más calido que el sitio 1, y dichas condiciones microclimáticas estén relacionadas con la cobertura vegetal, tamaño del fragmento del bosque, vientos dominantes e insolación, por lo que se necesario continuar con trabajos que nos permitan entender el funcionamiento de estos ecosistemas perturbados. Conclusiones Para los dos sitio, en la zona de bosque el comportamiento en el contenido de humedad fue similar, con el valor más bajo en el mes de mayo, coincidiendo con los meses de mayor temperatura. No obstante, el contenido de humedad fue mayor en el bosque del sitio1, lo

cual sugiere que a pesar de estar relativamente cerca ambos sitios, hay factores locales que condicionan la variación en el contenido de agua del suelo. Además de la cobertura vegetal es posible que la distribución de los individuos sea otra causa de dicha variación, lo cual no fue evaluado. Por otra parte, la oscilación térmica mas acentuada en el sitio 2, sugiere un efecto importante de la cubierta vegetal tanto en el bosque como en la zona de renuevos, además de la exposición de la ladera, que es importante por la insolación recibida. Así, el conocer la dinámica de humedad y temperatura del suelo, en estos sitios fragmentados, nos permitirá coadyuvar en el entendimiento de los efectos de este deterioro para proponer medidas prácticas de manejo y conservación de las zonas altas de las cuencas que nos brindan una gran diversidad de servicios ambientales. Literatura citada Aparicio Rentería A., H. Cruz Jiménez., J. Alba Landa. 1999. Efecto de seis sustratos sobre la germinación de pinus patulata sch. Et Cham., pinus montezumae lamb. Y pinus pseudostrobus lindl. En condiciones de vivero. Foresta veracruzana vol. 1., numero 002. Universidad veracruzana Xalapa. México. pp. 31- 34. Arbelo C.D., A. Rodríguez Rodríguez, J.A. Guerra, J.l. Mora. Calidad del suelo y sucesión vegetal en andosoles forestales de las islas Canarias. Dpto. Edafología y Geología, Facultad de Biología, universidad de La Laguna. Edafología, Vol. 9 (1), pp. 31-38, 2002. Cayuela L. 2006. Deforestación y fragmentación de bosques tropicales montanos en los Altos de Chiapas, México. Efectos sobre la diversidad de árboles. Ecosistemas. 2006/3 Chacón J.M. S.A. Velázquez Martínez y Miguel Angel Musálem.1998. Comportamiento de la repoblación natural de Pinus arizonica Engelm. bajo diferentes Coberturas. Madera y Bosques 4(2), 1998:39-44. Cihacek. L. J., Swan J.B.1994.Effects of erosion on soil chemical properties in the north central región of the United States. J .Soil and water conservation.

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