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Av. Hidalgo 935, Colonia Centro, C.P. 44100, Guadalajara, Jalisco, México bibliotecadigital@redudg.udg.mx - Tel. 31 34 22 77 ext. 11959 UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA COORDINACIÓN GENERAL ACADÉMICA Coordinación de Bibliotecas Biblioteca Digital La presente tesis es publicada a texto completo en virtud de que el autor ha dado su autorización por escrito para la incorporación del documento a la Biblioteca Digital y al Repositorio Institucional de la Universidad de Guadalajara, esto sin sufrir menoscabo sobre sus derechos como autor de la obra y los usos que posteriormente quiera darle a la misma. UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CENTRO UNIVERSITARIO DE LA COSTA SUR DIVISIÓN DE DESARROLLO REGIONAL DEPARTAMENTO DE ECOLOGÍA Y RECURSOS NATURALES ORIENTACIÓN ECOLOGÍA Y MANEJO DE RECURSOS NATURALES DINÁMICA TEMPORAL DE UN BOSQUE MESÓFILO DE MONTAÑA EN EL CENTRO-OCCIDENTE DE MÉXICO Tesis presentada por el sustentante C. ENRIQUE VALENTE SÁNCHEZ RODRÍGUEZ Como Requisito Parcial para Obtener el Grado de: DOCTOR EN CIENCIAS EN BISISTEMÁTICA, ECOLOGÍA Y MANEJO DE RECURSOS NATURALES Y AGRÍCOLAS AUTLÁN DE NAVARRO, JALISCO JUNIO. 2018 i Resumen Se muestra un breve análisis sobre la situación actual, desde una perspectiva ecológica, social y económica, de uno de los ecosistemas más frágiles y amenazados en México y el mundo; el bosque mesófilo de montaña. La situación actual del bosque mesófilo de montaña, no dista mucho del deterioro en la que se encontraba en la historia inmediata. En la mayoría de las publicaciones sobre bosque mesófilo de montaña, existen señalamientos sobre las amenazas de este tipo de bosque. Desde el último tercio del siglo pasado en que se comenzó a escribir al respecto, y hasta las publicaciones más recientes, se mantienen los mismos pronunciamientos de alerta respecto al deterioro y riesgo de pérdida de estos ecosistemas. Incluso en regiones donde se cuenta con un conocimiento avanzado en la florística y ecología del bosque mesófilo. Con el objetivo de cuantificar los cambios espacio-temporales de atributos estructurales y de composición florística, la mortalidad y la incorporación de todas las especies leñosas del bosque mesófilo de montaña con un diámetro normal (DN130) ≥ 2.5 cm, el análisis se realizó con datos provenientes de ocho parcelas permanentes de 2,500 m2 cada una. El estudio se llevó a cabo en la Comunidad Indígena de Cuzalapa en el estado de Jalisco (entre los 104° 25´50´´ y 104°11´04´´ de longitud Oeste y 19°23´30´´ y 19°38´40´´ de latitud Norte), en una amplitud elevacional de 1000 a 1500 m. Se realizaron tres mediciones sucesivas: 1998 (C1), 2004 (C2) y 2010 (C3); quedando establecidos los períodos 1998-2004 (P1) y 2004-2010 (P2). Fueron registradas variables estructurales (densidad, frecuencia, área basal y valor de importancia relativa-VIR) y de composición florística (riqueza de especies, géneros y familias). Los resultados indican que existen diferencias significativas, tanto para las variables estructurales como en la composición de especies, géneros y familias en el espacio (entre parcelas) y el tiempo (entre censos). La densidad incrementó de 1190 a 1238 individuos ii entre el C1 y C2 y disminuyó a 1162 en el C3. El área basal promedio por ha fue de 36.15, 36.19 y 37.53 m2 para los C1, C2 y C3, respectivamente. Styrax radians, Siparuna thecaphora y Conostegia xalapensis tuvieron una frecuencia del 100%. Styrax radians registró los valores más altos de VIR en los tres censos junto con Ficus aurea y Quercus iltisii. Las tasas anuales de incorporación y mortalidad en los P1 y P2 fueron de 2.62 y 3.42; y, 3.11 y 4.53%, respectivamente. En cuanto a la variación entre periodos, se encontraron diferencias significativas para ambas tasas (p<0.0001). Las estimaciones de vida media proyectadas fueron de 15 a 21 años y de duplicación de 21 a 27. La vida media por parcela con valores de 7 a 32 años y los tiempos de duplicación de 12 a 38 años. Las variables que más influyeron sobre su dinámica estructural y demográfica corresponden a perturbaciones humanas como incendios forestales, ganadería, cortas selectivas, así como variables asociadas a la dinámica interna del ecosistema como la caída natural de árboles y la competencia. iii Abstract A brief analysis on the present status of one of the most fragile and threatened ecosystems in Mexico and the world, the mountain cloud forest, is shown considering an ecological, social and economic perspective. Presently the status of the mountain cloud forest is not far from the deterioration it was found in the immediate history. Most of all publications about mountain cloud forests reveal signs on the threats this forest type is undertaking. From the last third of the past century to present times, the same threatening statements regarding the deterioration and risk of these ecosystems loss are maintained. Even in regions where advanced knowledge in its floristic and ecology exists. Changes in structure and taxonomic composition of the woody plant component were monitored in eight 2,500 m2 permanent plots in south-central Jalisco, western Mexico, along two periods 1998-2004 (P1) and 2004-2010 (P2), from three census events (1998, 2004 and 2010). Changes in structure were estimated using density, frequency, basal area and relative importance value index-IVI, while floristic composition through species, genera and family richness. Results revealed significant differences in structure and composition among plots and within plots at different times. Density increased from 1190 to 1238 individuals between 1998 and 2004 while there was reduction to 1162 individuals from 2004 to 2010. Average basal area per hectare was almost similar in 1998 (36.15) and 2004 (36.19) increasing slightly in 2010 (37.53 m2). Styrax radians, Siparuna thecaphora and Conostegia xalapensis displayed the highest relative frequency. Styrax radians followed by Ficus aurea and Quercus iltisii presented the highest IVI in 1998, 2004 and 2010. Annual incorporation and mortality rates for P1 were 2.62 and 3.42, and 3.11 and 4.53 for P2. Significant differences between periods were found for both rates (p<0.0001). Projected half-life estimates were between 15 and 21 years and duplication time from 21 iv to 27. Average half-life per plot, were 7 to 32 years, and duplication times from 12 to 38 years. Spatio-temporal changes in structure and floristic composition were associated to human disturbance associated variables such as forest fires, livestock, and selective cuttings but also to variables linked to the internal dynamics of this ecosystem such as natural falling trees and competition. v Agradecimientos Los estudios como el que presentamos involucra en su desarrollo tiempo, recursos económicos, arduo trabajo en campo y la participación de mucha gente, 12 años nos ha llevado para lograr el objetivo parcial que presentamos en el presente documento, si bien cubre el final de una etapa; en realidad el proyecto “Dinámica temporal de un Bosque Mesófilo de Montaña en el centro-occidente de México”, continúa y otros colaboradores participarán en el futuro inmediato. En este punto y sin la intención de omitir a nadie trataremos de agradecer a todos los involucrados en la primera etapa del proyecto. La Universidad de Guadalajara, incluyendo al Centro Universitario de la Costa Sur y al DERN-IMECBIO, son en gran medida los responsables de éste logro ya que gran parte del mantenimiento económico del proyecto