Biología
  Documentos  
  Talleres
  Prácticas  
  Programa  
  Vida marina  
Ecología
  Documentos
  Talleres
  Programa
 
  Documentos Ecosistemas Colombianos  
  Geotrivias  
  Imagenes  
Grupo de biodiversidad
   
     
Inicio
   

DOCUMENTOS ECOLOGÍA

 

MÓDULO VEGETACIÓN

 

Duración: 3 horas.

OBJETIVO GENERAL:

Dar a conocer los principales aspectos de la vegetación, su caracterización en estudios de impacto ambiental y de ecología del paisaje, los cambios que sufre a través del tiempo, su distribución en el mundo y su importancia en el mantenimiento del equilibrio del ecosistema del que hacen parte y en la vida de los seres humanos.

 

1. LA VEGETACIÓN COMO ELEMENTO DEL PAISAJE

Se define paisaje como una porción de la superficie de la tierra provista de límites naturales o culturales donde sus componentes conforman un conjunto de interrelación e interdependencia

El paisaje es el carácter total (todo lo que es y ocurre) de un trecho de la superficie de la tierra.

 

El paisaje de divide en dos componentes principales:

  • El Fenosistema: Son aquellas características y procesos de expresión visible. Básicamente son las geoformas y la cobertura, bien sea natural o cultural. Por ejemplo las geoformas, la vegetación, las construcciones.
  • El Criptosistema: Características y procesos no visibles. Microorganismos, Suelo, Algunos animales

 

Principios básicos:

  • El paisaje debe considerarse como una unidad integrada cuya expresión morfológica y funcional se debe, a las relaciones que se dan entre sus componentes, y no a la suma de las cualidades de estos.
  • El hombre es uno de los factores formadores del Paisaje en especial de los paisajes culturales.
  • Un diagnóstico integrado y una planificación prospectiva del uso de la tierra solo pueden lograrse mediante un enfoque integral.

La vegetación, y en general el fenosistema, no es estático, sino que por el contrario está sometido a cambios graduales en el tiempo.

La vegetación, junto con los otros organismos vivos, conforman el componente biótico del ecosistema, el cual interactúa con su medio físico (abiótico) de tal manera que cada uno afecta las condiciones del otro. La importancia de las especies vegetales para la supervivencia y el bienestar de los seres humanos es casi ilimitada: alimento, medicinas, absorción de CO2, producción de oxígeno, materias primas para la industria, recreación, etc.

 

La vegetación como bioindicador:

La vegetación es un bioindicador en el sentido de que son organismos vivos que nos permiten conocer el estado de un ecosistema o la existencia de determinadas condiciones que afectan el sistema ecológico.

En general estos bioindicadores pueden ser de dos tipos:

  • Los indicadores actuales, que están constituidos por la cobertura vegetal actual
  • Los paleoindicadorles que son el polen y los fósiles.

La vegetación tiene gran importancia como elemento del paisaje, ya que ella refleja claramente la interacción de los factores abióticos y demás factores bióticos, y es una expresión de los cambios que ocurren en el ecosistema. Además es un indicador muy sensible.

La utilización de estos indicadores puede hacerse de manera descriptiva (presencia o ausencia, buen desarrollo o escaso desarrollo) o cuantitativa (abundancia, tamaño).

La vegetación sufre cambios a través del tiempo en distintos lapsos de tiempo. Estos cambios son de tres tipos:

  • Estaciónales: Implican cambios fisionómicos de tipo fenológico, es decir cambios en la producción de flores, frutos y semillas. Son cíclicos y su lapso de tiempo es anual o multianual. Son indicadores climáticos.
  • Sucesional: Implican cambios fisionómicos de tipo estructural y de composición. Son unidireccionales y su lapso de tiempo es hasta cientos de años. Indicadores de alguna acción antropogénica o de eventos naturales, como incendios, erupciones.
  • Evolutivos: Comprenden cambios fenológicos, estructurales y de composición. Puede decirse que son impredecibles. Ocurren en miles hasta millones de años.

Los principales factores abióticos que afectan la distribución de la vegetación son la precipitación, la temperatura, la disponibilidad de nutrientes, las condiciones de drenaje. También se ve influenciada por las relaciones con otros organismos y por supuesto por la acción humana.

La sucesión ecológica es la serie de cambios que experimenta un sistema en la composición de sus especies a través del tiempo. F. Clements en 1916 fue quien propuso en forma más clara los mecanismos que rigen este proceso. Se distinguen dos tipos de sucesión: Sucesión primaria y sucesión secundaria.

La sucesión primaria ocurre en áreas que no han sido colonizadas anteriormente, tales como roca desnuda, lava, arenas depositadas por cambios en las corrientes marinas. En estos lugares, los líquenes son generalmente los organismos colonizadores o pioneros. Los líquenes son asociaciones simbióticas entre alga y hongo. El componente fungoso del liquen secreta sustancias químicas que disuelven algunos de los minerales contenidos en la roca, y que también permiten que el liquen permanezca adherido al sustrato, absorbe la humedad requerida por el alga. El alga, realiza la fotosíntesis y suministra los carbohidratos requeridos para los dos organismos. Las porciones no disueltas de la roca son el hábitat de pequeños insectos y microorganismos que se alimentan de la materia orgánica muerta y a través de sus actividades enriquecen el suelo en formación y hacen posible la invasión de otros organismos. El aumento de la profundidad del suelo y su enriquecimiento con la muerte de las especies pioneras y el aporte de desechos acarreados por el viento, produce con el tiempo un medio que puede mantener suficiente agua y nutrientes para el crecimiento de especies de plantas, tales como briofitas y licopodios y posteriormente pastos, arbustos y árboles.

