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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Zaragoza Carrera de Biología Factores que determinan la estructura y composición de las comunidades de aves en etapas iniciales de la sucesión del Bosque Tropical Seco T E S I S Que para obtener el título de B I Ó L O G A P R E S E N T A SOLE YERED RUIZ GARCÍA DIRECTOR DE TESIS: DR. LUIS DANIEL AVILA CABADILLA CIUDAD DE MÉXICO MAYO, 2016 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA Factores que determinan la estructura y composición de las comunidades de aves en etapas iniciales de la sucesión del Bosque Tropical Seco Ecología de comunidades Sole Yered Ruiz García Director de tesis: Dr. Luis Daniel Avila Cabadilla Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad Morelia, UNAM. Asesor interno: Dr. Antonio Alfredo Bueno Hernández Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, UNAM. AGRADECIMIENTOS A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme las herramientas desde el bachillerato en el Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Oriente para poder cursar satisfactoriamente mis estudios en el nivel superior. A la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza por brindarme un espacio en sus aulas y dejarme las más importantes enseñanzas en mi vida académica. Al Dr. Luis Daniel Avila Cabadilla por darme la oportunidad y confianza para poder integrarme al equipo de laboratorio, además por todas las aportaciones a este trabajo que lo han enriquecido bastante. A la Dra. Mariana Yólotl Alvarez Añorve por todas las correcciones y observaciones que han contribuido bastante en éste trabajo y además por el apoyo dado. Al M. en C. Juan Manuel Lobato García por la enseñanza y asesoría sobre las aves que me brindó en campo y además por sus comentarios que hicieron de este un mejor trabajo. Al Dr. Jorge H. Vega Rivera por las facilidades para poder trabajar dentro de la EBCH. Al proyecto PAPIIT IA203413 (2014) y PAPIIT IA204014 (2014) por financiar los materiales e insumos para la realización de las prácticas de campo. A mi asesor interno y sinodal Dr. Alfredo Bueno, por sus observaciones y apoyo en los trámites. Agradezco también a los miembros del comité de sinodales, M. en C. Nicté Ramírez Priego, M. en C. Maricela Valdés Ruiz y M. en C. Gabriela Selene Ortíz Burgos por sus observaciones y atención. A los ejidatarios que permitieron el desarrollo de este proyecto en sus parcelas. A mis padres Josefina García Paz y J. Trinidad Ruiz Cerda que sin ellos, mi carrera académica no hubiera sido posible, por su apoyo incondicional y fiel, porque en ningún aula podré aprender cosas que ustedes dejaron y siguen aportando en mí para siempre. A Joel Neftali Ruiz García por acompañarme, apoyarme y ayudara para que el trabajo en campo fuera más sencillo y a Jorge Trinidad Ruiz García porque gracias a su compañía y apoyo también he logrado ser una profesional. A mis compañeros de laboratorio Sergio Amador, Mayra Zamora, Antonio Chávez, Marisela Pineda y Yesenia Fraga, que con ellos compartí gran parte del trabajo de campo e hicieron del trabajo más ameno. A Serch por cuidarme y porque tú sabes lo que significas para mí. A May, por ser tan buena conmigo y siempre darme el jalón de orejas necesario. A Chapis porque siempre me volvía a recordar que muchas veces es mejor dejarse llevar. A Tony por tantas risas, por su compañía y el café de Uruapan que siempre nos hacía despertar. A la M. en C. Magdalena Ordóñez Reséndiz por su apoyo en los últimos semestres de la carrera de Biología en los cuales me proporcionó conocimiento sobre insectos maduros además por su apoyo en momentos difíciles. A Gabriela Islas, Alejandra Gómez, Alejandra Morales y Jocelyn Rodríguez por acompañarme desde un principio, paso a paso en esta carrera y siempre estar ahí para escucharme, cuidarme, estar conmigo en las buenas y en las malas, por dejar en mi memoria tan buenos recuerdos que siempre llevaré. A Arantza Daw, Zaira Gutiérrez, Marino Cid, Shaid González, David Espinosa, Sebastián Ponce, César Rojas, Oscar González, Alberto Vizuet, Arturo Avila por siempre sacarme una sonrisa con sus ocurrencias, por levantarme el ánimo en los malos momentos aunque ustedes no lo supieran, siempre me hizo bien estar a su lado. A Gisela Salvatierra y Monserrat Ramírez con quien compartí la última etapa de mi carrera y que se hicieron muy importantes en mi vida en tan poco tiempo. A mis tíos Rocío García Paz y Juan de Dios Maldonado Corona, mis primas Rocío y Mayra Maldonado García y mis sobrinos por hacer más grata mi estadía en Michoacán, por no dejarme sola y por su compañía, los quiero mucho. A mis tías Lidia, Cuca, Chabela y Yolanda por no dejarme extrañar tanto a mi mamá. Maritza Hernández García, gracias por tanta diversión compartida, por permitirme estar contigo cuando más lo he necesitado. A mi primo José Alberto Aguilera García, su esposa e hijos por permitirme estar con ellos en Morelia y abrirme las puertas de su casa. A mi mamá Tere†, por recibirme siempre con los brazos abiertos, por haberme dado tanto cariño y dejar una huella importante en mi existencia; a mi primo Roberto Carlos Aguilar García† y mi tía Bertha García Paz† que las visitas familiares en Taretan no son lo mismo sin ustedes porque se les extraña y no saben la falta que nos hacen, pues la familia quedó con una gran fractura desde su partida, que seguimos sanando y que esperamos un día estar con ustedes. A mi amiga Dianey Pérez Segura por no olvidarme después de tantos años y estar para mí cuando más lo necesité a lo largo de todo este tiempo de amistad, te quiero loca. A Fernando Gutiérrez Pérez por apoyarme y siempre alentarme durante mis estudios, porque siempre serás importante y parte de que yo fuera feliz los años de la carrera fue porque los compartí contigo. A los locos Denisse, Jocelyn y Víctor que tanto extraño y ya no veo por nuestras múltiples ocupaciones pero que jamás olvido. A Fredd García Miranda porque a pesar de estar tan lejos sé que siempre en él puedo encontrar un amigo. A Ivett Pérez por su ayuda en la reparación de redes de niebla, Sharon Morales por su apoyo en laboratorio y a Mitzi Zárate e Isabel Pérez por la ayuda y el apoyo brindado en muestreos. A todos los amigos y familiares que me faltaron mencionar. TABLA DE CONTENIDORESUMEN ........................................................................................................................................................ 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................. 2 Dinámica sucesional del bosque tropical seco ....................................................................................... 3 Importancia ecológica de las aves ............................................................................................................ 4 Consumidores primarios ........................................................................................................................ 5 Consumidores secundarios ................................................................................................................... 6 Las aves en los bosques tropicales .......................................................................................................... 6 ANTECEDENTES ............................................................................................................................................ 9 OBJETIVOS ................................................................................................................................................... 13 Objetivo general ........................................................................................................................................ 13 Objetivos específicos ................................................................................................................................ 13 HIPÓTESIS ..................................................................................................................................................... 14 ÁREA DE ESTUDIO ...................................................................................................................................... 15 MÉTODOS ...................................................................................................................................................... 17 Sistema de estudio .................................................................................................................................... 17 Muestreo de la comunidad de aves ........................................................................................................ 20 Caracterización de la vegetación ............................................................................................................ 21 Caracterización del paisaje ...................................................................................................................... 24 Análisis de datos ....................................................................................................................................... 27 RESULTADOS ............................................................................................................................................... 33 Riqueza de especies................................................................................................................................. 