Kitabı oku: «Ciencias del Mar», sayfa 3

Influencia de variables climáticas en la producción de hojarasca en bosques de manglar en un ambiente kárstico neotropical

Jairo Humberto Medina1 y José Ernesto Mancera-Pineda2

Resumen

La producción de hojarasca en bosques de manglar ofrece un gran aporte de materia orgánica para consumidores y descomponedores propios del bosque y de ecosistemas adyacentes. Conocer su dinámica es además importante en los procesos de formación de suelos y puede llegar a ser indispensable en zonas costeras expuestas a erosión. Aunque son numerosos los estudios en los que se cuantifica la producción de hojarasca, la relación con los factores que determinan su dinámica no es del todo clara, particularmente con los patrones climáticos. El objetivo del presente estudio fue determinar la influencia de variables climáticas en la dinámica anual de la producción de hojarasca en diferentes tipos fisiográficos de manglar franja, cuenca y tierra adentro. Se seleccionó San Andrés, una isla pequeña, oceánica, de ambiente carbonatado perteneciente a un complejo kárstico del neotrópico por ofrecer condiciones ideales para el estudio. Se evaluó la hipótesis de la modulación de la producción de hojarasca por el clima, probando si hay un incremento de este proceso durante las épocas de lluvia y/o de fuertes vientos. Los resultados obtenidos durante tres años de observación (2012-2014) indican que en los bosques de franja y tierra adentro existe un patrón estacional en la producción de hojarasca, aumentando durante la época de lluvias debido a un leve incremento de la salinidad intersticial, junto con disminución de la temperatura ambiental y del déficit de presión de vapor. El bosque de cuenca no presenta ningún patrón estacional, sin embargo, ráfagas de viento tipo tormenta presentes en la época seca y lluviosa, incrementan la producción de hojarasca en ese bosque dominado por Avicennia germinans. La alta producción de hojarasca registrada en los bosques estudiados revela la importancia de este proceso en el mantenimiento de sistemas como la isla de San Andrés.

Introducción

Los bosques de manglar constituyen uno de los ecosistemas más productivos del planeta, superados únicamente por los arrecifes de coral (Duarte y Cebrián, 1996). Dentro de los componentes de la producción, se destaca el de hojarasca que representa entre 30 % y 50 % de la producción total por lo que es ampliamente utilizado como indicador de la producción de bosques de manglar (Zhang et al., 2014). En las últimas décadas, se ha generado gran cantidad de información sobre producción de hojarasca para diferentes tipos de bosques, estimando su magnitud, transporte y utilización (Christensen, 1978; Goulter y Allaway, 1979; Duke et al., 1981; Silva et al., 1998; Cox y Allen, 1999; Aké-Castillo et al., 2006). A nivel global, la producción de hojarasca en ecosistemas de manglar se ha estimado en 9.24±0.27 Mg ha-1 a-1 (Medina, 2016), valor que corresponde al más alto de cualquier otro tipo de bosque del planeta, seguido por el de bosques húmedos tropicales con 8.61 Mg ha-1 a-1 (Chave et al., 2010; Zhang et al., 2014).

La alta producción de los bosques de manglar ofrece un aporte importante de materia orgánica a consumidores y descomponedores propios del bosque, así como de ecosistemas adyacentes que reciben el flujo de la exportación del manglar. Se estima que un 50 % de la hojarasca se exporta, un 25 % se mineraliza y el 25 % restante se almacena en el bosque, contribuyendo sustancialmente a la formación de suelo (Clough, 1992; Clough et al., 1997; Twilley et al., 1997; Jennerjahn e Ittekkot, 2002; Bouillon et al., 2008; Adame y Lovelock, 2011).

