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1 REGENERACIÓN NATURAL DEL ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa) EN DOS POBLACIONES DE LA CORDILLERA ORIENTAL DE COLOMBIA César Augusto Parra Aldana UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS POSGRADO BOSQUES Y CONSERVACIÓN AMBIENTAL Agosto 2011

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REGENERACIÓN NATURAL DEL ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa) EN DOS

POBLACIONES DE LA CORDILLERA ORIENTAL DE COLOMBIA

César Augusto Parra Aldana

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLÍN

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

POSGRADO BOSQUES Y CONSERVACIÓN AMBIENTAL

Agosto – 2011

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REGENERACIÓN NATURAL DEL ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa) EN DOS

POBLACIONES DE LA CORDILLERA ORIENTAL DE COLOMBIA

César Augusto Parra Aldana

Tesis de Grado presentada como

requerimiento parcial para optar al título de

Magister en Bosques y Conservación Ambiental

DIRECTORA

María. Claudia Díez Gomez

Ingeniera Forestal, Ms C

Departamento de Ciencias Forestales

ASESOR

Flavio Humberto Moreno Hurtado

Ingeniero Forestal, Ph.D.

Departamento de Ciencias Forestales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLÍN

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

POSGRADO BOSQUES Y CONSERVACIÓN AMBIENTAL

Agosto – 2011

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Artículo 1: INGRESO DE PROPÁGULOS A PARTIR DE LA REPRODUCCIÓN

SEXUAL DEL ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa) EN DOS POBLACIONES DE

LA CORDILLERA ORIENTAL DE COLOMBIA

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INGRESO DE PROPÁGULOS A PARTIR DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL DEL

ROBLE NEGRO (Colombobalanus excelsa) EN DOS POBLACIONES DE LA

CORDILLERA ORIENTAL DE COLOMBIA

César A. Parra A., M. Claudia Díez G., Flavio Moreno H.

___________________________________________________________________________

Estudiante Maestría en Bosques y Conservación Ambiental. Universidad Nacional de Colombia,

Sede Medellín. E-mail: [email protected]

Profesora Asociada. Departamento de Ciencias Forestales. Universidad Nacional de Colombia,

Sede Medellín. E-mail: [email protected]

Profesor Asociado. Departamento de Ciencias Forestales. Universidad Nacional de Colombia,

Sede Medellín. E-mail:[email protected]

5

Resumen

Colombobalanus excelsa es una especie endémica de la zona andina de Colombia, con cuatro

poblaciones aisladas que forman rodales homogéneos conocidos como robledales negros. Se

encuentra en categoría Vulnerable de amenaza, debido principalmente a la conversión del bosque

en tierras de uso agropecuarios. Este estudio evalúa los procesos de suministro de propágalos por

vía sexual y la estructura del roble, en dos poblaciones de la cordillera oriental colombiana. Se

establecieron 16 transectos permanentes de 0,1 ha y se determinó la estructura de adultos (> 10

cm DAP) y de la regeneración natural. Durante un año se realizaron evaluaciones sobre los

eventos de fructificación, lluvia de semillas, germinación de semillas y banco de semillas. La

estructura diamétrica de roble negro tiene forma de “J” invertida en ambas poblaciones, aunque

con significativas diferencias en la abundancia de árboles adultos. La cantidad de plántulas (< 50

cm de altura), por hectárea se considera baja en los ambos bosques (466 en Huila y 166 en

Santander). La fructificación fue escasa (15% a 22% del número de árboles) en los períodos

máximos. El ingreso de propágulos a través de la lluvia de semillas sanas fue muy bajo en ambas

localidades (49.444 semillas/ha/año en Santander y 6.667 en Huila). La germinación de las

semillas también resultó muy baja (7,25 ± 0,96 %). No se encontraron semillas de roble negro en

las muestras del banco de semillas. Se discuten las implicaciones del extremadamente bajo

suministro de renuevos y propágulos de roble negro, lo cual potencialmente puede poner en

riesgo la persistencia de estos bosques.

Palabras clave: semillas, regeneración natural, especies forestales amenazadas, barreras

reproductivas, bosques andinos

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Abstract

Colombobalanus excelsa is an endemic species of the Andean region of Colombia, with four

isolated populations, forming pure stands (black oak forests). It has been classified in the threat

category “Vulnerable”, mainly due to forest conversion for agricultural uses. This study evaluates

the recruitment processes via sexual propagules and the structure of natural regeneration in two

populations of the eastern cordillera of Colombia. We established 16 permanent transects of 0.1

ha-each and determined the structure of adults (> 10 cm DBH) and the natural regeneration. We

assessed fruiting times, seed rain, seed germination, and seed bank for one year. The diameter

structure of black oak is inverse J-shaped in both populations; however, the number of seedlings

in the categories of natural regeneration (<50 cm in height) per hectare, was considered very low

(466 in Huila and 166 in Santander). Fruiting was low (15% to 22% of number of trees) in peak

periods. The influx of propagules through the healthy seed rain was very low in both localities

(49.444 seeds ha-1

yr-1

in Santander and 6.667 in Huila). Seed germination was also very low

(7.25 ± 0.96%). Seeds of black oak were not found in samples of seed bank. We discuss the

implications of the extremely low supply of seedlings and propagules of black oak, which

potentially can jeopardize the persistence of these forests.

Key words: seeds, natural regeneration, endangered forest species, reproductive barriers, Andean

forests

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INTRODUCCIÓN

El ciclo natural de la regeneración de las poblaciones de cualquier planta es una serie

concatenada de procesos demográficos (producción de semillas, dispersión, germinación,

establecimiento de plántulas, entre otros), cada uno de los cuales influye decisivamente sobre el

resultado final, que es la obtención de nuevos individuos reproductores que completen el ciclo

(Wang y Smith, 2002). Cuando una cualquiera de esas etapas demográficas tenga una

probabilidad de éxito muy baja, la regeneración natural de la especie en cuestión, estará

seriamente limitada o incluso colapsada (Keeley, 1992; Schupp y Fuentes, 1995). En efecto, el

futuro de la estructura y composición del bosque esta fuertemente influenciada por los patrones

actuales de reclutamiento, que dependen de las interacciones de múltiples factores bióticos y

abióticos (Clark et al., 1998, 1999). Todos estos procesos y los que ocurren durante el estadio de

plántulas tienen un gran impacto en la población de adultos de especies arbóreas (Clark y Clark,

1989), al punto que el crecimiento de una población no sólo depende de la supervivencia de

juveniles y el crecimiento, sino también en el reclutamiento de nuevos juveniles en la población

(Schupp, 1990).

El conocimiento sobre la ecología de la germinación y el crecimiento de las plántulas es de vital

importancia, no sólo para la comprensión de los procesos comunitarios de reclutamiento de

plantas y la sucesión, sino también para desarrollo de estrategias para la conservación de la

biodiversidad y la restauración de los bosques tropicales (Guariguata y Pinard, 1998). Este

conocimiento es por lo tanto, necesario para el éxito de los esfuerzos en el aumento, introducción

y reintroducción de poblaciones de árboles (Khurana y Singh, 2001).

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Adicionalmente, el estudio de estructuras poblacionales puede mostrar la capacidad de

regeneración y sobrevivencia que tienen los individuos de una comunidad forestal, al constituirse

en un importante indicador del flujo de individuos de clases inferiores a las superiores

(Lamprecht, 1990). Los análisis estructurales de un bosque permiten evaluar el comportamiento

de árboles individuales o grupos de especies y hacer deducciones importantes acerca del origen,

características ecológicas, dinamismo y tendencias del futuro desarrollo de las comunidades

forestales, que son la base para trazar con acierto, las direcciones de manejo de cualquier tipo de

bosque (Lamprecht, 1962).