Los estanques recién creados también pueden experimentar sucesión primaria. Cuando se crea un estanque, es un cuerpo de agua con pocos nutrientes (oligotrófico). A medida que sedimentos y nutrientes arrastrados por la lluvia entran al ecosistema provenientes de las áreas aledañas, el estanque puede tener plantas flotantes. Estas plantas flotantes son reemplazadas luego por plantas enraizadas, cuyos tallos y raíces forman una malla que recolecta partículas que forman un fondo lodoso lo que convierte el estanque en un pantano o ciénaga. Al continuar los procesos de producción de sedimentos, puede permitirse la invasión de arbustos y finalmente árboles. Es claro cómo se puede notar una sucesión de comunidades en el tiempo, y que cada una de estas comunidades prepara el camino para la siguiente.

Un último ejemplo de sucesión primaria lo constituye los ecosistemas boscosos que se pueden formar en terrenos que anteriormente fueron dunas arenosas. La secuencia se puede resumir de la siguiente manera: los suelos arenosos son cubiertos con especies de pastos que toleran la sequía, luego el viento trae a estos campos semillas de varias especies arbustivas que se desarrollan y producen litter que se descompone lentamente sobre la arena. Estos arbustos crean condiciones para que especies de árboles puedan crecer y desarrollar el estado clímax que corresponde al ecosistema del bosque.

La sucesión primaria puede durar cientos o miles de años.

Cada fase de la sucesión cambia el ambiente, de tal manera que lo convierte en un entorno más favorable para las especies invasoras que para las residentes. Sin embargo, es común que las especies pioneras impidan el crecimiento de las especies invasoras mediante la producción de sustancias inhibidoras conocidas como sustancias alelopáticas; en estos casos se require de factores externos que destruyan las poblaciones de las especies pioneras. Cada una de las comunidades que se reemplazan por otras en el proceso de sucesión se denomina estado seral. Así tenemos estados serales pioneros, tempranos, tardíos y finalmente el estado clímax cuyo tipo de vegetación depende de factores climáticos y edáficos principalmente.

La sucesión secundaria se presenta en sitios previamente ocupados por algún tipo de cobertura vegetal y sujetos a algún tipo de disturbio de origen natural o antrópico. Entre los factores de origen natural se encuentran incendios naturales, el viento, tormentas, caídas de árboles en el bosque por enfermedades o muerte. Por ejemplo, la sucesión de especies que se dan en áreas que han sido taladas para agricultura o para la ganadería y luego son abandonadas. En general, se considera que la sucesión se realiza en forma direccional y predecible, es decir, que la sucesión formará un ecosistema con características exactamente iguales a las del ecosistema original. Sin embargo, se ha encontrado que esto no es necesariamente cierto, y la comunidad clímax puede ser variable. Las especies pioneras son heliófitas o intolerantes (no toleran condiciones de sombra) y a medida que avanza el proceso de sucesión se encuentran especies adaptadas a condiciones de sombrío durante su etapa juvenil y se conocen como especies esciófitas o tolerantes. La especies de los estados serales intermedios se conocen como especies secundarias tempranas y secundarias tardías. Los ecosistemas desarrollados como consecuencia de la sucesión primaria y que no han sido sujetos a ninguna perturbación significativa se conocen como ecosistemas primarios; aquellos que se desarrollan después de un disturbio se conocen como ecosistemas secundarios.

La duración del proceso de sucesión en distintos lugares variable y depende principalmente de las condiciones climáticas y edáficas. En áreas cálidas y húmedas es generalmente más rápido que en áreas frías y secas. Un ejemplo de la composición de especies vegetales de las diferentes etapas serales en procesos sucesionales en el oriente antioqueño es el siguiente:

Etapa 1: Potrero: dominado por gramíneas

Etapa 2: Potrero enmalezado o rastrojo bajo: gramíneas, helecho de marrano, moras, chilco.

Etapa 3: Rastrojo alto: carboneros, carate, tabaquillo, cordoncillo.

Etapa 4: Bosque: cedrillo, encenillo, roble, olla de mono.

Un experto sería capaz de calcular la fecha aproximada en la cual un terreno agrícola fue abandonado solamente observando la comunidad vegetal presente en el área.

De acuerdo con Clements sólo existían unas pocas comunidades clímax, las cuales eran equivalentes a las formaciones vegetales presentes en determinada área establecidas de acuerdo al clima predominante de la región. Así, todas las comunidades, aunque parecieran estáticas, eran sólo etapas del proceso dinámico que conduce a la formación clímax. Sin embargo, esta idea ha sido poco aceptada en la actualidad cuando se considera que pueden existir varias comunidades clímax en lugares cercanos con condiciones climáticas similares. Esta idease conoce con el nombre de la teoría policlímax. De acuerdo a esta teoría, la composición de especies en una comunidad clímax resulta de la diseminación distribución al azar de las plantas, y depende de múltiples factores entre los cuales podemos citar las condiciones edáficas, hídricas, atmosféricas y topográficas y de las condiciones de semillas o propágulos necesarios para su regeneración. Por lo tanto no es un proceso ordenado y predecible.

Es importante anotar que la sucesión de especies vegetales va acompañada de una sucesión de comunidades animales adaptados al ambiente que se va creando en el proceso.