ha sido financiado de las bolsas de investigación internas. Un profundo agradecimiento y sentimiento de orgullo por ser parte de la Universidad de Guadalajara. Al Sindicato de Trabajadores Académicos de la Universidad de Guadalajara por la condonaciónde la matrícula durante todo el Doctorado. A los profesores del Doctorado BEMARENA, por la formación académica recibida. A mi Comité particular: Dra. Blanca Lorena Figueroa Rangel, gracias por su atinada dirección durante todo el proceso. Dr. Ramón Cuevas Guzmán, quien ha sido un referente académico a lo largo de mi carrera profesional, además, de su incondicional apoyo en todo momento. Dr. Miguel Olvera Vargas, gracias por todas las sugerencias, apoyo y amistad. Dr. Miguel Ángel Muñiz Castro; por todo su apoyo durante este largo proceso. A los compañeros y amigos del Laboratorio de Botánica; Luis, Nora, Arturo, José, Gina, Paty y por supuesto un agradecimiento póstumo a Francisco Javier Santana “Michel”; todos ellos siempre dispuestos a colaborar en la parte botánica. A todos los que participaron en el trabajo de campo, su apoyo fue esencial para recabar la información ecológica y pilar en el desarrollo del proyecto: Luis Guzmán Hernández, Ulises Marco Antonio Galván Sánchez, José Guadalupe Morales Arias, Jorge Aragón vi Cruz, Rodrigo Rodríguez Rodríguez, German Rodríguez Rodríguez, Francisco Javier González Ortega, Edgar Alejandro Cisneros Lepe, José Manuel García Robles, Kevin Arias Flores, Roberto Carlos, Felipe Saldívar Vázquez, Francisco Barbosa Meza, David Salvador Escandón Sandoval, Jaime Adrián Santana Murillo, Germán Guzmán Sánchez, José J. Sandoval Legaspi, Brandon Núñez Sánchez, Jonathan Núñez Sánchez, Adrián Gutiérrez Alonso, Hugo Orozco, Carlos Pacheco Contreras, Arturo Sánchez Michel, Raudel Guzmán Sánchez, Saúl Díaz Infante, Cesar Octavio García González, Bruno Rangel Sánchez, Fernando Madera Núñez, a todos ellos mil gracias. A la Comunidad Indígena de Cuzalapa por permitirme trabajar en sus bosques. vii Dedicatoria A mis padres: Antonio con todo el cariño de siempre y Celia † con todo el recuerdo de siempre. El interés por el trabajo es la herencia que mi madre dejo marcada en mi vida. A mi familia: Leticia, Kenya y Kevin con profundo amor. A mis hermanos: Leonor, Esther, Antonio, Armando, María, David, Daniel, Juan, Jorge, Joaquín y Ana Rosa, gracias por su apoyo y convivencia durante todos estos años. viii Contenido Pagina Resumen i Abstract iii Agradecimientos v Dedicatoria vii Contenido viii Índice de figuras xii Índice de cuadros xiii 1 CAPÍTULO 1 1 1.1. Introducción 1 1.2. Objetivo general 7 1.2.1. Objetivos particulares 7 1.3. Preguntas de investigación 8 1.4. Hipótesis de estudio 9 1.5. Estructura de la tesis 10 1.5. Literatura citada 11 2 CAPÍTULO 2 21 2.1. Área de estudio 21 2.1.1. Descripción general de la Sierra de Manantlán 21 2.1.2. Comunidad indígena de Cuzalapa 21 2.1.3. Descripción físico-geográfica 25 2.1.4. Descripción climática 26 2.1.5. Hidrología 27 2.1.6. Geología 27 2.1.7. Vegetación 28 2.1.7.1. Fauna 28 2.1.7.2. Mamíferos 29 2.1.7.3. Aves 29 2.1.7.4 Reptiles y anfibios 29 2.2. Método 30 ix Pagina 2.2.1. Revisión bibliográfica sobre la conservación y el desarrollo sustentable del bosque mesófilo de montaña 30 2.2.2. Establecimiento de parcelas permanentes 30 2.3. Análisis de los datos 33 2.3.1. Dinámica en la estructura 33 2.3.3. Cambios demográficos 33 2.3.3.1. Tasa anual de mortalidad e incorporación 33 2.3.3.2 Tasa de crecimiento poblacional 34 2.3.3.3. Cálculo de la vida media del bosque 34 2.3.3.4. Calculo del tiempo de duplicación T2 34 2.3.3.5. Relación de variables ambientales, con datos demográficos (mortalidad e incorporación) 35 2.4. Literatura citada 36 3 CAPÍTULO 3. 42 3.1. La conservación y el desarrollo sustentable de un ecosistema frágil: El bosque mesófilo de montaña 42 3.2. Panorama general de la conservación de biodiversidad en México 42 3.3. Contexto regional 45 3.4. El origen de acciones de conservación en la Sierra de Manantlán 46 3.5. Características generales e importancia del bosque mesófilo de montaña 47 3.6. Aspectos socioeconómicos y su relación con el uso de los recursos naturales del bosque mesófilo de montaña en México 48 3.6.1. El bosque mesófilo de montaña en Jalisco 50 3.7. Estado actual y antecedentes del estudio para el conocimiento del bosque mesófilo de montaña 51 3.8. Conclusiones 57 x Pagina 3.9. Literatura citada 59 4 CAPÍTULO 4. Artículo aceptado en la revista Polibotánica. “Dinámica del bosque mesófilo del centro-sur del estado de Jalisco, México” 75 4.1. RESUMEN 75 4.2. ABSTRACT 76 4.3. INTRODUCCIÓN 77 4.4. MÉTODO 79 4.4.1. Área de estudio 79 4.4.2. Establecimiento de las parcelas y registro de datos 81 4.4.3. Análisis de datos 82 4.5. RESULTADOS 83 4.5.1. Composición florística 83 4.5.2. Densidad 85 4.5.3. Frecuencia 86 4.5.4. Área basal 86 4.5.5. Valor de Importancia Relativo (VIR) 87 4.5.6. Cambios espacio-temporales de la estructura y la composición florística 88 4.6. DISCUSIÓN 89 4.6.1. Cambios espaciales en la composición florística 89 4.6.2. Cambios espacio-temporales en la estructura 90 4.6.2.1. Cambios en densidad 90 4.6.2.2. Cambios en frecuencia 93 4.6.2.3. Cambios en área basal 95 4.6.2.4. Cambios en VIR 96 4.7. CONCLUSIONES 97 4.8. LITERATURA CITADA 99 5 CAPÍTULO 5 121 xi Pagina Mortalidad e incorporación de especies leñosas del bosque mesófilo de montaña en el occidente de México 121 5.1. RESUMEN 121 5.2. ABSTRACT 122 5.3. INTRODUCCIÓN 123 5.4. MÉTODO 125 5.4.1. Área de estudio y características del ambiente 125 5.4.2. Muestreo de la vegetación 127 5.4.3. Análisis de datos 128 5.4.3.1 Estimación de la tasa anual de mortalidad e incorporación 128 5.4.3.2. Tasa de Crecimiento poblacional 129 5.4.3.3. Cálculo de la vida media del bosque y el tiempo de duplicación 129 5.4.3.4. Relación entre mortalidad e incorporación 130 5.4.3.5. Relación de los factores ambientales y perturbación sobre la mortalidad e incorporación 130 5.5. RESULTADOS 131 5.5.1. Cambios en el número de individuos, tallos e incorporación en el bosque 131 5.5.2. Dinámica de la mortalidad y de incorporación 131 5.5.3. Mortalidad e incorporación por parcela 132 5.5.4. Mortalidad e incorporación por especie 133 5.5.5. Categorías de causas de mortalidad 134 5.5.6. Vida media del bosque y tiempo de duplicación 134 5.5.7. Equilibrio dinámico por parcela 134 5.5.7.1. Equilibrio dinámico por especie 135 5.5.8 Análisis de correspondencia canónica (ACC) 135 5.6. DISCUSIÓN 136 5.6.1. Dinámica del bosque mesófilo 136 5.7. CONCLUSIONES 141 xii Pagina 5.8. LITERATURA CITADA 143 6. CAPÍTULO 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES 167 6.1. CAPÍTULO 3 167 6.2. CAPÍTULO 4 169 6.3. CAPÍTULO 5 170 Índice de figuras Pagina CAPÍTULO 1. CAPÍTULO 2. 1 Ubicación del área de estudio. 31 2 Diseño de la parcela permanente, cuadro total de 2500 m2 y 25 sub-parcelas de 100 m2. La parcela está ubicada con una de sus ejes en dirección de la pendiente. 32 CAPÍTULO 3. CAPÍTULO 4. 1 Ubicación del área de estudio. 80 CAPÍTULO 5. 1 Mapa de ubicación de los poblados de La Pareja y El Durazno en la Sierra de Manantlán en el estado de Jalisco, México. 155 2 Mortalidad de tallos por categoría diamétrica, en los períodos 1998-2004 y 2004-2010. 156 3 Relación entre la tasa anual de mortalidad e incorporación por parcela. a) período 1998-2004. b) período 2004-2010. La línea sólida indica equilibrio 1:1 entre tasas; línea segmentada tendencia de las parcelas. 