34 Composición específica ........................................................................................................................... 37 DISCUSIÓN .................................................................................................................................................... 43 Las comunidades de aves de los estadios iniciales de la sucesión: factores que afectan su riqueza y composición. ............................................................................................................................. 44 Escalas espaciales relevantes para la respuesta de las comunidades de aves y factores modulando dicha respuesta. ................................................................................................................... 48 Implicaciones para la conservación de las comunidades de aves y de los procesos ecológicos en paisajes antropogénicos tropicales......................................................................................................... 50 CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 54 APÉNDICE ..................................................................................................................................................... 57 LITERATURA CITADA ................................................................................................................................. 71 RECURSOS ELECTRÓNICOS ................................................................................................................... 79 1 RESUMEN Actualmente, la mayor parte de los bosques tropicales secos (BTS) se han transformado en asentamientos humanos, campos agrícolas, campos ganaderos y bosques secundarios en diferentes estadios sucesionales. Para entender el proceso sucesional que está ocurriendo en estos sistemas, es necesario estudiar las interacciones entre las comunidades animales y vegetales durante este proceso, considerando la influencia de los atributos del hábitat a diferentes escalas. Las aves en particular, participan activamente en la sucesión vía dispersión de semillas, polinización, control de otras poblaciones y reciclaje de nutrientes y energía. El objetivo de este trabajo fue evaluar la respuesta de las comunidades de aves a los atributos del hábitat a diferentes escalas espaciales, durante los estadios sucesionales tempranos del BTS, debido a que durante esta etapa se define en gran medida el curso del proceso sucesional. Para ello, utilizando redes de niebla (por 5 horas diarias) y puntos de conteo de radio fijo (10 minutos), se caracterizó la comunidad de aves en 14 sitios del BTS Chamela- Cuixmala, doce representaban estadios sucesionales tempranos y dos el bosque conservado. Para cada sitio en sucesión se analizó también: 1) la composición del paisaje en un radio de 3 km en derredor y 2) la estructura y composición de la vegetación. Los resultados obtenidos indican que, en general, la variación en la riqueza de especies estuvo principalmente explicada por la variación en los atributos del paisaje, mientras que la variación de la composición, tanto por especies como por gremios tróficos, estuvo principalmente explicada por la variación en los atributos de la vegetación, es decir que para la conservación de las aves sería necesario conservar los remanentes de bosque maduro que rodean la vegetación secundaria debido a que son importantes para la sucesión del bosque vía dispersión de semillas, polinización y regulación de vertebrados herbívoros. Palabras clave: Fragmentación, Aves, Proceso sucesional, BTS, Paisaje. 2 INTRODUCCIÓN México es un país megadiverso que ocupa el cuarto lugar de un grupo de 17 países que albergan cerca de 70% de las especies conocidas. En este sentido, nuestro país presenta un elevado número de especies, una alta riqueza de endemismos, una alta diversidad de ecosistemas y una gran variabilidad genética en muchos grupos taxonómicos (Espinosa-Organista et al., 2008). Los bosques secos de México, en particular, son el hábitat de nuestros principales cultivos y han sido transformados con fines agrícolas desde hace miles de años. Su cobertura original, de 33.9 millones de hectáreas, ha sufrido una caída notable y en el año 2002 solo quedaban unas 8.9 millones de hectáreas (26% de la cobertura original). De este remanente, sólo el 38% se encuentra en buen estado de conservación y el 62% está conformado por vegetación secundaria bajo diferentes grados de perturbación (Challenger y Dirzo, 2009). Este escenario es común a los bosques tropicales secos (BTS) de todo el continente, ya quesuelen ubicarse en áreas con excelentes condiciones para la agricultura y el desarrollo de la ganadería (Sánchez-Azofeifa y Portillo-Quintero, 2011), lo que ocasiona que estén en constante transformación. En América, los BTS se distribuyen desde el noroeste de México hasta el norte de Argentina (Linares et al., 2011) y, hasta la fecha, la mayor parte de su área original ha sido reemplazada por un mosaico de asentamientos humanos, campos agrícolas, campos ganaderos y bosques secundarios en diferentes estadios de sucesión (Sánchez-Azofeifa et al., 2005). Por esta razón, el BTS, que constituye el 42% de 3 la vegetación intertropical del planeta, además está entre los tipos de vegetación más amenazados del mundo (Murphy y Lugo, 1986). En este contexto, es crucial entender la regeneración natural del BTS, considerando que este ecosistema presenta características estructurales y funcionales únicas que determinan una respuesta singular a la perturbación humana (Avila-Cabadilla et al., 2009; Alvarez-Añorve et al., 2012). En comparación con los bosques tropicales húmedos y lluviosos, por ejemplo, los BTS se caracterizan por estar adaptados a una marcada estacionalidad en los regímenes de precipitación, por presentar un gran número de especies endémicas, por una vegetación con menor complejidad estructural y por el predominio de la anemocoría sobre la zoocoría como síndrome de dispersión, entre otros aspectos. Dinámica sucesional del bosque tropical seco La sucesión secundaria es el conjunto de cambios en los atributos de las comunidades bióticas que suceden a una perturbación (Begon et al., 1996). Este proceso puede considerarse más probabilístico que predecible, y puede desarrollarse por diferentes rutas desde los primeros estadios (sucesión temprana) hasta la madurez (Ewel, 1980). En la regeneración del BTS, las especies vegetales en campos recién abandonados se ven limitados por una larga y severa temporada seca (Opler et al., 1976) y se ven beneficiadas durante una corta época de lluvias lo cual, en comparación con los bosques húmedos, reduce las posibilidades de germinación 4 de semillas, establecimiento de plántulas, la regeneración y el proceso de sucesión natural del BTS (Quesada et al. 2009). Cuando se quema la vegetación por las actividades antrópicas, las semillas de arbustos y árboles se pierden, quedando sólo aquellas plantas herbáceas (Rico-Gray y García-Franco 1992; Miller, 1999). Sin embargo, al cabo de unos cuantos años aparecen plantas leñosas y arbustivas (Magaña, 2005), comprobando así que los dispersores de semillas juegan un papel importante en la regeneración de este ecosistema (Martínez-Ramos, 2008). En general, estudios en este y otros sistemas tropicales demuestran que las comunidades faunísticas juegan un papel activo en la sucesión temprana, vía dispersión de semillas, dispersión de hongos micorrízicos, polinización, herbivoría y descomposición de materia orgánica (Charles-Dominique, 1986; Majer, 1989; Muscarella y Fleming 2007). Dentro de las comunidades que juegan un papel crítico en la regeneración de los ecosistemas tropicales se encuentran, por ejemplo, las aves (Holl, 2002; Barrantes y Pereira, 2002). Importancia ecológica de las aves En México, se encuentra el 11% de las especies de aves del mundo concentradas principalmente en la región oeste. Esto nos coloca en el onceavo lugar del mundo en riqueza avifaunística y en el cuarto lugar en cuanto a especies de aves endémicas (Navarro- Sigüenza et al., 2014). 