Existen diferencias claras entre las características del estado pionero y el estado clímax en un bosque Estas diferencias pueden resumirse de la siguiente manera:

Característica
Estado pionero
Estado clímax
Distribución geográfica Amplia Estrecha (endemismo)
Número de estratos Pocos, bien definidos Muchos
Densidad del sotobosque Alta Baja
Copas del dosel Uniforme Variable
Requerimientos de luz Heliófitas Tolerantes
Distribución por edades Coetáneos Disetáneos
Tamaño de las plantas Pequeño Grande
Diversidad de especies Baja Alta
Estructura trófica Mayoría productores

Mezcla de productores, consumidores y descomponedores

Nichos ecológicos Pocos Muchos
Eficiencia en el reciclaje Baja Alta
Tamaño de semillas Pequeñas Grandes
Número de semillas Alto Bajo
Agentes de dispersión Viento, aves Gravedad, mamíferos
Biomasa Baja Alta
Crecimiento Rápido Bajo
Dureza de la madera Baja Alta
Lianas Abundantes, herbáceas Escasas, Leñosas
Epífitas Escasas Abundantes

Las semillas de las especies pioneras pueden permanecer latentes en el suelo hasta que se presenten condiciones favorables para su germinación; las especies de la comunidad clímax, por el contrario, pueden germinar, crecer y desarrollarse en las condiciones de sombrío.

La disponibilidad de semillas en el suelo es un factor importante en la regeneración de las especies del bosque primario. Se ha reportado que en muchas áreas estas semillas no se encuentran en el banco de semillas del suelo lo que hace imposible su reproducción. De allí la fragilidad de los bosques primarios. Además se espera que en las zonas cercanas al área que ha sido alterada se encuentre una mancha de bosque con características similares que permita la obtención de semillas para la regeneración.

La secuencia de especies que aparece en un área después de un disturbio puede registrarse en forma directa sólo para los estados tempranos de la sucesión. Los estados siguientes generalmente tienen una duración mayor que el período de investigación y aún puede durar más que la vida del investigador. Por eso se recurre a métodos indirectos que registran la vegetación encontrada en áreas con diferentes épocas en las que se ha sufrido el disturbio.

Es claro que las especies pioneras crean condiciones que hacen que el ambiente no sea apropiado para el establecimiento de individuos de su misma especie o de especies pioneras principalmente por los requerimientos de luz solar y porque no crecen en sitios colonizados.

Los modelos difieren es en los mecanismos que determinan el establecimiento de las especies secundarias.

En el modelo 1, llamado de facilitación las especies pioneras modifican el suelo y el microclima de tal forma que se facilita el establecimiento de las especies secundarias tempranas, las cuales crecen y llegan a la madurez. Estas a su vez crean las condiciones favorables para las especies secundarias tardías y posteriormente éstas serán reemplazadas por las especies del clímax, quienes una vez establecidas no modifican su ambiente y así no permiten que otras especies se establezcan.

El modelo 2, llamado de tolerancia, dice que las modificaciones en el ambiente no crean condiciones favorables ni desfavorables para las especies secundarias. Lo que ocurre es que estas especies secundarias que pueden haber llegado al lugar alterado al mismo tiempo que las pioneras o más tarde, simplemente tienen un crecimiento mucho más lento que las primeras y son capaces de crecer a pesar de la presencia de las pioneras. El proceso de sucesión depende, entonces, sólo de las características del ciclo de vida de las especies. Cada comunidad seral que aparece es capaz de tolerar y ser más exitosa en condiciones de sombrío que las comunidades establecidas con anterioridad. El proceso termina cuando las especies más tolerantes a la sombra ocupan el área y producen tanta sombra que no permiten el establecimiento de otras especies.

El modelo 3, llamado de inhibición, argumenta que las especies pioneras una vez colonizan inhiben el crecimiento de otras especies y que sólo se puede proceder al establecimiento de las secundarias cuando las pioneras son atacadas y mueren por algún factor. Estas secundarias no necesariamente tienen que estar adaptadas a las condiciones que las especies pioneras han creado.

El modelo 1 se aplica principalmente para la sucesión primaria, ya que se ha visto que por tratarse de un sustrato “virgen” las especies de las etapas secundarias y del clímax requieren que el sitio se haya modificado por la presencia de las especies pioneras, bien sea reduciendo el pH, incrementando el porcentaje de nutrientes, y aumentando la cantidad de materia orgánica en el suelo.

Evidencias para el modelo 2 no se han encontrado en la literatura.

Se han encontrado algunos ejemplos acordes al modelo 3 en los cuales comunidades de arbustos han permanecido por muchos años, inhibiendo el crecimiento de las especies arbóreas

Un estudio de caso. Evaluación del Alnus acuminata como catalizador en la recuperación de un bosque nublado en Colombia.

La transformación de bosque a pastos puede tomar unas pocas semanas, mientras que el proceso inverso puede tomar décadas. Para lograr este último hay dos estrategias. La primera y la más simple consiste en remover el agente que esta causando la perturbación (fuego, ganado, cultivos) y dejar que el proceso de la sucesión siga su curso. Esto requiere que el suelo no este muy alterado, o fuertemente erosionado y que haya disponibilidad de un banco de semillas o una fuente de semillas de un bosque cercano.

La segunda estrategia consiste en sembrar las semillas o las plántulas de una o más especies que pueden actuar como catalizadores de la sucesión. Estas especies rápidamente crean condiciones favorables para el establecimiento de plántulas y atraen animales dispersadores que pueden traer semillas de áreas vecinas. Esta estrategia es la mejor cuando el suelo ha sido severamente alterado o requiere estabilización, y cuando el banco de semillas se ha agotado y las fuentes de semillas están distantes.

El Alnus acuminata es un árbol frecuentemente utilizado en las restauración de laderas y cuencas en los andes colombianos. Sus características la hacen una especie bastante apropiada para este propósito. Es una especie nativa de Colombia. Sus semillas se dispersan por el viento y germinan rápidamente. Su crecimiento es rápido hasta 8 metros en los 2 primeros años. Se asocia con hongos fijadores de nitrógeno, por lo que se puede establecer en suelos pobres en este elemento.

