Ecología

  

DOI: 10.17129/botsci.2227

Estructura poblacional de dos especies de cactáceas columnares en un bosque tropical caducifolio

Population structure of two species of columnar cacti in a tropical deciduous forest


Resumen

Antecedentes:

La estructura poblacional es un atributo demográfico que se define en parte por el reclutamiento de las especies. Una aproximación para describir la estructura es estimando un ajuste log-normal a la distribución de tallas diamétricas en cactáceas columnares, lo que indicaría si hay un ajuste unimodal o multimodal.

Pregunta:

¿Cómo es la estructura de tamaños y la distribucón local de las columnares simpátricas Pilosocereus palmeri y Cephalocereus scoparius, que se desarrollan en el bosque tropical caducifolio del centro de Veracruz?

Sitio de estudio y periodo de investigación:

El estudio se realizó en la selva baja caducifolia que se ubica a 5 km de la localidad de Cerro Gordo, municipio de Emiliano, Zapata, Veracruz, México, durante la época de lluvias del 2013.

Métodos:

Medimos el diámetro basal de los individuos de las dos especies columnares en 20 parcelas rectangulares de 50 × 10 metros. Ajustamos el modelo distribución log-normal a las tallas diamétricas y obtuvimos la densidad poblacional y distribución espacial.

Resultados:

La densidad poblacional difiere en más del doble entre las dos especies de columnares. Además, la distribución de frecuencia de tallas diamétricas de P. palmeri se ajustó a una curva log-normal a diferencia de lo estimado en C. scoparius y ambas especies tienen distribución espacial agregada.

Conclusiones:

El ajuste log-normal de las tallas diamétricas de P. palmeri es unimodal e indica reclutamiento constante en la población, pero C. scoparius, tiene reclutamiento en pulsos con distribución de tipo multimodal. Además, ambas especies tienen diferente densidad poblacional, aunque similar distribución espacial agregada.

 

Palabras clave: 

Distribución; estructura; log-normal; reclutamiento.

Abstract

Background:

The population structure is a demographic attribute that defines its viability and indicates the frequency of recruitment of new individuals. An approach to describe the population structure is by fitting a log-normal distribution of diametric sizes in columnar cacti, which indicates whether there is an adjust unimodal or multimodal distribution.

Question:

How is the distribution of diametric sizes and local spatial distribution pattern of the sympatric Pilosocereus palmeri and Cephalocereus scoparius columnar cacti in the tropical deciduous forest of Central Veracruz?

Study site and years of study:

The study was conducted in the tropical deciduous forest which is located 5 km from town of Cerro Gordo area, Veracruz, Mexico, during the 2013 rainy season.

Methods:

We measured the basal diameter of the individuals of the two columnar species in 20 rectangular plots of size 50 × 10 meters. We adjust the log-normal distribution to the diametric size model and obtained the population density and space distribution.

Results:

The population density is different more than double between the two columnar species. In addition, the frequency distribution of diametric sizes of P. palmeri adjusted a log-normal curve in contrast to that recorded in C. scoparius that was in pulse and both species have aggregate space distribution.

Conclusions:

The log-normal adjustment of the diametric sizes of P. palmeri is unimodal and indicates constant recruitment in the population, but C. scoparius has recruitment in pulses with multimodal type distribution. Also, both species have different population density but equal aggregate space distribution.

 

Keyword: 

Distribution; structure; log-normal; recruitment.


 

 

La estructura poblacional de las especies de cactáceas puede variar por presión de factores abióticos y bióticos, estos cambios afectan la reproducción y germinación (Mandujano et al. 2001), la abundancia y distribución a nivel local (Ruedas et al. 2006, Octavio-Aguilar et al. 2019), y regional (Medel-Narvaez et al. 2006), y en específico modifican el reclutamiento de las poblaciones (Arroyo-Cosultchi et al. 2016, Godínez-Alvarez et al. 2003, Mandujano et al. 2007, Medel-Narvaez et al. 2006).

Teóricamente se esperaría que las especies presenten una estructura poblacional con reproducción y reclutamiento continuo (Silverton & Charlesworth 2001) caracterizadas por tener un mayor número de individuos en clases de tamaño pequeñas, menos en clases de tamaño intermedias y pocos en la etapa de adulto que tienden a decrecer casi por completo, estructura que se ajusta a la forma de una distribución log-normal (Silverton & Charlesworth 2001, Solis-Montero et al. 2005).

