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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO CIIDIR UNIDAD DURANGO INFORME FINAL EVALUACIÓN DE INDICADORES PARA EL MONITOREO DE LA SALUD DE AGOSTADEROS DE LOS VALLES DEL ESTADO DE DURANGO. REGISTRO SIP 20070052 DIRECTOR DEL PROYECTO. Dr. J. NATIVIDAD GURROLA REYES COLABORADORES: Dr. ISAIAS CHAIREZ HERNANDEZ EVALUACIÓN DE INDICADORES PARA EL MONITOREO DE LA SALUD DE AGOSTADEROS DE LOS VALLES DEL ESTADO DE DURANGO. REGISTRO SIP 20070052 CONTENIDO Pagina ÍNDICE DE TABLAS 3 RESUMEN 4 I. INTRODUCCIÓN 5 II. OBJETIVO 6 III. METAS 6 IV. ESTADO DEL ARTE 7 La importancia de los pastizales 8 Condición de pastizal 9 Salud del pastizal 9 Efectos en el pastizal 12 Atributos e indicadores de la salud del pastizal 13 V. MATERIALES Y METODOS 17 Área de estudio 17 Sitios de estudio 17 Variables de estudio 17 Composición botánica 18 Área mínima de muestreo 18 Método de intercepción en línea 19 Método directo de área para medir producción 19 Estabilidad de agregados 20 Erosión hídrica 21 VI. RESULTADOS Y DISCUSION 22 Características abióticas de los sitios de estudio 22 Composición botánica 23 Producción forrajera 27 Condición de pastizal 27 Atributos de la salud del pastizal 28 VII. CONCLUSIONES 31 VIII. LITERATURA CITADA 32 ANEXOS 38 2 ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1 Relación del pastizal con la calidad del suelo 16 Cuadro 2 Indicadores que califican a los atributos del ecosistema: estabilidad de suelo/sitio (ES), funcionalidad hidrológica (FH) e integridad biótica (IB) 21 Cuadro 3 Condiciones abióticas para cada sitio de estudio 22 Cuadro 4 Número de especies y cobertura basal de gramíneas y hierbas en los diferentes sitios de estudio 24 Cuadro 5 Condición del pastizal y ha/UA para cinco sitios de la parte sur de los Valles del Estado de Durango. 28 3 EVALUACIÓN DE INDICADORES PARA EL MONITOREO DE LA SALUD DE AGOSTADEROS DE LOS VALLES DEL ESTADO DE DURANGO. REGISTRO SIP 20070052 RESUMEN El desierto Chihuahuense abarca gran parte de los Estados Mexicanos de Chihuahua, Coahuila, Durango, Zacatecas, grandes porciones de San Luis Potosí, Nuevo León, y áreas significativas de Texas y Nuevo México en los Estados Unidos. Aún cuando la información científica reciente y confiable, sobre el grado de deterioro de las tierras de pastoreo en México y su proceso de desertificación es escasa, los especialistas convienen en que estos son sumamente graves. Las tierras de pastoreo en México no solo consisten en área de zacatales abiertas o de praderas, estas se refieren a todas aquellas áreas en las cuales la vegetación nativa, y en ocasiones la introducida o naturalizada, es utilizada para la alimentación del ganado. El estado de Durango no escapa a la problemática que afrontan los pastizales, mas sin embargo esta situación no es del el todo bien conocida, por lo que el propósito fue realizar una evaluación preliminar sobre la salud de los pastizales de los valles que nos permitiera detectar oportunidades y alertas a tiempo de problemas potenciales, con la aplicación de técnicas de interpretación de indicadores de la estabilidad suelo/sitio, funcionalidad hidrológica e integridad de la comunidad biótica. En los sitios de estudio el escurrimiento superficial es ascendente, condición que afecta sin control al suelo ya que la mayor parte de los sitios es afectada por el sobre pastoreo directo, y estos lugares se encuentra aguas arriba y la no suficiente cobertura vegetal así como las áreas desnudas presentes, el escurrimiento aumenta en volumen fuerza y velocidad al pasar de las áreas de pastizal a las zonas agrícolas, que se encuentran aguas abajo provocando mayores perdidas por erosión de suelo. La erosión hídrica esta asociada a los lomeríos presentes en el pastizal y áreas agrícolas con pendientes. La pérdida de suelo es inevitable en dichas condiciones, pero se podría estabilizar si realizaran obras de exclusión, resiembras y ajustes en la carga animal en cada estación del año de acuerdo a la producción de materia seca. 4 I. INTRODUCCIÓN En Asia y en África Sub.-Sahariana se encuentran las extensiones más grandes de pastizales. En México, alrededor del 48% del territorio está ocupado por pastizales; gran parte de las planicies han sido transformadas en zonas de cultivo, y muchas de ellas en zonas ganaderas y donde se cría ganado. La cobertura de pastos en México es de 28 millones de hectáreas es decir 14% de su superficie (INFP, 1994). La Ecorregión del Desierto Chihuahuense abarca alrededor de 70 millones de hectáreas que ocupan gran parte de los Estados Mexicanos de Chihuahua, Coahuila, Durango, Zacatecas, grandes porciones de San Luis Potosí, Nuevo León, y áreas significativas de Texas y Nuevo México en los Estados Unidos. El área se caracteriza por las cuencas desérticas y cordilleras del altiplano Mexicano, rodeada por los cerros de la Sierra Madre Oriental del lado Este y la Sierra Madre Occidental por el oeste. La vegetación de la ecorregión es típicamente matorral y pastizal desértico, con áreas de bosques en las laderas de las montañas, bandas estrechas de vegetación ripária y matorrales a lo largo de los ríos y arroyos. Como muchas otras áreas del oeste intra- montañoso, el Desierto Chihuahuense ha estado sujeto a una historia larga de pastoreo por ganado. Recientemente, excepto a lo largo de los extensos valles aluviales, se han realizado pocos intentos de una agricultura extensiva. Aún cuando la información científica reciente y confiable, sobre el grado de deterioro de las tierras de pastoreo en México y su proceso de desertificación es escasa, los especialistas convienen en que estos son sumamente graves. Consideran de particular importancia el caso de las tierras comunales (ejidos ganaderos y forestales) en los cuales predominan el abuso y deterioro de la vegetación, erosión y alteración de las cuencas hidrológicas. Las tierras de pastoreo en México no solo consisten en área de zacatales abiertas o de praderas, como en ocasiones erróneas se conceptúan. Estas se refieren a todas aquellas áreas en las cuales la vegetación nativa, y en ocasiones la introducida o naturalizada, es utilizada para la alimentación del ganado a través del pastoreo directo e interactuando con varias especies de herbívoros silvestres (Fierro, 1997). 5 II. OBJETIVO Realizar una evaluación preliminar sobre suelo/estabilidad del sitio, funcionalidad hidrológica e integridad de la comunidad biótica para detectar oportunidades y alertas a tiempo de problemas potenciales III. METAS Determinar la funcionalidad y estructura de una comunidad vegetal con variabilidad normal. Determinar la estabilidad de suelo por el método establecido en el Bureau of Land Management USGS. Monitorear los escurrimientos hídricos en base a los procedimientos contemplados en el manual Interpreting Indicators of Rangeland Health 3. Technical Reference 1734-6 2000. USDA-NRCS. 6 IV. ESTADO DEL ARTE El territorio de Estado de Durango es de 12, 320, 000 has, de las cuales el 53%, posee un uso de suelo de agostadero (6, 656, 089 ha). En la zona de los valles (municipio de Durango, Canatlán, Panuco de Coronado, Guadalupe Victoria, Nombre de Dios, Vicente Guerrero, Poanas y Súchil) la superficie de pastos y praderas dedicadas a la ganadería son del orden de 802 924 hectáreas (INEGI, 2000). En lo que concierne tenencia de la tierra, la propiedad social del Estado está representada por casi 7.2 millones de hectáreas (58%) de los cuales 75% corresponde al uso de agostaderos (5.4) millones.El número de ejidatarios, comuneros, colonos que detentan esta superficie es de cerca de 155 mil. El estado de Durango se divide en forma natural por cuatro diferentes regiones y cada una manifiesta particulares características climáticas, topográficas, edáficas y botánicas: Zona de las quebradas (selva) 3.97%, Zona de la sierra (bosques) 46.8%, Zona de los valles (pastizal) 28.73%, Zona semiárida – bolsón (matorrales) 19.46%, y otros (agrícola, inaprovechable) 1.76%, lo cual da como resultado la presencia de 29 tipos de vegetación y 76 sitios de producción forrajera para el estado, particularmente en la región de los valles se localizan 8 tipos representados por los pastizales como vegetación dominante (COTECOCA, 1979). En Durango, los recursos naturales se han manejado de acuerdo a intereses particulares, sin darle importancia a la conservación y/o al mejoramiento de los mismos, alterando procesos ecológicos que han desplazado especies deseables o de gran interés para la ganadería, así como la reducción de la calidad del hábitat de la fauna silvestre (Miranda y Alcalá, 1985). En un listado florístico González et al.,(1979) reporta la familia de las gramíneas con aproximadamente 45 ejemplares y 80 géneros para el estado de Durango. Con el paso del tiempo, esta composición florística ecológica ha sufrido modificaciones, a veces irreversibles, tal es el caso en el que se introducen especies de mala calidad forrajera, pero que por su mayor agresividad, tienen la capacidad de establecerse y competir con las nativas, buenas forrajeras, ganándoles espacio y bajándoles así su calidad florística, y por ende, su capacidad de carga animal (Herrera, 2001). 