161 4 Relación entre las tasas de mortalidad e incorporación de las especies más importantes. a) período 1998-2004, b) período 2004-2010. La línea sólida indica equilibrio 1:1 entre tasas; línea segmentada tendencia de las especies. 161xiii Pagina 5 Diagrama de dispersión del ACC. Variables de perturbación: Incendios (inc98), pastoreo (pas98); variables fisiográficas: altitud (alt), pendiente (pen), rocas (roc), piedras (pie); tipos de mortalidad: muertos no encontrados (Est04_muer), muertos cortados (Est04_mcor), muerto en pie (Est04_mpie), muerto caído (Est04_mcai), muerto quebrado (Est04_mque) de 1998 sobre los datos de abundancia de 2004. a) especies y variables, b) subparcelas y variables. 163 164 6 Diagrama de dispersión del ACC variables de perturbación: Incendios (inc04), pastoreo (pas04); Variables fisiográficas: pendiente (pen98), altitud (alt), rocas. (roc), piedras (pie), tipos de muertes: muertos no encontrados (Est10_muer), muertos cortados. (Est10_mcor), muerto en pie (Est10_mpie), muerto caído (Est10_mcai), muerto quebrado (Est10_mque) de 2004 sobre la abundancia de 2010. a) Especies y variables, b) subparcelas y variables. 165 166 Índice de cuadros Pagina CAPÍTULO 1. CAPÍTULO 2. CAPÍTULO 3. 1 Listado de trabajos realizados en México sobre tópicos del bosque mesófilo de montaña, se señala el autor, año de la publicación, el tema y la localidad o área de influencia. 52 CAPÍTULO 4. 1 Características fisiográficas y antrópicas de las parcelas permanentes de Bosque Mesófilo de Montaña en la Sierra de Manantlán. Nota. BNI: Barranca de La Nogalera I; BNII: Barranca de La Nogalera II; ALP: Arroyo La Paloma; LM: La Magnolia; ASS: Arroyo de La Sidrita Seca; PMI: Puerto Martínez I; PMII: Puerto Martínez II; ET: El Tigre. LM: Ladera Media; B: Bajío; LI: Ladera Inferior; LS: Ladera Superior. R: Regular; I: Irregular. 1 presencia del factor; 0: ausencia. C1, C2, C3 82 xiv Pagina corresponden a los censos realizados en1998, 2004, 2010, respectivamente. 2 Cambio en la composición de especies del Bosque Mesófilo de Montaña en la Sierra de Manantlán en el transcurso de 12 años. 84 3 Cambio entre los censos C1, C2 y C3 de las variables estructurales: área basal y densidad, expresados en promedios de m2 e individuos por ha-1 por parcela y para la comunidad. 85 4 Cambios temporales en las características estructurales de las 19 especies más importantes del bosque mesófilo de montaña de la Sierra de Manantlán en el transcurso de 12 años. Nota de cuadro. D1: Densidad 1998; D2: Densidad 2004; D3: Densidad 2010; F1: Frecuencia 1998; F2: Frecuencia 2004; F3: Frecuencia 2010; Ab1: Área basal 1998; Ab2: Área basal 2004; Ab3: Área basal 2010; VIR1: Valor de importancia relativo 1998; VIR2: Valor de importancia relativo 2004; VIR3: Valor de importancia relativo 2010; P1: posición 1998; P2: posición 2004; P3: posición 2010. 88 Anexo 1. Cambios temporales en las características estructurales por parcela a lo largo de 12 años de medición. D1: Densidad 1998; D2: Densidad 2004; D3: Densidad 2010; F1: Frecuencia 1998; F2: Frecuencia 2004; F3: Frecuencia 2010; Ab1: Área basal 1998; Ab2: Área basal 2004; Ab3: Área basal 2010; VIR1: Valor de importancia relativo 1998; VIR2: Valor de importancia relativo 2004; VIR3: Valor de importancia relativo 2010; para el nombre de parcelas ver cuadro 1. 111 CAPÍTULO 5. 1 Características fisiográficas y de perturbaciones de las parcelas permanentes de bosque mesófilo de montaña en la Sierra de Manantlán. BNI: Barranca de La Nogalera I; BNII: Barranca de La Nogalera II; ALP: Arroyo La Paloma; LM: La Magnolia; ASS: Arroyo de La Sidrita Seca; PMI: Puerto Martínez I; PMII: Puerto 157 xv Pagina Martínez II; ET: El Tigre. LM: Ladera Media; B: Bajío; LI: Ladera Inferior; LS: Ladera Superior. R: Regular; I: Irregular. 1: presencia; 0: ausencia. C1, C2, C3 corresponden a los censos realizados en 1998, 2004, 2010, respectivamente. 2 Demografía. Tasas de mortalidad (Ma), incorporación (Ra) y de cambio (λ), anuales en porcentaje; el número de individuos incorporados y muertos en números absolutos, en las ocho parcelas permanentes y el bosque en su conjunto en los periodos 1998-2004 y 2004-2010. 158 3 Demografía. Muertos e incorporaciones valores absolutos; tasas de incorporación (Ra), mortalidad (Ma) y cambio (λ) en escalas anual de las especies leñosas en el bosque mesófilo de montaña de la Sierra de Manantlán; P1, período 1998-2004 y P2, período 2004- 2010. Solo se incluyen aquellas especies con densidad ≥ 20 individuos. 159 4 Categorías de mortalidad en el bosque mesófilo de montaña. Valores absolutos (individuos) y en porcentaje (%). 160 5 Vida media (T0.5) y tiempo de duplicación (T 2) en años del bosque mesófilo de montaña para los dos períodos de evaluación, 1998- 2004-2004-2010. 160 1 CAPÍTULO 1 1.1 INTRODUCCIÓN El bosque mesófilo de montaña (BMM, sensu Rzedowski 1978) es un tipo de vegetación muy denso, cuya estructura puede asemejarse a la de la selva húmeda (Challenger, 1998), sobre todo cuando se desarrolla en condiciones de mucha humedad. Sin embargo, en México existen rodales en zonas de poca humedad con una fisonomía, estructura y composición florística diferentes a los bosques mesófilos más húmedos, pero que mantienen la identidad de bosque mesófilo (Sánchez-Rodríguez et al., 2003), definida por asociaciones tales como las de Styrax radians con Quercus y algunas otras especies de latifoliadas. Los BMM son comunidades vegetales distribuidas en las montañas, con una estructura, afinidad florística y composición de especies diversas. Debido a su naturaleza y origen complejo, la clasificación y definición del BMM presenta dificultades y ambigüedades. Sin embargo, podemos decir que se caracteriza por presentar en su dosel una composición de especies con predominio de árboles caducifolios de afinidad Holártica, mientras que en el sotobosque se registran especies tropicales perennifolias de afinidad Neotropical, con abundancia de epífitas en el dosel y tronco de los árboles (Challenger, 1998; Toledo, 2010). Su presencia además se relaciona con otros factores como abundancia y estacionalidad de la lluvia (con mucha frecuencia en forma de neblina), tipo de suelo, orientación de la ladera respecto al sol e historia biogeográfica (Challenger, 1998); se desarrolla en regiones montañosas, las pendientes donde se establece son fuertes y los terrenos abruptos (González-Espinosa et al., 2012). Se considera que en el pasado geológico, las áreas cubiertas por BMM en México fueron más extensas que en la actualidad, ya que la extensión que se considera que cubre este bosque en la República Méxicana debe de aproximarse a las 800 000 ha (Challenger, 2001). Su distribución actual, en forma de islas ecológicas, ha permitido el desarrollo de un gran número de endemismos, que ha dado lugar a uno de los ecosistemas más diversos en relación con la superficie que ocupan (Rzedowski, 1996; Challenger, 1998). El BMM de México alberga entre 10 y 12% de la flora vascular registrada para este país, es decir entre 2500 y 3000 especies de plantas; estudios recientes sobre su componente arbóreo señalan, quizá de manera conservadora, que al menos 60 % de sus especies enfrentan algún grado de amenaza (González-Espinosa et al., 2011). 