Experiencias anteriores reportan que una parcela de 0.1 ha en una plantación de Alnus de 15 años tuvo la mitad de las especies de una parcela equivalente de la misma edad en un bosque regenerado naturalmente. Este estudio genera dos preguntas: la primera es si el Alnus es una especie apropiada para conservar la biodiversidad. La segunda es si esta diferencia en biodiversidad se mantiene a través del tiempo.

En este estudio se comparó la composición de las especies y la complejidad estructural de una plantación de Alnus de 30 años con un bosque adyacente de la misma edad regenerado naturalmente. Las diferencias entre los dos tipos de bosque se cuantificaron, algunos factores que puedan determinar dichas diferencias son exploradas y algunas implicaciones para la recuperación del bosque y la conservación de la biodiversidad son discutidas. El objetivo final es evaluar el valor potencial del Alnus como una especie catalizadora en la restauración de los bosques andinos.

 

Área de estudio:

  • Parque natural regional Ucumarí (4240 ha)
  • Área protegida por el gobierno
  • Cercana a Pereira
  • Parte de amortiguamiento del Parque Nacional de los Nevados.
  • Gradiente altitudinal 1850 – 2600 m
  • Precipitación anual: 2630 mm
  • Vegetación original: Bosque nublado. Reducido drásticamente por ocupación humana, especialmente para ganadería.
  • El área fue comprada por el gobierno regional planes de reforestación fueron implementados.
  • El Alnus fue plantado en algunas áreas y se encuentran las plantaciones intercaladas con bosque regenerado naturalmente.

 

Metodología:

  • En cada tipo de bosque se establecieron 4 parcelas de 25 x 50 m.
  • En cada parcela se tomó la siguiente información:
  • Se marcaron e identificaron todas las plantas leñosas y helechos arborescentes con DAP mayores de 2.5 cm.
  • DAP
  • Altura (m)
  • Cobertura de copas
  • Área basal (m2 / ha)
  • Densidad (individuos por ha)
  • Intercepción del follaje
  • Número de especies
  • Número de especies del sotobosque

 

Resultados:

  • Estructura del bosque:
    • Hubo diferencias fisionómicas entre los dos tipos de bosque.
    • El dosel es más alto en las plantaciones de Alnus.
    • El dosel es más homogéneo, dando una apariencia suave desde lo lejos.
    • El bosque natural tiene un dosel mas heterogéneo
    • Las plantaciones de Alnus mostraron estratos definidos, uno es el sotobosque, hasta 10 m y el otro formado por el dosel entre 15 y 20 m., formado principalmente por Alnus. Estos dos estratos están separados por una capa libre de follaje. En el bosque natural no hubo una clara estratificación vertical.
    • En ambos bosque la densidad y el área basal fueron similares.
    • La cobertura de copas en la plantación de Alnus fue menor que en el bosque natural, por lo que la penetración de la luz es mayor.
  • Composición florística
    • En todas las parcelas hubo un total de 178 especies.
    • Alnus fue la especie del dosel solo en las plantaciones
    • El bosque natural tuvo un número significativamente mayor de especies que la plantación.
    • Del total de las especies la mitad fueron exclusivas del bosque natural.
    • Una octava parte fue exclusiva de la plantación.
    • Hubo mayor heterogeneidad en el bosque natural

 

Discusión:

La plantación origina un rodal mas o menos homogéneo con poca competencia de otras especies. Hay poca heterogeneidad de especies.

Las epífitas fueron mucho menos abundantes en las plantaciones. Y las epífitas son importantes en la dinámica de los nutrientes y el agua y de ellas dependen algunos otros organismos

La plantación tuvo un tercio menos del número de especies del bosque natural. Esta baja riqueza es el resultado de una baja diversidad alfa y también una baja diversidad beta.

Pareciera que el Alnus afecta las condiciones de tal forma que solo un grupo particular de especies puede establecerse. Posiblemente algunos cambios en la química del suelo, como altos contenidos de nitrógeno y posiblemente liberación de compuestos secundarios provenientes de las hojas descompuestas. Pueden haber otras diferencias en la cantidad de semillas causada por la ausencia de frutos carnosos que pueden atraer frugívoros. Depredadores de semillas y de plántulas. Mayor mortalidad de semillas debido al daño mecánico de las ramas del dosel, ya que no hay un estrato que pueda disminuir la velocidad de caída.

El Alnus es una especie pionera. En ausencia de regeneración, es muy probable que desaparezca pronto de las plantaciones. Sus efectos en la vegetación del sotobosque influye en la composición de las especies que ocuparán el dosel en el futuro, las cuales a su vez afectarán las especies del sotobosque. La pregunta de si la composición de las especies de los dos tipos de bosque convergerán o divergerán queda pendiente.

Es el Alnus una buena especie catalizadora para la recuperación del bosque?

El valor de la especie como catalizadora depende de las condiciones del área que va a ser recuperada de la escala espacial en que la plantación es hecha. Los datos obtenidos en esta investigación sugieren que mientras haya una fuente de semillas y el suelo no este muy alterado, la mejor estrategia es que la regeneración natural tome su paso, ya que esta estrategia permite un mayor número de especies por unidad de área y una mayor heterogeneidad.

Sin embargo en algunas áreas erodadas o en suelos inestables o donde las fuentes de semillas estén muy lejos, la regeneración natural puede ser tan lenta que la recuperación del bosque puede requerir planes alternativos los cuales pueden incluir las plantaciones de Alnus. Aunque también se tiene la alternativa de combinar las dos estrategias, ya que se vio que en las plantaciones de Alnus había un grupo de plantas exclusivas de este ecosistema.