5 Las aves se consideran un grupo clave en el funcionamiento de los ecosistemas debido a que interactúan con un diverso espectro de organismos, regulando procesos ecológicos como la dispersión de semillas, la polinización, el control de poblaciones de invertebrados y vertebrados pequeños, la descomposición de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes y energía, entre otros (Arizmendi-Arriaga et al., 2002; Quesada et al., 2009). Esto posibilita la reproducción de las plantas, la regeneración de los bosques, el control de la herbivoría y el movimiento de nutrientes. Los organismos difieren entre sí por cómo obtienen la energía durante el desarrollo de sus funciones vitales, lo cual determina el papel que juegan en los ecosistemas (Martínez-Ramos, 2008). Dentro de esta variación, existen especies que son funcionalmente más semejantes que otras y estas especies constituyen lo que se denomina un grupo funcional, es decir, un conjunto de especies que poseen atributos (morfológicos, fisiológicos, conductuales o de historia de vida) que son semejantes y desempeñan papeles ecológicos equivalentes (Chapin III et al., 2002). En el caso de las aves, existen diferentes grupos funcionales definidos en cuanto a sus hábitos alimenticios, grupos que, a su vez, juegan distintos papeles en los ecosistemas. De acuerdo a Martínez-Ramos (2008), las aves se pueden clasificar de la siguiente manera: Consumidores primarios a) Nectarívoros: Se alimentan del néctar de las flores. Las aves que fungen como polinizadores desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la diversidad genética de las poblaciones, en el 6 mantenimiento de las especies en las comunidades vegetales y en la producción agrícola (Fontaine et al. 2006). b) Frugívoros: Se alimentan de frutos. Las aves nectarívoras y frugívoras proveen el servicio de polinización y dispersión de semillas, esta función es crucial para el mantenimiento de la diversidad vegetal y la dinámica de los ecosistemas. c) Granívoros: Se alimentan de semillas. Los granívoros se relacionan con las especies vegetales ya que funcionan como verdaderos depredadores. Esta función de depredación puede ser un factor de regulación para el crecimiento de las poblaciones de plantas y de la biomasa vegetal. Consumidores secundarios a) Insectívoros: Aquellos que se alimentan de insectos. b) Carnívoros: Depredadores, se incluyen a las aves rapaces que se alimentan de otros animales vivos. Las aves en los bosques tropicales Diversos estudios muestran la importancia de las aves en la dispersión de semillas y en la sucesión de las selvas tropicales (Holl, 2002; Barrantes y Pereira, 2002). Las aves insectívoras en particular promueven la regeneración de la vegetación a través de la limitación de la herbivoría (por ejemplo Van Bael et al., 2008). En los sistemas agrícolas tropicales, el consumo de plagas de insectos puede provocar un aumento de los rendimientos y ganancias económicas sustanciales 7 para los agricultores (Kellermann et al., 2008; Johnson et al., 2010; Boyles et al., 2011, 2013; Karp et al., 2013; Maas et al., 2012). El daño antropogénico provocado por la explotación de recursos en los bosques tropicales, provoca cambios en la estructura de la vegetación afectando la diversidad y composición de las comunidades de aves (Shahabuddin y Kumar, 2006). En los BTS, como el de la Región Chamela-Cuixmala (RCC), Jalisco, la diversidad de aves puede aumentar durante la época húmeda o a lo largo de los arroyos (Ornelas et al., 1993). Algunas especies de estos bosques son sensibles a los cambios estacionales. Tal es el caso de Amazona finschi (Psittacidae), una especie altamente amenazada y endémica de la RCC, que es sensible a dichos cambios debido a la disponibilidad de recursos que pueden limitar la reproducción de los loros en este ecosistema (Renton y Salinas-Melgoza, 2004). En este sentido, Marini (2002) señala la importancia de la conservación de grandes fragmentos de BTS, debido a que las aves endémicas son sensibles a la perturbación. En el BTS de la RCC, nuestra zona de estudio, hay aproximadamente 270 especies de aves (24 son endémicas de México), de las cuales el 60% son residentes y el resto son especies migratorias (Martínez et al., 2010). El paisaje dela región incluye numerosos fragmentos de vegetación con diferentes grados de perturbación que se han originado principalmente como consecuencia de las actividades agropecuarias. El abandono de estas actividades ha abierto paso a la sucesión, mientras que el desfase entre los sitios en relación al tiempo de abandono, ha ocasionado la formación de un paisaje compuesto por un mosaico http://onlinelibrary.wiley.com.pbidi.unam.mx:8080/doi/10.1111/brv.12211/full#brv12211-bib-0065 http://onlinelibrary.wiley.com.pbidi.unam.mx:8080/doi/10.1111/brv.12211/full#brv12211-bib-0013 8 de diferentes estadios sucesionales (Castillo et al., 2005; Avila-Cabadilla et al., 2009). Un paso necesario para entender a profundidad el proceso sucesional del BTS, es identificar qué factores modulan la distribución y el desempeño de las comunidades de aves en los paisajes transformados. Para identificar estos factores, es importante considerar la alta heterogeneidad inherente a dichos paisajes, esto en aras de detectar respuestas representativas de la realidad. Asimismo, dado que la dinámica de las comunidades bióticas durante la sucesión temprana determina en gran parte el curso de la sucesión secundaria, es crucial estudiar en detalle cómo se conforman las comunidades en estos estadios, ya que ello nos dará información relevante sobre la dinámica sucesional subsecuente. En este contexto, es necesario identificar: 1) los factores que modulan la estructura y composición de las comunidades de aves en el BTS, 2) las escalas espaciales a las que ocurre esta modulación y 3) las configuraciones del paisaje que favorezcan la conservación de este grupo faunístico en bosques manejados. Este tipo de información ayudará a subsanar la escasez de conocimiento con respecto al papel de la fauna en la regeneración y sucesión del BTS y a cómo los atributos del hábitat influencian la ocurrencia de estos grupos y de los procesos ecológicos que ellos regulan. Asimismo, esta información nos permitirá conocer el valor de los bosques secundarios para la conservación de grupos faunísticos y procesos ecológicos clave en el funcionamiento de los ecosistemas tropicales. 9 ANTECEDENTES Aunque en los últimos años la comunidad científica ha comenzado a estudiar la regeneración natural del BTS, aún faltan varios pasos para generar un conocimiento profundo de este proceso. Hasta ahora, por ejemplo, estos estudios raramente evalúan la influencia relativa de la variación ambiental in situ y la variación ambiental a escala de paisaje en la sucesión (pero ver Avila-Cabadilla et al., 2012). En el mismo sentido, la heterogeneidad inherente a los paisajes antropogénicos no ha sido debidamente considerada, siendo que el curso del proceso sucesional está determinado por un complejo conjunto de interacciones entre factores locales, los atributos del paisaje, la historia del sitio y la historia de vida de las especies (Pickett et al., 1987 a y b; Chazdon et al., 2007). Otros componentes que han sido relativamente poco estudiados con respecto a la regeneración del BTS, son los cambios sucesionales en los atributos de las comunidades faunísticas y en los procesos ecológicos asociados a éstas. Entre las pocas comunidades faunísticas que se han estudiado en un contexto sucesional en este sistema, encontramos a los murciélagos, vertebrados voladores que han mostrado responder a los atributos de la vegetación o del paisaje según el grupo funcional o gremio al cual pertenecen. Los murciélagos nectarívoros, por ejemplo, responden a una escala del paisaje de entre 500 y 1000 metros, mientras que las especies frugívoras responden más a la estructura de la vegetación (Avila-Cabadilla et al., 2012). 10 Con respecto a las aves, en diferentes estudios ha quedado clara su importancia en la dispersión de semillas y en la sucesión de los bosques tropicales (Holl, 2002; Barrantes y Pereira 2002). Sin embargo, hasta ahora la mayoría de los estudios relacionados con la avifauna del BTS están principalmente ligados a listados y descripciones breves como son los estudios de Zimmerman y Harry (1951), Selander y Giller (1959), Lobato-García et. al., (2014) y Arizmendi-Arriaga et al. (1990 y 2002). Cabe señalar que esta última autora incluye además datos de la dieta en su listado de las especies del BTS de Chamela. Martínez-Ramos (2008) reporta que en este bosque el 51% de las especies de aves son carnívoras alimentándose estrictamente de insectos, y otro 18% son carnívoras facultativas que pueden incluir también alimento vegetal en su dieta. En cuanto a las respuestas de este grupo faunístico a los atributos del hábitat, sabemos que, en general, responden rápidamente a los cambios en la estructura de la vegetación asociada a la sucesión. En estudios anteriores se ha determinado que la variación en la cobertura de la vegetación original puede definir en gran medida la respuesta de las aves en paisajes antrópicos (Rolstad, 1991; McGarigal y McComb 1995; Villard et al., 1999). En un trabajo en el que se estudiaron las características de las comunidades de aves en diferentes estadios sucesionales del BTS (Chazdon et al., 2011), se encontraron que en los estadios tempranos, dominados por pastos, eran invadidos por especies granívoras y/o especialistas en pastizales. Asimismo, la recolonización de estos sitios por especies insectívoras, frugívoras y nectarívoras promovería el proceso sucesional. En general, la riqueza y 11 abundancia de las especies granívoras disminuyó durante la sucesión, mientras que el número de especies e individuos de aves frugívoras y nectarívoras aumentó. También la complejidad de las comunidades de aves insectívoras se incrementó, sugiriendo que un aumento en la complejidad estructural de la vegetación asociada a la edad sucesional, podía proporcionar un mayor número de nichos de alimentación para las aves insectívoras. De manera impresionante, el 13% de todas las especies se compartieron en todas las etapas en sucesión, entre ellas, ocho especies endémicas de México. Estos resultados confirman la idea de que las aves responden rápidamente a los cambios estructurales de la vegetación. Por otra parte, la configuración irregular del paisaje agrícola en la RCC, estaría permitiendo que las aves se muevan fácilmente entre diferentes etapas de sucesión y bosque maduro, promoviendo la rápida recuperación de las comunidades de aves (Chazdon et al. 2011). En el mismo sentido, un estudio con respecto al efecto de los atributos estructurales de la vegetación en las comunidades de aves de Chamela, MacGregor y Schondube (2011), reportan que en zonas donde la estructura de la vegetación es más simple, la diversidad de especies es mayor, pero esto puede deberse al bosque conservado que rodea a esas zonas, haciendo más compleja su estructura a escala del paisaje. Por otra parte, las plantaciones de árboles frutales podrían estar sirviendo de refugio para las especies en la época de secas. Este estudio enfatiza el importante papel de los bosques conservados en los paisajes antropogénicos así como la relevancia que pueden tener los atributos del 12 paisaje en la estructuración de las comunidades de aves y en la dinámica general de los bosques tropicales. Es necesario, por tanto, generar información sobre cómo las comunidades de aves de la sucesión temprana responden a los atributos del hábitat a diferentes escalas espaciales (desde la escala local hasta la escala de paisaje) así como sobre el efecto de las diferentes estaciones (seca y lluvia) en esta respuesta, aspecto que tampoco ha sido abordado en profundidad hasta el momento. Para generar esta información, en este estudio caracterizaremos esta respuesta en las comunidades de aves de las etapas iniciales de la sucesión en el BTS de Chamela-Cuixmala. 