7 Los tipos de vegetación son considerados como unidades básicas de estudio, los cuales de acuerdo a combinaciones de factores edáficos, topográficos y climáticos contienen diferentes tipos de pastizal (Stoddart, 1975). Los diferentes sitios de pastizal dentro de una misma área presentan diferentes curvas de producción, debido a que cada sitio es caracterizado por la comunidad vegetal, topografía, microclima, exposición y suelo (Anderson, 1962). Las características cuantitativas y cualitativas en que la vegetación puede ser descrita y analizada son: densidad, dominancia y frecuencia, en forma absoluta y relativa, el valor relativo de importancia, repartición, fenología, vigor y forma biológica; para la obtención de dicha información, existen métodos como: línea de intercepción de Canfield, la línea de intercepción modificada por Cox, el método sin parcela, el de cuadrantes o puntos anidados y producción forrajera por corte. La elección de alguno de estos métodos depende de las características a obtener, el tipo de vegetación, la forma biológica y el objetivo de estudio (Aguirre y Huss, 1979). El pastizal es todo ecosistema cuyo elemento principal produce tejido vegetal utilizable directamente por herbívoros de consumo humano e incluye tanto a praderas como pasturas. Los pastizales incluyen bosques, desiertos, llanuras y todas las áreas naturales de pastizal (Gasto, 1980). Es toda superficie de cualquier parte del mundo en la cual un animal puede encontrar sustento y protección (Gasto et al., 1993), aunque existen diferentes definiciones, todos los autores concuerdan que los pastizales son áreas no aptas para ser cultivadas, pero si aptas para sustentar animales domésticos y fauna silvestre. El coeficiente de agostadero ponderado para el estado de Durango es de 15.7 ha/U.A. con una variación de 4.5 ha/U.A., como mínimo y 41.44 ha/U.A. como máximo (COTECOCA, 1979). La importancia de los pastizales Yado (2003) menciona que en la actualidad se acepta que las gramíneas y leguminosas son un modo general para el mejoramiento, formación y conservación de los suelos. Una de las principales formas de explotación del recurso agostadero en el norte de México, entre estos el Estado de Durango, es por medio de la ganadería, donde se aprovecha la 8 vegetación nativa como principal fuente forrajera para la cría extensiva de ganado bovino productor de carne. La calidad y cantidad del forraje en los pastizales puede variar y estar cambiando constantemente. Sin embargo, uno de los principales problemas, es la sobre utilización del forraje de los agostaderos. Esto trae como consecuencia grandes cambios en la composición florística, lo que incrementa la presencia de plantas indeseables y disminuye las especies deseables. Condición de pastizal Los pastizales sirven como áreas productivas para la fauna, microfauna, uso recreacional, y para el pastoreo de ganado, así como líneas divisoria de las aguas. La conservación y el manejo de pastizales han sido materias para la discusión científica de la investigación y del público desde tiempo atrás. Los informes de las grandes pérdidas por la degradación por un lado y el sobre pastoreo por ganado por otro, condujeron a las primeras tentativas de inventariar y clasificar los pastizales. Los científicos ahora se están preguntando la utilidad de los métodos actuales de clasificación y de inventario del pastizal, así como los datos disponibles para determinar si se están degradando los pastizales o no. Gray, (1975; ob. cit. Pieper y Beck, 1990), concluye que “la condición de pastizal es usualmente referida a la presente composición vegetativa o producción, en relación al potencial del sitio”, mientras que Heady (1988), describe a la condición del pastizal como “el estado de la salud actual del agostadero en lo referente a lo que podría ser con un sistema dado de factores ambientales y de manejo”. Los sitios de pastizal son usados como unidades ecológicas básicas, las cuales pueden ser divididas para su estudio, en evaluación y manejo. El sitio de pastizal expresa capacidad o potencial, mientras que la condición de pastizal indica el estado actual de la comunidad vegetal en relación con su potencial (Shiflet, 1973). Salud del pastizal Mucho se ha hablado y escrito sobre el deterioro que ha sufrido y sufre el pastizal. La importancia del deterioro se hace más evidente cuando si se consideran aquellos campos que 50 ó 60 años atrás tenían una receptividad ganadera muy superior a la actual. Hoy, 9 no sólo poseen menor capacidad animal, sino que se han agudizado considerablemente los problemas de erosión. Una evaluación cualitativa de la “salud” o condición de los agostaderos, asociada con un monitoreo cuantitativo y un inventario, pueden ser utilizados para identificar problemas en los agostaderos. Donde agostadero es utilizado como “un área con vegetación nativa donde dominan zacates, hierbas o arbustos y que es manejada como un ecosistema natural”. Por lo que este término incluye a pastizales, matorrales, desiertos, tundra, sabanas entre otros (Society of Range Management, 1999) Dado que la evaluación de agostaderos esta tendiendo a cambiar a medida que los conceptos evolucionan, últimamente el concepto de salud del agostadero según la Academia Nacional de las Ciencias (NRC por sus siglas en ingles) es considerada como una alternativa para el concepto de condición. Y define a salud del agostadero como “El grado en el que la integridad del suelo y los procesos ecológicos de los ecosistemas de agostadero son mantenidos”, donde integridad es el mantenimiento de las características de los tributos funcionales de un lugar, incluyendo la variabilidad normal (Pellant, et. al., 2000). La distribución de la vegetación durante los últimos 90 años en los estados de Arizona (EUA) y Sonora (México) ha presentado un deterioro constante de los pastos y otros grupos de plantas, acompañado de una dispersión alarmante del mezquite y otras hierbas de sabor desagradable para el ganado. El patrón más común de cambios ha sido el desplazamiento ascendente del área de distribución deespecies, en el gradiente de xerófitas a mesofitas. Se han planteado por lo general cuatro agentes: 1. El efecto del ganado. Se sabe que el ganado dispersa las semillas viables de algunos arbustos, por lo que el pastoreo excesivo contribuye al establecimiento de arbustos que incluyen al mezquite, lo cual sería imposible en un pastizal no alterado. El pisoteo por parte del ganado también afecta en gran forma a la estructura del suelo. 2. El efecto de los roedores y los conejos. Los efectos de estos herbívoros naturales se advierten más intensamente en las zonas que ya estaban deterioradas por 10 otras razones. Los datos disponibles hacen suponer que estos mamíferos no cumplieron una función significativa en el desencadenamiento de los cambios de vegetación. 