 

2. LA VEGETACIÓN EN ÉPOCAS PASADAS:

Las plantas son principalmente organismos terrestres y, al igual que todos los organismos vivos, tienen como ancestros especies acuáticas. Se cree que el ancestro común a las distintas divisiones de todas las plantas es un alga verde multicelular que invadió la tierra hace aproximadamente 450 millones de años en el Ordovícico. Las plantas vasculares se originaron en el Silúrico, aproximadamente hace 420 millones de años; éstas llegaron a ser abundantes y diversas en el Devónico ( hace 408 -360 millones de años).

En el período Carbonífero ( 360 - 286 millones de años) se caracteriza por una alta tasa de formación de combustible fósil a partir de material vegetal. Al morir, las plantas caían en sedimentos o lodos con escaso contenido de oxígeno, que impedía su descomposición. Estos restos fueron cubiertos de rocas sedimentaria, por lo que fue sometida a altas presiones, lo que permitió la formación de combustibles fósiles como carbón y petróleo. Los 5 grupos de plantas dominaron este período son los licopodios y colas de caballo o equisetos gigantes, helechos, helechos con semilla y un grupo de gimnosperma.

Actualmente existen 9 divisiones de plantas que incluyen cerca de 250.000 especies vivas

Los elementos claves en la invasión de las plantas a la tierra son:

  • Aparición de esporas con una pared que las protegía de la desecación.
  • Origen de la cutícula, que es una membrana compuesta por una sustancia cerosa llamada cutina, para evitar también la pérdida de agua.
  • Aparición de estomas para permitir el paso de gases como CO y O .
  • Evolución del xilema y el floema, que son los tejidos conductores de agua y nutrientes.

Posteriormente cuando las plantas estaban bien adaptadas a la tierra aparecieron las plantas con semillas y finalmente las plantas con flores (angiospermas).

 

CAMBIOS EN LA VEGETACIÓN A TRAVÉS DE LAS ERAS GEOLÓGICAS

ERA PALEOZOICA

  • Precámbrico: Primera evidencia de vida hace 3.500 millones; bacterias y algas unicelulares. (4.600 millones de años)
  • Cámbrico (590): Algas marinas multicelulares; evidencia de hongos.
  • Ordovícico (505): Abundantes algas; esporas de primeras plantas terrestres.
  • Silúrico (438): Plantas vasculares simples
  • Devónico (408): Abundantes plantas vasculares. Helechos primitivos, colas de caballo,hepáticas. Primeras plantas con semillas.
  • Mississipiano (360): Expansión de helechos, licopodios arborescentes, colas de caballo.
  • Pensilvaniano (320): Expansión de especies arborescentes.
  • Pérmico (286): Extinción de especies del carbonífero, excepto por algunas licopodios y colas caballo herbáceas.

 

ERA MESOZOICA:

  • Triásico (428): Aparición de cícadas y ginkgos; diversificación de coníferas y helechos.
  • Jurásico (213):Amplia distribución de coníferas; edad de las cícadas.
  • Cretáceo (144):Aparición de angiospermas.

 

ERA CENOZOICA:

  • Paleoceno (65):Dispersión de muchas especies, ahora extintas.
  • Oligoceno (38):Aparición de los bosques templados en latitudes medias.
  • Mioceno (25):Establecimiento de los bosques actuales. Restricción de especies de hoja ancha a latitudes bajas
  • Pleioceno (5.1):Expansión de sabanas y praderas. Extinciones locales debidas a cambios climáticos.
  • Pleistoceno (1.9):Extinción de muchas especies arbóreas en zonas templadas de Europa y Norte América debido a cambios climáticos.
  • Reciente (0.01): Dominancia de angiospermas. Alteración de vegetación natural para conversión a otros usos.

 

3. DISTRIBUCIÓN DE LA VEGETACIÓN EN EL MUNDO:

Los principales determinantes de los patrones característicos de la vida vegetal en las distintas regiones de la biosfera son la temperatura y la precipitación.

Se define bioma como un gran biosistema regional o subcontinental que se caracteriza por un tipo de cobertura vegetal determinado; obviamente la vegetación está condicionada por las condiciones climáticas y edáficas de la región. La vegetación clímax es la clave para la delimitación e identificación de los biomas terrestres.

Se estudiarán los diferentes biomas terrestres a nivel mundial, pero se hará énfasis en el tipo de vegetación existente y las adaptaciones de ésta a las condiciones de cada bioma.

Se tienen los siguientes biomas terrestres:

  • Tundra
  • Taiga
  • Bosques de coníferas

 

TUNDRA ÁRTICA Y ALPINA:

  • La tundra ártica corresponde a una banda de aproximadamente 2 millones de hectáreas en las áreas ubicadas mas hacia el norte.
  • Ocupa 1/10 de la superficie terrestre.
  • Forma un cinturón a través del norte de Norte América, de Europa y de Asia.
  • Esta zona es desprovista de árboles, ya que no pueden vivir allí debido a las condiciones extremadamente bajas de temperatura.
  • Vientos muy fuertes cargados de nieve.
  • Bajas temperaturas, inviernos prolongados.
  • Brevedad de la época de crecimiento: 5 - 10 semanas al año.
  • Suelo permanece congelado durante el verano, excepto algunos centímetros de la capa superficial. Permafrost es la capa de suelo profundo que permanece congelado.
  • Precipitación menor de 250 mm por año, pero el agua se mantiene encima del permafrost así que el suelo es usualmente húmedo.
  • Algunas áreas son muy secas, por lo que son llamadas desiertos polares, debido a las bajas precipitaciones y temperaturas.
  • Muchas de las plantas son perennes, y reanudan el crecimiento una vez las condiciones sean apropiadas.
  • Las plantas leñosas son de porte bajo, ya que el corto período de crecimiento no permite alcanzar grandes alturas.
  • La propagación de muchas plantas es vegetativa.
  • La tasa de descomposición es muy baja.
  • Se presenta saturación de agua, con abundancia de charcas; esto debido a las bajas tasas de evaporación.
  • Suelos muy pobre en nutrientes
  • Vegetación típica:
    • Plantas pequeñas y raquíticas
    • Musgos, líquenes, pastos, arbustos enanos
  • Fauna:
    • Provistos de grueso pelaje.
    • Caribú, Reno, Zorro ártico, Buho nival
    • Durante el verano aparece gran número de insectos y de aves migratorias, como las golondrina ártica que se reproduce en el ártico
  • Las tundras alpinas (llamadas también superpáramos) corresponden a las zonas altas de las montañas, ubicadas por encima de la línea de bosques.