Los estudios de estructura poblacional en cactáceas se han enfocado preferentemente en especies que se distribuyen en ambientes áridos y semiáridos. Por ejemplo, las columnares Carnegiea gigantea (Engelm.) Britton & Rose (Reid et al. 1983, Pierson & Turner 1998), y Neobuxbaumia macrocephala F.A.C. Weber ex K. Schum (Esparza-Olguín et al. (2002). Además de la arbustiva Opuntia rastrera F.A.C. Weber estudiada por Mandujano et al. (2001) y la arbórea Opuntia echios J.T. Howell (Hicks & Mauchamp 2000). En particular, el estudio de Medel-Narvaez et al. (2006) muestra que la columnar Pachycereus pringlei (S. Watson) Britton & Rose no se ajusta al modelo de distribución log-normal, pues las 26 poblaciones que estudiaron tuvieron distribución bimodal o multimodal en la estructura de tallas.

En este sentido, se ha definido que el reclutamiento de las columnares puede ocurrir en eventos denominados como pulsos (bimodal o multimodal), los cuales se asocian a los episodios en los que las condiciones ambientales son favorables para la germinación de semillas y establecimiento de nuevos individuos en zonas áridas (Bowers 1996, Drezner & Lazaruz 2008, Medel-Narvaez et al. 2006). Sin embargo, la hipótesis refiere a que podría esperarse que las cactáceas columnares que habitan en ambientes tropicales presenten un ajuste de distribución log-normal con reclutamiento continuo debido a la influencia de la mayor precipitación en estos ambientes.

En algunos bosques tropicales caducifolios y trópicos secos los cactus columnares son especies muy conspicuas, aunque han sido poco estudiadas (Bullock 2000, Delgado-Fernández et al. 2017, Munguía-Rosas & Sosa 2010, Vázquez-Castillo et al. 2019), y aún se desconoce sobre su dinámica poblacional y el tipo de reclutamiento en ambientes más húmedos que se caracterizan por tener temporada de lluvia totalmente predecible. Por ejemplo, en la estación biológica de Chamela la precipitación promedio anual es de 731 mm (Ayala 2016) y en la selva baja caducifolia del centro del estado de Veracruz hay registros de 750 mm promedio anual (Trejo-Vázquez 1999). En contraste con el desierto Sonorense que tiene entre 30 a 300 mm en promedio anual (Ezcurra & Rodrigues 1986) y con el Noroeste de México donde la precipitación promedio anual ocurre entre 50 y 600 mm (Medel-Narvaez et al. 2006).

Es en este sentido, que si condiciones como el nivel y periodicidad de la precipitación en ambientes tropicales favorecen a la dinámica poblacional, entonces se esperaría mayor supervivencia de plántulas y reclutamiento continuo de las cactáceas columnares. Por lo tanto, en este estudio proporcionamos información sobre la estructura de tamaños con un ajuste log-normal, la distribución espacial local y la densidad de las cactáceas columnares simpátricas Pilosocereus palmeri (Rose) F.M. Knuth y Cephalocereus scoparius (Poselg.) (Poselg.) Britton & Rose. Ambas son especies conspicuas que habitan en la selva baja caducifolia y que se desarrollan por lo regular en fragmentos de bosques del centro del estado de Veracruz que están bajo constante presión por manejo agropecuario, lo cual los hace un sistema idóneo para el estudio de la dinámica poblacional de cactáceas columnares que habitan ambientes antropizados.

Materiales y métodos

Sitio de estudio. El estudio se realizó en un fragmento de 15 ha de selva baja caducifolia ubicada a 5 km de la localidad de Cerro Gordo, municipio de Emiliano Zapata, Veracruz, México ubicado a 19° 26′ N y 96° 40′ E y a 580 m snm (Figura 1), el cual se ubica en forma paralela a la autopista Veracruz-Xalapa en el km 27. El clima del área es cálido subhúmedo con temperatura promedio anual de 22 a 26 °C y la precipitación promedio acumulada es de 1,407 mm (registros del año 1950 a 2010, Estación Climatológica de Cerro Gordo, SMN 2018) durante la época de lluvias en los meses de junio a septiembre (Castillo-Campos et al. 2007).