2 De hecho los bosques mesófilos, permiten que muchas especies típicas del trópico húmedo puedan persistir en latitudes y altitudes superiores a las que pudieran soportar en ausencia de los elementos de regiones templadas (Challenger, 1998), con tamaños y formas de hojas muy variables (Rzedowski, 1996; Williams-Linera, 2007), sobre todo dependiendo del gradiente altitudinal (Velázquez-Rosas et al., 2002). Una particularidad de estos bosques es la captación de agua, a partir de la condensación de neblina, en épocas del año cuando no hay precipitación en forma de lluvia (Hamilton et al., 1995); esta característica es importante, para que al dosel del BMM se le considere como un sistemacaptador y almacenador de agua, y como un servicio ambiental para asentamientos humanos que utilizan este recurso. Se le asocia principalmente a un clima Cf, aunque no se restringe a este tipo climático. El registro fósil indica que la presencia del BMM en México data del Mioceno y Oligoceno, de hace 20 a 40 millones de años (Rzedowski, 1978). La composición florística, estructura y fisonomía de los BMM mexicanos varía dependiendo de la región donde se encuentra. Esta heterogeneidad se atribuye a que las zonas de México donde se desarrolla, constituyen una compleja matriz de variables ambientales derivada de la combinación de la elevación, el suelo y el clima; aunado a ello, su historia biogeográfica, que a su vez interactúa con las particularidades locales, como la orientación, la pendiente, la altitud, la latitud, la nubosidad y la humedad del aire y del suelo, para constituir un tipo de vegetación complejo (Ruiz-Jiménez, 1995; Ruiz-Jiménez et al., 2000). Considerando que en los últimos años, la velocidad a la que se ha deteriorada esta comunidad vegetal, ha sido excesiva, se podría decir que los bosques de niebla se encuentran cada vez en condiciones más precarias en su amplitud de extensión a nivel nacional (González-Espinoza et al., 2012). Es urgente realizar estudios detallados del BMM, sobre todo en sus áreas de distribución poco conocidas. Estas investigaciones deberán enfocarse hacia el conocimiento de la composición florística, el inventario de las asociaciones del bosque, la distribución de especies exclusivas/o diagnósticas; y en enfatizar la importancia de la dinámica, la estructura y las variables que le proporcionan sus peculiares rasgos fisonómicos. Su situación de vulnerabilidad, ante el cambio de uso de suelo para establecer áreas agrícolas y ganaderas, y el cambio climático, hacen urgente la promoción de estrategias de conservación y manejo sustentable encaminadas a la protección y restauración ecológica de esta comunidad vegetal (Doumenge et al., 1995; Ruiz-Jiménez et al., 2012; González-Espinoza et al., 2012). 3 Los estudios estructurales en comunidades o ensambles vegetales, tienen como objetivo hacer una descripción general o detallada de los atributos estructurales y se basan en la interpretación de una impresión de un momento particular en el tiempo, diferente a considerar los cambios que propician la dinámica dentro de la comunidad (Martínez-Ramos, 1994). La vegetación existe y se desarrolla bajo un equilibrio dinámico o cercano a un estado estable (Drury y Nisbet, 1971; Picket, 1980), por lo cual se encuentran sometidas a procesos de cambio continuo a diferentes escalas espaciales y temporales, por diversos procesos o eventos. Perturbaciones generadas por la caída de árboles (Martínez-Ramos et al., 1989), ganadería, incendios, vientos, fuertes tormentas, deslizamientos de tierra, transforman el ambiente local y por ende las condiciones de desarrollo y reproducción de los individuos de las diferentes especies (Mark et al., 2005; Arriaga, 1988; Denslow et al., 1998). Los cambios estructurales provocados por fenómenos como El Niño y La Niña, relacionados con la temperatura y precipitación influyen sensiblemente sobre la dinámica de mortalidad e incorporación de individuos y especies (Hubbell y Foster, 1990; Condit et al., 1992, 1995, Chazdon et al., 2005, Vilches et al., 2008). La dinámica de los bosques tiene un profundo efecto sobre la diversidad y composición florística de las especies, al respecto, se ha planteado que la alta diversidad se encuentra asociada con una mayor heterogeneidad ambiental, lo cual ha llevado a una mayor especialización (Grubb, 1977, Rickefs, 1977). Por otro lado, la hipótesis del disturbio intermedio señala que la mayor diversidad debe presentarse en los bosques que cuentan con una tasa de perturbación intermedia (Connell, 1978; Tilman, 1994; Woods, 2004). Estos avances teóricos han generado una serie de nuevas hipótesis que han sido estudiadas a través de una red global de parcelas permanentes a largo plazo en bosques mediante las cuales se intentar explicar su dinámica (Delcourt y Delcourt, 1987), aunque, no siempre se puede predecir con exactitud las características de tales cambios, principalmente porque el desarrollo de las comunidades depende de muchos factores, cuya interacción conjunta limita tal predicción. El cambio es inevitablemente continuo y dependiente de las escalas temporales y espaciales tomadas como referencia (Condit et al., 1992). Además la variación ambiental parece promover cambios abruptos en la estructura, composición y dinámica de la vegetación (Overpeck et al., 1990), incluso a escalas espaciales relativamente pequeñas (Homeier et al., 2010; López y Duque, 2010). 4 El uso de parcelas permanentes para el estudio y entendimiento de la dinámica de las comunidades, requiere de censos sucesivos de las mismas parcelas durante varios años (Sheil, 1995), en períodos de tiempo previamente establecidos, así como el uso de parámetros bióticos y abióticos seleccionados con antelación. Mientras que el estudio de la estructura del BMM ha quedado limitado a estudios realizados en un tiempo específico (Meave et al., 1992; Santiago-Pérez y Jardel 1993; Ruiz-Jiménez et al., 2000; Mejía-Domínguez et al., 2004). Son pocos los estudios que intentan explicar la dinámica estructural del BMM (Mejía- Domínguez, 2006). Sin embargo, en otras regiones, sobre todo, en los trópicos, los bosques de esas regiones son estudiados bajo el esquema de parcelas permanentes, donde se incluyen diferentes tipos de ensambles (Eggeling, 1947; Lugo y Brown, 1981; Lieberman et al., 1985; Veillon, 1985; Sheil y Burslem, 2003; Condit et al., 2005) en las cuales se buscan patrones para explicar aspectos relacionados con la dinámica espacio-temporal de la estructura, diversidad, distribución de las comunidades, así como, factores biológicos y ambientales relacionados a los procesos de cambio. Otros patrones que intervienen directamente sobre los cambios en la estructura de la comunidad de un lugar, sobre todo en el tiempo, son los relacionados con la mortalidad e incorporación (Ramírez-Angulo et al., 2002). Los cambios en estructura y demografía de árboles en bosques naturales, se generan principalmente por factores endógenos y exógenos que afectan a las comunidades vegetales (Bormann y Likens, 1979; Londoño y Jiménez, 1999; Melo y Vargas, 2003). Es un hecho que la dinámica en los bosques, considera los cambios florísticos y estructurales como respuesta a la dinámica del nacimiento, crecimiento y muerte, como respuestas individuales (Gratzer et al., 2004). Por lo tanto para comprender la dinámica de la comunidad es indispensable entender las interacciones entre la mortalidad y el estado individual (historia de vida de las especies) (Francklin et al., 1987; Francklin et al., 1992; Bigler y Bugmann, 2003). Un aspecto relevante en temas de dinámica, es que las diferencias en los patrones de mortalidad interespecífica juegan un papel esencial en el mantenimiento de la diversidad de especies (Kohyama, 1993; Condit et al., 1995; Caspersen y Kobe, 2001; Beckage y Clark, 2003), además los factores endógenos relacionados con características fisiográficas del terreno son los que más contribuyen