 

TAIGAS O BOSQUE BOREAL DE CONÍFERAS:

  • Bosque de coníferas: Pinos, abetos.
  • Inviernos fríos y con mucha nieve.
  • Veranos muy cortos.
  • Condiciones más extremas a las que se han podido adaptar los árboles.
  • Muy pocas especies de árboles logran sobrevivir allí.
  • También están representados por cinturones en las montañas con condiciones similares.
  • Los suelos de estas regiones suelen ser pobres
  • Son especies perennifolias.
  • El sotobosque está permanentemente sombreado, por lo que escasean las hierbas y los pastos.

 

BOSQUE TEMPLADO DE CONÍFERAS:

  • Son más extensos en el hemisferio norte.
  • Similares a los bosques boreales, pero su productividad es mayor y las condiciones ambientales son menos extremas.
  • Hojas aciculares con baja descomposición.
  • Han sufrido gran alteración por parte de los seres humanos, ya que se considera una importante fuente de madera.

 

BOSQUE TEMPLADO DECIDUO

  • Parte este de Norteamérica y de Asia
  • Ocupan áreas con precipitación abundante y uniformemente distribuida
  • Estaciónales
  • Bosque ricos en especies y muy extensos.
  • Presentes también en el sur, aunque sus hojas son perennes.
  • Sufrieron una gran destrucción con la llegada de los europeos.
  • Máximo desarrollo de la sociedad occidental.
  • Menor presión gracias al desarrollo de la agricultura en las praderas.
  • Ha sido enormemente modificado.
  • Reemplazado por cultivos agrícolas.
  • Se pueden encontrar distintas comunidades de acuerdo a las especies encontradas.
  • Existe un tipo de bosque templado de especies caducifolias sometido a abundantes precipitaciones.
  • Costas de Oregon, Washington, Canada, California, Australia.
  • Productividad es similar a la de los bosques húmedos tropicales, pero menos diverso.
  • No hay lianas.
  • Mayor acumulación de humus que en el bosque tropical.

 

MATORRALES ESCLERÓFILOS

  • Son los matorrales del Mediterráneo.
  • Clima marítimo seco y cálido templado
  • Pocas lluvias en el verano
  • Predomina en el sur de California.
  • Crecimiento en el invierno
  • Sujeto a fuegos periódicos.
  • Adaptados al fuego, se estimula la germinación.

 

PRADERAS

  • Pampas sudamericanas, estepas de Eurasia, pastizales de Norteamérica.
  • En Norteamérica se han convertido en cultivos agrícolas, especialmente trigo.
  • Fuegos periódicos que evitan la invasión de árboles.
  • Se produce la mayor cantidad de alimento del mundo, junto con los cultivos de arroz que se hacen en ecosistemas acuáticos.
  • Precipitación intermedia entre desiertos y bosques.
  • La vegetación natural son pastos, pero mucha de estos pastos han sido reemplazados por gramíneas para el engorde del ganado.
  • La comunidad vegetal afecta en gran medida el tipo de suelo. Aún con el mismo tipo de roca madre, el suelo formado puede ser distinto. Por ejemplo en las praderas, los pastos son efímeros por lo que adicionan gran material orgánico al suelo, con poca hojarasca. Pueden contener cinco a diez veces mas humus que el bosque.
  • Muchos autores reportan que las praderas son ahora desiertos generados por el hombre y cuya recuperación es muy difícil.
  • Se dice que el sobrepastoreo ha acabado con la materia combustible requerida para el fuego, que es el que permite la permanencia de una cubierta de pasto ya que este controla la invasión de especies como malezas espinosas. Se tiene entonces que recurrir a la eliminación mecánica o quema de la vegetación leñosa.

 

DESIERTOS

  • Factor limitante: Humedad
  • Precipitación menor de 25 mm anuales.
  • Vegetación: Las plantas son en su mayoría anuales o efímeras que aprovechan cualquier lluvia para germinar, crecen, maduran, producen semillas y mueren.
  • Las semillas quedan latentes en el suelo, hasta que llega otra lluvia y se repite el ciclo.
  • Las plantas perennes son en su mayoría plantas suculentas que tienen la capacidad de almacenar agua en sus tejidos, para las épocas de extrema sequía.
  • Muchas de ellas pueden entrar en un período de latencia o dormancia durante las épocas secas.
  • Son comunes los cactos y las euforbias.
  • Tiene hojas pequeñas, cubiertas con una cutícula gruesa y los estomas son menos abundantes que las plantas de zonas más húmedas.
  • Las hojas pueden caer en épocas desfavorables.
  • Muchas de ellas tienen sus hojas transformadas en espinas y el tallo es verde oscuro, rico en clorofila y es el órgano fotosintetizador.
  • Algunas plantas absorben el CO sólo en la noche y sus estomas permanecen cerrados durante el día, lo que previene la pérdida de agua.
  • Las hojas de muchas plantas también pueden estar cubiertas de vellos (plantas pubescentes) para reducir la absorción de calor.
  • Los arbustos cuando están presentes tienen raíces que se expanden profundamente para lograr capturar el agua del nivel freático o están limitados a las zonas alrededor de cuerpos de agua.
  • El crecimiento es muy lento.
  • Las plantas son espaciadas y de tipo arbustivo o herbáceo. Es común que los días sean muy calientes y las noches sean heladas.