La estacionalidad en la producción de hojarasca por efectos del clima no es totalmente clara en bosques de manglar. Altas producciones han sido registradas tanto en la época húmeda o de lluvias (García-Hansen et al., 2002; Zaldívar-Jiménez et al., 2004; Pico et al., 2006; Fonseca et al., 2006; Bernini y Rezende, 2010; Querales et al., 2011), como en la época seca (López-Portillo y Ezcurra, 1985; Flores-Verdugo et al., 1987), o en ambas épocas (Day et al., 1996; Ake-Castillo et al., 2006). Producciones de hojarasca muy altas han sido relacionadas con la velocidad del viento, el cual produce un efecto mecánico en la caída de hojarasca, ya sea por eventos temporales (p. ej. nortes en el Caribe), ráfagas tipo tormenta (Adame et al., 2013) o eventos extremos como el paso de huracanes (Doyle et al., 1995; Castañeda-Moya, 2010).

El objetivo del presente estudio fue determinar la influencia de variables climáticas en los cambios temporales de la producción de hojarasca en diferentes tipos fisiográficos de manglar, con diferente régimen hídrico. Para ello, se seleccionaron, en un complejo kárstico con un ambiente carbonatado de una isla oceánica, bosques influenciados por mareas (bosques de franja y cuenca) y bosques no influenciados (bosques tierra adentro), donde la hidrología depende de la precipitación pluvial y, probablemente, de la intrusión de agua de mar por cuña salina (Medina, 2016). Se evaluó la hipótesis de la modulación de la producción de hojarasca por el clima, probando si hay un incremento de este proceso durante las épocas de lluvia y de fuertes vientos.

Materiales y métodos
Descripción del área

La isla de San Andrés (ISA) con 27 km2, se encuentra ubicada entre 12° 29’ y 12°36’ N y entre 81° 41’ y 81°43’ O y hace parte del Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, en el Caribe, a 800 km de las costas colombianas y 150 km de las costas nicaragüenses (Díaz et al., 1965; Baine et al., 2007). Está situada en la zona de transición entre los trópicos húmedos y secos, por lo que la influencia de los vientos alisios atenúa el clima seco y cálido. La temperatura media anual es de 27.4 °C, con máxima en junio (30 °C) y mínimas de diciembre a febrero (25.5 °C) (IGAC, 1986). La isla presenta un régimen pluviométrico monomodal, con una precipitación promedio anual de 1797.8 mm, distribuida en un periodo seco, desde enero hasta abril, y una época de lluvias menor que comienza en mayo, presenta su pico máximo en junio, baja un poco en los meses de julio y agosto y, entre octubre y noviembre da paso al periodo mayor de lluvias. En este periodo se presentan el 80 % de las precipitaciones (figura 1).

Seis rodales con 96.4 ha componen el total del bosque de manglar de la isla, de los cuales solo un pequeño parche (1.2 ha) se encuentra en el costado occidental de la isla, los otros cinco: parque regional de manglar Old Point (34.0 ha), Cocoplum (27.1 ha), Salt Creek (3.8 ha), Sound Bay (12.5 ha) y Smith Channel (17.8 ha) se encuentran ubicados en el costado oriental (Urrego et al., 2009).

Figura 1. Precipitación promedio mensual (± E.E.) en la isla de San Andrés en el periodo comprendido entre 1960 y 2014.

Fuente: estación meteorológica del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) del aeropuerto Gustavo Rojas Pinilla de San Andrés; tomado de Medina, 2016.

La investigación se realizó en dos formaciones de manglar: el Parque Regional de Manglar Old Point (PRMOP), ubicado a los 12° 33’ 96’’ de latitud norte y 81° 42’ 51’’ de longitud oeste, al nororiente de la isla, y con una cobertura de 34 ha. En este parque se distinguen un bosque de franja y uno de cuenca donde están presentes Rizophora mangle, Avicennia germinans y Laguncularia racemosa. En el bosque de franja, domina R. mangle sobre L. racemosa y A. germinans (densidad de especies 69 % 25 % y 6 %, respectivamente). Los árboles presentan un DAP (diámetro a la altura del pecho) de 7.0 ± 0.1 m y una altura 6.6 ± 0.1 m. El agua intersticial en este bosque tiene una salinidad promedio de 39.1 ± 0.3 UPS (unidades prácticas de salinidad).