Uno de los bosques más importantes en el mundo, dada su amplia distribución corresponde a los

llamados robledales (Fagaceae), cuyas especies dominan las selvas de regiones templadas,

estacionalmente secas del hemisferio norte, bosques estacionales del subtropico y selvas siempre

verdes de América Central, norte de sur América y del sur de Asia continental y el Archipiélago

Malayo (Manos, Zhou, y Cannon, 2001).

Dificultades en la regeneración de robles han sido reportadas por los investigadores en los EE.UU

y Mexico. (Johnson et al., 2009; Frey et al., 2007; Abrams y Downs, 1990; Gonzalez, et al.,

1995), Europa (Plieninger et al., 2010; Perez-Ramos, 2007; Pulido, 2002); y en Asia (Thadani y

Ashton, 1995; Li y Ku, 2003). Diferentes estudios establecen que la falta de reclutamiento

(particularmente evidenciada en varias especies del genero Quercus), podría conducir a la

disminución a largo plazo de las poblaciones naturales de roble (Sork et al., 2002) o a su

reemplazamiento. (Nowacki y Abrams, 2008), llegando incluso a cambiar la estructura del

bosque (Parker y Dey, 2008; Ryniker, et al., 2006; Lorimer et al., 1994).

9

A pesar que en el trópico y subtrópico, existen bosques en los cuales dominan una o varias

especies de la familia Fagaceae, también conocidos como robledales o encinares (Kappelle,

1996a), son pocos estudios asociados al tema de regeneración de sus especies y se han

desarrollado principalmente en México (González, et al., 2007; Ramirez, et al., 2006; Bonfil,

2006; Asbjornsen, 2006, Álvarez, 2006, Park, 2001) y Costa Rica (Guariguata, Sáenz y

Pedroni,2006; Kappelle, et al., 1996b).

En general, los estudios de regeneración en el trópico son escasos y concentrados en pocos sitios.

Algunas de las investigaciones principales en temas de regeneración y disturbio, se han realizado

en la Estación Biológica Los Tuxtlas (México), La selva (Costa Rica), San Carlos de Rio Negro

(Venezuela), y la Isla de Barro Colorado-Panamá (Clark, 1990). Recientemente, Harms & Paine

(2003), hicieron una revisión y sobre la regeneración en bosques tropicales y establecen algunas

implicaciones para su manejo.

Garwood (1989), estableció que el principal medio de la regeneración de las especies tropicales,

se lleva a cabo a través de la lluvia de semillas (semillas que se dispersan recientemente), del

banco de semillas (semillas latentes del suelo) y banco de plántulas (plantas establecidas y

suprimidas en el suelo del bosque), y a través de la emisión rápida de brotes y / o raíces de los

individuos dañados.

En Colombia, los pocos estudios de regeneración en robledales, se han desarrollado en bosques

donde la especie dominante es roble blanco o roble común (Quercus humboldtii) y su propósito

ha sido principalmente entender la respuesta de algunas de las etapas de la regeneración a los

distintos niveles de intervención a los que están siendo sometidos estos bosques. En este sentido,

se han adelantado estudios relacionados con distribución de semillas y plántulas (Guerrero, et al.,

10

2010), producción de frutos (González y Parrado, 2010); relación de la estructura del paisaje con

la regeneración (Cabezas y Ospina, 2010) y la respuesta del bosque a diferentes intensidades de

aprovechamiento (Becerra, 1979). Aun así, el tema de la regeneración natural del roble es

considerado de relevancia para ser tenido en cuenta para el manejo de sus bosques en los planes

de investigación formulados (Saenz, 2008), pero en muy pocos casos se expresa un posible

problema en la regeneración de esta especie de roble tropical, como ha sido afirmado para

algunos bosques de robles en Antioquia-Colombia (León, Vélez y Yepes, 2009)

Colombobalanus excelsa (Lozano, Hernández. y Henao) Nixon y Crepet, o roble negro es la

segunda especie de Fagaceae, registrada en Colombia. Es una especie monotípica y endémica de

los bosques andinos premontanos (Cárdenas y Salinas, 2007; Kappelle, 2006). Su distribución

actual está conformada por cuatro poblaciones aisladas y muy distantes entre sí, y su área de

distribución estimada es menor a 1.100 km2. Al igual que otras especies de Fagaceae, el roble

negro forma rodales con alta dominancia conocidos igualmente como robledales (Kappelle

1996).

La especie fue inicialmente incluida en el género Trigonobalanus, al cual pertenecían otras dos

especies localizadas en el sudeste asiático, (Trigonobalanus doichangensis, Formanodendron

verticillata) (Nixon y Crepet 1989b). Estas tres especies son consideradas como descendientes

modernos de un grupo de Trigonobalanus ampliamente distribuidas durante el terciario (Zhou

1992, Nixon Y Crepet, 1989a), pero que fueron llevadas a extinciones masivas debidas al cambio

climático (Chen et al., 2007) y en la actualidad aparecen como bosques relictuales (Sun et al.,

2006).

11

En la actualidad, C. excelsa se encuentra incluida en la categoría Vulnerable de amenaza

(Cárdenas y Salinas, 2007; Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010),

pues sus ecosistemas se encuentran en continua disminución debido principalmente a la presión

antrópica (Cárdenas y Salinas, 2007). Recientemente, observaciones de campo indican una escasa

regeneración bajo su propia cobertura y algunos estudios han establecido la posible afectación a

la población localizada en Huila por problemas de endogamia o dificultades en el flujo genético

(Palacio y Fernández, 2006; Aguirre, 2009).

Como la mayoría de las especies en peligro incluyen sólo una o unas pocas poblaciones (como es

el caso de C. excelsa), la protección de estas poblaciones es clave para preservar la especie

(Primack, 2001). Es por esto que el conocimiento de las características de la regeneración que

permitirán renovar la población y mantener la persistencia de la especie a largo plazo son uno de

los insumos fundamentales para su conservación (Maxted, Ford-Lloyod y Hawkes, 1997): Se

postula entonces que una baja cantidad de plántulas (individuos < 30 cm de altura) al interior de

los bosques y la escasa producción de semillas, así como la baja germinación, pueden ser factores

que estén afectando la regeneración de la especie en condiciones naturales y por ende su

conservación.

En el presente artículo nos concentramos en algunas etapas del proceso de regeneración de la

especie roble negro y en la estructura de la población en las dos localidades existentes en la

cordillera oriental de Colombia. Para ello evaluamos durante 1 año la lluvia de semillas, el banco

de semillas germinable, y la viabilidad y germinación de semillas de Colombobalanus excelsa y

describimos la estructura actual de la población para responder a las siguientes preguntas: (1)

¿cómo afecta la disponibilidad de semillas el proceso de regeneración del roble negro? y (2) ¿Si

la estructura de la regeneración del roble negro expresa alguna deficiencia en la regeneración?.

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METODOS

Área de estudio: Este estudio se realizó en las dos áreas de distribución del roble negro en la

cordillera oriental de Colombia, a las cuales no referiremos como localidades: una al sur del

departamento del Huila en los municipios de Acevedo, Pitalito, Suaza y Timaná (entre las

coordenadas planas Xmin: 776.935 - Xmax: 807.648 y Ymin: 676.772 - Ymax 699.428) y otra al

oriente del departamento de Santander, en el municipio de Charalá (entre las coordenadas: Xmin:

1.094.266 - Xmax: 1.098.215 y Ymin: 1.166.640 y Ymax: 1.173.121. Fig. 1). Estos bosques de

roble se localizan en un rango altitudinal que va desde 1550 a 2000 metros sobre el nivel del mar.