3. El efecto de los incendios. Los datos de que se disponen hacen suponer que los incendios (o los informes al respecto) fueron más frecuentes después de 1880. De tal suerte, los cambios de vegetación son inversos a lo que cabría esperar con base en la historia conocida de incendios. 4. El efecto del clima. El surgimiento uniforme de la erosión apunta a un factor regional general, como el clima. Los cambios han sido hacia vegetación de zonas más áridas. Por lo tanto, hay una relación temporal laxa entre la variación climática y la de vegetación (krebs, 2000). Se ha hipotetizado que múltiples comunidades estables de plantas ocupan potencialmente sitios ecológicos individuales. En estos sitios existen dinámicas de vegetación continuas y reversibles, así como discontinuas y no reversibles. Las dinámicas de las vegetaciones continuas y reversibles, prevalecen dentro de los estados estables de la vegetación, mientras que las discontinuas y no reversibles se dan cuando los umbrales son sobrepasados y un estado estable remplaza a otro (Briske et al., 2005). La relación positiva entre la complejidad del hábitat y diversidad de especies sobre la escala local ha sido mostrada por un gran número de taxas y en muchos hábitats (Davidowitz y Rozenzweig, 1998). Inclusive, la heterogeneidad espacial, se puede observar sobre dos escalas, la macro o regional y la micro o escala local. Desde la escala regional, la heterogeneidad espacial, se ha indicado que las latitudes bajas son más diversas, simplemente porque contienen más hábitats, lo cual confiere una gran cantidad de sitios ecológicos (Bestelmeyer et al., 2003). Cabe remarcar que los gradientes del medio ambiente (precipitación pluvial y elevación) y composición de las especies de plantas de los diferentes hábitats, determinan la presencia y dominancia de los insectos o pequeños mamíferos (Kemp y Dennis, 1991). 11 Efectos en el pastizal Dentro de los efectos del sobrepastoreo las pérdidas de agua y suelo son de los problemas más severos del campo mexicano, en los últimos 40 años se ha perdido más tierra que en los últimos 500 años de historia del país. A nivel nacional cada año se pierden 535 millones de toneladas de suelo (INIFAP, 2000). Esto ha ocasionado asolve de presas, bordos, arroyos, ríos, lagos, etc.; pérdida de la capa fértil del suelo, así como la reducción en la infiltración del agua en donde se pierde hasta un 90 % o más del agua de lluvia por escurrimiento superficial. El pastoreo sin ningún control provoca que gradualmente se induzca la invasión de plantas leñosas, la reducción de la cobertura vegetal, quedando así el suelo expuesto a la erosión, eólica e hídrica (Rzedowski, 1986). Esta situación conlleva a grandes perdidas de suelo, una perdida calculada en pastizales con áreas desnudas de hasta 7,081 kilogramos de suelo por hectárea por año, en contraste sitios con cubierta vegetal superior al 30% sólo se pierde en promedio 70 kg/ha en un mismo ciclo de lluvias (Serna y Echavarria, 2002). La calidad del suelo en el pastizal es afecta por la producción, reproducción y mortalidad de plantas (USDA – NRCS, 2001) y por el proceso erosivo que provoca un deterioro por la pérdida de la funcionalidad en las tierras de pastizal (Melgoza, 2006), así como la presencia de lluvias o de escorrentía que en contacto con la superficie vencen la resistencia de las partículas del suelo generándose así la erosión hídrica (Duque y Escobar 2002). Por lo anterior podemos decir que la salud del pastizal y la calidad del suelo son interdependientes, la salud del pastizal se caracteriza por el funcionamiento de suelo y comunidades de plantas, mientras que la capacidad del suelo afecta la función de los procesos ecológicos, la captura, almacenamiento y redistribución de agua, el crecimiento de plantas y el ciclo de los nutrientes. Ejemplo de ello, con el incremento en la costra física del suelo (costra superficial) se disminuye la capacidad de infiltración y por lo tanto la cantidad de agua disponible para las plantas. 12 Atributos e indicadores de la salud del pastizal La producción, composición y densidad de la vegetación, así como la estabilidad de suelo, se utilizan como indicadores de la condición del pastizal o capacidad de carga. La determinación de la salud del pastizal se determina por medio de un grupo de indicadores claves (Karr, 1992). El producto de la evaluación cualitativa no es simplemente una calificación de la salud, sino la evaluación de los atributos: estabilidad de suelo/sitio (ES), funcionalidad hidrológica (FH) e integridad biótica (IB) (Herrick et al., 2003 y Pellant et al., (2005). Con la evaluación de 17 indicadores de la salud del pastizal: Canalillos Son pequeños canales que generalmente se presentan en la superficie del suelo de manera recta, y no necesariamente siguen la topografía como lo hace los patrones de escurrimiento y las características de la superficie del suelo (Bryan, 1987). Los procesos de erosión por escurrimientos generalmente se acelera con el aumento de la distancia entre canalillos y el incremento de la profundidad y anchura de los mismos (Morgan, 1986). Patrones de escurrimiento Los patrones de escurrimiento son las vías del agua en su movimiento sobre la superficie del suelo durante o después de las lluvias, en suelos cuya superficie impide la infiltración o cuando es mayor la precipitación a la capacidad de infiltración. Estos patrones son generalmente evidentes por la distribución de mantillos, suelo o grava o pedestales en la base de plantas o rocas que rompen las corrientes de agua (Morgan, 1986). Pedestales y terracetas Los pedestales son rocas o plantas que aparecen elevadas como resultado de la pérdida de suelo, y esto es provocado por procesos no erosivos, como la congelación del suelo en áreas con inviernos severos o a través de deposito de suelo o mantillo sobre y alrededor de las plantas (Husdon, 1993). Mientras que, las terracetas son acumulaciones de suelo en la base de obstáculos causadas por movimiento del agua. Suelo desnudo Es la superficie erosionada debido al golpe de la lluvia (suelo orgánico o mineral), la forma inicial es erosión por agua (Morgan. 1986). 13 Cárcavas Son las aberturas o cortes en el suelo por el movimiento del agua generalmente siguen drenajes naturales y son causados por la aceleración de los escurrimientos con el resultado final del corte en el suelo (Morgan, 1986). Erosión eólica y suelo depositado Espacios barridos donde las partículas más finas de suelo se remueven en algunos casos dejando solo grava, rocas o raíces expuestas en la superficie del suelo (Anderson, 1962). Deposición de partículas de suelo suspendido. A mayor incremento de la altura de la vegetación aumenta el deposito (Pye, 1987). Movimiento del mantillo El grado y cantidad de movimiento (redistribución) del mantillo (material vegetal muerto que esta en contacto con la superficie del suelo) es un indicador de grado de erosión por agua y/o viento (Thurow et al.,1988).Resistencia de la superficie del suelo a la erosión Estabilidad de la superficie del suelo a la erosión (Morgan, 1986). Pérdida de la superficie del suelo o degradación La pérdida o degradación de parte o toda la superficie del suelo u horizonte es indicador de la pérdida del potencial del sitio (Dormaar y Willms 1998). Composición de la comunidad vegetal y distribución relativa e infiltración y escurrimiento Distribución de la cantidad y tipo de vegetación que indica la variación espacial y temporal de la infiltración así como la tasa de erosión hídrica entre canalillos en pastizales (Blackburn y Wood, 1990). Compactación del suelo Se refiere al endurecimiento de la capa cercana a la superficie debido al impacto repetido o disturbio de la superficie del suelo (Hillel, 1998). 