en explicar los patrones de la composición florística 5 (Olvera-Vargas et al., 2010), en los bosques subtropicales del centro oeste de México. La heterogeneidad ambiental (Hofer et al., 2004; Liebhold et al., 2004; Loehle, 2000; Nakashizauka, 2001; Svenning et al., 2004) y algunas otras variables, como la densidad, tamaño del diámetro, competencia intra e interespecífica (Rankin-de-Merona, 1990; Olvera- Vargas et al., 2015; Potts, 2003), son factores, que influyen sobre la dinámica de la comunidad, los cambios quedan dentro de los límites de la dinámica propia de las especies. Los resultados soncompletamente diferentes cuando son factores exógenos los que alteran de forma directa la dinámica de la comunidad, en las últimas décadas se considera a las acciones antrópicas como las principales responsables (Zhao y Running, 2010), con efectos más intensos sobre los procesos de mortalidad e incorporación, entre ellos, la fragmentación del hábitat con fines agrícolas (Laurance, 2004; Barlow y Pérez, 2004; Lewis et al., 2004), ganadería (Rankin-de-Merona, 1990), la extracción ilegal de madera y los incendios. El impacto de los factores es directo sobre muchos ecosistemas forestales, al poner en riesgo su persistencia (Vázquez-García, 1993). En particular para el BMM, los factores anteriores, son las causas principales de amenaza (Jardel-Peláez, 1991; Hamilton et al., 1995; Brown y Kappelle, 2001; Hamilton, 2001; CONABIO, 2010). Derivadas de los factores exógenos y vinculados a las acciones hechas por el hombre, en las últimas décadas se presentan otras variables con mayor frecuencia, al reducirse el tiempo de aparición entre un evento y otro; su acción es indirecta, pero con alteraciones mucho más profundas sobre los procesos de mortalidad e incorporación; nos referimos a los cambios globales, como el cambio climático (Conell, 1978; Davis, 1986; Phillips y Gentry, 1995), afecta el ciclo hidrológico (IPCC, 2007), el incremento en la temperatura media global, sequías extremas, hondas de calor (IPCC, 2007; Sterl et al., 2008), cambios en la precipitación (Marioti, 2010; Condit et al., 1995). Los impactos que tienen tales procesos globales son evidencia para sugerir que podrían ser causa de los cambios en las altas temperaturas del mar y de la superficie terrestre, provocando periodos de sequía más pronunciados y una disminución de la presencia de niebla en los bosques de montaña, lo cual afectará la capacidad de acumulación de biomasa y, por lo tanto, de la captura de carbono (Sánchez-Ramos y Dirzo, 2014). En el panorama climático (incremento de 2º C en la temperatura y reducción del 10% en la precipitación) actual y futuro inmediato, el BMM será 6 de los sistemas más afectados, aún más que los bosques tropicales más secos (Sánchez- Ramos y Dirzo, 2014). A pesar del gran número de investigaciones sobre el BMM, se hace evidente la falta de estudios en los cuales se atienda su dinámica espacio-temporal. Estudios recientes en la Sierra de Manantlán (Figueroa-Rangel et al., 2010; 2012), reconocen que el bosque mesófilo de montaña en los últimos 1300 años, ha sido dinámico respecto a sus distribución y composición florística, resultado de cambios climáticos y perturbaciones antrópicas. A escalas espaciales menores el panorama es similar, dentro de los límites de México, en Jalisco el BMM cubre el 0.18 % de la superficie total del Estado (FIPRODEFO, 2006); en la Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán cubren una superficie equivalente al 4 % de su superficie total (Muñoz, 1992, Jardel et al., 1993). Con el aumento en las temperaturas promedio producirán una mayor evaporación y la condensación de la humedad en forma de neblina será en zonas más altas donde hay una menor superficie montañosa, por lo que se espera una reducción en la superficie cubierta por BMM. Actualmente no se dispone de reportes de tendencias de la diversidad florística y otros atributos estructurales basados en inventarios repetidos, por lo que se carece de los datos básicos para iniciar con estrategias de recuperación, conservación y manejo de los BMM de México. Una estrategia para lograr ese conocimiento es realizar estudios a largo plazo para examinar los cambios de las poblaciones a través de muestreos y censos, que suministren datos sobre individuos sobrevivientes, pérdidas y ganancias. De igual manera tampoco se dispone de reportes de tendencias de la diversidad florística y otros atributos estructurales basados en inventarios repetidos, por lo que se necesita la implementación de dichas metodologías. La presente investigación pretende contribuir al conocimiento de la dinámica del BMM, a través del registro de los cambios de la comunidad de árboles, en parcelas permanentes en la Sierra de Manantlán en el occidente de México, durante un período de 12 años, integrando la dinámica estructural, así como los procesos demográficos, los cuales se consideran fundamentales para el entendimiento de esta comunidad vegetal. 7 1.2. Objetivo general Indagar sobre la situación de la conservación y el desarrollo sustentable, así como analizar los patrones de cambio espacial y temporal en la estructura y composición de especies leñosas del bosque mesófilo de montaña de la Sierra de Manantlán, Jalisco, así como su relación con factores ambientales y agentes de perturbación involucrados en los procesos de cambio. 1.2.1. Objetivos particulares 1.2.1.1. Realizar un análisis bibliográfico sobre la situación de conservación y desarrollo sustentable del bosque mesófilo de montaña. 1.2.1.2. Describir patrones de cambio estructural espacio-temporales de especies leñosas de un bosque mesófilo de montaña de la Sierra de Manantlán, Jalisco. 1.2.1.3. Investigar causas y efectos de la mortalidad y la incorporación de especies leñosas. 1.2.1.4. Analizar la importancia de las variables ambientales y las perturbaciones sobre la dinámica de las especies leñosas en el bosque mesófilo de montaña. 8 1.3. Preguntas de investigación ¿Cuál es el estado de conservación y el desarrollo sustentable del bosque mesófilo de montaña en México? ¿Qué tanto ha cambiado la estructura del bosque mesófilo de montaña de la Sierra de Manantlán, Jalisco, en los últimos 12 años? ¿Cómo cambia la composición florística, la riqueza y la diversidad de las especies en el tiempo y el espacio? ¿Existe un equilibrio entre la mortalidad e incorporación de las especies arbóreas? ¿Cuáles son los factores ambientales y las perturbaciones humanas responsables de las transformaciones estructurales y procesos demográficos del bosque mesófilo de montaña? 9 1.4. Hipótesis Ho1. Los patrones de cambio en la estructura del bosque mesófilo de montaña son debidos mayormente a la distribución y abundancia de las especies que actualmente dominan el dosel en la comunidad y su respuesta individual ante los factores ambientales. Ho2. Existe un equilibrio entre la mortalidad e incorporación, por lo que los patrones estructurales de las comunidades de especies leñosas no se ven afectados. Ho3. La variabilidad ambiental y las perturbaciones explican las características estructurales y la dinámica de las comunidades de especies presentes en el bosque mesófilo de montaña. 10 1.5 Estructura de la tesis CAPÍTULO 1. Introducción general. CAPÍTULO 2. Descripción del área de estudio y métodos. CAPÍTULO 3. La conservación y el desarrollo sustentable de un ecosistema frágil: El bosque mesófilo de montaña. CAPÍTULO 4. Dinámica estructural y de composición florística del bosque mesófilo del centro-sur del estado de Jalisco, México. CAPÍTULO 5. Demografía: mortalidad e incorporación de las especies leñosas del BMM CAPÍTULO 6. Conclusiones generales. 