13 OBJETIVOSObjetivo general Evaluar la respuesta de las comunidades de aves a la variación en los atributos del hábitat, a diferentes escalas espaciales, durante las etapas iniciales de la sucesión del bosque tropical seco. Objetivos específicos 1. Caracterizar las comunidades de aves que se presentan en las etapas iniciales de la sucesión del bosque tropical seco. 2. Evaluar cómo la variación en los atributos de la vegetación y del paisaje afectan la estructura y composición de las comunidades de aves tanto residentes como migratorias. 3. Identificar la escala espacial a la que las comunidades de aves responden más a la variación en los atributos del hábitat. 4. Evaluar la respuesta de las comunidades de aves a los cambios estacionales, identificando cómo la estacionalidad podría modular la respuesta de estas comunidades a la variación en los atributos del hábitat. 5. Discutir las implicaciones de los resultados obtenidos para la conservación de las aves y de los procesos ecológicos en que éstas participan dentro de paisajes tropicales transformados por la actividad antrópica. 14 HIPÓTESIS 1. Los grandes continuos de bosque conservado, al ofrecer una mayor diversidad y cantidad de recursos, favorecen la presencia de un mayor número de especies, sensu la teoría de biogeografía de islas (MacArthur y Wilson 1967). 2. La presencia de un mayor número de especies de plantas y el incremento en el grado de complejidad estructural de la vegetación, al estar asociados con una mayor diversidad de recursos disponibles, favorece la presencia de un mayor número de especies de aves, sensu la hipótesis de la heterogeneidad del hábitat (MacArthur y MacArthur 1961). 3. El marcado régimen estacional en la precipitación, al determinar un marcado patrón fenológico en las plantas del bosque seco y como consecuencia fluctuaciones en la disponibilidad de recursos, favorece cambios estacionales en la composición y estructura de los ensamblajes de aves. 15 ÁREA DE ESTUDIO El estudio se realizó en el BTS de la Región de Chamela-Cuixmala, ubicada en la costa del Pacífico Mexicano, en el estado de Jalisco, entre las coordenadas de 19°37’ – 19°59’ de latitud Norte y 100°94’ – 105°06’ de longitud Oeste (Figura 1). Esta región se caracteriza por un marcado régimen estacional en la precipitación, presentándose la mayor parte de las lluvias durante los meses de Junio y Octubre. La precipitación promedio anual llega a alcanzar los 763 ± 258 (DS) mm, mientras que la temperatura promedio anual es de 24.6 ºC (García-Oliva et. al., 2002). Como consecuencia del clima predominante, el bosque tropical seco (BTS) constituye el tipo de vegetación predominante en la región, el cual llega a cubrir hasta el 92% de la cobertura terrestre en la Reserva de la Biosfera Chamela- Cuixmala (Lott 1993, Sánchez-Azofeifa et al., 2009). En esta región se estableció en 1971 la Estación de Biología Chamela (EBCH), del Instituto de Biología de la UNAM. A partir de entonces, varios investigadores de la UNAM y de otras universidades de México y del mundo han utilizado esta región como zona de estudio para caracterizar y comprender el funcionamiento del BTS, llegando a ser referencia mundial sobre el conocimiento de este sistema. Muestra de ello es la vasta literatura científica que se ha generado en la zona (Figura 1). Dada la importancia de la zona, se decretó en 1993, por el Diario Oficial de la Federación, la Reserva de la Biósfera Chamela- Cuixmala (RBCC), esto con el objetivo de conservar la biodiversidad propia de este sistema. 16 La RBCC hoy en día abarca una extensión de aproximadamente 13,142 ha, de las cuales 8,208 ha (80 %) están incluidas en 4 zonas núcleos y 4,934 ha (20%) corresponden a la zona de amortiguamiento. Esta región ha sido considerada como un área de Importancia para la Conservación de las Aves (AICA), debido a: 1) la gran riqueza de especie que presenta, 2) el alto nivel de endemismos y 3) la presencia de especies en peligro de extinción (Arizmendi- Arriaga y Márquez-Valdemar, 2002). Figura 1. Mapa de la ubicación de la RBCC (en color rojo) dentro de Jalisco, México. Mapa elaborado con ArcMap 10.3. 17 MÉTODOS Sistema de estudio Para la realización de este estudio se seleccionaron 14 sitios (Figura 2), de los cuales 12 representan las primeras etapas de la sucesión del BTS (sufrieron una remoción significativa de la vegetación en los últimos 3-10 años) y 2 las etapas más avanzadas de este proceso (áreas con más de 50 años sin experimentar un disturbio antrópico significativo), las cuales fueron empleadas como referencia (Tabla 1). Para la ubicación de los sitios y la determinación de su edad de abandono empleamos mapas de vegetación generados para la región (Avila- Cabadilla et al., 2012), imágenes de satélite de alta resolución (disponibles en Google Earth Pro), así como información recabada a partir de entrevistas realizadas a los ejidatarios dueños de los terrenos. Finalmente, consideramos para nuestro estudio aquellos sitios que presentaron las siguientes características: a) una superficie de al menos 200 x 200 m, permitiendo demarcar las parcelas de vegetación y una adecuada distribución de las redes de niebla; b) una pendiente menor a 20º, permitiendo erigir de forma satisfactoria las redes de niebla; c) accesibilidad a través de caminos, para poder trasladar el material necesario para el estudio y d) una distancia mínima de 3000 m entre sitios, para evitar el efecto de la autocorrelación espacial al momento de analizar la variación en los atributos de las comunidades de aves y el efecto de la pseudoreplicación al momento de evaluar la influencia de los atributos del paisaje (Hurlbert, 1984; Legendre, 1993; Eigenbrod et al., 2011) (Figura 2). 18 Figura 2. Ubicación de los sitios de estudio en la costa del Pacífico del estado de Jalisco. El área de la RBCC aparece delimitada por una línea blanca. Los puntos rojos, dentro de la RBCC, señalan los dos sitios con bosque maduro; los doce sitios de etapas iniciales están señalados por puntos negros. Los círculos amarillos alrededor muestran un radio de 3000 m. 19 Tabla 1. Se encuentran en la tabla los sitios de estudio, el acrónimo, la ubicación en coordenadas en grados decimales y los años de abandono (Edad). Los acrónimos de los sitios se conformaron considerando el nombre de la localidad en que se encuentran. Sitio de estudio Acrónimo Coordenadas Edad (años) Camino antiguo sur de la EBCC UNAM 495714.11 2155886.58 Conservado Entrada a la RBCC por la UdG UDG 497754.56 2159380.25 Conservado Camino a basurero de la región de Careyes BAS 496910.00 2153804.00 5 Hidalgo Nuevo 1 HN1 512421.70 2146004.25 5 Hidalgo Nuevo 2 HN2 510901.45 2137510.57 8 José María Morelos JMM 482196.89 2180118.71 6 Juan Gil Preciado JGP 489736.27 2177966.29 4 La Fortuna LFO 487057.37 2168455.34 9 Ley Federal Hidalgo LFH 520324.15 2143911.18 7 Limoncitos LIM 506714.19 2157197.15 9 Nacastillo 1 NA1 506923.65 2165806.57 8 Nacastillo 2 NA2 511084.92 2169833.19 9 Santa Cruz de Otates SCU 494734.16 2168241.65 6 Zapata ZAP 505311.33 2143972.60 10 20 Muestreo de la comunidad de aves Para el muestreo de las comunidades de aves en cada uno de los sitios de estudio, se emplearon 8 redes de niebla (largo: 12 m, alto: 2.5 m, malla: 36 mm), ubicadas a nivel del suelo, dispuestas de forma paralela a la vegetación y separadas entre sí a una distancia de hasta 30 m. Adicionalmente, se emplearon dos puntos de conteo de radio fijo (tiempo: 10 min, radio: 30 m, distancia entre puntos: 50 m, siguiendo la metodología propuesta por Ralph et al., 1996. Los puntos de conteo se realizaron paracorroborar si las especies registradas durante los muestreos estaban utilizando activamente el hábitat que se estaba caracterizando, logrando así una evaluación más adecuada (Rappole et al., 1998). Cada muestreo tuvo una duración de 5 horas comenzando desde el amanecer, abarcándose de esta forma el pico de actividad de las aves (Ralph et al., 1996; González, 2011). Durante el muestreo, las redes de niebla se revisaron cada 15-30 min aproximadamente, removiendo y depositando en bolsas de tela todos los individuos capturados. Posteriormente, a la brevedad posible, para cada individuo capturado se determinó la especie, sexo, edad relativa y condición reproductiva sensu Ralph et al. (1996). Para la identificación de las especies en campo nos auxiliamos con las guías de campo de Howell y Webb (2005) y de NGS (2002). La nomenclatura taxonómica que empleamos se apega a lo que propone la última versión del check-list de “American Ornitology Union”, incluyendo el suplemento más reciente (AOU, 1998; Chesser et al., 2013). Los individuos se fueron liberando conforme se registraban sus datos. 