14 Grupos funcionales / estructurales Conjuntos de plantas que debido a su morfología / arquitectura, tipos de raíces, tipos de fotosíntesis, habilidad de fijación de nitrógeno o ciclos de vida se agrupan en sitios ecológicos (Solbring et al., 1996). Mortalidad de plantas / decadencia La proporción de plantas muertas o decadentes en la comunidad en comparación a lo que se espera para cada sitio, bajo regímenes normales de disturbio. (Pyke, 1995). Cantidad de mantillo Material muerto de la planta que se encuentra en contacto con la superficie del suelo. El mantillo proporciona al suelo la fuente principal de materia orgánica y para el ciclo de nutrientes (Whitford, 1996) Producción anual Plantas invasoras Incluye todas las plantas que no se presentan en el área de interés bajo condiciones naturales o que sus poblaciones se incrementan por encima de lo normal. Las plantas invasoras incluyen plantas tóxicas (causan un impacto económico y ecológico), no nativas y nativas. Capacidad reproductiva de plantas perennes La producción de inflorescencias es la medición básica de reproducción sexual en plantas y los hijuelos para la reproducción vegetativa en la producción de semillas. De manera integrada en el Cuadro 1 se muestra la relación de los diferentes indicadores y la calidad del suelo. 15 Cuadro 1. Relación del pastizal con la calidad del suelo Indicadores de Salud del pastizal Relación del pastizal con la calidad del suelo 1. Canalillos Erosión hídrica 2. Patrones de escurrimiento Infiltración 3. Pedestales y/o terracetas Erosión hídrica, erosión eólica 4. Suelo desnudo Erosión hídrica, erosión eólica 5. Cárcava Erosión hídrica 6. Erosión eólica Erosión eólica 7. Movimiento de mantillo Erosión hídrica, erosión eólica 8. Resistencia de la superficie del suelo a la erosión Corteza del suelo física y biológica, estabilidad de agregados 9. Pérdida de la superficie del suelo Erosión hídrica, erosión eólica 10. Composición de la comunidad vegetal y distribución relativa e infiltración y escurrimiento Infiltración 11. Compactación del suelo Compactación 12. Grupos funcionales /estructurales Biota del suelo 13. Mortalidad de plantas/ decadencia 14. Cantidad de mantillo Materia orgánica 15. Producción anual 16. Plantas invasivas 17. Capacidad reproductiva de plantas perennes Interpreting Indicators of Rangeland Health, Version 3, 2000, TR 1734-6, BLM (http://www.ftw.nrcs.usda.gov/glti). 16 V. MATERIALES Y METODOS Área de estudio El trabajo se realizó en cuatro sitios de la parte sur de la región de los valles del estado de Durango, México., en el cual se reporta el pastizal mediano arbosufrutescente, pastizal amacollado abierto y pastizal amacollado arbosufrutescente, y en donde coinciden la mayor parte de los zacates de interés económico para la ganadería. Los sitios de estudio fueron geo-referenciados usando un GPS marca (etrex- GARMIN©), con precisión a 5 m. Los sitios de estudio fueron los siguientes: Sitios de estudio Sitio No 1, Castillo Nájera. Este sitio se encuentra localizado dentro del rancho La Morena adjunto al poblado Castillo Nájera en el municipio de Durango, siendo sus coordenadas geográficas 24º 20’ 31.5’’ latitud norte y 104º 29’ 41.6’’ longitud oeste a 1957 m. sobre el nivel del mar. Sitio No 2. Librado Rivera. Se localiza por el camino que comunica al pueblo del mismo nombre en el municipio de Guadalupe Victoria, siendo sus coordenadas geográficas 24º 27’ 06.7’’ latitud norte y 104º 11’ 45.9’’ longitud oeste a 2065 m. sobre el nivel del mar. Sitio No 3. Carlos Real. El sitio se localiza en el entronque que comunica al pueblo del mismo nombre hacia la carretera 45 (Panamericana) en el municipio de Canatlán, siendo sus coordenadas geográficas 24º 23’ 05.2’’ latitud norte y 104º 41’ 45.6’’ longitud oeste a 1920 m. sobre el nivel del mar. Sitio No 4. La Ermita. Se localiza por la carretera 45 (Panamericana) en el municipio de Nombre de Dios, siendo sus coordenadas geográficas 23º 53’ 13.4’’ latitud norte y 104º 18’ 56.2’’ longitud oeste a 1925 m. sobre el nivel del mar. Variables de estudio Abióticas Con el propósito de contar con la caracterización física de los sitos de estudio se recopilaron los datos de temperatura ambiente, precipitación pluvial, tipo de suelo, textura y pH, (COTECOCA, 1979; CNA, 2003 e INEGI, 2000). 17 Bióticas Se contabilizó la vegetación presente y se midió la producción forrajera de las principales gramíneas en cada uno de los sitios de estudio para caracterizar las áreas experimentales, desde el punto de vista estrato herbáceo y la condición del pastizal. Muestreos Durante los muestreos se hicieron evaluaciones cualitativas y cuantitativas, de campo en cada sitio, tomando en cuenta el tipo de vegetación, atributos del ecosistema, de acuerdo a los indicadores para determinar la salud del pastizal versión 3, recomendados por Pellant et al., (2000). Composición botánica Los muestreos de los sitios se iniciaron a partir del 8 de julio y terminaron el 27 de octubre de 2004, como paso número uno se determinó el tamaño de transecto según Franco et al., (1985). Área mínima de muestreo Para las comunidades vegetales, fue necesario obtener el área mínima de muestreo (Cox, 1976), debido a que esta determinación representa adecuadamente la composición de especies de la comunidad. Para éste caso se utilizó el método de puntos anidados, donde se inició con un área de 0.5 x 0.5 m (0.25 m2) anotando todas las especies presentes. El área se duplicó sucesivamente y se anotaron las especies adicionales que se encontraron en cada duplicación; se realizó la duplicación mientras aparecieron nuevas especies en cada cuadrante nuevo. Una vez hecho esto, se construyó una gráfica del número de especies- área. El área mínima es el área muestral, en la cual la curva se hace asintótica. Una vez obtenida el tamaño de transecto se procedió a la realización de líneas canfield. 18 Método de intercepción en línea (Canfield, 1941) En cada uno de los sitos de estudio se realizaron tres líneas Canfield lo cual consistió en extender sobre el terreno una cinta métrica, alambre o cuerda para marcar una línea entre dos puntos dados. El tamaño de transecto entre los dos puntos se obtuvo con los resultados de puntos anidados y este fue de 8 metros lineales. Se inició el registro en un extremo de la línea y se realizaron anotaciones cada centímetro. Se incluyeron únicamente aquellas plantas que fueron tocadas por la cinta métrica en este caso hasta el final del transecto. De esta manera se estimó la cobertura total, cobertura relativa, frecuencia relativa y composición del pastizal: a la par de esta actividad se realizó la evaluación de producción forrajera por especies de cada uno de los sitios de estudio. Método directo de área para medir producción y condición de pastizal. La producción forrajera se obtuvo por mediode la cosecha del forraje al nivel del suelo de un área de 1 m2, utilizando para ello un cuadrante (la muestra fue tomada al final de la época de crecimiento del pastizal). La producción obtenida se almacenó en bolsas de papel preferentemente y separando el material vegetal por especies, luego fue secado en estufa hasta peso constante y pesado en una balanza analítica marca metler (Tejada, 1983) y posteriormente convertido a kg/ha. Para su análisis se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones. Para obtener la condición de pastizal se utilizó el criterio aplicado por COTECOCA, (1979) y este se basa en la cantidad y tipo de especies forrajeras del 19 sitio presentes, para lo cual se le otorga cuatro niveles: condición excelente, buena, regular y suficiente o mala. Estabilidad de agregados La prueba de estabilidad de suelo se llevo a cabo por el método establecido en el Bureau of Land Management. 