Investigación y Ciencia ISSN: 1665-4412 [email protected] Universidad Autónoma de Aguascalientes México
Juárez Pérez, Alicia; Melgoza, Alicia; Fernández, Jesús A. Vegetación de Sierra Rica: el papel de la biogeografía en la formación de las comunidades vegetales en Manuel Benavides, Chihuahua, México Investigación y Ciencia, vol. 25, núm. 70, enero-abril, 2017, pp. 84-91 Universidad Autónoma de Aguascalientes Aguascalientes, México
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Vegetación de Sierra Rica: el papel de la biogeografía en la formación de las comunidades vegetales en Manuel Benavides, Chihuahua, México Vegetation of Sierra Rica: the role of biogeography in the formation of plant communities in Manuel Benavides, Chihuahua, Mexico
Alicia Juárez Prez 1, Alicia Melgoza 2, Jesús A. f ernández 2*
Juárez Prez, A., Melgoza, A., f ernández, J. A. Vegetación de Sierra Rica: el papel de la biogeograía en la ormación de las comunidades vegetales en Manuel Benavides, Chihuahua, Mxico. Investigación y Ciencia de la Universidad Autónoma de Aguascalientes . Número 70: 84-91, enero- abril 2017.
RESUMEN ABSTRACT
Sierra Rica pertenece al Área de Protección de The Sierra Rica belongs to the Flora and Fauna Pro- ora y fauna Cañón de Santa Elena, en el municipio tection Area Santa Elena Canyon, and it is placed in de Manuel Benavides, Chihuahua, México y se the municipality of Manuel Benavides of Chihuahua, considera una isla del cielo biogeográ co. Aquí Mexico, and is considered a biogeographic sky island. se presenta una caracterización biogeográ ca Here we present for the rst time, a biogeographic cha- del área que se pretende ayude a entender la racterization of this area, providing a review that will magnitud de su diversidad vegetal y sus patrones help to understand plant diversity, its origins and dis- de distribución. Se realizó una revisión bibliográfíca tributional patterns. We made a bibliographic review complementada con visitas al área de estudio. El complemented with eldwork performed at the study origen geológico fue durante la actividad volcánica area. The geological origin of Sierra Rica goes back to presente en la era Cenozoica que dio lugar a the volcanic activity of the Cenozoic era, giving rise to factores físicos importantes para la distribución de abiotic and biotic features relevant to plant distribution. la vegetación. Entre estos factores se identi can Among those factors we identi ed microclimates, soil microclimas, aspectos siográ cos y edafológicos, y and physiographic features, as well as evolutionary for- entre los aspectos bióticos, fuerzas evolutivas como la ces like selection, soil microorganisms, dispersal mecha- selección, microorganismos del suelo, mecanismos de nisms, and organismic interactions. The establishment dispersión e interacciones bióticas. El establecimiento of the pine and oak forests, grassland and shrub land del bosque de pino, del bosque de encino, pastizal y communities have suffered changes through time, matorral ha sufrido cambios a través del tiempo; sin however, there are elements that did not change com- embargo, hay elementos que no han cambiado en position, only change distribution. composición, sólo en distribución. INTRODUCCIÓN