21 En total se realizaron cuatro muestreos en cada uno de los sitios, dos durante la época de secas y dos durante la época de lluvias. Los sitios se muestrearon cada dos meses aproximadamente. Caracterización de la vegetación El muestreo de la vegetación se realizó durante la época de lluvia, que es cuando la mayoría de las especies de la región presentan hoja, flores y frutos, lo cual facilita la identificación taxonómica. En cada uno de los sitios se ubicaron 5 transectos de 2 X 100 m (1000 m2), separados entre sí por 25 m y distantes por al menos 50 m de otro tipo de vegetación (Figura 3). En cada transecto se identificaron todos los individuos leñosos con un diámetro a la altura del pecho (DAP) de al menos 2.5 cm, a los cuales se les determinó: 1) la especie, 2) el número de ramas y 3) el área basal de cada rama. Figura 3. Distribución de los transectos de vegetación en los sitios de estudio. Los transectos están representados por las líneas azul oscuro. 25m 10 0m 22 Para caracterizar la complejidad estructural de la vegetación a la altura del dosel, se estimó la altura de los 10 individuos más altos en cada sitio y también se registró el índice de área foliar, para lo cual se utilizó un analizador de dosel (LAI 2200, LICOR) con el que, en cada sitio, se realizaron cuatro lecturas (hacia cada una de las direcciones cardinales), en 28 puntos regularmente distribuidos a través de la parcela de estudio (Figura 4). Figura 4. Colaboradores realizando la medición de índice de área foliar (LAI, siglas en inglés) en los sitios de estudio. El índice de área foliar cuantifica el área que ocupa la vegetación, proyectada en un plano horizontal (Fournier et al., 2003) y se considera una herramienta útil para caracterizar la complejidad estructural de la vegetación. Este índice ha sido empleado con éxito para discriminar entre sitios con vegetación contrastante en relación a: el número de estratos, el área basal total y el número de ramas (Kalacska et al., 2004). Para estimar la complejidad estructural del sotobosque, se caracterizó la densidad de la vegetación en este estrato alrededor de cada red de niebla sensu 23 Baumgartem (2009). Para ello, ubicamos dos cuadrantes de color blanco, de 3x3m, paralelo y a ambos lados de cada una de las redes niebla, siempre a una distancia de 10 m de las redes. A cada uno de los cuadrantes se les tomó una fotografía con el objetivo de determinar el porcentaje de área cubierto por la vegetación en cada cuadrante, medida empleada como proxy de la densidad del sotobosque (Figura 5). Figura 5. Fotografía del cuadrante blanco de 3 x 3 metros utilizado para estimar la densidad del sotobosque. El cuadrante se ubica en una de las esquinas de la red de niebla, de forma paralela a la misma. En total se obtuvieron y procesaron 16 imágenes por sitio. El análisis de las imágenes se realizó con la ayuda del programa GIMP 2.8.14, para convertirlas a escala de grises y con el programa Image J 1.47, para estimar el porcentaje del cuadrante ocupado por la vegetación. En síntesis, para cuantificar la estructura de la vegetación, para cada uno de los sitios estimamos los siguientes parámetros: 1) el número de especies, 2) el número de individuos, 3) el número de ramas, 4) el área basal promedio de las 3m 24 ramas, 5) el área basal total de la parcela, 6) la altura promedio de los 10 individuos más altos, 7) el índice de área foliar promedio y 8) la densidad del sotobosque promedio. Caracterización del paisaje La caracterización del paisaje colindante a cada uno de los sitios de estudio, se realizó con base en imágenes SPOT-5 clasificadas, con una resolución espacial nominal de 10 m. Estas imágenes se adquirieron durante la época de secas del año 2011, lo cual facilitó la discriminación de los principales tipos de vegetación de la región (pastizales, bosque seco y vegetación riparia) (Kalacska et. al., 2005; Sánchez-Azofeifa et. al., 2009; Avila-Cabadilla et al., 2012). Para la clasificación de las imágenes empleamos una combinación de algoritmos diferentes, que incluyen la segmentación de imágenes y la clasificación no supervisada. Las imágenes clasificadas resultantes fueron evaluadas y reclasificadas cuando se consideró necesario, esto con base en datos auxiliares colectados durante el trabajo de campo y con la ayuda de imágenes de alta resolución disponibles en Google Earth Pro. Para cada uno de los sitios en sucesión temprana, se estimó la cobertura del bosque tropical seco y de la vegetación riparia a seis diferentes escalas espaciales (Figura 6). Estos constituyen los tipos de vegetación natural predominantes en la región (Lott, 1993). Para ello, empleamos áreas “buffers” en forma de anillos (Figura 6), definidos por el área comprendida entre diferentes combinaciones de circunferencias centradas en los sitios de estudio: de 500 y 25 1000 m de radio (denominado “buffer” de 1000 m), de 1000 y 1500 m de radio (buffer de 1500 m), de 1500 y 2000 m de radio (buffer de 2000 m), de 2000 y 2500 m de radio (buffer de 2500 m), de 2500 y 3000 m de radio (buffer de 3000 m). Adicionalmente, consideramos como el buffer de 500 m el área comprendida por una circunferencia de 500 m de radio centrada en cada sitio de estudio. En total se consideraron 6 escalas espaciales. Para cada área buffer se estimó: 1) el porcentaje de bosque seco y 2) el porcentaje de bosque ripario (Figura 7). Los porcentajes de cobertura para estos dos tipos de vegetación se definieron como la suma de las áreas (m2) de todos los parches correspondientes a estas coberturas, dividida por el área total abarcada por el área buffer y multiplicado por 100. De forma general, evitamos el efecto de la pseudoreplicación en estas mediciones, de dos maneras diferentes, primero seleccionando sitios de estudio a una distancia euclidiana entre sí que evite el sobrelapamiento de sus respectivas áreas “buffers” y segundo, empleando áreas “buffers” con forma de anillos (Hurlbert 1984; Legendre 1993). Con esto garantizamos que los valores de las variables independientes correspondientes a áreas “buffers” adyacentes (para diferentes sitios) y a áreas “buffers” anidadas (para un mismo sitio) constituyan observaciones independientes, cumpliendo así con este importante supuesto de los análisis estadísticos y minimizando la probabilidad de cometer el error Tipo I (rechazar una hipótesis nula verdadera) debido al efecto de la pseudoreplicación (Eigenbrod et al 2011, Schneider et al., 2011). 26 La clasificación se llevó a cabo con el software QGIS (v. 2.6.1-Brighton, QGIS Development Team 2014) y losmódulos Orfeo, SAGA y GRASS implementados en este software. Todas las estimaciones de la composición del paisaje se realizaron con la ayuda del complemento “LecoS – Landscape Ecology Statistics” (Jung, 2016) implementado para QGIS (v. 2.6.1-Brighton, QGIS Development Team 2014). Figura 6. Áreas “buffers”, en forma de anillos, empleadas para la caracterización del paisaje circundante a cada sitio de estudio. 500 m 1000 m 1500 m 2000 m 2500 m 3000 m 27 Figura 7. Clasificación de la cobertura terrestre en un radio de 3000 m alrededor de los sitios de estudio. Clases de cobertura terrestre: 1) bosque tropical seco (en color gris), bosque ripario (en color negro) y 3) otros tipos de cobertura (en color blanco). Análisis de datos Evaluamos la eficiencia (“completeness” en inglés) de los muestreos realizados en cada sitio de estudio, calculando el porcentaje del total de especies que estimamos encontrar, que estuvo representando en nuestros muestreos. Para estimar la riqueza de especies empleamos los índices Chao 2 y Jacknife 1 (Magurran, 2004), debido que su estimación estuvo poco sesgada por el tamaño de las muestras (Colwell y Coddington, 1994). El cálculo del valor de eficiencia estuvo basado específicamente en el valor promedio de las estimaciones brindadas por ambos índices. Consideramos que un 90% de “completeness” es 28 un nivel adecuado de eficiencia en los muestreos (Moreno y Halffter, 2001). Los cálculos se realizaron considerando por separado las especies residentes y las migratorias. Adicionalmente, evaluamos si la distancia entre los sitios de estudio pudo influir significativamente en los resultados obtenidos durante los muestreos (por evidencia de autocorrelación espacial), lo cual, de ser cierto, violaría uno de los supuestos más importantes de los análisis estadísticos (independencia de las observaciones) y favorecería el incurrir en el error Tipo I (Legendre, 1993). Para este análisis empleamos la prueba de Mantel (considerando 999 permutaciones), la cual está basada en un análisis de las correlaciones (prueba de correlación de Spearman) entre la distancia euclidiana entre los sitios de estudio y el grado de similitud de los ensamblajes de aves en términos de su composición específica. El grado se similitud entre los ensamblajes de aves se cuantificó mediante el uso del índice de Jaccard (Magurran, 2004), el cual sólo considera los datos