Los bosques de roble negro del Huila se distribuyen sobre la cordillera oriental y un ramal

montañoso conocido como serranía de Peñas Blancas o cuchilla de San Marcos, en la cuenca alta

del río Magdalena. Las montañas son de rocas sedimentarias compuestas por areniscas, arcillas

rojas y grises, conglomerados y aglomerados con acumulación de cenizas volcánicas (Cárdenas,

Fuquen y Nunes 2002), que han dado origen a suelos franco- arcillo-arenosos, en paisajes de

laderas largas y fuertes pendientes (Castañeda, 2002). La precipitación media anual es de 1249

mm, bajo un régimen con tendencia monomodal y temperatura promedia de 20,6 ºC (IAvH

2005). El uso principal de suelo es el cultivo de café y los frutales de clima frío moderado

(Botero, Diez y Parra, 2008).

En el departamento de Santander, los bosques de roble se restringen a un territorio perteneciente

al corregimiento de Virolín (municipio de Charalá), cuenca del río Oibita y microcuenca de la

quebrada La Lejiana. Se trata de relictos de vegetación sobre paisajes de lomerío y valles

fuertemente disectados cuyo relieve ha sido influenciado por las corrientes hidrográficas y

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procesos erosivos (Pulido 1980). En la región predominan dos expresiones topográficas: la zona

montañosa abrupta con pendientes que varían entre 25 y 45% y regiones con relieve plano o

suavemente ondulado, formadas por depósitos fluvioglaciares del cuaternario mezclados con

materiales de naturaleza blanda como arcillas y lutitas (Pulido 1980). El uso principal del suelo

corresponde a pastos manejados y en menor escala a cultivos de café. La precipitación media es

de 2643 m.m. anuales y temperatura de 17 a 24 ºC (Municipio de Charalá 2002).

Especie estudiada: En 1979 Lozano, Hernández y Henao, reportan la existencia de una segunda

especie de roble para Colombia (Fagaceae), siendo clasificada dentro del género Trigonobalanus

(Forman, 1964), con base en material fértil proveniente de un robledal localizado en el Parque

Nacional Cueva de Los Guácharos. 10 años después se reclasifico y se designó como

Colombobalanus excelsa (Nixon & Crepet, 1989a). Se trata de árboles monoicos, casi

perinnifolios, emergentes, de 20 a 40 metros de altura, copa globosa y fuste recto, en gran

proporción libre en ramas y más de un metro de diámetro a la altura del pecho, con pequeñas

raíces tablares. (Lozano, Hernández y Henao, 1979).

A nivel reproductivo, los síndromes de polinización evaluados, establecen que su polinización es

probablemente por viento, según lo indica la morfología floral (Nixon & Crepet, 1989a; Nixon,

2008), que la especie es exogámica, es decir que su polinización es cruzada (Arroyave, 2007). Su

estado fructífero corresponde a cúpulas escamosas y erectas que sostienen los glandes (semillas)

de forma ovada-subtriangular y de 8 a 11 mm de longitud, con cotiledones oleíferos, con una

proporción grande de frutos vanos. La germinación es del tipo epigea o fanerocotilar (Lozano,

Hernández y Henao, 1979).

Los análisis de dispersión de semillas, establecen que esta tiene lugar principalmente por

barocoria, favorecida por el desprendimiento de frutos por acción de animales arborícolas

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frugívoros, y algún acarreo por breves distancias de frutos caídos por parte de animales o debido

a la escorrentía como consecuencia de fuertes lluvias (Hernández, Lozano y Henao, 1980)

También establecen que las semillas de esta especie son consumidos por la “paloma collareja”

(Columba fasciata albilinea Bonaparte) y por la “lora perica maicera” [Pionus chalcopterus

chalcopterus (Fraser)], y probablemente por otras aves, ardillas [Sciurus granatensis candelensis

(J. A. Allen) y Microsciurus p. pucheranii (Fitzinger)] que comúnmente comen los frutos de

Quercus (Hernández, Lozano y Henao, 1980).

Caracterización de la estructura del bosque

Árboles adultos: 16 transectos de 0,1 ha. (50 m x 20 m), subdivididos en 10 cuadrantes de 10 x

10 m, fueron instalados aleatoriamente en bosques de roble negro: 8 en la localidad Santander y 8

en la localidad Huila. En cada transecto se censaron y midieron todos los individuos de roble

negro con diámetro normal (DN, diámetro medido a 1.30 m del suelo), igual o superior a 10 cm.

A cada individuo se midió la circunferencia del fuste a 1,30 m de altura sobre el suelo, con cinta

métrica a partir de la cual se obtuvo la medida del diámetro.

La determinación de la estructura diamétrica se realizó para cada localidad, cuidando que las

clases diamétricas fueran comparables entre los dos sitios evaluados. Para obtener el rango de

distribución de los diámetros, se dividió en clases diamétricas de manera que permitieran

representar adecuadamente la frecuencia de los individuos por hectárea con respecto de la marca

de clase.

Regeneración natural: entre marzo y abril de 2009, se establecieron 48 parcelas de regeneración

de 100 m2 (10 m x 10 m), distribuidas sistemáticamente dentro de los transectos de 0,1 ha

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referidos anteriormente; de esta forma, cada transecto tuvo 3 parcelas de regeneración, una al

centro del transecto y las otras dos en los extremos del mismo. En estas parcelas se censaron

todos los individuos de la especie roble negro con DN < 10 cm, los cuales fueron considerados

como árboles en estado de regeneración natural. Para este análisis, la regeneración natural fue

dividida en dos grupos de árboles: juveniles (árboles de DN < 10 cm y altura H > 150 cm) y

plántulas, (arbolitos de altura H < 150 cm). Todos los individuos censados fueron marcados con

una placa de aluminio y un número consecutivo para facilitar su ubicación y seguimiento. A cada

individuo se le tomó la altura total (medida directamente con metro) y el diámetro normal para

los individuos juveniles. Las medidas de diámetro fueron realizadas con calibrador digital con

precisión al 0.01 milímetros. Para verificar el ingreso de plántulas luego de un año de instaladas

las parcelas, se repitió el censo de los arbolitos preexistentes en mayo y junio de 2010 y se

registraron bajo el mismo procedimiento, aquellos arbolitos de roble que germinaron durante el

periodo de evaluación.

Se evaluaron las distribuciones de altura para las plántulas, construyendo histogramas de

frecuencia del número de individuos por clase de tamaño, en cada una de las poblaciones.

Igualmente, se realizaron comparaciones de la densidad de plántulas provenientes de la

regeneración, para ello se realizó primero la prueba de Shapiro-Wilk con el fin de verificar su

normalidad (Sprent 1989, Walpole & Myers 1987). Si se distribuían normalmente se realizaron

pruebas de comparación de medias (pruebas de t) para determinar diferencias entre las

poblaciones. En caso contrario (no normalidad) se utilizaron métodos no paramétricos (prueba de

Wilcoxon - W). Los datos fueron analizados empleando el programa Stat Graphics Centurion

XV.I y se trabajó con 95% de confianza.