La mayor parte del estado de Chihuahua se ubica en Palabras clave: biogeografía, Desierto Chihuahuen- el Desierto Chihuahuense (DC), con ecosistemas de se, distribución geográ ca, siografía, isla de monta- pastizal, matorral y bosque de coníferas (CONABIO, ña, tipos de vegetación. 2014). Dentro de los ecosistemas que ocupan las Keywords: biogeography, Chihuahua Desert, planicies del DC se presentan montañas aisladas de geographic distribution, physiography, sky island, elevada altitud llamadas islas del cielo (McCormack vegetation types. et al., 2009; Granados Sánchez et al., 2011). Estas zonas de montaña destacan por su vegetación y Recibido: 13 de octubre de 2015, aceptado: 19 de agosto de 2016 siografía diferente al de las áreas que les circundan, 1 Maestría en Producción Animal y Recursos Naturales, f acultad de Zoo- pero también por ser excelentes sistemas para tecnia y Ecología, Universidad Autónoma de Chihuahua, Mxico. investigar de qué forma, fuerzas evolutivas como la 2 Departamento de Recursos Naturales, f acultad de Zootecnia y Ecolo- gía, Universidad Autónoma de Chihuahua, Mxico. selección natural y la deriva genética actúan para * Autor para correspondencia: aernandez@uach.mx generar diversidad biológica. N 70: 4-1 - 2017 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES 85
Sierra Rica es parte de un sistema de islas del baja hasta cañadas y pendientes escarpadas de cielo llamado Archipiélago de la Sierra Madre, que más de 30°. El clima según Köppen, modi cado incluye montañas del suroeste de Estados Unidos y del por García (2004) es BWhw, y corresponde a árido norte de México (McCormack et al., 2009). Sierra Rica o desértico (SEMARNAT, 2013). Hidrológicamente, es una montaña aislada que presenta vegetación la zona pertenece a la Región Bravo-Conchos RH- de bosque, matorral y pastizal rodeada de valles 24 y corresponde a la subcuenca Río Bravo-Arroyo con vegetación de matorral desértico que impide el Ventanas; los arroyos principales son La Consolación intercambio genético con poblaciones que habitan y Ventanas (INEGI, 2013). otras islas del cielo con vegetación similar. Para entender la dimensión de los patrones de distribución Los suelos presentes son rendizina y litosol. Estos heterogéneos que se presentan, la biogeografía es suelos se caracterizan por ser de poca profundidad, una herramienta que permite analizar y estudiar los descansan sobre rocas ígneas extrusivas y factores causantes de la distribución de especies sedimentarias (SEMARNAT, 2012). La vegetación que a través del tiempo ecológico e histórico (Cox y domina la mayor parte de la zona es bosque de Moore, 1993; Lomolino et al., 2010). Estos factores pino; sin embargo, se observa pastizal amacollado son de carácter biótico, como preferencias de arborescente y mediano abierto (COTECOCA, 1978; hábitat o características genéticas y abióticos como SEMARNAT, 2013). humedad, temperatura y salinidad (Monge, 2008). Asimismo, la distribución de las especies se ajusta a Origen geológico. El DC se ha caracterizado y de nido las características del medio físico, el cual es forjado y por las formaciones orográ cas que le rodean: la modi cado por factores históricos como la actividad Sierra Madre Occidental por el oeste, Sierra Madre geológica (Cevallos Ferris et al ., 2012). Oriental por el este y el Eje Neovolcánico Transversal al sur. Granados Sánchez et al. (2011) mencionan que el clima y la topografía son los principales factores que crean las características espaciales y temporales de las comunidades vegetales en zonas áridas al limitar la productividad vegetal. Un ejemplo de esto es el levantamiento de cadenas montañosas en el oeste de Norteamérica que alteró la topografía y la distribución de múltiples especies de plantas y animales como las poblaciones de especies del genero Pinus , que en algunos lugares desapareció y en otros, sus poblaciones quedaron como relictos de una distribución histórica más amplia (Sánchez, 2008). En esta revisión se presenta una caracterización biogeográ ca de Sierra Rica que aborda los aspectos ecológicos e históricos que moldearon la diversidad vegetal actual y permitirá comprender los patrones de diversidad y distribución de las comunidades vegetales en esta región.
