Patrones de variación espacio-temporal del matorral xerófilo en la subcuenca de Zapotitlán, Puebla Público Deposited

Presentamos en este trabajo el análisis de la estabilidad (persistencia) de las comunidades vegetales del valle semiárido de Zapotitlán, Puebla, después de un periodo de 23 años (1980 – 2003). En 2003 se realizaron muestreos de la vegetación perenne en 27 sitios dentro de la subcuenca de Zapotitlán que habían sido analizados en 1980. A partir de un registro de 104 especies se definieron tres unidades de vegetación: Cardonal, Tetechera y Matorral. Las tres unidades se diferencian claramente una de la otra para las dos muestras en el tiempo. Se analizó la estructura de la vegetación a partir de las condiciones medioambientales del entorno, definiendo cuáles factores son más importantes en la conformación de las unidades vegetales. El Cardonal tiende a establecerse en suelos con relativamente altas concentraciones de Mg y MO, pendientes fuertes, mayores altitudes y orientaciones Sureste; la Tetechera se agrupa en suelos con altas concentraciones de Ca y con alto porcentaje de Arcilla, pendientes fuertes a altitudes intermedias con predominancia de una orientación NW; y el Matorral se agrupa en suelos limosos con textura fina y con relativamente altas concentraciones de K y P, a menores altitudes, pendientes suaves y orientación Noroeste. La persistencia de las comunidades se analizó a tres niveles jerárquicos de escala analítica y evaluamos si para cada uno de ellos existían cambios estructurales significativos, en las tres unidades vegetales. Los resultados muestran que, mientras el Cardonal no tuvo cambios importantes, el Matorral aumentó su extensión espacial a expensas de la Tetechera. Las tres unidades de vegetación resultaron ser inestables al nivel de abundancias absolutas y estables al nivel de jerarquía de abundancias y composición de especies, aunque la Tetechera resultó marginalmente inestable en su jerarquía de abundancias, lo que indica que es la unidad de la vegetación que más cambios ha sufrido en los últimos 23 años. Estos cambios parecen implicar una “invasión” del Matorral sobre la Tetechera, tal vez producido por intervenciones humanas que han implicado desmontes y subsecuente abandono de los terrenos, sin que se haya dado un proceso de regeneración. Finalmente, a partir de la categorización de los tres tipos de vegetación, se generaron funciones discriminantes para tratar de predecir las unidades de vegetación presentes en cualquier punto de la subcuenca, considerando seis unidades resultantes de las combinaciones entre los tres tipos de vegetación originalmente definidos. Para esto, se produjo un modelo que describe la relación entre vegetación y variables medioambientales que se incorporó a un Sistema de Información Geográfica para generar un modelo cartográfico que, a su vez, se utilizó para obtener un mapa de distribución espacial de las unidades de vegetación. Verificaciones de campo indicaron que las categorías de vegetación utilizadas no proveen de la suficiente resolución espacial para representar cartográficamente, de manera adecuada, a la heterogeneidad ambiental presente en la zona de estudio. Los resultados del análisis de dinámica de las comunidades vegetales en la subcuenca de Zapotitlán constituyen una base para estudios posteriores de dinámica de metacomunidades y ecología de invasiones que, a su vez, pueden constituir fundamentos robustos para trabajos de restauración y conservación ecológica.

An analysis of stability (persistence) of plant communities of the semiarid valley of Zapotitlan, Puebla, after a period of 23 years (1980 to 2003) is presented here. In 2003 we sampled perennial vegetation at 27 sites previously analysed in 1980 in the sub-basin of Zapotitlan. Three vegetation types were recognised from the abundance of 104 recorded species: Cardonal Tetechera and Matorral. The three units are clearly differentiated from each other in the two samples over time. We analyzed the structure of the vegetation related to relevant environmental factors, defining which of them were most important in structuring the plant communities. The Cardonal was found in soils with relatively high concentrations of Mg, MO, steep slopes, and relatively high elevations and in Southeast slopes. The Tetechera was identified in terrains with high concentrations of Ca and with high percentages of clay, on steep slopes at intermediate altitudes predominantly with NW direction, and the Matorral was found in loamy fine textured soils with relatively high concentrations of K and P, at lower altitudes, and gentle northwest slopes. The persistence of the communities was analyzed at three hierarchical analytical levels (composition, hierarchy of abundance, and absolute abundance of species). We evaluated the observed significant structural changes in the three plant communities. The results showed that the Cardonal had no significant changes, whereas the Matorral increased its spatial extent at the expense of the Tetechera. The three vegetation types were unstable at the level of absolute abundances and stable at the levels of hierarchy of abundances and species composition. Nevertheless, the Tetechera was marginally unstable in its hierarchy of abundances, emphasizing that this unit is the one with more vegetation changes in the past 23 years. These changes appear to involve an invasion of Matorral’ species on Tetechera’ stands, perhaps caused by human interventions such as clearing and subsequent abandonment of the land, without a process of regeneration. Finally, from the categorization of the three types of vegetation, discriminant functions were generated in an attempt to predict the vegetation units present at any point in the region. For this, we considered six units resulting from the combinations between the three vegetation types originally defined. So, a model that describes the relationship between vegetation and environmental variables was produced and incorporated in a Geographic Information System to generate a model, which, in turn, was used to map the spatial distribution of vegetation units. Field verifications indicated that the vegetation categories used in this work did not provide sufficient spatial resolution to encompass appropriately the environmental heterogeneity of the study area. The results of our analysis on the dynamics of plant communities in the Zapotitlan valley provide a basis for further studies on metacommunities dynamics and invasion ecology that, in turn, would eventually provide strong foundations for restoration work and ecological conservation.

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