16

Evaluación del ingreso de propágulos

Floración y Fructificación: se realizó el seguimiento a las fenofases reproductivas de floración y

fructificación en las dos poblaciones de roble negro, mediante la selección 20 árboles adultos (10

en Santander y 10 en Huila). El propósito de este seguimiento fue registrar la presencia de las

fenofases en cada una de las poblaciones. Las observaciones fenológicas se realizaron

mensualmente, desde abril de 2009 a mayo de 2010. Para el registro mensual de la fenofase se

calificó a cada árbol con una escala de 0 a 4, de acuerdo a la proporción de ocurrencia del evento

con respecto a la totalidad de la copa del árbol; de esta forma, 0, indica ausencia del evento; 1,

corresponde a un rango de 1 a 25% de presencia de la fenofase; 2, a un rango de 26 a 50%; 3, de

51 a 75% y 4, de 76 a 100% (Fournier, 1974; Fournier y Charpentier, 1975).. A partir de los datos

registrados para cada árbol, se calculó el Índice de Valor Fenológico (IVF) mensual, el cual

expresa una proporción entre la ocurrencia del evento con respecto al valor máximo que podrían

alcanzar el evento en el mimo periodo. Así, el IVF se obtiene sumando las calificaciones

obtenidas por cada árbol y dividiendo este valor por la sumatoria de la máxima calificación que

podrían alcanzar cada uno los árboles evaluados. Con los datos obtenidos mensualmente, se

construyen fenogramas que expresan el comportamiento del evento con respecto al tiempo

Lluvia de semillas: se instalaron 48 trampas de caída de forma circular (24 en cada localidad),

fabricadas de tela de malla con un área de 0,75 m2. Cada trampa fue sostenida con 3 tubos de

PVC a una altura de 1 m sobre el suelo, con el fin de minimizar el ataque de depredadores

(Stevenson y Vargas, 2008). Las trampas se distribuyeron al azar dentro de 16 transectos de 1000

m2 (50 m x 20 m), Todo el material capturado se recolectó mensualmente desde Marzo de 2009

a Mayo de 2010. Las muestras se llevaron al Laboratorio de Ecología (Universidad Nacional de

Colombia, sede Medellín) donde se separaron las semillas de roble negro del resto de material y

17

se clasificaron de acuerdo con las siguientes categorías: semillas sanas, semillas fraccionadas,

semillas con pudrición y perforaciones.

Banco de semillas: se evaluó la acumulación de semillas de roble negro en el suelo, a través de

muestras tomadas de 48 parcelas de regeneración. Se utilizó un marco metálico cuadrado de 10

cm de lado, para tomar una muestra que incluyera la hojarasca y suelo hasta una profundidad de 5

cm del horizonte mineral. La hojarasca se revisó manualmente para determinar la presencia de

semillas de roble, en cuyo caso, fueron dispuestas para su germinación. En otra bandeja de

germinación se distribuyó la porción suelo formando una capa delgada (0,5 cm) sobre un sustrato

de de cuarzo (Dalling, Swaine y Garwood, 1994). Todas las bandejas fueron protegieron con una

lámina transparente de vinipel y se instalaron tanto en el laboratorio bajo condiciones

controladas, como en viveros transitorios localizados cerca a los sitios de origen de las muestras.

Se evaluó la germinación de las plántulas de roble negro durante cuatro meses después de la

siembra. El muestreo se repitió tres veces durante un año en cada localidad, tomando las primeras

48 muestras en abril de 2009, el segundo muestreo en el mes de agosto y el tercero en noviembre

del mismo año. El propósito de la distribución de los muestreos en el tiempo fue el de capturar

semillas acumuladas, antes, durante y después de los eventos de fructificación.

Germinación de semillas: durante las épocas de fructificación, se colectaron semillas maduras

de distintos árboles y se realizó evaluación del peso, contenido de humedad, germinación. Las

semillas que no germinaron fueron sometidas a una prueba de viabilidad, mediante el corte o

escisión del embrión, siguiendo los protocolos del International Seed Testing Association –

(ISTA 2005). Todas las pruebas fueron realizadas en el laboratorio de ecología de la Universidad

Nacional de Colombia sede Medellín.

18

RESULTADOS

Estructura de los bosques de roble negro:

En ambas poblaciones la estructura diamétrica del roble negro presenta una forma típica de “J”

invertida, con una mayor cantidad de individuos concentrados en las primeras clases de tamaño y

una disminución progresiva en el número de individuos conforme aumenta el diámetro, hasta

llegar a unos pocos individuos de grandes dimensiones (Fig. 2). El total de individuos con DAP ≥

1 cm. en los bosques del Huila fue de 859 robles ha-1

, mientras que en Santander fue de apenas

343 individuos ha-1

; en este escenario que incluye solo los árboles que superan 1 cm de diámetro,

la proporción de individuos clasificados como juveniles (DN ≤10 cm) fue del 50% para Huila y

del 40% para Santander, es decir más de la mitad de la población es adulta. Cuando el escenario

de análisis incluye a todos los miembros de la población y se incluyen a las plántulas (árbolitos

de altura H ≤ 1.50 m), se encuentra que la contribución de la regeneración natural (todos lo

árboles con DN ≤ 10 cm) al balance de la población es bajo, llegando a sumar un 15%, en Huila y

solo el 5% en Santander, en cuyo caso, toda la regeneración natural considerada, no llega a sumar

la mitad de la población.

Al evaluar la situación de la regeneración natural, prestando atención únicamente al estado de

plántulas, el panorama parece distinto a lo encontrado en la distribución de los árboles adultos.

En esta etapa, la cantidad de individuos de roble ≤ 0.5 m en Huila, resulta ser mucho menor que

la siguiente categoría de tamaño (50 cm ≤ H ≤100 cm), cuando se esperaría lo contrario, tal como

ocurre en Santander, donde la proporción de plántulas de esta categoría resulta mayor que las

otras categorías, llegando a tener una diferencia significativa (W = -93,5 P = 0,036), entre la

primera y la segunda categoría. De igual forma, se encontraron diferencias significativas al

19

comparar individualmente las abundancia de plántulas entre las dos poblaciones (t = -2,328 P =

0,024, para plántulas menores de 0,5 m de altura; W = 212,5 P = 0,0006, para plántulas entre 0,5

m y 1 m; y W = 160,5 P = 0,0004, para plántulas entre 1 m y 1,50 m).

Ingreso de propágulos mediante reproducción sexual: se presentaron diferencias notables

entre las fenofases reproductivas estudiadas (floración y fructificación). En el Huila, un solo árbol

de los diez evaluados, presentó las dos fenofases reproductivas, a diferencia de Santander, donde

6 de los 10 árboles exhibieron ambos estados. El valor fenológico (VF) de los eventos de

floración y fructificación presentados en el fenograma (Figs. 4 y 5) sugieren que el ciclo

reproductivo de roble negro en Santander presentó dos períodos de floración y fructificación de

diferente intensidad durante el año evaluado; el VF de floración fue de 15% a 22%, en los

períodos máximos (Fig. 4); aparentemente, el proceso de polinización y la formación de frutos

tarda aproximadamente cuatro meses, toda vez que este es el retraso temporal del pico de

fructificación con respecto al de floración.

En Huila, los eventos de floración y fructificación no se evidenciaron durante el periodo

inicialmente previsto a través del seguimiento fenológico, llegándose solo registrar dichos

eventos, luego de una ampliación del tiempo de seguimiento por tres meses más, obteniéndose

un.valor fenológico muy bajo (VF de floración de 7,5%), pero con tendencia al aumento, según

se presenta en el fenograma que incluye el tiempo de seguimiento (Fig. 5).

La ocurrencia de un ciclo reproductivo completo durante el año de evaluación fenológica en los

bosques de roble negro de Santander, permite evaluar la correspondencia entre los periodos de

fructificación de los árboles objeto de seguimiento fenológico y los períodos de mayor ingreso de

propágulos a través de la lluvia semillas, según la captura lograda a través de las trampas. Con

20

fundamento en lo anterior, existe una diferencia aproximada de dos meses entre el registro

máximo de la fenofase de fructificación (Enero de 2010) y el registro máximo de lluvia de

semillas (Marzo de 2010. Fig. 6).

El ingreso de propágulos de roble negro a través de la lluvia de semillas ocurrida durante el año

de seguimiento, resultó diferente para las dos poblaciones evaluadas (Tabla 1), lo que guarda

coherencia con las épocas de producción de semillas en cada localidad, las cuales ocurrieron en

distintos períodos de tiempo, según el seguimiento a la fenofase de fructificación (de Octubre

2009 a Febrero de 2010 en Santander y entre Mayo y Agosto de 2010 en Huila. Figs. 4 y 5). En

Santander la lluvia de semillas ocurrió en dos períodos del año: en Mayo de 2009 y Marzo-Abril

de 2010; es decir, el tiempo transcurrido entre los dos períodos de caída de semillas fue de 10

meses y cada uno de ellos tuvo una corta duración, pues apenas si superó el mes calendario. Entre

tanto, en los bosques del Huila, la lluvia de semillas se registró solamente en dos transectos y

ocurrió al final del año (principalmente de octubre a diciembre de 2009), por lo que se consideran

como eventos aislados.