Área de estudio. Sierra Rica ocupa una super cie de 4,464 ha dentro del Área de Protección de Flora y Fauna Cañón de Santa Elena en el municipio de Manuel Benavides, al noreste del estado de Chihuahua, México (Figura 1). La ubicación geográ ca es 29° 07’ 39.9” N, 104° 10’ 46.62” O y 29° 11’ 36.86” N, 104° 04’ 26.10” O. La precipitación media anual es de 570.71 mm y la temperatura media anual oscila entre 18 ºC y 22 ºC (SEMARNAT, 2013). La altitud se encuentra entre los 1,450-2,409 figura 1. Ubicación de Sierra Rica, Manuel Benavides, Chihuahua, m.s.n.m., la topografía varia de lomeríos de altitud México. Elaboración propia. INVESTIGACIÓN Y CIENCIA DE N 70: 4-1 - 2017 LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA 86 DE AGUASCALIENTES
Estas sierras se formaron cuando la planicie lo que generó bosque de galería como el que está mexicana se elevó a través de erupciones volcánicas presente en el Cañón de los Fresnos en Sierra Rica, durante la Era Cenozoica (McClaran y Van Devender, con especies como Fraxinus velutina , Prunus serotina 1995). A este acontecimiento tectónico se le conoce y Juglans microcarpa . como farallón. Esta actividad generó el choque de las placas de Norteamérica (continental) y la del Pací co La radiación solar se presenta como un factor que Oriental (oceánica) bajo el continente, lo levantó y depende de la altitud, pendiente y exposición. Veera originó un intenso vulcanismo (SEMARNAT, 2013). (2005) indica que la misma in uye en la distribución de las plantas a través del control que ejerce en la De manera subsecuente a las fallas tectónicas evapotranspiración, así existen diferentes especies en el DC se formaron pequeñas islas de montaña. en las distintas exposiciones. Esta es una expresión Graham (1999) indica que el origen de las sierras del de las diferencias en la evaporación causadas por la oeste de Norteamérica fue a través de vulcanismo. radiación solar (Burgess y Northington, 1977). La mezcla Sin embargo, para el este del estado de Chihuahua, de elementos xéricos con elementos templados es SEMARNAP (1997) describe Sierra Rica como una característica de Sierra Rica. En exposición sur se caldera volcánica que se originó en eventos observan especies como Aloysia wrigthii, Fouquieria geológicos de la Era Cenozoica. splendens y Yucca carnerosana mezcladas con especies de clima templado como Pinus remota, factores abióticos determinantes en la distribución Prunus serotina y Cercocarpus montanus (Figura 2). de la vegetación Clima. En eras geológicas pasadas el DC presentó fisiograía. Las características topográ cas, el un clima frio y húmedo con lluvias abundantes en substrato geológico y el suelo en las regiones áridas invierno, la vegetación dominante eran árboles de son determinantes en la distribución de la vegetación los géneros Pinus y Juniperus (Metcalfe et al., 2000). (Rzedowski, 2006). Con base en esto, la distribución Sin embargo, los procesos geológicos y los periodos de la vegetación de Sierra Rica está determinada glaciales e interglaciales intervinieron en el cambio de principalmente por características siográ cas las temperaturas, en la distribución de los organismos y debido a que es una zona montañosa de forma en la formación de barreras siográ cas en el país. Estas lenticular accidentada con un rango altitudinal barreras actuaron de manera directa en la distribución desde 1,400 hasta 2,409 m.s.n.m., lo que representa de la humedad y temperatura, lo que da lugar a la un factor de mayor notoriedad y la composición aridez que caracteriza el DC (Rzedowski, 2006). orística cambia en un gradiente altitudinal. González Palma y Sosa Cerecedo (2003) a rman que Las variables atmosféricas como temperatura, en esta región el principal factor que determina las humedad y radiación solar delimitan la distribución de comunidades vegetales es la altitud. Poulos y Camp la vegetación de Sierra Rica, estos factores dan lugar (2005) encontraron que hay una correlación entre la a una variabilidad en la composición de especies abundancia de árboles y los patrones de distribución de diferentes comunidades vegetales. Conforme con la elevación en Chisos Mountains, en Big Bend aumenta la