2000 (BLM) La estabilidad de agregados del suelo se determino con 18 muestras (5x5 mm cada una) de la superficie del suelo (0-3 mm de profundidad) proveniente de sitios debajo de arbustos, zacates y suelo desnudo, en todos los casos se elimino de sobre la superficie del suelo algún residuo de mantillo. La muestras se colocan en pequeñas canastas de pvc con cedazo aluminio (1.5mm) abajo y se introducen en una caja con divisiones para cada canastilla que contiene agua destilada (2 cm profundidad). Se observan por 5 minutos y después se agitan suavemente de arriba (por encima del agua) y abajo 5 veces (2 segundos por ciclo). Las observaciones se evalúan usando la Tabla 2. Nota: agitar todos los muestras, no importa la evaluación preliminar (durante los primeros 5 minutos). Esta prueba permite obtener información que facilite conocer el grado de desarrollo estructural del suelo y su resistencia a la erosión. Además identifica la integridad biótica, dado que el contenido de materia orgánica en el suelo funciona como material cementante que flocula las partículas del suelo; además, es continuamente renovada por la actividad de microorganismos del suelo y las raíces de las plantas del pastizal (Pellant et al. 2005). Las unidades de muestreo son expresadas en seis categorías; donde la primera (1) expresa que 50% de la integridad estructural se pierde a menos de cinco segundos de inmersión en agua, de ahí que demuestra la baja estabilidad del suelo. La segunda (2) categoría expresa que 50 % de la integridad se pierde entre 5 a 30 segundos, en la tercera (3) se pierde la agregación entre 30 a 300 segundos de exposición en agua, en la 20 cuarta (4) de 10 a 25% del suelo permanece integro después de cinco ciclos de inmersión, en la quinta (5) de 25 a 75% del suelo permanece después de cinco ciclos de inmersión y finalmente, la sexta (6) el 75 a 100% de la estructura permanece después de seis ciclos de inmersión en agua (Herrick et al., 2001). Erosión hídrica Para estimar los niveles de erosión hídrica en el estado de Zacatecas se utilizó la ecuación universal de pérdida de suelo (USLE) (Wischmeier y Smith 1978), la cual considera los siguientes factores: PCLSKRE = . En donde E es la erosión (t/ha/año), R es el factor de erosividad de la lluvia (MJ-mm/ha-h), K es el factor de erodabilidad del suelo (t-ha-h/MJ-mm-ha), L es el factor de longitud de la pendiente (adimensional), S es el factor de grado de la pendiente (adimensional), C es el factor de la vegetación (adimensional) y P es el factor de práctica mecánica de control de la erosión (citado Serna y Echavarría, 2002). Cuadro 2. Indicadores que califican a los atributos del ecosistema: estabilidad de suelo/sitio (ES), funcionalidad hidrológica (FH) e integridad biótica (IB) (Herrick et al., 2003 y Pellant et al., 2005). Indicador ES FH IB 1. Canalillos X X 2. Patrones de escurrimiento X X 3. Pedestales y terracetas X X 4. Suelo desnudo X X 5. Canales X X 6. Erosión eólica y suelo depositado X 7. Movimiento de mantillo X 8. Resistencia de la superficie a erosión X X X 9. Pérdida de la superficie del suelo X X X 10. Composición de la cubierta vegetal X 11. Compactación del suelo X X X 12. Grupos funcionales / estructurales X 13. Mortalidad de plantas / decadencia X 14. Cantidad de mantillo X X 15. Producción anual X 16. Plantas invasoras X 17. Vigor de plantas X 21 VI. RESULTADOS Y DISCUSION Características abióticas de los sitios de estudio Las condiciones ecológicas predominantes para los cinco sitios ecológicos en estudio, se observan en el Cuadro 1, los cinco sitios en estudio están dentro del tipo de clima seco templado con verano calido, BS1K. con una temperatura media anual entre 15 a 18 oC, y precipitación de 400 a 500 mm/año, con relación al tipo de suelo, existe una variación en el pH de 6.5 a 8.5, y en cuanto a la textura, ésta es variable y va desde franca hasta arcillosa. Cuadro 3. Condiciones abióticas para cada sitio de estudio Sitio * Clima ** Temperatur a Media anual (ºC) ** Precipitació n pluvial anual (mm) * Topografía *** Suelo *** Textura *** Escurrimient o * pH Castillo Nájera Seco templado con verano calido. BS1K 16 a 18 400 - 500 Lomeríos suaves de baja altura con pendientes de 2 a 15% Litosolderi vado de roca ígnea Arenosa a franca con poca grava Superficial moderada- mente lento 6.5 a 7.2 Librado Rivera Seco templado con verano cálido. BS1K 16 a 18 400 - 500 Cerriles y lomeríos altos con pendiente de 15-20% Litosolderi vado de roca ígnea franco - arcillo- arenosa Superficial muy rápido 7.4 a 8 Carlos Real Seco templado con verano cálido. BS1K 15 a 18 400 - 500 Planos de relieve cóncavo con pendientes de 0 a 4% Xerosol orig. aluvial profundo Franco- arcillo- arenosa Superficial lento 7.9 a 8.7 La Ermita Seco templado con verano cálido. BS1K 16 a 18 400 - 500 Lomeríos suaves de baja altura con pendientes de 2 a 15% Castañoze m In-situ derivado de roca ígnea Arenosa a franca con poca grava Superficial moderada- mente lento 6.5 a 7.2 +18 de Agosto Seco templado con verano cálido. BS1K 15 a 18 400 - 500 Planos de relieve cóncavo con pendientes de 0 a 4 % Solonetz órtico Franco- arcillo- arenosa Superficial lento 7.9 a 8.7 * COTECOCA 1979: ** CNA 2003: *** INEGI 2000 + Sitio de referencia 22 Composición botánica Los sitios de estudio Castillo Nájera (CN), Librado Rivera (LR) y La Ermita (LE) muestran cierta semejanza en el número y especies encontradas (21, 22 y 19 especies, respectivamente), difiriendo de los sitios Carlos Real (NB) y 18 de Agosto (18A) por la baja cantidad de especies presentes en estos dos últimos lugares (8 y 9 especies respectivamente) y la diferencia de especies presentes en el sitio Carlos Real con relación al resto de los demás sitios. Sin embargo, para los primeros cuatro sitios (CN, LR, LE y NB), las coberturas basales y cobertura de pastos tienen gran similitud a diferencia de la del sitio 18A, ya que la baja cantidad de especies presentes en este lugar le confiere al sitio menos cobertura tanto basal como de pastos. En lo que se refiere a cobertura de hierbas, CN, LR y LE presentaron en términos generales cierta similitud en cuanto a la presencia de especies e inclusive en la frecuencia relativa de estas para los sitios CN y LR, más no así para el sitio LE que difirió de los dos anteriores en cuestión de frecuencia relativa de las especies dominantes. Mientras que en los sitios NB y 18A fueron realmente pocas las especies de hierbas presentes por lo que registraron menor cobertura en ambos sitios (Cuadro 4). Como se puede observar en el cuadro 4 la cantidad de especies de CN, LR, LE y NB no se refleja enla cobertura basal total, con excepción del sitio 18A que presenta una cobertura más baja que el resto; y esto se explica por la presencia de pocas especies, aunado al tipo de especie dominante como es el caso del zacate alcalino (Sporobolus airoides), que por su conformación morfológica, propicia suelo desnudo en su contorno; también se registró una frecuencia baja de esta especie e inclusive con una baja asociación de otros pastos, lo que reflejó una cobertura más baja que los demás pastos en los otros sitios de estudio. En lo concerniente a hierbas en los sitios CN, LR y LE las especies y frecuencias presentes fueron muy similares, no así en los sitos NB y 18A que presentaron especies de hierbas muy diferentes con frecuencias relativas muy desiguales, de ahí los valores bajos mostrados. 23 Cuadro 4. Número de especies y cobertura basal de gramíneas y hierbas en los diferentes sitios de estudio SITIO Número Especies Cobertura Basal Total Cobertura Pastos Cobertura Hierbas Castillo Nájera 21 59.64 53.3 6.25 Librado Rivera 22 62.63 56.50 6.13 Nicolás Bravo 8 62.66 51.2 3.8 La Ermita 19 60.39 54.63 5.76 18 De Agosto 9 50.83 40.7 2.6 En el sitio CN se cuantificaron 21 especies, entre estas 8 de pastos observándose principalmente una asociación de Ryhnchelytrum roseum con el 7%, Bouteloua gracilis con 19% y Chloris virgata con el 69% de la cobertura de pastos del área, 10 hierbas y 3 leñosas; de las cuales la cobertura total de especies encontradas coinciden con lo reportado por Terminel, (1963) en una región similar a la de este estudio, en el que se determinó una incidencia muy importante de especies con valor forrajero principalmente de Bouteloua gracilis y Bouteloua curtipendula , así mismo se encontró otras especies que no representan un alto valor forrajero como el Andropogon barbinodis y Paspalum notatum, la composición botánica de este sitio se describe en el Anexo 1. En lo que respecta al sitio LR se cuantificaron 22 especies: 7 pastos, 10 hierbas y 5 leñosas, la composición botánica de este sitio se describe en el Anexo 1. Rzedowski (1978) en el estudio de la vegetación de México y específicamente del noreste de México, denota similitudes en cuanto a la cantidad de especies detectadas en este