El ingreso por lluvia de semillas en los bosques de Santander fue de 49.444 ± 25.894 semillas

sanas de roble negro ha-1

y de 6 667 ± 6.057 semillas sanas de roble negro ha-1

en los bosques del

Huila (Tabla 1). Estos resultados concuerdan con lo encontrado en el seguimiento fenológico de

los 20 árboles, cuyos valores fenológicos máximos, también resultaron superiores en Santander

con respecto a Huila. La evaluación física de las semillas recogidas en las trampas, mostró que

un 40,0% en el Huila y un 66,7% en Santander presentaron daños por fraccionamiento, y un

11,8% de las semillas de Santander presentaban pudrición (Tabla 1).

21

Debido al escaso ingreso de semillas de roble negro para la aplicación de las pruebas de

germinación y viabilidad en cada una de las poblaciones, solo contó con semillas provenientes de

los bosques de Santander, obtenidas durante el segundo período de fructificación. Las pruebas se

realizaron en semillas que aparentemente se encontraban en estado de madurez fisiológica, de

acuerdo a las características de tamaño, forma y coloración. Las pruebas de germinación

aplicadas a 400 semillas aparentemente sanas y de color marrón arrojaron un porcentaje de

germinación muy bajo (7,25 ± 0,96 %); por su parte, el análisis de viabilidad aplicado a las

semillas que no germinaron, mostró que 54,5 ± 7,42 % estaban vacías (carecían de embrión) y

38,25 ± 7, 32% presentaron ataque de patógenos (Tabla 2).

No se encontró una sola semilla de roble negro en las muestras del banco de semillas, tanto en la

hojarasca como en los primeros cinco centímetros de suelo, a pesar de haberse registrado dos

períodos de fructificación durante el año en Santander, con colecciones repetidas de sustrato en

períodos intermedios a dichos épocas de fructificación. En consecuencia, no germinaron plántulas

de roble negro en las pruebas de germinación del banco de semillas establecido en el laboratorio,

ni en los instalados en viveros cercanos a los bosques evaluados, aunque si una gran cantidad de

plántulas que no hacen parte del presente análisis.

La evaluación de la regeneración natural, luego de un año de realizado el censo de la vegetación

(plántulas y juveniles), establece que en un área de 4.800 m2, se registró el ingreso de solo cinco

plántulas originadas a partir de semillas, todas ellas en los bosques de Santander. En Huila no se

registró ninguna plántula nueva originada a través de semilla, en consonancia con la baja y

esporádica manifestación de los eventos reproductivos ocurridos durante el periodo de

seguimiento.

22

DISCUSIÓN.

Los bosques de roble negro evaluados en el presente estudio conforman comunidades

homogéneas, donde la especie C. excelsa presenta una gran abundancia de individuos mayores

de 10 cm de diámetro normal (430 de 571en Huila y 208 de 574 en Santander), alcanzando un

tamaño que supera los 1,45 m de diámetro tanto en árboles presentes en Huila, como en

Santander. En efecto, altos valores de importancia ecológica (IVI), obtenidos a partir de los

parámetros frecuencia, abundancia y dominancia de todas las especies presentes en estos

robledales, han sido encontrados para este tipo de bosque (IAvH 2002, González, Coca y Cantillo

2007). La dominancia que exhiben las especies pertenecientes a la familia Fagaceae es un

comportamiento típico de los robledales en Colombia (León, Vélez y Yepes, 2009; Ávila et al.,

2010; Barrera y Diazgranados, 2006; Galindo, Betancur y Cadena, 2003), en otras regiones

tropicales y subtropicales de América, Asia y en toda la región templada del norte: Esta

característica de dominancia de los robles, nos permite asumir que existen algunos mecanismos

que operan de forma común en la gran mayoría de los robles, a pesar de la gran diversidad de

ambientes donde actualmente se distribuyen los miembros de la familia Fagaceae.

En el caso de los bosques de roble negro evaluados, las distribuciones diamétricas obtenidas

únicamente para C. excelsa a partir de un diámetro norma DN > 1 cm en ambas localidades,

muestran que estos bosques son disetaneo, en estado sucesional avanzado y con una estructura de

tamaños aparentemente balanceada, en la cual existe una mayor cantidad de individuos pequeños,

que potencialmente pueden pasar a formar parte del dosel forestal. Bajo este escenario la

persistencia de población no estaría en riesgo (Rollet 1980, Lamprecht 1990). La abundancia de

individuos pequeños (menores de 10 cm de DAP) bajo las condiciones de alta cobertura y baja

luminosidad imperantes en el sotobosque, sugiere que la especie es tolerante a la sombra (Knight

23

1975); sin embargo, puesto que esta especie domina el dosel principal del bosque con alturas que

superan los 40 m (Parra, Díez y Moreno, datos no publicados), es probable que ocurran cambios

en los requerimientos lumínicos a través del desarrollo de su ciclo de vida (Clark y Clark, 1989,

Kobe et al. 1995). Esta capacidad de adaptación a las condiciones ambientales cambiantes

sugiere que roble negro es una especie con alta plasticidad fenotípica.

Datos de crecimiento tomados de un estudio paralelo muestran que esta es una especie de

crecimiento lento; por tanto, las grandes dimensiones que alcanzan los individuos de roble negro,

las cuales determinan valores de área basal muy por encima del promedio pantropical (32 m2/ha),

indican que los árboles de esta especie son muy longevos y que por tanto las tasas de mortalidad

son bajas. En consecuencia, su alta dominancia puede deberse a la exclusión competitiva de otras

especies, incapaces de sobrevivir bajo las condiciones fuertemente sombreadas del sotobosque de

estos ecosistemas o por el contrario facilitar el establecimiento de otras especies tolerantes,

comprometiendo incluso su propia regeneración natural (Dey, 2010, Espelta, 2009).

Al evaluar el número de individuos de roble negro en las categorías menores a 1 cm de DAP,

considerados como parte de la regeneración natural, se presentó un comportamiento distinto al

descrito en el párrafo anterior, en el que una mayor cantidad de individuos constituyen hasta

cierto punto una garantía para el mantenimiento de la especie. La densidad de arbolitos en estado

de plántulas (H < 1,5 m) resulta ser muy baja: 0,17 y 0.03 plántulas/m2 en Huila y Santander,

respectivamente, lo cual no concuerda con estudios similares en otros bosques en los cuales estas

categorías de regeneración tienen la mayor proporción de individuos en la categoría de plántulas

(Kairo et al. 2002, Gutiérrez et al. 2004, Gómez-Aparicio, 2008). En algunos casos, la

regeneración evaluada en robledales tropicales de Costa Rica, presentó un total de 123.000

plántulas ha-1

para individuos menores a 0.5 m de altura, mientras que en el caso de los robledales

24

de C. excelsa evaluados, en esta misma categoría de tamaño, se alcanza apenas 467 plántulas ha-

1en Huila y 167 en Santander, aun cuando guardan algunas características similares en cuanto a

estructura se refiere.

Varias causas podrían dar lugar a esta situación, entre ellas las relacionadas con la periodicidad y

duración de las fenofases reproductivas, los ingresos por lluvia de semillas y la germinación y el

establecimiento de plántulas en el sotobosque, ya sea por mecanismos de regeneración sexual o

asexual, tal como ha sido reconocido para los robledales y en particular para la especie

(Hernández, Lozano y Henao, 1980), de allí, la necesidad de hacer seguimiento a los procesos

reproductivos de la especie.