 

BOSQUE TROPICAL CADUCIFOLIO

  • Se presentan en áreas con clima tropical húmedo pero marcados con una estación seca prolongada. A ellos pertenecen, por ejemplo los bosque monzónicos de Asia tropical.
  • Los árboles pierden su follaje durante la época seca, para evitar la pérdida de agua por transpiración. La duración de la pérdida de hojas es variable y depende de las condiciones de humedad del suelo. Las flores, en general, son vistosas y de coloración intensa.
  • La corteza de los árboles es gruesa y fisurada, como adaptación a los fuegos frecuentes en estas áreas.
  • No todas las especies son caducifolias por lo que se le llaman también bosque semiperennes.
  • Las hierbas resisten la sequía mediante la latencia. Las anuales completan su ciclo de vida durante la época lluviosa y sus semillas permanecen latentes en la época seca, hasta que la época húmeda llega otra vez.
  • Consta de un estrato arbóreo, con hierbas y arbustos más numerosos que el bosque lluvioso. Algunas de las especies de estos bosques son de hoja perenne, y tienen la característica de ser bastante tóxicas para los depredadores.

 

SABANAS TROPICALES

  • Se les ha atribuido un origen antropogénico, sin embargo existen fuertes evidencias que apoyan la idea de que son de origen natural:
  • Se encuentran localizadas dentro de ciertas condiciones ambientales muy específicas: clima tropical con alternancia de estación lluviosa y seca, temperaturas constantemente altas durante el año, suelos muy pobres en nutrientes.
  • La biota esta adaptada morfológica y funcionalmente a las condiciones extremas, y este proceso evolutivo toma mucho tiempo.
  • Existen evidencias paleoecológicas que permiten afirmar que las sabanas existen desde tiempos anteriores a la llegada del Homo sapiens al nuevo mundo. La paleoecología investiga los biomas del pasado, intentando reconstruir la evolución de los mismos y sus posibles desplazamientos geográficos a lo largo del tiempo. Se utilizan los microfósiles, especialmente los granos de polen (palinología) que quedan atrapados en los sedimentos en las aguas.
  • Adaptaciones de la vegetación de la sabana:
  • Adaptaciones al fuego:
    • Se conocen como especies pirorresistentes; también pueden considerarse como un ecosistema pirógeno, es decir que requiere del fuego para mantenerse estable. El fuego desplaza a otras especies que no toleran el fuego. Es mas, las especies dependen del fuego.
    • Las yemas de renuevo son colocadas en sitios muy protegidos, en estructuras superpuestas, o enterrándolas en la profundidad del suelo. Semillas, Tallos reproductores, etc.
    • Cortezas gruesas en los árboles.
    • Los procesos fenológicos están sincronizados con la época del fuego. Germinan después del fuego. Florecen durante la época lluviosa. También para algunas especies el fuego es necesario para abrir los frutos que son indehiscentes, y para que sus semillas germinen.
  • Adaptaciones a la sequía:
    • Latencia en época seca
    • Caducifolias
    • Plantas anuales pasan a semillas.
    • Cerrar los estomas
    • Reutilizar nutrientes

 

BOSQUE TROPICAL LLUVIOSO

Bioma más diverso en el mundo.

Se presenta en áreas donde la temperatura y la precipitación no son factores limitantes: 2000 mm - 4000 mm de lluvia, temperaturas promedio de 25 C, con poca variación anual, y humedad promedio del 80%.

Aunque se de en suelos pobres, puede desarrollarse por el rápido reciclaje y ciclo cerrado de nutrientes.

En general ninguna especie es dominante. En las áreas donde domina una especie, es debido a una condición edáfica limitante para otras especies, que las excluye. En general, los bosque presentan 2 o 3 estratos arbóreos, uno arbustivo y el otro herbáceo. Muchos árboles presentan raíces modificadas como contrafuerte, ya que sus raices son superficiales. El período de floración, fructificación, caída de hojas es continuo durante el año. Es común que las plantas del sotobosque tengan hojas ancha para capturar la luz que logra atravesar los distintos estratos del bosque.

Las lianas y las epífitas abundantes. En contraste con los bosque templados, hay una gran diversidad de especies.

 

3. CARACTERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN:

La caracterización de la vegetación se refiere al estudio de la estructura y composición florística del ecosistema. Esta caracterización es útil en varios aspectos: apoyo para el diseño planes de manejo de los ecosistemas, en estudios de impacto ambiental y de ecología del paisaje.

 

3.1. Cobertura vegetal: En general, el primer análisis que se hace de la vegetación es una descripción de los diferentes coberturas vegetales, determinando el porcentaje ocupado por cada uno de ellos. Es importante tener en consideración si el área incluye áreas de Reserva forestal, Areas protectoras y Parques Nacionales Naturales, las cuales son importantes no sólo por su riqueza biológica, sino también por el papel que juegan en la conservación de suelos, la regulación del ciclo hidrológico.