11 1.5 Literatura citada Arriaga, L. 1988. Gap dynamics of a tropical cloud forest in NE Mexico. Biotropica 20: 178- 184. Barlow, J. y Pérez, C. A. 2004. 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La región de la Sierra de Manantlán está delimitada por las cuencas de los Ríos Marabasco, Purificación y parte del Ayuquila-Armería. Considerando la división político administrativa y para fines operativos, incluye a ocho municipios del estado de Jalisco (Autlán, Casimiro Castillo, Cuautitlán, El Grullo, El Limón, Tolimán, Tuxcacuesco y Zapotitlán de Vadillo) y tres del estado de Colima (Comala, Minatitlán y Villa de Álvarez) (IMECBIO, 2000). 2.1.2. Comunidad indígena de Cuzalapa Las parcelas permanentes del presente estudio se encuentran ubicadas en la Comunidad indígena de Cuzalapa; esta se localiza en el sur de la Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán, en el municipio de Cuautitlán de la Costa Sur de Jalisco y cuenta con las comunidades agrarias, el ejido de Ayotitlán, la comunidad indígena de Chacala, el ejido de Cuautitlán. La cuenca de Cuzalapa se encuentra ubicada entre las coordenadas 19°26'40" a 19°36'51" de latitud Norte y 104°12'57" a 104º22'49" de longitud Oeste, con un gradiente elevacional que varía de 550 a 2 660 m. Geomorfológicamente, se localiza en la porción sureste de la Sierra de Manantlán, ubicada en la provincia fisiográfica Sierra Madre del Sur, dentro de la subprovincia Sierra de la Costa de Jalisco y Colima, dentro de la Sierra de Cumbres Tendidas. El levantamiento de la Sierra de Manantlán se inició a fines del Cretácico, siendo parte de los eventos orogénicos que dieron origen a la Sierra Madre del Sur y probablemente asociados a la trinchera mesoaméricana, la cual se localiza a 80 km. de la costa, formando un 22 abismo marino de 4 a 5 km de profundidad. Esta estructura está, formada por la unidad tectónica denominada Batolito de Tomatlán, la cual es activa y se extiende desde la costa de Jalisco hasta Centroamérica y es causa de la alta sismicidad que presenta la región (CRM, 1988). La geología de la cuenca de Cuzalapa se ubica en el Cretácico tardío con presencia de material granítico (CRM, 1988). Sin embargo, en el Cenozoico, dentro del período Terciario, el área se caracterizó por la formación de rocas ígneas extrusivas ácidas, representadas principalmente por el basalto, riolitas, adesitas y brecha volcánica (INEGI, 1976). Durante el Cuaternario, se formó la parte baja de la cuenca, la zona de valle, en donde ahora se desarrolla la actividad agrícola de la cuenca (CRM, 1988). La cuenca está constituida por aproximadamente un 40% de la superficie en zona de valle y un 60% en zona montañosa, por lo que se considera como una cuenca en etapa de equilibrio, geológicamente madura, de pie de montaña y, con fuerte tendencia a la erosión. La parte montañosa de la cuenca se caracteriza por una topografía rugosa, donde destacan grandes cantiles, con fuerte disección de arroyos y gradiente de pendiente. La zona de piedemonte se caracteriza por pequeños lomeríos de pendiente irregular e incipiente desarrollo de suelos. Dentro de la subcuenca de Cuzalapa, encontramos tres órdenes de suelos, en escala de predominancia, Entisoles, Inceptisoles y Molisoles y siete subgrupos de suelos, Lithic Udorthent, Tipic Udorthent, Lithic Haplumbrepts, Tipic Haplumbrepts, Entic Haplumbrepts, Fluventic Hapludolls y Tipic Udifluvents. Es decir, predominan los suelos someros poco desarrollados, caracterizados por la presencia de un horizonte A y C o solamente por un horizonte C, con afloramientos rocosos. Se presentan tres tipos de climas de acuerdo a la clasificación de Köppen modificado por García (1988): 1), Aw2 (w) (i'), localizado en la parte centro sur, se caracteriza por ser un clima cálido, con temperatura media anual mayor de 22°C y temperatura del más frío mayor de 18°C; con poca oscilación térmica, es el más húmedo de los subhúmedos, con lluvia invernal menor de 5%. 2), Aw2 (w) (i')g, se presenta al oeste de la subcuenca y manifiesta las mismas características del anterior, solo que el mes más caliente es mayo. 3), (A) Ca (w2) 23 Ca (w2) (w) (i') g, presente en una pequeña porción del macizo montañoso al noreste y en la parte más alta de la cuenca, corresponde al semicálido de los templados, con temperatura media anual mayor de 18°C y temperatura del mes más frío menor de 18°C. Tiene poca oscilación térmica; el mes más caliente corresponde a mayo y es el más húmedo de los subhúmedos, con lluvia invernal menor de 5%. La precipitación oscila entre 1500 a 1700 mm anuales (Martínez et al., 1991). La cuenca de Cuzalapa presenta un drenaje de tipo subdentrítico-pinado con tributarios rectos, con una longitud de 527 km, para un total de 456 corrientes en toda la cuenca en una superficie de 199.83 km2. El río Cuzalapa está clasificado como un río de orden 7. El volumen de agua escurrido se estima en 24 914.8 millones de metros cúbicos anuales, representando la cuenca con mayor producción de agua dentro de la Sierra de Manantlán (Guevara y Carranza, 1996). La cuenca es drenada por cuatro arroyos principales: La Paloma, La Sidra, San Antonio y Pitahaya, que al unirse entre sí dan origen al río Cuzalapa, el cual desemboca posteriormente en el río Marabasco. Para la comunidad de Cuzalapa se reportan 972 especies de plantas vasculares pertenecientes a 137 familias y 502 géneros, esta cantidad representa el 35% de la flora de Manantlán, el 12% de la Nueva Galicia y el 3.24% de la flora mexicana. De acuerdo a Rzedowski y McVaugh (1966), Rzedowski (1978) y Vázquez et al. (1995), en esta comunidad se reportan los siguientes tipos de vegetación: bosque de Abies, bosque de galería, bosque de Pinus, bosque de Pinus-Abies, bosque de Pinus-Quercus, bosque de Quercus, bosque mesófilo de montaña, bosque tropical subcaducifolio, bosque tropical caducifolio, vegetación secundaria y vegetación sabanoide. Para la comunidad de Cuzalapa se enlistan 22 especies de plantas vasculares endémicas a Jalisco y otros estados, 19 exclusivas a Jalisco, 5 a Nueva Galicia, 10 para el Occidente de México 7 presentes solo en la sierra de Manantlán. BMM sobresale por su número de endemismos con 12 especies endémicas a México, 8 a Jalisco y otros estados, 1 a Nueva Galicia y 1 a la Sierra de Manantlán (Guzmán et al., 1998). La comunidad indígena de Cuzalapa cuenta con una población de 870 personas, equivalente al 5% del total de la población del municipio de Cuautitlán de García Barragán. En este 24 municipio las principales actividades productivas son la agricultura y la ganadería. En cuanto a la agricultura, el valor de la producción agrícola mantuvo una tendencia creciente durante el periodo 2006 - 2010, con sus niveles más altos en 2010. El valor de la producción agrícola de 2010, representó apenas el 1.9% teniendo ese mismo año su máxima participación del total estatal (SIEGJ, 2012). La agriculturaestá dominada por la siembra de maíz y frijol, sin embargo, el tomatillo silvestre (Physalis philadelphica) tiene importancia y una gran demanda en los mercados de la región y su venta aporta un importante ingreso en la economía familiar. Los comuneros de Cuzalapa generalmente siembran dos veces al año: de junio a noviembre y de diciembre a mayo (IMECBIO, 2000a). En los terrenos con pendientes pronunciadas, con pedregosidad elevada donde el uso de la tracción animal o mecánica es prácticamente imposible, se practica el cultivo