El seguimiento a las fenofases reproductivas del roble negro, establece que los eventos de

floración y fructificación funcionan a ritmos e intensidades diferentes en ambas localidades (Figs.

4 y 5), lo cual puede deberse a las interacciones con el ambiente local; adicionalmente, el

comportamiento de la especie en las dos poblaciones evidencia una alta variabilidad intra-

específica en la fenología reproductiva, lo cual resultó más claro al hacer seguimiento a través

dela lluvia de semillas. Un registro fenológico que abarque varios años, podría develar una

variación interanual de los eventos fenológicos reproductivos y su sincronía dentro de cada

población (Williams y Meave 2003).

El aporte potencial de propágalos registrados a través de la lluvia de semillas, supone una

importante vía reproductiva para la especie, según los datos obtenidos en Santander, donde

ingresaron más de 46.000 semillas sanas ha-1

mientras que en Huila la estimación apenas supera

las 6.300 semillas ha-1

durante los trece meses de medición. No obstante, los ingresos de

plántulas en Santander, donde se presentaron dos períodos efectivos de lluvia de semillas fueron

25

extremadamente bajos: el equivalente a 21 plántulas ha-1

, mientras que en Huila, no se registró el

ingreso de una sola plántula por esta vía reproductiva. Aun así, la especie exhibió un gran

esfuerzo reproductivo al menos en Santander, donde se presentó un ciclo reproductivo completo,

con un estimado total de 220.000 semillas ha-1

año-1

. Varias causas podrían explicar el bajísimo

éxito reproductivo de esta especie: en primer lugar, la baja viabilidad de las semillas, según las

pruebas de germinación de laboratorio (7.5%). Si la viabilidad encontrada en laboratorio se

considera similar a la que se puede presentar en las condiciones del bosque, solamente unas 3.450

semillas en Santander y 473 semillas en Huila que llegaron al suelo durante este año, estarían en

condiciones de germinar. Sin embargo, es posible que se esté registrando una temporada

transitoria de baja producción de semillas y viabilidad, ocasionada por una estacionalidad

multianual en las fases reproductivas aun no descubierta para la especie, pero que se corregiría en

una futura temporada reproductiva de alta producción de propágalos o con la acumulación

temporal de semillas en el suelo, La alternativa de periodos de máxima producción de semillas

(masting), a manera de pulsos de regular o irregular frecuencia, debería entonces reflejarse en la

estructura de la población, al menos en sus primeras etapas de desarrollo, al conformar cohortes

de plántulas de la misma edad, lo cual no se expresó en el análisis realizado a las plántulas de

roble en sus primeras etapas de regeneración (Frey et al. 2007).

El análisis del banco de semillas germinable sugiere que esta especie no forma bancos de

semillas, pues no se registró ningún propágulo viable en los ensayos establecidos. Según estos

resultados, si las semillas que caen al suelo y no germinan de inmediato o en un período de

tiempo corto, estas mueren. Esta conclusión se apoya además en los resultados de las pruebas de

germinación, en las cuales la germinación comenzó al cuarto día de iniciada la prueba y concluyó

al décimo día. Por ello, una primera causa posible de la baja producción de plántulas es que las

26

semillas no encuentran un ambiente propicio para la germinación en el piso del bosque, sin

embargo este factor no se evaluó a fondo; solo se midió la profundidad de la capa de hojarasca y

se encontró que esta no supera en promedio los 3,5 cm (Parra, Diez, y Moreno, datos no

publicados). Se ha encontrado que la hojarasca ejerce un importante efecto protector de las

semillas, no solo de depredadores, sino de humedad, al crear un microclima favorable para la

germinación (Molofsky y Augspurger 1992, López y González 2000), pero también puede

constituir una barrera limitante para la germinación.

Una segunda causa posible es la depredación de semillas, evidenciada antes de la dispersión, pero

que también puede actuar luego de la dispersión, y después de la germinación, (más aun

considerando el tipo de germinación de C. excelsa). Se conoce que las semillas de esta especie

tienen alto contenido alimenticio y agradable sabor, que resulta siendo una fuente nutricional para

algunas especies de aves (Hernández, Lozano y Henao, 1980). Por ejemplo, durante la época de

fructificación, los bosques de roble negro fueron visitados masivamente por loras de diferentes

especies que consumían sus semillas, lo cual se hace evidente en la alta proporción de semillas

fraccionadas que se colectaron en las trampas (40% en Huila y 66,67 en Santander. Tabla 1);

también por la gran cantidad de ramos con frutos verdes encontrados en el suelo del bosque.

Estos efectos de la depredación pueden estar fuertemente influenciados, no solo la escasez de

alimentos en estos bosques dominados por roble negro, sino también por su creciente

fragmentación (Kolb y Diekmann 2005), según ha sido establecido recientemente para el

departamento del Huila en términos de pérdida de coberturas boscosas (Asociación Grupo Arco

2008). De cualquier forma se requiere determinar el impacto de los depredadores post-dispersión,

lo cual puede contribuir a esclarecer las razones de la escasez de plántulas, luego de periodos de

producción de semilla.

27

Finalmente no se puede descartar un proceso de deriva genética (Palacio y Fernández 2006), que

si bien puede llevar muchos años de gestación, apenas comienza a expresarse de manera evidente

y que podría estar generando una progresiva disminución de la capacidad reproductiva de la

especie, pues las tasas de reclutamiento son una manifestación de la su fecundidad de (Swaine et

al,. 1987); esclarecer esta cuestión requerirá de estudios a largo plazo, y la inclusión de las

generaciones de árboles más recientes y no solo los árboles adultos como ha ocurrido en todos los

estudios genéticos realizados, considerando que el roble exhibe características de especie

longeva. La presencia de un número alto de semillas vacías (54,5%. Tabla 2) podría constituirse

como un síntoma de los efectos de la reducción y aislamiento actual de las poblaciones como

resultado de la fragmentación (Wang, 2003, Collevatti et al. 2009.).

No obstante, cualquiera que sea la causa o causas que están limitando la regeneración del roble

negro, los resultados muestran que en la actualidad el suministro de plántulas (< 50 cm de altura)

es muy bajo, lo cual en el largo plazo podría poner en riesgo la persistencia del bosque. Es decir,

si en el largo plazo las existencias de plántulas continúan en los niveles actuales, la forma en J

invertida de la distribución diamétrica irá cambiando paulatinamente, a medida que las

frecuencias en las clases inferiores vayan decreciendo, haciéndose proporcionalmente iguales o

incluso menores a las de las siguientes, lo cual pondría aumentar la vulnerabilidad de la especie,

en medio de un escenario de fragmentación y cambio climático.

Implicaciones para la conservación: Los resultados encontrados en esta investigación sugieren

un suministro extremadamente bajo de renuevos y propágulos de roble negro, lo cual

potencialmente puede poner en riesgo la persistencia de estos bosques. La colecta de semillas

durante los períodos de fructificación para propagación en vivero y enriquecimiento de bosques

cercanos se perfila como una opción para contrarrestar la baja regeneración natural en los

28

bosques de roble negro en ambas localidades estudiadas. Debido a las diferencias genéticas entre

las distintas poblaciones de roble negro del país, no se debe mezclar material de distintas

procedencias, según lo recomiendan los estudios genéticos (Palacios y Fernández 2006).

29

BIBLIOGRAFÍA

Abrams M. D. & J. A. Downs. 1990. Successional replacement of old growth white oak by mixed

mesophytic hardwoods in southwestern Pennsilvanya. Canadian Journal of Forest Research (20),

1864-1870

Aguirre, N. 2009. Estructura poblacional y diversidad genética de Colombobalanus excelsa en

cuatro fragmentos de la serranía de peñas blancas departamento del Huila. Trabajo de Grado

programa de Biología. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Caldas.

Manizales. 42 p.