de presencia - ausencia de las especies en cada uno de los sitios estudiados. Los resultados obtenidos en los muestreos para las aves residentes y migratorias se analizaron por separado. Por otra parte, el grado de disimilitud entre los ensamblajes de aves estudiados, tanto en términos de su composición específica, como de su composición por gremios tróficos, fue analizado empleando la técnica de ordenación “escalamiento multidimensional no métrico” (NMDS, siglas en inglés). Esta es una técnica basada en interacciones, que no depende del supuesto de normalidad multivariada, el cual afecta a la gran mayoría de las técnicas de 29 ordenación (ej. análisis de componente principales, análisis de correspondencia canónica) que históricamente se han empleado para analizar datos ecológicos que rara vez cumplen con este supuesto (McCune y Grace 2002). Para este análisis empleamos las matrices de incidencia de las especies residentes y migratorias (analizadas por separado) en cada uno de los sitios de estudio. El grado de disimilitud entre los ensamblajes presentes en cada sitio se cuantificó empleando el índice de Jaccard (Magurran, 2004). Finalmente, los valores de cada uno de los sitios de estudio en los ejes resultantes de las ordenaciones, se emplearon como variables para evaluar las respuestas de los ensamblajes de aves a la variación en los atributos del hábitat. Los análisis estadísticos dirigidos a evaluar la asociación entre la variación en la riqueza y composición de los ensamblajes de aves y la variación en los atributos del hábitat, a diferentes escalas espaciales, estuvieron basados en modelos lineales generalizados (GLMs). En los modelos conformados se consideraron como variables de respuesta la riqueza de especies residentes y migratorias estimada en cada sitio, así como los valores de los sitios de estudio en los ejes resultantes de las ordenaciones, los cuales fueron considerados como un proxy de la variación en la composición específica y en la composición por gremios tróficos de los ensamblajes de aves. Por otra parte, consideramos como variables independientes (explicativas) tanto los atributos de la vegetación como los del paisaje. Los atributos de la vegetación considerados fueron: número de especies de plantas (VGespecie), número de ramas (VGramas), área basal a nivel de parcela (VGAB), promedio de 30 área basal de las ramas (VGABramas), altura promedio de los árboles más altos (VGaltura), índice de área foliar (VGIAF) y densidad de la vegetación en el sotobosque (VGsotobosque). Los atributos del paisaje colindante que se consideraron fueron: el porcentaje de bosque seco (BSescala) y el porcentaje de bosque ripario (BRescala) a las 6 diferentes escalas espaciales consideradas en el estudio. Al momento de conformar los GLMs para el análisis de la riqueza de especies empleamos la distribución “Poisson” asociada con la función de ligamiento “log”, mientras que para el análisis de la composición específica y por gremio trófico empleamos la distribución “Gaussian”, asociada con la función de ligamiento “identity”. Para identificar las variables independientes con mayor poder explicativo empleamos el método de selección de modelos basado en el Criterio de Información de Akaike, corregido para muestras de pequeño tamaño (AICc, en inglés). Para esto, para cada variable de respuesta analizada conformamos un set de modelos, compuesto por varios modelos considerando por separado cada una de las variables independientes y un modelo nulo, sin poder explicativo alguno. Posteriormente, para cada modelo calculamos el AICc, de acuerdo con Burnham y Anderson (2002) y comparamos los modelos entre sí empleando el Δi, que es la diferencia de AICc entre un modelo dado y el mejor modelo (AICc más bajo). Adicionalmente, calculamos los pesos de AIC para cada modelo (wi). El wi representa el peso de la evidencia de que un cierto modelo sea el mejor modelo dada la base de datos y el grupo de modelos candidatos. 31 El set de modelos más plausibles (grupo de confianza del 95%) se definió sumando el wi, desde el más grande hasta el más pequeño, hasta que la suma fuera 0.95. Solo los modelos con un AICc menor que el modelo nulo fueron considerados para definir el set de modelos más plausibles. Todos los análisis se realizaron en R (R Development Core Team 2009). De forma general, con los primeros análisis buscamos identificar cuáles son los atributos del hábitat cuya variación pudieran estar definiendo en gran medida la variación en la riqueza de especies. Posteriormente, analizamos la variación en la composición de los ensamblajes de aves (a nivel de especie y de gremio trófico), considerando para esto por separado los datos correspondientes a las especies migratorias y a las especies residentes. El análisis de las especies residentes nos permitió evaluar cómo la estacionalidad modula la respuesta a la variación en los atributos del hábitat, de las aves que permanecen en la zona durante todo el año. El análisis de las especies migratorias, por otra parte, nos permitió evaluar la respuesta a la variación en los atributos del hábitat de grupos de especies que migran hacia la región solo en un determinado periodo de tiempo (ejemplo: durante el invierno/periodo de secas y durante el verano/periodo de lluvias), enfrentando ciertas condiciones ambientales específicas, las cuales están definidasen gran medida por los patrones fenológicos imperantes en la región. En este sentido, sólo analizamos las especies migratorias invernales, que se presentan en la región en la épocas de secas, ya que fueron muy pocos los registros obtenidos para las 32 especies migratorias que se presentan en la región durante el verano (época de lluvia). 33 RESULTADOS Los muestreos realizados en cada uno de los sitios de estudio, nos permitieron detectar la presencia de 83 especies de aves, de las cuales 45 son residentes y 38 migratorias (36 migratorias invernales y 2 migratorias de verano). Las especies migratorias se determinaron de acuerdo a Arizmendi-Arriaga et al., 1990. Las especies identificadas estuvieron agrupadas en 62 géneros y 25 familias, siendo la familias Tyrannidae (12 especies), Cardinalidae (10 especies) y Parulidae (10 especies) las mejores representadas. Más del 50 por ciento de las especies detectadas son insectívoras (Tablas 3 y 4). El esfuerzo de muestreo empleado nos permitió, de manera general, caracterizar apropiadamente los ensamblajes de especies residentes, ya que el porcentaje de eficiencia (“completeness”) alcanzó valores entre el 78 y el 100%, teniendo un valor promedio entre todos los sitios del 90%. Por otra parte, la eficiencia del muestreo realizado para caracterizar los ensamblajes de especies migratorias fue mucho menor, alcanzando valores que van desde el 32% hasta el 91% (promedio: 63%). Asimismo, no encontramos evidencia de estructura espacial en nuestros datos, ya que las matrices de distancias euclidianas y ecológicas no estuvieron significativamente correlacionadas. Estos resultados fueron consistentes, al analizar por separado las especies residentes (rs = -0.05, p = 0.65) y las especies migratorias (rs = 0.01, p = 0.46). 34 Riqueza de especies De forma general, detectamos una reducida variación y pocas diferencias significativas en relación a la riqueza de especies entre los ensamblajes de aves residentes presentes en los sitios de estudio (Figura 8). De hecho, no identificamos ningún atributo del hábitat, tanto de la vegetación, como del paisaje, cuya variación estuviera asociada con la poca variación observada en la riqueza de especies (Tabla 5). Por otra parte, la variación observada entre los ensamblajes de aves migratorias fue mucho más notoria, y en algunos casos significativa (Figura 9), siendo mayor las diferencias entre los ensamblajes presentes en los sitios en sucesión temprana y los que representan etapas más avanzadas de la sucesión. Ejemplo de esto son las diferencias detectadas entre los sitios en sucesión temprana JMM, LFO, NA1 y SCU y los de bosque seco más conservados UDG y UNAM, con respecto al índice Jacknife 1. Asismismo, observamos que la variación en la riqueza de especies migratorias invernales en las etapas iniciales de la sucesión, estuvo explicada en gran medida por la variación en la cobertura del bosque ripario y en menor medida por la variación en la cobertura del bosque seco, por la densidad del sotobosque y por el número de especies encontradas en la vegetación (Tabla 6). En este sentido, la mayor riqueza de especies migratorias se observó en sitios con menor cobertura de bosque, tanto ripario, como seco, en las áreas colindantes, así como donde la vegetación, a nivel del sotobosque, es estructuralmente más sencilla. 