altitud la temperatura disminuye y genera National Park, Texas. un clima más templado que favorece especies de zonas características de estas regiones (Granados La exposición intensi ca o disminuye la in uencia Sánchez et al., 2011). de otros factores, como la radiación solar y humedad (Good, 1974; Veera, 2005). En Sierra Rica este factor Las condiciones climáticas tienen un fuerte topográ co da lugar a un mosaico de especies que dominio sobre la distribución geográ ca en zonas de requieren mayor o menor humedad en el suelo. transición de bosque a pastizal (D´Odorico et al., 2013). Walton et al. (2005) demostraron que la distribución Estas condiciones en conjunto con las características de la vegetación en la topografía es determinada siográ cas forman microclimas favorables para el por la radiación solar. establecimiento de diversas formas de vida e incluso para generar especies endémicas con distribución La siografía accidentada de Sierra Rica sumamente limitada (Luna Vega et al., 2007). En presenta una serie de cañones y cañadas a diferente los cañones se presentan formas de vida distintas a rango de altitud con características distintivas de las de mayor altitud, ya que existe mayor humedad topografía y ora. Los cañones principales son el debido a que la radiación solar directa es mínima, Cañón de la Madera, Cañón de la Consolación N 70: 4-1 - 2017 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES 87
figura 2. Diferencias de la sonomía vegetal, exposición norte (izq.) y exposición sur (der.). Sitio ubicado al noreste de la sierra, en Sierra Rica, Manuel Benavides, Chihuahua, México. Fotografía tomada por Alicia Juárez Pérez. y Cañón de los Fresnos. El Cañón de la Madera se ubica a una mayor elevación, desde los 1,700 hasta los 2,100 m.s.n.m. con especies adaptadas a climas más templados como Cupressus arizonica y Juniperus deppeana . El Cañón de la Consolación se ubica en un rango altitudinal desde los 1,500 hasta los 1,800 m.s.n.m., en donde la vegetación de las partes más bajas son arbóreas como Salix babylonica y Juglans microcarpa , mientras que el Cañón de los Fresnos presenta el mismo rango altitudinal, y diferentes especies como Fraxinus americana , F. velutina y Prunus serotina . Los tres cañones muestran diferentes especies establecidas a distintos rangos de altitud y humedad.
Edaología. El origen volcánico de Sierra Rica da lugar a suelos someros rocosos con diferentes minerales y texturas. Las características físicas y químicas de los figura 3. Mapa edafológico de Sierra Rica, Manuel Benavides, suelos son indispensables para el establecimiento de Chihuahua, México. Elaboración propia. las plantas. Medeiros y Drezner (2012) encontraron que el gradiente del pH del suelo determina la distribución de las especies Ambrosia deltoidea, A. factores bióticos determinantes en la distribución de dumosa y Larrea tridentata . la vegetación Las comunidades vegetales en Sierra Rica presentan Los principales suelos de Sierra Rica son lepto- una heterogeneidad importante, la cual se debe soles, en los que la vegetación arbórea y de pasti- principalmente a características siográ cas y zal son comunes (SEMARNAT, 2013). Se presentan seis climáticas. Sin embargo, existen factores a menor unidades edafológicas en el sitio: leptosol calcárico escala que in uyen en el establecimiento y distribución réndzico, leptosol eútrico lítico, leptosol calcárico lí- de estas comunidades vegetales. Estos factores son tico, leptosol eútrico esquelético y leptosol réndzico las interacciones bióticas, microorganismos del suelo, esquelético (INEGI, 2015). La unidad edafológica tipo mecanismos de dispersión y factores evolutivos como éutrico se presenta como dominante en la zona y la ujo y deriva genéticos y presiones de selección. tipo calcárico se presenta en dos áreas (Figura 3), en la parte suroeste y sureste con matorral desértico mi- Las especies actuales son producto de una mul- cró lo y rosetó lo. titud de factores evolutivos que actúan en conjunto o separados. Factores como la reproducción, logenia, INVESTIGACIÓN Y CIENCIA DE N 70: 4-1 - 2017 LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA 88 DE AGUASCALIENTES