Alvarez Aquino, C. 2006. Simulación experimental del impacto de la tala selectiva en la

viabilidad de la población de dos especies nativas de bosque mesófilo de montaña. Foresta

Veracruzana 8(002), 39-47

Arroyave M. A. 2007. Análisis de la diversidad genética de la especie vulnerable

Colombobalanus excelsa (Lozano et al.) Nixon & Crepet. (Fagaceae) por medio de marcadores

moleculares microsatélites. Tesis, Facultad de Ciencias. Programa de Biología Universidad del

Valle. Santiago de Cali. 79 p.

Asbjornsen, H., K. A. Vogt & P. M. S. Ashton. 2006. Growth and Physiological Responses of

Oak, Pine and Shurb Seedlings to Edge Gradients in a Fragmented Mexican Montane Oak Forest.

En: Ecological Studies, vol. 185. M. Kappelle (Ed.). Ecology and Conservtion of Neotropical

Montane Oak Forest. Springer Verlag Berlín Heidelberg. 245-257.

Ávila, F., Ángel, S. P. & López, R. 2010. Diversidad y estructura de un robledal en la reserva

Biológica Cachalú Encino (Santander-Colombia). Colombia Forestal 13(1), 87-116

Asociación Grupo ARCO. 2008. Plan General de Ordenación Forestal del Huila. Informe final.

Convenio 191 de 2007. Corporación Autónoma Regional del Alto Magdalena CAM-Asociación

Grupo Arco. Bogotá D.C. 139 p.

Barrera, J. & M. Diazgranados. 2006. Aspectos estructurales de tres bosques de roble ubicados en

el área de amortiguación del Santuario de fauna y Flora Iguaque (Boyacá). p. 73-82. En

Memorias I Simposio Internacional de Roble y Ecosistemas Asociados. Clara Solano y Nancy

Vargas (edts). Bogotá: Fundación Natura-Pontificia Universidad Javeriana.

Becerra, J. E. 1979. Ensayo comparativo de tres sistemas silviculturales en un bosque secundario

de roble (Quercus humboldtii). Instituto de Investigaciones y Proyectos Forestales y Madereros.

Universidad Distrital de Bogotá. 26p.

Bonfil, C. 2006. Regeneration and Population Dynamics of Quercus rugosa at the Ajusco

Volcano, México. En: Ecological Studies, vol. 185. M. Kappelle (Ed.). Ecology and

Conservation of Neotropical Montane Oak Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg. 154-163

Botero, V., M- C. Díez, C. A. Parra, J Serna, L. Adames y N. Rodríguez. 2010. Plan de

conservación para la especie amenazada roble negro -Colombobalanus excelsa (Lozano, Hdz-C.

30

& Henao) Nixon & Crepet, en los ecosistemas de interés del departamento del Huila. Informe de

Convenio 210 CAM-Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Medellín. 105 p.

Cabezas, A. & R. Ospona. 2010. Análisis del paisaje y de su relación con la regeneración del

roble (Quercus humboldtii Bonpl.) en el municipio de Popayán, departamento del Cauca.

Colombia Forestal 13(1), 189-200

Cárdenas, J. Fuquen, J y Nunes, A. 2002. Geología de la plancha 388 Pitalito. Ingeominas.

Bogotá.

Cárdenas, D. & N. Salinas. 2007. Roble negro (Colombobalanus excelsa Lozano Hern, Cam. &

Henao S.) Nixon & Crepet. 72-74 pp. En Cardenas L. & N. Salinas (Edts.). Libro Rojo de Plantas

de Colombia. Vol. 4. Especies Maderables Amenazadas: I parte. Serie de Libros Rojos de

Especies Amenazadas en Colombia. Instituto Amazónico de Investigaciones SINCHI, Ministerio

de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Bogotá. D.C.

Castañeda, R. A. 2002. Caracterización cartográfica, petrográfica y geoquímica de la formación

Saldaña en un área del macizo colombiano. Ingeominas. Bogotá.

Chen, G., WB. Sun, CY Han, & A. Coombes. 2007. Karyomorphology of the endangered

Trigonobalanus doichangensis (A. Camus) Forman (Fagaceae) and its taxonomic and

biogeographical implications. Botanical Journal of the Linnean Society (154), 321-330

Clark, D. 1990. The role of disturbance in the regeneration of neotropical moist forests. En:

Reproductive ecology of tropical forest plants. 421 p. Edited by K. Bawa and M. Hadley. Paris

1990. Unesco IV. Man and the biosphere series. Volumen 7. Chapter 21, 291-316

Clark, D. A. and D. B. Clark. 1989. The role of physical damage in the seedling mortality regime

of a Neotropical rain forest. Oikos (55), 225-230

Clark, J. S., B. Beckage, P. Camilla, B. Cleveland, J. Hille RisLambers, J. Lichter, J. McLachlan,

J. Mohan, J. and P. Wyckoff. 1999. Interpreting recruitment limitation in forests. American

Journal of Botany (86), 1–16

Clark, J. S., E. Macklin, and L. Wood. 1998. Stages and spatial scales of recruitment limitation in

southern Appalachian forests. Ecological Monographs (68), 213–235

Collevatti, R.A., G. Estolano, S. F. Garcia & J. D. Hay. 2009. Seed abortion in the bat pollinated

Neotropical tree species, Caryocar brasiliense (Caryocaraceae). Botany 87, (11), 1110-1115.

Dalling, J. W., M. D. Swaine, & N. C. Garwood. 1994. Effect of soil depth on seedling

emergence in tropical soil seed-Bank investigations. Functional Ecology (9), 119- 121.

Dey, D. C., A. Royo, P. H. Brose, T. F. Hutchinson, M. A. Spetich & S. H. Stoleson. 2010. An

ecologically based approach to oak silviculture: Synthesis of 50 years of oak ecosystem research

in North America. Colombia Forestal 13(2), 201-222

31

Espelta, J., R. Bonal, J. Retana & S. Sabaté. 2009. Conservación y gestión de bosques de robles

frente al cambio global: una aproximación desde el Mediterraneo. En: Libro de resumenes II

Simposio Internacional de bosques de robles y ecosistemas asociados. Fundación Natura

Colombia, Universidad Distrital José Celestino Mutis.

Fournier, L. A. & Charpentier, C. 1975. El tamaño de la muestra y la frecuencia de las

observaciones en el estudio de las características fenológicas de los árboles tropicales.

Cespedesia 7(25/26), 13-20

Fournier, L.A. 1974. Un método cuantitativo para la medición de características fenológicas en

árboles. Turrialba 24 (4), 422 – 423.

Frey, B. R., M. S. Ashton, J. J. McKenna, D. Ellum & Finkral, A. 2007. Topographic and

temporal patterns in tree seedling establishment, growth, and survival among masting species of

southern New England mixed-deciduous forests. Forest Ecology and Management 245 (1-3), 54-

63

Galindo, R., J. Betancur & J. Cadena. 2003. Estructura y Composición Florística de cuatro

bosques andinos del Santuario de Flora y Fauna Guanenta- Alto Río Fonce Cordillera Oriental

Colombiana. Caldasia 25(2), 313 – 335.

Garwood, N. C. 1989. Tropical Soil Seed Banks: A review. In: Leck, M. A.; Parker, T. & R. L.

Simpson (Edts). Ecology of soil seed banks. New York: Academic Press. 49-210.

Gómez-Aparicio, L. 2008. Spatial patterns of recruitment in Mediterranean plant species: linking

the fate of seeds, seedlings and saplings in heterogeneous landscapes at different scales. Journal

of Ecology (96), 1128–1140.