35 Figura 8. Riqueza de especies de aves residentes estimadas para cada uno de los sitios de estudio. La riqueza de especie se estimó empleando el índice Chao 2 (A, RChao2) y Jacknife 1 (B, RJack1). BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU ZAP UDG UNAM 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 A BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU ZAP UDG UNAM 0 10 20 30 40 50 60 B R Ja ck 1 R C ha o2 36 Figura 9. Riqueza de especies de aves migratorias estimadas para cada uno de los sitios de estudio. La riqueza de especie se estimó empleando el índice Chao 2 (A, RChao2) y Jacknife 1 (B, RJack1). BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU ZAP UDG UNAM -20 0 20 40 60 80 100 120 140 A BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU ZAP UDG UNAM 0 5 10 15 20 25 30 35 40 B R Ja ck 1 R C ha o2 37 Composición específica De forma general, las ordenaciones resultantes nos permitieron mapear, de forma satisfactoria, las diferencias que se presentaron entre los ensamblajes de especies residentes y migratorias en términos de la composición específica y la composición por gremios tróficos. Muestra de ello es que el valor de “stress” obtenido para las ordenaciones fue bajo, tomando valores que van de 5.78 a 11.81 (Fig. 10, 11, 12 y 13). Según McCune y Grace (2002) mientras menor es el valor del stress, mejor es la ordenación resultante representando las diferencias originales de las entidades estudiadas; para ello se han propuesto diferentes reglas de dedo (rules of thumb) para interpretar los valores de stress resultantes de las ordenaciones, entre ellas las de Kruskal y las de Clarke. Kruskal plantea con base en sus estudios que un valor de stress de 2.5 corresponden a una ordenación excelente, de 5 buena, de 10 justa y de 20 pobre. Asimismo, Clarke sugiere que un valor de stress de <5 corresponde a una ordenación excelente, de 5-10 buena, de 10-20 aceptable y >20 pobre. 38 Figura 10. Ordenación (NMDS) de los sitios de estudio mostrando su similitud en relación a la composición de especies de los ensamblajes de aves residentes. -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 -0 .4 -0 .2 0. 0 0. 2 0. 4 NMDS1 N M D S2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Secas Stress: 5.78 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 -0 .4 -0 .2 0. 0 0. 2 0. 4 NMDS1 N M D S2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Lluvias Stress: 9.13 39 Figura 11. Ordenación (NMDS) de los sitios de estudio mostrando su similitud en relación a la composición por gremios tróficos, de los ensamblajes de aves residentes. -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 -0 .2 -0 .1 0. 0 0. 1 0. 2 NMDS1 NM DS 2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Secas Stress: 11.81 -0.2 0.0 0.2 0.4 -0 .4 -0 .2 0. 0 0. 2 NMDS1 NM DS 2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Lluvias Stress: 11.66 40 Figura 12. Ordenación (NMDS) de los sitios de estudio mostrando su similitud en relación a la composición de especies de los ensamblajes de aves migratorias. Figura 13. Ordenación (NMDS) de los sitios de estudio mostrando su similitud en relación a la composición por gremios tróficos, de los ensamblajes de aves migratorias. -0.5 0.0 0.5 1.0 -0 .5 0. 0 0. 5 1. 0 NMDS1 N M D S 2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Secas Stress: 6.99 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 -0 .4 -0 .2 0. 0 0. 2 0. 4 NMDS1 N M D S2 BAS HN1 HN2 JGP JMM LFO LFH LIM NA1 NA2 SCU UDG UNAM ZAP E. Secas Stress: 9.64 41 A través de las ordenaciones pudimos detectar una gran variación en la composición específica y en la composición por gremios tróficos entre los ensamblajes de especies de aves residentes presentes en las etapas iniciales de la sucesión, los cuales, a su vez, tendieron a diferenciarse notablemente de los ensamblajes observados en los bosques más conservados (sitios UNAM y UDG) (Fig 10 y 11). De hecho, detectamos un grupo de especies que solamente se presentó en las etapas inicialesde la sucesión, como: Columbina talpacoti (familia Columbidae); Morococcyx erythropygus (Cuculidae); Peucaea ruficauda (Emberizidae); Quiscalus mexicanus (Icteridae); Melanotis caerulescens (Mimidae); Momotus mexicanus (Momotidae), Dryocopus lineatus (Picidae), Volatinia jacarina (Thraupidae); Cynanthus latirostris (Trochilidae), Camptostoma imberbe, Myiodynastes luteiventris y Pitangus sulphuratus (Tyrannidae) (Tabla 3). También observamos que la mayoría de las especies reconocidas como granívoras estuvieron estrechamente relacionadas con las etapas tempranas de la sucesión. Cabe resaltar que las diferencias entre los ensamblajes de los sitios en sucesión temprana y aquellos sitios en sucesión tardía fue mucho más notorio durante la época de secas, que durante la época de lluvia. En general, la variación en la composición específica estuvo asociada en gran medida con la variación en los atributos de la vegetación, tanto en la época de secas como de lluvia, siendo los atributos más relevantes la altura promedio de los árboles más altos y el área basal, tanto a nivel de la parcela, como a nivel de las ramas (Tabla 5). Asimismo, observamos que la variación en la composición específica, tanto en época de secas como de lluvia, también estuvo asociada (en 42 menor medida) con la variación en la cobertura del bosque seco próximo a los sitios de estudio (a una escala de 1000 y 2000 m). Específicamente, en los ensamblajes de aves residentes la variación en la composición por gremios tróficos estuvo también asociada con la variación en los atributos de la vegetación, principalmente con el número total de ramas presentes y el área basal promedio de las mismas. En relación a las especies migratorias, observamos que también hay una gran variación en la composición específica y en la composición por gremios tróficos entre los ensamblajes que se presentan en los sitios en sucesión temprana y que estos tienden a ser diferentes a los ensamblajes observados en los sitios más conservados (Fig. 12 y 13). Las especies migratorias que principalmente se presentan en las etapas iniciales de la sucesión fueron: Chordeiles acutipennis (Caprimulgidae); Passerina caraulea, P. versicolor, Piranga rubra, Piranga sp. (Cardinalidae); Melospiza lincolnii (Emberizidae); Spinus psaltria (Fringillidae); Icterus cucullatus, I. spurius, Molothrus aeneus, M. ater (Icteridae); Cardellina pusilla, Mniotilta varia, Oreothlypis luciae (Parulidae); Polioptila caerulea (Polioptilidae); Archilochus colubris, Heliomaster constantii (Trochilidae); Catharus aurantiirostris (Turdidae); Empidonax minimus, Myiarchus cinerascens (Tyrannidae) y Vireo belli, V. hypochryseus (Vireonidae) (Tabla 4). Nuestros registros también indican que la mayoría de las especies reconocidas como insectívoras – granívoras y nectarívoras estuvieron estrechamente relacionadas con las etapas tempranas de la sucesión. 43 De manera similar a lo observado para las especies residentes, detectamos que la variación en la composición específica y en la composición por gremios tróficos de los ensamblajes de especies migratorias invernales (analizados solo durante la época de secas) estuvo principalmente asociada con la variación en los atributos de la vegetación, siendo los más importantes el área basal a nivel de parcela y de rama, así como la altura promedio de los árboles más altos (Tabla 6). DISCUSIÓN De manera general, nuestros resultados indican que los cambios en la vegetación inducidos por la actividad antrópica, tanto a escala local como a escala de paisaje, determinan variaciones significativas en la riqueza y composición de los ensamblajes de especies de aves residentes y migratorias. De forma muy sintética, podríamos decir también que la variación en la riqueza de especies estuvo principalmente explicada por la variación en los atributos del paisaje, mientras que la variación en composición, tanto a nivel específico como a nivel de gremios tróficos, estuvo principalmente explicada por la variación en los atributos de la vegetación. 44 Las comunidades de aves de los estadios iniciales de la sucesión: factores que afectan su riqueza y composición. Lo primero que hay que decir de las comunidades de aves que se presentan en las etapas tempranas de la sucesión del BTS de Chamela-Cuixmala, es que hay dos tipos de ensamblajes que deben ser considerados por separado, el de las aves migratorias y el de las aves residentes. Dichos ensamblajes, al tener requerimientos ecológicos y papeles en el ecosistema muy distintos, responden también de manera claramente diferenciada a los cambios en los atributos del hábitat. En cuanto a riqueza de especies, por ejemplo, las especies migratorias resultaron ser más susceptibles a la modificación en los atributos del hábitat a escala del paisaje que los ensamblajes de especies residentes. Los ensamblajes más diversos de especies migratorias se encontraron en zonas con poca cobertura de vegetación riparia y bosque seco, dominadas principalmente por vegetación secundaria. En este mismo sentido, encontramos un mayor número de especies migratorias en los sitios en sucesión temprana donde la vegetación era estructuralmente más sencilla. En estudios anteriores ya se había identificado la importancia que tiene la vegetación secundaria para las aves migratorias que se presentan en la región (Almazán-Núñez et al., 2015). Específicamente, estudios realizados en ésta región, concluyeron que la alteración del bosque seco podría llegar a favorecer a la mayoría de las aves migratorias, las cuales en gran medida se restringen a los Veronica Texto escrito a máquina DISCUSIÓN 45 sitios perturbados en comparación con las especies residentes (Hutto, 1989; Villaseñor y Hutto 1995; Morales-Pérez, 2002). En este sentido, Morales Pérez (2002) llego a reportar hasta 20 especies migratorias en bosques perturbados ubicados en los alrededores de la Reserva de la Biosfera Chamela-Cuixmala. Una gran proporción de las especies migratorias que se presentan en la región durante la etapa invernal, consumen artrópodos y tiene la capacidad de ubicar a sus presas entre las hojas secas que permanecen pegadas a