estudio. En el sitio de NB se observaron 8 especies vegetales (2 pastos, 3 hierbas y 3 leñosas), de las cuales los valores de cobertura son similares a los reportados por Gentry (1957) en un estudio de los pastizales de Durango, estudio ecológico y florístico, por lo que se considera que este sitio es similar en su cobertura al detectado por este autor en su estudio hace 47 años. La composición botánica de este sitio se describe en el Anexo 1. Sitio LE, los resultados para este sitio coinciden en cuanto a las especies mencionadas (19: 7 pastos, 8 hierbas y 4 leñosas) con lo reportado por Herrera, (2001) en un estudio de la vegetación de gramíneas en Durango. Sin embargo, las frecuencias relativas difieren 24 de lo reportado por Gentry (1957), lo que demuestra que este sitio muestra un cierto grado de disturbio. Sitio 18A, en este sitio se cuantificaron una especie de pasto, 5 especies de hierbas y 3 leñosas con un total de 9 especies. En el Valle de Poanas los pastos han tenido un comportamiento diferente en cuanto a su composición desde hace 47 años a la fecha, ya que Gentry (1957) reportó una cantidad considerable de zacates navajita y banderita que no se detectaron en este estudio, por lo que se asume que estas áreas han tenido cambios constantes en la composición vegetativa actualmente posicionada en esa zona. Dentro de la familia Gramineae, podemos resaltar la presencia de 10 especies de pastos distribuidos en los diferentes sitios de estudio, entre los que podemos mencionar: Zacate mota (Chloris virgata); pasto nativo anual amacollado de preferencia forrajera regular aun cuando produce una buena cantidad de biomasa, oportunista en sitios de disturbio de matorrales xerófilos, escaso en pastizales y bosques de encino-pino, es una especie indicadora de disturbio; Zacate rosado (Rhynchelytrum roseum), zacate perenne amacollado, nativo de África, introducido y naturalizado en México, se encuentra dispersado en bordes de caminos y carreteras, se considera especie invasora en pastizales mal manejados o con sobrepastoreo, es de gustosidad mediana para bovinos en forma tierna y mala al madurar. Zacate navajita (Bouteloua gracilis), pasto perenne, común en pastizales naturales y matorrales xerófilos, nativo de Norteamérica y abundante en el norte de México, es de excelente preferencia forrajera por su alto contenido proteico que se conserva aun cuando esta seco; zacate popote plateado (Andropogon barbinodis) zacate perenne, abundante en matorrales ó en áreas con disturbio, común a los lados de las carreteras, pasto nativo conocido desde el suroeste de Estados Unidos hasta el Altiplano Mexicano, con una preferencia forrajera regular, gustosidad buena cuando tierno, pero mala cuando madura; Zacate banderita (Bouteloua curtipendula) zacate perenne, característico de pastizales y matorrales xerófilos, nativo de América y abundante en el norte de México, tiene una excelente preferencia forrajera, aunque de menor gustosidad que el pasto navajita, pero de mayor producción de volumen de forraje; Zacate lobero (Lycurus phleoides) pasto perenne amacollado, común en pastizales, escaso en huizachales, zacate nativo y se distribuye desde Nuevo México hasta Oaxaca, con una preferencia forrajera de buena a regular por lo que le confiere una gustosidad moderada; Zacate tres puntas (Aristida adscensionis), pasto anual, abundante en áreas 25 de disturbio de pastizales y matorrales, es un pasto cosmopolita se especula su introducción del viejo mundo, tiene una mala preferencia forrajera pero, apetecida durante el invierno y primavera por aun encontrarse verde. Zacate torito (Cenchrus incertus) pasto anual, común en matorrales y sitios con disturbio, es un pasto nativo de América, con una calidad forrajera mala y Zacate alcalino (Sporobolus airoides) zacate perenne, densamente amacollado, con raíces muy largas se desarrolla en suelos salinos, y se le ha encontrado en pastizales halófilos y matorrales xerófilos, con altas concentraciones de sales, es un pasto nativo con una preferencia forrajera buena y altamente consumida cuando tierno. Zacate de agua (Paspalum notatum) zacate perenne, con rizomas gruesos y escamosos, crece en áreas de pastizales con disturbios y matorrales, es una especie nativa distribuida desde los Estados Unidos de Norteamérica hasta Sudamérica tiene una preferencia forrajera de regular a buena durante la floración (Herrera y Pámanes, 2006). Según Herrera y Pámanes (2006), la notoria disminución de la cobertura vegetal, el desaparecimiento de las especies forrajeras de mayor valor y la presencia de especies indeseables, invasoras y tóxicas, así como los efectos inmediatos de la erosión es por la falta de conocimientos para aprovechar, conservar y mejorar las tierras de pastoreo con criterios sobre manejo sustentable. Se han desarrollado trabajos, con un enfoque diferente, pero en esencia con el propósito de conocer el potencial que representa el pastizal en Durango. En este sentido Valdés y Dávila (1995) afirman que en México existen alrededor de 206 géneros y más de 1000 especies de gramíneas, y 50% de los géneros y 30% de las especies se encuentran en Durango. En este mismo orden de ideas Herrera (2001) en un tratado florístico de los pastizales de Durango, describe 97 géneros y 338 especies de pastos en la entidad, aunque aclara que no todas estas especies se encuentran fácilmente, ya que algunas son abundantes, otras podrán ser comunes y en otros casos son escasas o raras. Por las versiones vertidas podemos asumir que la cantidad de especiesde pastos cuantificadas en los sitos de estudio son escasas. Más sin embargo cabe hacer notar que en los sitos de estudio se localizan especies de alto valor forrajero como Bouteloua gracilis, Bouteloua curtipendula , Lycurus Phleoides y Chloris virgata, aunque hay que resaltar que no en las cantidades que deberían estar, más aún se encuentran. En el Anexo 1, se muestran las especies vegetales más representativas de cada uno de los sitios estudiados, la vegetación acompañante de los pastizales pertenece a las 26 familias: Amaranthaceae, Compositae, Ericaceae, Gramineae , Leguminosae, Loganiaceae, y Solanaceae. Aún cuando en apariencia tres de los cinco sitios son muy semejantes (CN, LR y LE), en el ANOVA se aprecia que existe una diferencia significativa (P> .05) para las especies en estudio y para la interacción especies por sitios, con un coeficiente de variación del 3.1%, por lo que se observa que la cantidad de especies y su distribución es diferente para cada sitio de estudio y esto se capta a simple vista con los datos obtenidos donde el sitio que presenta mayor número de especies fue LR seguido de CN y en tercer lugar LE y en seguida 18A y al final NB Cuadro 4. Al existir significancia estadística en diferentes especies muestreadas por sitio hace suponer una diversidad vegetal, la cual es propia de cada sitio y esto hace a cada sitio característico por el tipo de vegetación. Producción forrajera El análisis de varianza para la producción forrajera en los cinco sitios de estudio, nos arroja una diferencia estadística significativa entre tratamientos (sitios de estudio), y para los bloques (muestreos), no existió diferencia estadística. Las pruebas de medias muestran ser todas diferentes. Los datos obtenidos de los muestreos de producción, (Cuadro 5) expresan lo del ANOVA donde, el sitio de mayor producción forrajera fue CN con 786.26 kg. MS. ha-1 seguido por el sitio NB con 641.13 kg. MS ha-1 y el de menor producción forrajera fue el sitio 18A con 165.7 kg. MS ha-1. Estos resultados difieren a los reportados por González, (1968) en donde para el sitio 18A reporta rendimientos de 490 kg. MS ha-1. Lo mismo pasa con lo expresado por COTECOCA en 1979, que reporta una producción de 547.22 kg.MS ha-1. Condición de pastizal Por lo que respecta a condición de pastizal, los resultados encontrados (Cuadro 5), los sitios CN y LR presentaron una buena condición de pastizal, situación que les confiere la presencia en su composición florística de especies de pastos como Bouteloua gracilis, Bouteloua