de maíz en coamil (o desmonte), bajo el sistema de cultivo de roza-tumba-quema, las parcelas de coamil son sembradas uno o dos años y posteriormente se deja en reposo por un período de 5 a 6 años, después de los cuales son nuevamente cultivadas (observación personal). Las unidades de producción ganadera en la comunidad están formadas por tierras de riego, de temporal y de agostaderos, en éstas últimas se han introducido pastos como el zacate Guinea (Urochloa maxima), desde hace aproximadamente 45 años y el Jaragua (Hyparrhenia ruffa) desde hace 30 años (IMECBIO, 2000a). El aprovechamiento de los bosques en Cuzalapa se limita a la madera para uso doméstico, ya que la comunidad no cuenta con un plan de manejo de aprovechamiento forestal, debido a los conflictos internos. Existe un uso amplio de productos no maderables, sobre todo, por parte de los pobladores más pobres de la comunidad (IMECBIO, 2000a). Los principales factores de perturbación que influyen en la vegetación boscosa de la zona de estudio de forma general son: la apertura de espacios en el bosque mediante desrame y “balonéo” de los árboles de mayor tamaño; aprovechamientos forestales clandestinos; apertura de áreas para agricultura de ladera, plantaciones de aguacate y siembra de pastos; incendios forestales; ganadería extensiva, además de eventos naturales como ciclones que generan deslaves y caída de árboles (observación personal). 25 En la región donde se establecieron las parcelas predomina el BMM (sensu Rzedowski, 1978), con características estructurales de etapas sucesionales entre intermedias a maduras; colinda en altitudes inferiores principalmente con bosque de encino, ocasionalmente, con bosque tropical subcaducifolio y en altitudes superiores con bosque de Quercus y bosque de Pinus o bien bosques mixtos de encino y pino. Se trata de bosques siempre verdes menos húmedos que aquellos típicos de zonas altas pero igual o incluso más diversos. Con alturas que van de 22 a 26 m, con algunos individuos cercanos a los 30 m, presenta tres estratos arbóreos bien definidos. La densidad promedio es de 1 043 ind. ha-1 y área basal desde 22 hasta 62 m2 ha-1. Los componentes leñosos más conspicuos son Styrax radians, Zinowiewia concinna, Conostegia xalapensis, Quercus iltisii, Inga vera subsp. eriocarpa, Quercus magnoliifolia, Guarea glabra, Siparuna tecaphora, Simplococarpon purpusii, Ficus insipida, Lonchocarpus salvadorensis, Clethra rosei, Quercus uxoris Magnolia iltisiana Cordia prunifolia, Croton gossypiifolius, Myriocarpa longipes (Sánchez-Rodríguez et al., 2003). 2.1.3. Descripción físico-geográfica Desde el punto de vista físico-geográfico es difícil definir a esta región, ya que se encuentra en un espacio de contacto y transición entre dos de las provincias fisiográficas de México (Jardel, 1994): la Sierra Madre del Sur, a la cual corresponde la Sierra de Manantlán, y el Eje Neovolcánico, del cual forman parte la Sierra de Amula y la Sierra del Nevado de Colima. Se formó por procesos tectónicos que dieron lugar al elevamiento de un batolito (rocas ígneas intrusivas) y pisos marinos (rocas calizas) durante el Cretácico. Sobre estas rocas sobreyacen afloramientos de rocas ígneas extrusivas del Terciario. En áreas pequeñas, como en la Sierra del Tuito y en la cuenca del Tepalcatepec, se encuentran los afloramientos de rocas más antiguas de esta Sierra, que corresponden a metamórficas del Jurásico. Esto completa el cuadro de una geología muy variada y compleja (Ferrusquía-Villafranca, 1993). La región en este caso se integra por procesos hidrológicos, por la dinámica de uso de los recursos, por la existencia del área protegida y los programas gubernamentales en torno a ésta, y hasta cierto punto, por las relaciones sociales y económicas y los elementos culturales comunes que se han desarrollado a lo largo de la historia en esta zona limítrofe entre Jalisco y Colima (IMECBIO, 2000b). 26 La Sierra de Manantlán se ubica dentro de la sección noroeste de la provincia fisiográfica de la Sierra Madre del Sur, es la zona de mayor complejidad geomorfológica y litológica, y en términos generales presenta los afloramientos rocosos de mayor antigüedad (Ferrusquía- Villafranca, 1993). Corresponde a una franja montañosa de unos 100 km de anchura en promedio, que corre desde Puerto Vallarta hasta la desembocadura del Río Balsas y presenta una elevación de entre 200 a 2900 m. La Sierra Madre del Sur se formó por procesos tectónicos que dieron lugar al elevamiento de un batolito (rocas ígneas intrusivas) y pisos marinos (rocas calizas) durante el Cretácico. Sobre estas rocas subyacen afloramientos de rocas ígneas extrusivas del Terciario. La amplitud elevacional cercana a los 3000 m y la complejidad geomorfológica, dan lugar a una gran variedad de condiciones ambientales. El clima es cálido subhúmedo con algunos bolsones secos en las partes bajas y en las partes altas es templado húmedo y subhúmedo. La vegetación incluye bosques tropicales caducifolios y subcaducifolio, bosque mesófilo de montaña, encinares caducifolios, bosques de pino-encino e incluso bosques de oyamel. Es en esta zona donde es notoria la transición biogeográfica de los reinos Neotropical y Neártico (Udvardy, 1975) y presenta una alta diversidad biológica (CONABIO, 2010). 2.1.4. Descripción climática En cuanto al clima la región de la Sierra de Manantlán se encuentra en el extremo norte de la región intertropical. El clima de la región está influido por varios factores, además de su ubicación latitudinal, como son la cercanía a la costa, el efecto del relieve, la sombra orográfica y la amplitud del gradiente altitudinal. De acuerdo con Martínez-Rivera et al. (1991), la región de la Sierra de Manantlán presenta dos grupos climáticos: A y C cálidos y templados subhúmedos y seis subgrupos climáticos: A, A(C), (A) Ca, (A) Cb, Ca y Cb. La región de la Sierra de Manantlán presenta, en términos generales, una temperatura media anual que va de 16° a 22° C, con excepción de la zona suroeste, en donde se presentan valores que llegan a los 26° C. En la carta de climas se observa que la mayor precipitación, arriba de 1700 mm, corresponde a las áreas comprendidas en el suroeste de la región de la Sierra de Manantlán, que abarca Cuautitlán y parte de la subcuenca de Cuzalapa y la comprendida al suroeste de la Sierra de Cacoma entre Purificación y El Alcihuátl. La zona seca se localiza al 27 norte de la región de la Sierra de Manantlán, dentro de los municipios de Autlán, El Grullo, Tuxcacuesco, Venustiano Carranza, Tolimán y Zapotitlán, con valores menores a 800 mm, disminuyendo hasta debajo de los 600 mm en los dos últimos municipios. El mes más lluvioso se presenta de manera diferente de acuerdo con la zona. Para las estaciones climatológicas ubicadas al norte y noreste de la Región, éste corresponde al mes de julio, mientras que para las ubicadas hacia la costa y en las partes altas de la región de la Sierra de Manantlán, el mes más lluvioso es septiembre, coincidiendo con la época de mayor influencia de ciclones. El mes más seco es abril. 