los árboles durante esta época del año. Esta estrategia de forrajeo, aunada al empleo de fuentes alternas de alimento, les permite sobrevivir en la región durante la época de secas, cuando ocurre una disminución notable en la abundancia de insectos en la región (Pescador-Rubio et al., 2002, Arizmendi-Arriaga et al., 2002, Vega et al., 2010). En el caso de las aves residentes, estas mostraron relativamente poca susceptibilidad a los cambios en la cobertura de los principales tipos de vegetación de la región (ej. bosque seco y vegetación riparia). Esto puede deberse, por una parte, a que la mayoría de los taxa de aves terrestres endémicas (o residentes) son originarias de especies generalistas (Hahn et al., 2012), lo cual determinaría una baja respuesta de la riqueza a la variación en diferentes tipos de cobertura. Por otra parte, esta poca susceptibilidad puede deberse tanto a la persistencia en la región de considerables continuos de la vegetación original, incluidos principalmente en la Reserva de la Biosfera Chamela-Cuixmala, como al alto grado de vagilidad de las aves, que les permite utilizar los recursos distribuidos a Veronica Texto escrito a máquina 46 todo lo largo del paisaje antrópico con mayor eficiencia que otros vertebrados (con excepción de los murciélagos). En nuestra región de estudio en particular, se ha visto que la cobertura del bosque seco, estimada a diferentes escalas espaciales, va desde un 72 hasta un 80% (Sanchez-Azofeifa et al., 2009). Respuestas similares de las aves a las encontradas en nuestro estudio se han reportado para otras regiones del país (Carraraet al., 2015), donde incluso el porcentaje de bosque remanente es mucho menor que en nuestra región de estudio (ej. aproximadamente 40%). En este sentido, se ha sugerido que la presencia de grandes continuos de la vegetación original garantiza una alta conectividad en el paisaje, facilitando el movimiento de las aves entre los parches de vegetación presentes (Carrara et al., 2015). Estos hallazgos enfatizan la importancia de preservar grandes regiones de BTS en buen estado de conservación con el objetivo de mantener la diversidad original de aves residentes en los paisajes tropicales transformados por el hombre. Ahora bien, en términos de la composición de los ensamblajes, ésta fue significativamente diferente entre los estadios tempranos y tardíos de la sucesión, tanto para las aves residentes como para las aves migratorias en donde los insectívoros, granívoros y nectarívoros estuvieron principalmente asociados a la sucesión temprana, sugiriendo que las diferencias entre estos dos tipos de vegetación (secundaria y conservada) tienen gran relevancia para los ensamblajes de aves de la región. Para las aves residentes, la diferencia entre estos ensamblajes fue más notoria durante la época de secas, quizá porque durante esta época las diferencias entre los dos hábitat (secundario y conservado) se 47 acentúan mucho dada la escasez de cobertura foliar, que es más evidente en las etapas tempranas de la sucesión, donde las hojas se pierden primero y con mayor intensidad (Lopezaraiza-Mikel et al., 2013). En otros sistemas tropicales como la selva baja submontana, Clough et al., (2009) han encontrado que la riqueza de especies frugívoras y nectarívoras disminuye al aumentar la distancia al bosque conservado, mientras que la riqueza de los granívoros aumenta. Esto concuerda con el hecho de que hayamos registrado más aves granívoras en los sitios con menor cobertura de bosque ripario y seco (matriz menos parecida al bosque conservado) y donde la estructura vegetal es más sencilla (Tablas 3 y 4). La idea de que los atributos estructurales tienen una particular importancia para determinar la composición de los ensamblajes de aves, se reafirma cuando analizamos como la variación en los atributos de la vegetación secundaria afectan dicha composición, ya que los cambios en la composición específica y funcional (por gremios tróficos), se asociaron en gran medida a cambios en los atributos estructurales de la vegetación secundaria de los parches estudiados (ej. altura de los árboles, número de ramas y su área basal). La susceptibilidad de los ensamblajes de especies residentes y migratorias a los cambios en los atributos estructurales de la vegetación secundaria es esperada, de acuerdo con la “hipótesis de la heterogeneidad del hábitat” (Tews et al., 2004), ya que estos cambios determinan variaciones importantes en el grado de heterogeneidad del hábitat y con esto en el número de nichos disponibles y en 48 la diversidad de formas en que las aves emplean los recursos (ej. alimento y refugios) (ver, Zanette et al., 2000; Lindell et al., 2004; Báldi, 2008). Se ha visto que en la mayoría de los hábitats, las comunidades de plantas determinan la estructura física del ambiente, teniendo una marcada influencia en la distribución e interacciones de las especies de animales (Lawton, 1983). En el caso de las aves, esta hipótesis fue por primera vez enunciada por MacArthur y MacArthur en 1961, quienes encontraron evidencia de que, más que la composición específica, era la estructura física de las comunidades de plantas la que tenía un efecto más notorio sobre las comunidades de aves. Cabe señalar que, en el caso particular de las especies residentes, los cambios a escala de paisaje en la cobertura de bosque seco y de la vegetación riparia, también tuvieron un efecto importante. Esto puede deberse a que cambios significativos en la cobertura de la vegetación pueden determinar: 1) cambios en el grado de heterogeneidad del hábitat, 2) variaciones significativas en la disponibilidad de recursos (tróficos y refugios), 3) variaciones en los tamaños poblaciones de las especies de aves y con ello en su probabilidad de extinción (Hanski, 1999; Carrara et al., 2015). Escalas espaciales relevantes para la respuesta de las comunidades de aves y factores modulando dicha respuesta. En este tipo de estudios, una pregunta relevante tanto en términos ecológicos como en términos de conservación, sería ¿Cuál es la escala espacial a la que las 49 comunidades de aves responden más a la variación en los atributos del hábitat? Basados en los datos mencionados, podríamos decir que los atributos a escala de paisaje afectan principalmente la riqueza de los ensamblajes de aves migratorias y la composición de los ensamblajes de aves residentes, en tanto que los atributos del hábitat a escala local estarían afectando principalmente la composición de ambos tipos de ensamblajes. Es decir, la riqueza y composición de las comunidades de aves estarían siendo afectadas por los atributos del hábitat a diferentes escalas espaciales y este efecto sería diferente para las aves residentes y migratorias. En este sentido, es importante notar que hubo cierta consistencia en los atributos del hábitat cuya variación estuvo asociada con la variación de la composición específica de los ensamblajes (ej. altura de los árboles, área basal total de la parcela, área basal promedio de las ramas y porcentaje de cobertura del bosque seco). La mayoría de ellos son atributos estructurales del hábitat a escala local. Esta consistencia enfatiza la relevancia de los atributos estructurales de la vegetación para los ensamblajes de aves y también sugiere que, al menos en los bosques secundarios del BTS, estos atributos podrían ser más relevantes que la composición específica (sensu Mac Arthur y Mac Arthur, 1961). Por supuesto, la marcada estacionalidad de los BTS podría modular la respuesta de los ensamblajes de aves a la variación de los atributos mencionados, y aunque la duración de nuestro estudio (un año) nos impidió evaluar adecuadamente el efecto de la estacionalidad sobre estos ensamblajes, sí detectamos, en varios de nuestros sitios, cambios importantes en la riqueza de 50 especies y en la composición específica entre los ensamblajes de aves residentes entre la época seca y la época de lluvias. Estos cambios estacionales podrían explicarse por los cambios que se producen en la vegetación entre estaciones, dando lugar a un marcado patrón fenológico y a variaciones en la productividad primaria. Esto, a su vez, ocasionaría que las aves residentes enfrenten cambios a lo largo del año en cuanto a: 1) las condiciones microclimáticas, 2) la disponibilidad de recursos tróficos (ej. flores, frutos y abundancia de consumidores primarios como los insectos) y refugio y 3) la disponibilidad de sitios para anidamiento. Todo esto determinaría que algunas especies no estén presentes en ciertos sitios, o en toda la región, durante cierta época del año (Arizmendi-Arriaga et al., 1990; Martínez-Yrizar et al., 1996; Pescador-Rubio et al., 2002). Implicaciones para la conservación de las comunidades de aves y de los procesos ecológicos en paisajes antropogénicos tropicales Los resultados obtenidos en este estudio aportan un conocimiento significativo acerca de los principales agentes de cambio en los ensamblajes de grupos faunísticos que habitan los bosques tropicales secundarios y que juegan un papel clave en el funcionamiento de los ecosistemas, como lo son las aves. Esto es especialmente importante para sistemas fuertemente amenazados y poco estudiados como es el caso de los bosques tropicales secos. 51 Es necesario profundizar más en este tipo de estudios para determinar el grado al cual las diferentes especies de aves emplean
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