curtipendula, entre otros que son considerados de alta calidad forrajera, y los sitios LE y 18A mostraron una condición regular y el sitio NB presentó una condición apenas si suficiente, estos resultados no son coincidentes con los reportados por González, (1968) para estos mismos sitios en donde se midió el coeficiente de 27 agostadero y encontró para el sitio Nicolás Bravo 448.26 Kg. MS ha-1 equivalente a un coeficiente de agostadero de 11.50 ha/ Unidad Animal. Cuadro 5. Condición del pastizal y ha/UA para cinco sitios de la parte sur de los Valles del Estado de Durango Sitios Rendimiento MS Kg. ha-1 Condición del Pastizal ha/UA* Castillo Nájera 786.26 Buena 11.14 Librado Rivera 302.26 Buena 28.93 Nicolás Bravo 641.13 Suficiente 13.68 La Ermita 325.21 Regular 26.87 18 de Agosto 165.70 Regular 52.77 *Ha/UA= Hectáreas por unidad animal La condición del pastizal ha sufrido algunas modificaciones en los diferentes sitios, así como el número de ha/UA de acuerdo con los últimos datos reportados por COTECOCA (1979). Reporta un coeficiente de agostadero ponderado para el estado de Durango de 15.7 ha/UA con una variación de 4.5 ha/UA como mínimo y 41.44 ha/UA como máximo. Atributos de la salud del pastizal Los sitios de muestreo (anexo 2, 3, 4 y 5) muestran en el atributo ecológico integridad biótica descrita por los indicadores 8,9 y del 11 al 17 una similitud en los efectos, ya que en todos los predios se observa que año con año son sometidos al sobrepastoreo el cual disminuye la cobertura vegetal y las plantas apetecibles por los diferentes ganados que pastorean libremente en cada sitio. Para la estabilidad de suelo descrita por los indicadores 1 al 6 y 8,9,11 se encuentran actualmente modificada por el sobrepastoreo y los procesos hidrológicos, debido a una baja producción vegetal por las modificaciones de sus propiedades biológicas y la reducción del material orgánico, lo cual agrava más la degradación de los suelos. Funcionalidad hidrológica descrita por los indicadores 1 al 5, 7 al 11 y 14. Probablemente es el atributo menos degradado debido a la poca pendiente que presenta el pastizal mediano arbosufrutescente, pero la preocupación mayor es la falta de cobertura vegetal que disminuye cada vez mas ya que gran parte del agua de lluvia se escurre y no se infiltra provocando daños en el pastizal al incrementar el numero o caudal de las cárcavas presentes. 28 Para complementar la información observada y facilitar el análisis de los 17 indicadores, se utilizó un análisis multivariado de componentes principales. Donde los resultados indican que las condiciones del suelo, se encuentran en deterioro al presentarse condiciones de erosión, y sobrepastoreo, así mismo la perdida de la cubierta vegetal (y de suelo) es grave, en pastizales de uso común (ejidales) y privados, aunque con tendencia mas negativa en el caso de las tierras comunales de pastoreo en la mayoría de los sitios de estudio. Se tomaron los primeros tres componentes principales por ser los que aportaron y explicaron mejor la varianza. Ya que dichos componentes hacen referencia a los problemas más importantes de la salud del pastizal de los sitios considerados, como son: el estado general de la salud del pastizal, consecuentemente el escurrimiento superficial y el problema de la erosión hídrica. Dado que, los tres primeros componentes resumen aproximadamente el 70% de la varianza total, resaltando el primero con un 52%. El primer componente incluyó variables de suelo, agua y vegetación, los cuales referencia de forma general al estado actual de la salud del pastizal de los sitios estudiados. En términos generales podemos decir que los diferentes sitios cuentan con una salud de ligeramente moderada a moderada Anexo 2,3,4 y 5. El segundo componente hace referencia al escurrimiento superficial, por contener variables que representan características de drenaje superficial, como son la formación de canalillos que para los sitios se presentaron en forma moderada y canales los cuales, fueron las variables de mayor peso en el componente numero dos y por el contrario la variable de menor peso fue la cantidad de mantillo o retención natural y que este se encontró en poca cantidad lo cual explica un movimiento extremo de este más sin embargo el moderado depósito actuó como barrera y freno para el escurrimiento superficial, al no estar presente se incrementó este, el cual es apoyado por la ausencia de plantas invasoras como los arbustos que también contribuyeron con residuos sobre la superficie del suelo y así se protegió contra el escurrimiento superficial. La cantidad de agua de lluvia como la cantidad de agua que forma el escurrimiento superficial no varió en mucho para los diferentes sitios de estudio debido a las precipitaciones que se presentan en cada temporada. Pero con mayor presencia en condiciones de suelos desnudos estos provocados por la alta carga animal presente en los agostaderos obliga a extremar 29 cuidados para la conservación del recurso pastizal. La pérdida de suelo por escurrimientos superficiales depende más de la cantidad que de la intensidad de la lluvia. El tercer componente se denomino erosión hídrica, y la variable de mayor peso es que representala cantidad de mantillo existente, este proporciona la fuente principal de materia orgánica al suelo y el material para el ciclo de nutrientes, también contribuye a generar un microclima y provee de alimento a los microorganismos pero el indicador de menor peso fue el de plantas invasoras, lo cual provoca una fuerte degradación al momento de los escurrimientos y aumenta al no encontrar barreras a su paso y distancia lo cual cual provoca la pérdida del potencial del sitio, así de esta manera la superficie del suelo se perderá por la erosión y la perdida de materia orgánica aumentara dando lugar a la degradación de la estructura del suelo y pueda llegar perderse un horizonte. El efecto de erosividad promedio estimado fue de 560.8 Mjmm/ha-hr y los valores de k variaron desde 0.026 para los litosoles, 0.032 para los castañozem y 0.065 para los xersoles. En los terrenos de agostadero, la pedregosidad y los afloramientos de capas petrocálsicas existen además de la compactación natural de la superficie por la falta de labranza actúan como agentes de estabilidad del suelo, lo que incrementa la resistencia a la erosión. 30 VII. CONCLUSIONES La condición del pastizal ha sufrido algunas modificaciones en los sitios de estudio, así como el número de ha/UA de acuerdo con los datos reportados por COTECOCA (1979). Lo que nos hace suponer que estos sitios han sufrido alteraciones principalmente por el sobre pastoreo e incendios entre otras causas. En los sitios de estudio el escurrimiento superficial es ascendente, condición que afecta sin control al suelo ya que la mayor parte de los sitios es afectada por el sobre pastoreo directo, y estos lugares se encuentra aguas arriba y la no suficiente cobertura vegetal así como las áreas desnudas presentes, el escurrimiento aumenta en volumen fuerza y velocidad al pasar de las áreas de pastizal a las zonas agrícolas, que se encuentran aguas abajo provocando mayores perdidas por erosión de suelo. La erosión hídrica es causada por el agua de la lluvias no infiltrada y que se escurre sobre la superficie del suelo, esto asociado a los lomeríos presentes en el pastizal y áreas agrícolas con pendientes. La pérdida de suelo es inevitable en dichas condiciones, pero se podría estabilizar si realizaran obras de exclusión, resiembras y ajustes en la carga animal en cada estación del año de acuerdo a la producción de materia seca. El análisis de los datos determina que la salud del pastizal se ubica en la categoría de Ligera a Moderada, por lo anterior solo se recomienda al momento de pastoreo el ajuste de la carga animal en función de la producción de biomasa y la cantidad de especies de interés forrajero. 31 VIII. LITERATURA CITADA Anderson, E.W. 1974. Indicators of soil movement on range watersheds Journal of Range Management, 27 :244-247. Anderson, W. E. 1962 Behavior of forage yields on some range sites in Oregon. J. Range Management. 