En el bosque de cuenca, domina A. germinans seguida de R. mangle y L. racemosa con una densidad de 88 %, 7 % y 5 %, respectivamente. Los árboles tienen un DAP de 8.9 ± 0.3 m y una altura de 7.6 ± 0.2 m. En este bosque, la salinidad del agua intersticial es bastante alta (64.4 ± 0.4 UPS), lo que contrasta con el bosque de franja (Medina, 2016). No existen corrientes de agua dulce hacia este manglar, por lo tanto, su régimen hídrico depende de las mareas y del clima.

El segundo, Smith Channel (SC), está ubicado al suroriente de la isla y a 12° 30’ 24’’ de latitud norte y 81° 43’ 05’’ de longitud oeste (Sánchez-Núñez y Mancera-Pineda, 2011). Es considerado un manglar tierra adentro (Medina, 2016) ya que no posee aportes de ríos o arroyos, ni influencia de las mareas. Adicionalmente, existe una carretera que evita el contacto del bosque de manglar con el mar, por lo que su disponibilidad de agua depende de la producida por las lluvias y las aguas subterráneas (García-Hansen et al., 2002; Sánchez-Núñez y Mancera-Pineda, 2011). Presenta una cobertura de 17.8 ha y dos especies de manglar están presentes en él, R. mangle y L. racemosa, y un helecho manglárico, Acrostichum aureum (Urrego et al., 2009). La dominancia está dada por R. mangle seguida de L. racemosa (la densidad de las especies es de 75 % y 25 %, respectivamente). Algunos de los árboles de manglar alcanzan los 129 cm de DAP y alturas de 43 m; no obstante, el promedio de R. mangle es de 28.6 cm de DAP y 21.6 m de altura, mientras que L. racemosa registra un DAP promedio de 34 cm y una altura promedio de 22.3 m (Medina, 2016). La salinidad intersticial en el bosque tierra adentro es la más baja (10.9 UPS). De igual forma, presenta un hidroperiodo contrastante caracterizado por una mayor duración de la inundación en el bosque de cuenca (6207 hr a-1), que disminuye en el bosque de franja a 4966 hr a-1, y por la inundación pluvial del bosque tierra adentro, que solamente alcanza 3245 hr a-1 (Medina, 2016). Los bosques de manglar del PRMOP (franja y cuenca) y de SC (tierra adentro) están limitados por fósforo (P). Sin embargo, la concentración de P no presenta diferencias significativas entre ellos (Medina, 2016).

Producción de hojarasca

Se establecieron en total 14 parcelas permanentes de 20 x 20 m en los tres bosques de manglar, seis en el bosque tierra adentro (SC), cinco en el de franja y tres en el de cuenca (PRMOP) (figura 2). Las parcelas fueron consideradas réplicas dentro de cada uno de los bosques.

Figura 2. Ubicación de parcelas en los sitios de estudio en el Parque Regional de Manglar Old Point (PRMOP), bosque de franja (F1 a F5) y bosque de cuenca (C1, C2, C3), y en Smith Channel, bosque tierra adentro (I1 a I6), en la isla de San Andrés.

Fuente: elaboración propia.

Para determinar la producción de hojarasca se ubicaron cinco canastas cuadradas en cada una de las 14 parcelas. Las 70 canastas de 0.25 m2, construidas en PVC con un fondo de malla de 0.3 mm se colocaron a 1 m del suelo. En cada uno de los bosques, la hojarasca fue recolectada mensualmente durante tres años, desde enero de 2012 a diciembre de 2014. El material recolectado fue secado en horno a 60 oC durante 72 horas y separado en: hojas (hojas y estípulas), estructuras florales (flores, frutos, propágulos), madera fina (<2 cm de diámetro) y restos (fragmentos no identificables de estructuras ni especies). El material fue pesado con una balanza semianalítica (Ohaus Scout Pro con precisión de 0.01 g). Los resultados fueron expresados en g m-2 de biomasa seca.