Invasividad de comunidades vegetales en una zona árida del trópico mexicano Público Deposited
Dispersal is a main component if plant populations and community invasiveness. Feasibility of propagles to reach safe sites for establishment depends on dispersal. Besides, it allows species persistence in low-density patches, habitat recolonization, and it promotes genetic and species diversity in metacommunities. In this dissertation I present species and local communities invasiveness characterization in a metacommunity in the Zapotitlan valley, inside the Tehuacán- Cuicatlán Biosphere Reserve. This characterization intends to aid the explanation of the processes promoting the observed changes in the metacommunity structure observed in the last 27 years. Also it is intended to contribute to the knowledge of plant communities’ dynamic processes, in general. Invasiveness indexes at the species in the metacomunity, in three types of local communities (matorral, tetechera and cardonal) as well as at local communities level were generated. Dispersal ability, as an invasiveness’ indicator, of 62 plant species recorded at the Zapotitlán valley is presented. This characterization was based on morphometric and functional fruit characters as dispersal structures. Fruit were evaluated according to their weight, length, width, colour, shape, fruit type, seeds release, and the presence of dispersal structures (spines, hairs, hooks, mucilage, bracts, etc.), besides their wind and exo-zoochory dispersal ability. A principal components analysis revealed a species invasiveness gradient (invasiveness index, i.e., II) along axis 1. This gradient was limited by hypothetical species with maximal (II = 100.00) and minimal (II = 0.00) dispersal properties for anemochory, exo-zoochory and endo-zoochory. At the negative (left) end of the gradient, species with highest anemochory and exo-zoochory II’s are gathered together, whereas mainly endozoochory dispersed species are located at the negative end of the ordination axis. Species with high anemochory and exo-zoochory II’s were: Viguera dentata, Heteroteca inuloides, Dalea sp, Zinnia peruviana, compuesta 4, Mascagnia seleriana, Sanvitalia fruticosa y Beaucarnea gracilis, and for endo-zoochory: Ferocactus latispinus, Yucca periculosa, Pachycereus hollianus, Peniocereus viperinus, Myrtillocactus geometrizans, Opuntia macdougaliana y Stenocereus stellatus. At the middle part of the gradient, species with several dispersal mechanisms are present. Invasiveness indexes were also generated for the three community types, being the cardonal the most invasive vegetation type. Tetechera follows, and cardonal was the least invasive vegetation type. These results could, at least partially, explain the observed pattern of tetechera patches replacement by matorral in the Zapotitlán valley after anthropogenic disturbances. Assessment of plant species and local communities is relevant for the understanding of various aspects of metacommunities dynamics in heterogeneous environments and invasions ecology. It is necessary to follow this study with seeds and vegetative dispersal structures characterization, as well as the research on dispersal, germination and establishment under field experiments approaches. Also, it is necessary to have sound assessments of local communities vulnerability to being invaded (invasibility)
La dispersión es un componente fundamental de la invasividad de poblaciones y comunidades de plantas. De ella depende la probabilidad de que las diásporas alcancen lugares adecuados para su establecimiento, además de que permite la persistencia de las especies en parches con baja densidad poblacional, la recolonización de hábitats y fomenta la variabilidad genética y la diversidad en general bajo un enfoque metacomunitario. En esta Tesis se presenta la caracterización de la invasividad de especies y comunidades locales en una metacomunidad vegetal definida dentro de la subcuenca semiárida de Zapotitlán, Puebla, dentro de la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán. Esta caracterización pretende coadyuvar en la explicación de los procesos responsables de los cambios en la estructura de la metacomunidad observados en los últimos 27 años y contribuir al conocimiento de la dinámica de comunidades vegetales en general. Se generaron índices de invasividad a nivel de especies en la metacomunidad y en tres tipos de comunidades locales (matorral, tetechera y cardonal), así como al nivel de comunidades locales. Se presenta la caracterización de la capacidad dispersora como indicadora de invasividad de 62 especies de plantas del valle semiárido de Zapotitlán, basada en caracteres morfométricos y funcionales de sus frutos como estructuras de dispersión. Se caracterizaron los frutos de acuerdo a su peso, longitud, ancho, color, forma, tipo de fruto, liberación de semillas y presencia de estructuras de dispersión (espinas, pelos, ganchos, mucílago, brácteas), además de su capacidad de dispersión por viento y epizoocoria. Mediante un análisis de componentes principales se obtuvo un índice de invasividad (II) de las especies delimitado en sus extremos por especies hipotéticas con características de dispersión máxima (II = 100.0) y mínima (II = 0.0) para anemocoria, epizoocoria y endozoocoria. El II se construyó a partir del gradiente definido por el primer eje de la ordenación. En el extremo negativo se concentran las especies con mayor II en anemocoria y epizoocoria, mientras que en el caso de la dispersión por endozoocoria, las especies con mayor II se ordenan hacia el extremo negativo del eje. Las especies con mayor II para anemocoria y epizoocoria son: Viguera dentata, Heteroteca inuloides, Dalea sp, Zinnia peruviana, compuesta 4, Mascagnia seleriana, Sanvitalia fruticosa y Beaucarnea gracilis, y para endozoocoria: Ferocactus latispinus, Yucca periculosa, Pachycereus hollianus, Peniocereus viperinus, Myrtillocactus geometrizans, Opuntia macdougaliana y Stenocereus stellatus. En el centro tenemos especies que pueden ser dispersadas por cualquier mecanismo. También se generaron índices de invasividad para los tres tipos de comunidades analizados, resultando ser el matorral el tipo de vegetación con mayor invasividad, seguido por la tetechera y finalmente por el cardonal. Esto podría explicar, al menos parcialmente, el patrón observado de sustitución de parches de tetechera por matorral en el valle de Zapotitlán a partir de disturbios antropogénicos. La evaluación de la invasividad de las especies y comunidades locales es importante para comprender diferentes aspectos de la dinámica de metacomunidades en ambientes heterogéneos y de la ecología de las invasiones. Es necesario complementar estos estudios con análisis de características de semillas y estructuras vegetativas y estudios de procesos de dispersión, germinación y establecimiento a partir de experimentos de campo, así como contar con evaluaciones precisas de la vulnerabilidad de diferentes comunidades locales para ser invadidas (invasibilidad).
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