12: 245-252. Aguirre L. E. y Huss, D, L., 1979. Fundamentos de manejo de pastizales. ITESM. Monterrey, N.L., México. Bestelmeyer, B. T., J. R. Brown, K. M. Havstad, R. Alexander, G. Chavez, y J. E. Herrick. 2003. Development and use of state-and-transition models for rangelands. J. Range Management. 56: 114-126 Blackburn, W.H. y M.K. Wood. 1990. Influence of soil frost on infiltration of shrub coppice dune and dune interspace soils in southern Nevada. 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Composición botánica en los cuatro sitios de estudio de la parte sur de los Valles del Estado de Durango. Sitios Nombre común Nombre técnico Castillo Nájera Cempoalillo Mal de ojo Quelite Hierba de la golondrina Manto Gordolobo Mancamula Tomate de perro Trompillo Mezquite Huizache Nopal duraznillo Torito Romerillo Zacate banderita Zacate popoton Zacate mota Zacate de agua Zacate tres puntas Zacate rosado Zacate navajita Anacyclus radiatus Cymbopogon nardos Amaranthus palmeris Euphorbia micromera Ipomea purpurea Helianthus sp Solanum ostratum Physalis philadelphica Solanum elaeagnifolium Prosopis juliflora Acacia tortuosa Opuntia leucotricha Cenchrus incertus Bidens leucantha Bouteloua curtipendula Andropogon barbinodis Chloris virgata Paspalum notatum Aristida adscensionis Rhynchelytrum roseum Bouteloua gracilis 38 Anexo 1. Continua Librado Rivera Ojo de chanate Cabezona Cempoalillo Gordolobo Quelite Hierba de la golondrina Mal de ojo Trompillo Romerillo Aceitilla Mezquite Cardenche Nopal rastrero Huizache Manto Gatuño Zacate lobero Zacate banderita Zacate navajita Zacate mota Zacate tres puntas Zacate rosado Sanvitalia procumbens Gomprena spp Anacyclus radiatus Helianthus sp Amaranthus palmeris Euphorbia micromera Cymbopogon nardos Solanum elaeagnifolium Bidens leucantha Bidens odorata Prosopis juliflora Opuntia imbricata Opuntia rastrera Acacia tortuosa Ipomea purpurea Mimosa biuncifera Lycurus phleoides Bouteloua curtipendula Bouteloua gracilis Chloris virgata Aristida adscensionis Rhynchelytrum roseum Carlos Real Tronadora Mal de ojo Mezquitillo Jarilla Gordolobo Huizache Zacate de agua Zacate navajita Crotalaria pumila Cymbopogon nardos Acacia sp Stevia salicifolia Helianthus sp Acacia tortuosa Paspalum notatum Bouteloua gracilis 39 Anexo 1. Continúa La Ermita Engordacabras Oreja de ratón Ojo de chanate Hierba del sapo Coquillo Mancamula Gatuño Mezquite Huizache Cempoalillo Mal de ojo Romerillo Nopal duraznillo Zacate navajita Zacate mota Zacate de agua Zacate tres puntas Zacate rosado Zacate banderita Dalea frutescens Dichondra brachypoda Sanvitalia procumbens Eringium heterophyllum Cyperus esculentus Solanum ostratum Mimosa biuncifera Prosopis juliflora Acacia tortuosa Anacyclus radiatus Cymbopogon nardos Bidens leucantha Opuntia leucotricha Bouteloua gracilis. Chloris virgata Paspalum notatum Aristida adscensionis Rhynchelytrum roseum Bouteloua curtipendula 40 Anexo 2. Resultados de la salud del pastizal del sitio Castillo Nájera CASTILLO NAJERA 1 2 3 4 5 atributo indicador extrema moderada a extrema moderada ligera a moderada nula a ligera SH 1. Canalillo 3 SH 2. Patrón escurrimiento 1 2 SH 3. Pedestales terracetas 2 1 SH 4. Suelo desnudo 1 1 1 SH 5. Cárcavas y canales 3 S 6. Erosión 2 1 H 7. Mantillo movilidad. 2 1 SHB 8. Resistencia a erosión 3 SHB 9. Pérdida de suelo 3 H 10. Comp. botánica 3 SHB 11. Compacta suelo 2 1 B 12. Grupos funcionales 2 1 B 13. Mortalidad de plantas 3 HB 14. Cantidad de mantillo 3 B 15. Producción anual 1 1 1 B 16. Plantas invasoras 1 2 B 17. Cap. Repro ptas. 1 1 1 RESUMEN DE INDICADORES Atributos de la salud de los agostaderos extremo moderado a extrema moderado ligero a moderado nulo a ligera E.S E. suelo (1,6,8,9 Y11) 2 3,2,3,3,1 1 F.H Funcionalidad hidrológica (1,5,7,11 y 14) 2,3 3,3,2,1 1 I.B I. biótica (8-9 y 11) 2 3,3,1 extremo moderado moderado ligero a nulo a a extrema moderado ligera Estabilidad de suelo 13% 80% 7% Funcionalidad hidrológica 33% 60 7% Integridad biótica 22.20% 77.70% nota: Todos los valores son % 41 Anexo 3. Resultados de la salud del pastizal del sitio Librado Rivera LIBRADO RIVERA 1 2 3 4 5 atributo indicador extrema moderada a extrema moderada ligera a moderada nula a ligera SH1. Canalillo 3 1 SH 2. Patrón escurrimiento 1 1 1 1 SH 3. Pedestales terracetas 1 3 SH 4. Suelo desnudo 2 2 SH 5. Cárcavas y canales 1 3 S 6. Erosión 2 2 H 7. Mantillo movilidad. 2 2 SHB 8. Resistencia a erosión 1 3 SHB 9. Pérdida de suelo 3 1 H 10. Composición botánica 2 2 SHB 11. Compacta suelo 1 3 B 12. Grupos funcionales 2 2 B 13. Mortalidad de plantas 4 HB 14. Cantidad de mantillo 4 B 15. Producción anual 4 B 16. Plantas invasoras 1 3 B 17. Cap. Repro ptas. 3 1 RESUMEN DE INDICADORES Atributos de la salud de los agostaderos extremo moderado moderado ligero a nulo a a extrema moderado ligera E.S E. suelo (1,6,8,9 Y11) 1 1,3 3,2,3,1,3 1,2 F.H Funcionalidad hidrológica (1,5,7,11 y 14) 1 2 3,1,2,3,4 1,3 I.B I. biótica (8-9 y 11) 1 1,3 3,1,3 extremo moderado moderado ligero a nulo a a extrema moderado ligera Estabilidad suelo 5 20% 60% 15% Funcionalidad hidrológica 5.00% 10% 65 20% Integridad biótica 8.3 33.33% 58.33% nota: Todos los valores son % 42 Anexo 4. Resultados de la salud del pastizal del sitio La Ermita LA ERMITA 1 2 3 4 5 atributo indicador extrema moderada a extrema moderada ligera a moderada nula a ligera SH 1. Canalillo 3 1 SH 2 Patrón escurrimiento 1 2 1 SH 3. Pedestales terracetas 4 SH 4. Suelo desnudo 2 1 1 SH 5. Cárcavas y canales 4 S 6. Erosión 1 2 1 H 7. Mantillo movilidad 4 SHB 8. Resistencia a erosión 2 1 1 SHB 9. Pérdida de suelo 1 1 2 H 10. Composición botánica 1 3 SHB 11. Compacta suelo 4 B 12. Grupos funcionales 4 B 13. Mortalidad de plantas 4 HB 14. Cantidad de mantillo 3 1 B 15. Producción anual 4 B 16. Plantas invasoras 3 1 B 17. Cap. reprod. plantas. 4 RESUMEN DE INDICADORES Atributos de la salud de los agostaderos extremo moderado a extrema moderado ligero a moderado nulo a ligera E.S suelo (1,6,8,9 Y11) 1 1 2,1,1,4 3,1,1,2 1,1 F.H Funcionalidad hidrológica (1,5,7,11 y 14) 3 1 4 3,4,4 1 I.B Biótica (8-9 y 11) 1 2,1,4 1,2 1 extremo moderado a extrema moderado ligero a moderado nulo a ligera Estabilidad suelo 5 5% 40% 35% 10 Funcionalidad hidrológica 15 5.00% 20 55 5 Integridad biótica 8.33 58.33 25 8.33 nota: Todos los valores son % 43 Anexo 5. Resultados de la salud del pastizal del sitio Carlos Real Atributos Características del indicador observadas 1 2 3 4 5 Promedio ponderado estabilidad de suelo/sitio indicadores 1,2,3,4,5,6,8,9 y 11 x xxxxxx xx 4.1 funcionalidad hidrológica indicadores 1,2,3,4,5,7,8,9,10,11 y 14 xx xxxxxxx Xx 4 integridad biótica (IB)(9) indicadores 8,9,11,12,13,14,15,16 y 17 x xxxx xxxx 4.3 total 4.1 44 Anexo 6. Proporción de la varianza explicada por los componentes principales. ___________________________________________________________________________________________________ Componentes Eigenvalue Diferencia Proporción Acumulativa ___________________________________________________________________________________________________ Uno 7.76610406 6.34874726 0.5251 0.5251 Dos 1.41735680 0.53109473 0.0958 0.6210 Tres 0.88626207 0.21330092 0.0599 0.6809 Cuatro 0.67296115 0.10337324 0.0455 0.7264 Cinco 0.56958791 0.11374529 0.0385 0.7649 Seis 0.45584262 0.02391324 0.0308 0.7958 Siete 0.43192937 0.05640344 0.0292 0.8250 Ocho 0.37552594 0.00242458 0.0254 0.8504 Nueve 0.37310135 0.02686505 0.0252 0.8756 Diez 0.34623630 0.04308275 0.0234 0.8990 Once 0.30315355 0.03028718 0.0205 0.9195 Doce 0.27286637 0.02583796 0.0185 0.9380 Trece 0.24702841 0.03480902 0.0167 0.9547 Catorce 0.21221939 0.03890554 0.0144 0.9690 Quince 0.17331385 0.01161739 0.0117 0.9807 Dieciséis 0.16169646 0.03848334 0.0109 0.9917 Diecisiete 0.12321311 0.0083 1.0000 ___________________________________________________________________________________________________ Eigenvalue = Raíz característica 45 Erosión hídrica Indicador Componentes Eigenvalue Diferencia Proporción Acumulativa Eigenvalue = Raíz característica
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