La clasificación de las cobertura vegetal se hace de acuerdo a los siguientes usos:

  • Bosques:
    • Naturales: Primario y Secundario (pueden asignarse categorías según el nivel de intervención). Ej: Poco intervenidos, Intervenidos, Muy intervenidos.
    • Plantados.
    • Riparios o de galería.
  • Rastrojo alto
  • Rastrojo bajo
  • Pastos:
    • Naturales
    • Manejados
    • Corte
  • Cultivos agrícolas: Se debe especificar el tipo de cultivo
  • Vegetación acuática

 

3.2 Composición florística:

Diversidad: Este indicador se utiliza para conocer la variedad y abundancia de las especies existentes en una determinada comunidad. Existen dos expresiones de la diversidad, la diversidad alfa, la diversidad beta. La diversidad alfa mide la diversidad de especies dentro de un hábitat y para calcularla se utilizan comúnmente los índices de Shannon y de Simpson. La diversida beta mide la diversidad entre diferentes habitats y para calcularla se utiliza el índice de Jaccard.

  • Indice de Shannon: H` = - Pi Ln(Pi)

    Donde Pi = Abundancia proporcional de la misma especie

  • Indice de Simpson: D = (1 - Pi)/S

Donde Pi = Abundancia proporcional de la misma especie

    S = Número de especies registradas en la muestra

  • Indice de Jaccard: Cj = j / a + b - j

    Donde a = Número de especies del ecosistema A

    b = Número de especies del ecosistema B

    j = Número de especies compartidas por A y B.

 

3.3. Estructura:

Se han dado varias definiciones de la palabra estructura de la vegetación, y puede decirse que la más completa es la siguiente: cualquier situación estable, no anárquica, de una población o comunidad en la cual, aunque sea mínima pueda detectarse algún tipo de organización representable por un modelo matemático, una ley estadística de distribución, una clasificación o un parámetro característico.

Se puede distinguir la estructura vertical y la estructura horizontal.

  • Estructura horizontal: Se relaciona con la distribución de los diámetros y el área basal de los árboles de una población y los patrones de distribución de las especies. En su estudio se miden los siguientes parámetros:
    • Cobertura: Se estima la cobertura de las copas de la vegetación existente en el ecosistema.La cobertura de cada copa es la proyección vertical de la elipse formada por el diámetro máximo y el diámetro más grande perpendicular al diámetro máximo de la copa.
    • Altura del dosel superior: Se calcula la altura promedio de los árboles que ocupan el estrato superior o dosel. Los árboles de los bosque tropicales alcanzan en promedio una altura de 50 m.; algunos árboles pueden alcanzar 70 mts, pero esto es excepcional. Los factores que limitan la altura son la cantidad y distribución de la precipitación, las condiciones de drenaje y el contenido de nutrientes del suelo. En general los organismos más altos se encuentran en lugares con períodos alternos de estación lluviosa y seca, con precipitación promedia de 2.000 mm anuales y en suelos bien drenados.
    • Datos de los árboles > 10 cm de diámetro (DAP):
      • Altura total
      • Altura de la primera rama o bifurcación del tronco
      • DAP: Diámetro a la altura del pecho (1.30 metros del suelo)
      • Area basal: Es el área de la circunferencia de cada individuo tomada a una altura de 1.30 m.
      • Volumen: Se calcula utilizando ecuaciones de regresión, las cuales en general tiene se dan en función del DAP y la altura

Para las plantas con DAP menor de 10 cm. se calcula el número de individuos.

Se debe recolectar un muestra botánica para la identificación de las especies.

En caso de no tenerse vegetación boscosa se estima la altura del dosel superior, la cobertura de las especies y se recolectan muestras botánicas para su identificación.

Para cada una de las parcelas de muestreo se obtiene la siguiente información:

  • Abundancia: Número de individuos pertenecientes a una determinada especie.
  • Abundancia relativa: Porcentaje de individuos de una especie con respecto al total de individuos.
  • Densidad absoluta: Número de individuos pertenecientes a una especie en una muestra.
  • Densidad relativa: (Número de individuos de una especie/ Número de individuos total en la muestra) x100
  • Área basal relativa: (Área basal de una especie/Área basal total en la muestra) x100
  • Frecuencia absoluta: El porcentaje de parcelas en las cuales se encuentra una especie.
  • Frecuencia relativa: (Frecuencia de una especie/Suma de todas las frecuencias de las especies) x100
  • Valor de importancia: El valor de importancia se calcula utilizando la siguiente fórmula:
    IVI = densidad relativa + área basal relativa + frecuencia relativa
    El índice de valor de importancia permite determinar la dominancia de las especies y el grado de heterogeneidad del ecosistema.
    Estructura vertical: También conocida como estratificación. Hace referencia a la distribución de la vegetación desde el nivel del suelo hasta el dosel. Permite ubicar las diferentes especies en el nicho ecológico que les corresponde, realizar un diagnóstico sobre la dinámica del ecosistema y el estado de desarrollo del mismo. Varios autores coinciden en que en el bosque húmedo tropical se tienen 5 estratos A, B, C, D y E. Los tres primeros corresponden a especies arbóreas, el D es el estrato arbustivo y el E está constituido por hierbas y plántulas de las especies de los estratos superiores. A medida que las condiciones ambientas se tornan más frías y/o secas el número de estratos disminuye. Los estratos no están demarcados en una forma muy bien definida.

    La estratificación crea condiciones ambientales disímiles entre los estratos; las mayores diferencias se encuentran entre el dosel superior y el sotobosque. La radiación solar, la temperatura y la velocidad del viento son más bajas en el sotobosque. La estratificación crea nichos diferentes para las distintas especies florísticas y faunísticas.

    Se estudian las siguientes características:

    • Posición fitosociológica: Se determina la presencia de las especies en los distintos estratos que puedan existir en el ecosistema. Ejemplo: Especies que ocupan los estratos inferior, medio o superior.
    • Regeneración natural: Presencia de plantas menores de 9.9 cm de DAP. Generalmente se dividen en categorías de acuerdo al tamaño de la plántulas.