2.1.5. Hidrología La Sierra de Manantlán tiene enorme significancia para toda la región, principalmente en los valles bajos por la aportación constante de grandes volúmenes de agua. La Sierra de Manantlán está enclavadaen las regiones hidrológicas 15 y 16, dentro de las cuencas de los ríos Ayuquila-Armería, Marabasco y Purificación. A lo interno se subdivide en 15 subcuencas en las que se presentan aproximadamente 2440 corrientes. De éstas, sólo 34 son caudales permanentes: 18 en la parte norte y 16 en la sur. Sin embargo, el macizo montañoso de Cerro Grande, por ser de naturaleza kárstica, no presenta cauces de agua superficiales, excepto por algunos arroyos intermitentes en las laderas bajas. De acuerdo con Guevara y Martínez (1991), se estima que la producción de agua es de alrededor de 13 millones de metros cúbicos anuales, a los que las cuencas de Cuzalapa, Ayotitlán y Manantlán aportan, respectivamente, el 39%, 12.5% y 8% de la producción total de agua. Alrededor de 43 comunidades dentro y fuera de la Sierra de Manantlán utilizan el agua para uso doméstico. 2.1.6. Geología La Sierra de Manantlán refleja la complejidad geológica de la Sierra Madre del Sur, que es considerada como la provincia morfo-tectónica más compleja y con mayor diversidad de tipos de rocas en el país (Ferrusquía-Villafranca, 1993). La diversidad litológica y la complejidad geomorfológica son factores de la conformación del paisaje que influyen a su vez en la variedad de hábitats y la biodiversidad. La porción occidental está formada por rocas ígneas intrusivas (ácidas, intermedias y granito) en las laderas bajas hacia el sur y norte y por rocas ígneas extrusivas (ácidas, intermedias, riolita, andesita, basalto, toba y brecha 28 volcánica) en las partes altas, ocupando la mayor superficie. En los valles se encuentran materiales aluviales. En la porción oriental predominan las calizas con arenisca- conglomerados y suelos aluviales, producto de la erosión de las laderas de las montañas, hacia el margen del Río Ayuquila-Armería. En la parte oeste de Cerro Grande las calizas entran en contacto con las rocas ígneas de la Sierra de Perote. 2.1.7. Vegetación La vegetación de la región de la Sierra de Manantlán, ha sido descrita en trabajos previos por Cuevas-Guzmán y Nuñez (1988), Guzmán (1985), Jardel (1992) y Vázquez et al., (1995); otros estudios que incluyen tipos particulares de vegetación como Santiago y Jardel (1993), Cuevas (2002), Sánchez-Rodríguez et al., (2003), además se cuenta con cartografía de vegetación y uso del suelo escala 1:50 000 (CETENAL 1976) que cubre toda el área de estudio. Se reconocen 13 tipos de cubierta vegetal (Jardel, 1992; Vázquez et al., 1995), que se basan para su denominación en los trabajos de Rzedowski y McVaugh (1966) y Rzedowski (1978): bosque tropical caducifolio, bosque tropical subcaducifolio, bosque mesófilo de montaña, bosque de Pinus, bosque de Pinus y Quercus, bosque de Quercus (subdividido en caducifolio y subperennifolio), bosque de Abies, bosque de galería, matorral subtropical, vegetación sabanoide de Byrsonima y Curatella, pastizales, agricultura y áreas erosionadas o "sin cubierta vegetal". 2.1.7.1 Fauna La fauna silvestre es uno de los componentes importantes de la alta diversidad biológica de la Sierra de Manantlán. Entre los valores principales del área destacan, además de la gran riqueza de especies, sus características biogeográficas únicas, la presencia de especies endémicas, en peligro de extinción o con valor de uso. En cuanto a fauna silvestre, la diversidad de la región también es notable. 29 2.1.7.2. Mamíferos Se tienen reportadas hasta la fecha 110 especies de mamíferos pertenecientes a 21 familias de la Sierra de Manantlán. Esto representa el 64% de las especies en el estado de Jalisco y el 25 % de las especies de mamíferos mexicanos. El 21 % de las especies de mamíferos son endémicas de México, que se incrementa a 36 % si se considera la región mesoamericana. Destaca la presencia de dos subespecies endémicas de la Sierra de Manantlán: el ratón Microtus mexicanus neveriae y la tuza Cratogeomys gymnurus russelli. Por lo menos 10 especies están en peligro de extinción o sus poblaciones se encuentran amenazadas: la nutria (Lutra longicaudis), el tigrillo (Leopardus wiedii), el leoncillo (Herpailurus yagoaroundi), el ocelote (Leopardus pardalis), el puma (Puma concolor), el lince rojo (Lynx rufus), el jaguar (Panthera onca), la musaraña (Megasorex gigas) y cuatro especies de murciélagos nectarívoros (Leptonycteris nivalis, L. curasoae, Musonycteris harrisoni y Choeronycteris mexicana). Veintiséis especies son reportadas con algún uso por los pobladores de la Sierra de Manantlán (Santana et al., 1990). 2.1.7.3. Aves La comunidad de aves de la Sierra de Manantlán incluye 36 especies endémicas de México; en el contexto mesoamericano representa el 12.8%. Se consideran como especies en peligro de extinción al choncho o cojolite (Penelope purpurascens), la guacamaya verde (Ara militaris), la cotorra serrana (Amazona finschi) y el águila real (Aquila chrysaetos), símbolo nacional de México. Los pobladores reportan el uso de 15 especies como alimento, ornato, mascotas o para comercialización (Santana et al., 1990). 2.1.7.4. Reptiles y anfibios Se encuentran 4 especies consideradas amenazadas, 46 en peligro de extinción: Boa constrictor, Crotalus lannomi, Ctenosaura pectinata y Heloderma horridum. Ocho taxa son reportados con algún uso. 30 2.2. Método 2.2.1. Revisión bibliográfica sobre la conservación y el desarrollo sustentable del bosque mesófilo de montaña Se realizó un breve análisis sobre la situación actual del BMM, desde una perspectiva ecológica, social y económica mediante revisión bibliográfica. 2.2.2. Establecimiento de parcelas permanentes Se establecieron ocho parcelas con BMM, en la cara sur de la Sierra de Manantlán, en los terrenos de la comunidad indígena de Cuzalapa, en un rango elevacional de 1 000 - 1 500 m. La base de datos proviene de dos sitios ubicados en los poblados de El Durazno y La Pareja. En cada sitio se establecieron cuatro parcelas permanentes de 2 500 m2 (50 m 50 m) cada una, subdivididas en sub-parcelas de 10 10 m y establecidas en 1998 (Fig. 1). Las ocho parcelas están identificadas de acuerdo a su nombre local. En El Durazno: Barranca de La Nogalera I, Barranca de La Nogalera II, Arroyo La Paloma y La Magnolia; en La Pareja: Arroyo de La Sidrita Seca, Puerto Martínez I, Puerto Martínez II y El Tigre. Las parcelas se delimitaron y georreferenciaron en el año de 1998 (Figs. 1 y 2) (censo uno, en adelante C1) utilizando coordenadas UTM, con un sistema de posicionamiento global marca Garmin, con utilización de datum WGS 84. Dentro de cada sub-parcela se registró la topografía, la geoforma, la pendiente, la pedregosidad, así como algunos factores de perturbación como la presencia e intensidad de ganado, corta de árboles, incidencia de incendios (Olvera et al., 1996). Cada parcela se marcó con etiquetas plásticas, en la rama principal de cada individuo; cuando el tamaño del diámetro no lo permitió, se realizó en las ramas secundarias o terciarias. Posterormente se identificó, registró y midió la altura y el DN130 de todos los individuos ≥ 2.5 cm. Cada individuo fue ubicado en el espacio por medio de un sistema de coordenadas cartesianas. Se realizaron remediciones en los años 2004 (censo dos, C2) y 2010 (censo tres, C3). Así, los períodos de medición a considerar fueron: 1998-2004, citado como P1 (período uno) y 2004-2010 como P2 (período dos). Se recolectó material botánico, el cual fue identificado con el apoyo de especialistas y los ejemplares 31 fueron incorporados al Herbario ZEA del Centro Universitario de la Costa Sur, como material de referencia de la investigación. Figura 1: Ubicación del área de estudio. 32 Figura 2. Diseño de la parcela permanente, cuadro total de 2500 m2 y 25 sub-parcelas de 100 m2. La parcela está ubicada con uno de sus ejes en dirección de la pendiente.
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