González, A. y A. Parrado. 2010. Diferencias en la producción de frutos del roble Quercus

humboldtii Bonpl. En dos bosques andino de la cordillera oriental colombiana. Colombia Forestal

13(1), 141-162

Gonzalez, M. Ochoa, S., Ramírez, N. y Quintana P. F. 1995. Current land use trends and

conservation of old growth forest habitats in the highland of Chiapas, Mexico. En: Conservation

of neotropical migratory birds in Mexico. Wilson M.H y Sader S.A. Edts. Maine agriculture and

Forest Experiment Station, Miscellaneous Publication, 727. Orono,190-198

González, M., N. Ramírez, A. Camacho, S. Holz, J. Rey, M. Parra. 2007. Restauración de

bosques en territorios indígenas de Chiapas: modelos ecológicos y estrategias de acción. Boletín

de la Sociedad Botánica de México 80 (suplemento), 11-23

Guariguata, M. R. & M. A. Pinard. 1998. Ecological knowledge of regeneration from seed in

neotropical forest trees: Implications for natural forest management. Forest Ecology and

Management 112(1-2), 87-99

Guariguata, M. R, G. P. Saenz y L. Pedroni. 2006. Regeneration Dynamics in a Costa Rican

Montane Oak Forest After Reduced-Impacto Logging. En: Ecological Studies, Vol 185. M.

32

Kappelle (ed.) Ecology and Conservation of Neotropical Montane Oak Forests. Spriger-Verlag

Berlín Heidelberg. 236-243

Guerrero, S. B. E. A. Paz & A. Parrado. 2010. Efectos de la intervención antrópico en la

distribución de las semillas y plántulas de roble (Quercus humboldtii Bonpl., Fagaceae), en la

cordillera oriental colombiana. Colombia Forestal 13(1), 163-180

Gutiérrez, A. G., J. J. Armesto & J. C. Aravena. 2004. Disturbance and regeneration dynamics of

an old-growth North Patagonian rain forest in Chiloé Island, Chile. Journal of Ecology (92), 4,

557 – 731.

Harms, K., E. Timothy & C. E. Paine. 2003. Regeneración de árboles tropicales e implicaciones

para el manejo de bosques naturales. Ecosistemas(en línea) 2003, XII (septiembre-diciembre).

Revista científica y técnica de ecología y medio ambiente 12 (3).: [fecha de consulta: 8 de

octubre de 2011]. Disponible en:

<http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=54012303>

Hernández C. J. Lozano C. G. y Henao S J.E. 1980. Hallazgo del género Trigonobalanus Forman,

1962 (FAGACEAE) en el neotrópico II. Caldasia (61), 9-43.

Instituto de Investigaciones de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt. 2005.

Caracterización Biológica del proceso Corredor Biológico entre los PNN Puracé-Guácharos

(Huila) Colombia. Grupo de Exploración y Monitoreo Ambiental -Grupo GEMA. Informe

Técnico final. Villa de Leyva. 186 p.

International Seed Testing Association (ISTA), 2005. International Rules for Seed Testing.

Edition 2005. Bassersdorf, CH-Switzwerland.

Johnson, P. S., S. R. Shifley & R. Rogers. 2009. The ecology and silviculture of oaks. 2nd

edition. CABI Publishing. New York, NY, USA. 560 p

Kairo, J. G., F. Dahdouh, P. O. Gwada., C. Ochieng & N. Koedam. 2002. Regeneration Status of

Mangrove Forests in Mida Creek, Kenya: A Compromised or Secured Future? Ambio (31), 7-8,

562-568.

Kappelle, M. 2006. Ecology and Conservation of Neotropical Montane Oak Forests. Ecologycal

studies. Kappelle, M. (edt.) 185. 483 p.. Berlin, Germany. Springer, 2006. 483pp

Kappelle, M. 1996. Los bosques de roble (Quercus) de la Cordillera de Talamanca, Costa Rica:

biodiversidad, ecología, conservación y desarrollo. Martin Kappelle (1 edt). Instituto Nacional de

diversidad, Universidad de Amsterdam. Heredia, Costa Rica. 336 p.

Kappelle, M., T. Geuze, M. E. Leal, A. M. Cleef. 1996. Successional Age and Forest Structure in

a Costa Rican Upper Montane Quercus Forest. Journal of Tropical Ecology 12 (5), 681-698.

Keeley, J. E. 1992. Recruitment of seedlings and vegetative sprouts in unburned chaparral.

Ecology (73), 1194-1208.

33

Khurana, E. & J. S. Singh. 2001. Ecology of tree seed and seedlings: Implications for tropical

forest conservation and restoration. Review Articles, Current Science 80 (6), 748-757

Knight, D. 1975. A phitosociological analysis of species-rich tropical forest in Barro Colorado

Island. Panamá. Ecological Monographs (45), 259-248.

Kobe R,K,, Pacala S,W,, Silander J,A,, Canham C.D. 1995. Juvenile tree survivorship as a

component of shade tolerance. Ecological Applications (5),517–532.

Kolb, A. & M. Diekmann. 2005. Effects of Life-History Traits on Responses of Plant Species to

Forest Fragmentation. Vegetation. Conservation Biology (19), 3, 929-938.

Lamprecht, H. 1962. Ensayo sobre unos métodos para el análisis estructural de los bosques

tropicales. Acta científica venezolana 13(2), 57-65

Lamprecht, H. 1990. Silvicultura en los trópicos: los ecosistemas forestales en los bosques

tropicales y sus especies arbóreas-posibilidades y métodos para un aprovechamiento sostenido.

(GTZ) GMBH, Eschborn, Alemania. 335 P

León, J., G. Vélez & A. Yepes. 2009. Estructura y composición florística de tres robledales en la

región norte de la cordillera central de Colombia. Revista de Biología Tropical 57(4), 1165-1182.

Li, Q. & K. Ma. 2003. Factors affecting establishment of Quercus liaotungensis Koidz. under

mature mixed oak forest overstory and in shrubland. Forest Ecology and Management (176),

133-146

Lopez, F. y Gonzalez, M. 2000. Influence of litter on emergence and early growth of Quercus

rugosa: a laboratory study. New Forest (21), 59 -70.

Lorimer, C. G., J. W. Chapman, & W. D. Lambert. 1994. Tall understorey vegetation as a factor

in the poor development of oak seedlings beneath mature stands. Journal of Ecology (82), 227-

237

Lozano, C., Hernández, J. y Henao, J. 1979. Hallazgo del género Trigonobalanus Forman

(Fagaceae) en el Neotropico I. Caldasia 12 (60), 517 – 537.

Manos P., Z. Zhou & Ch. Cannon. 2001. Systematics of fagaceae: phylogenetic tests of

reproductive trait evolution. International Journal of Plant Sciences 162 (6), 1361–1379.

Maxted, N. B. Ford-Lloyod & J. G. Hawkes. 1997. Plant Genetic Conservation: the In Situ

Approach. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. London. 446 p.

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. 2010. Resolución 383 de febrero de

2010. Por la cual se declaran las especies silvestres que se encuentran amenazadas en el territorio

nacional y se toman otras determinaciones. Diario Oficial No. 47.635 de 26 de febrero de 2010

34

Molofsky, J. & C. K. Augspurger. 1992. The effect of leaf litter on early seedling establishment

in a tropical forest. Ecology (73), 1, 68-77.

Municipio de Charalá, 2003. Esquema de Ordenamiento Territorial Municipio de Charalá EOT.

En: http://charala-santander.gov.co/nuestromunicipio.shtml?apc=mfxx1-&m=d. 76 p. consulta: 3

de marzo de 2010.

Nixon, K. C, 2008. An Overview of Quercus: Classification and Phylogenetics with Comments

on Differences in Wood Anatomy. En: II National Oak Wilt Symposium.

http://www.texasoakwilt.org/NOWS/conference_assets/conferencepapers/Nixon.pdf. Austin

Texas. Consulta: noviembre de 2010.

Nixon, K.C. & W. Crepet. 1989A. Earliest megafossil evidence of Fagaceae: Phylogenetic and

biogeographic implications. American Journal of Botany 1989 76 (6), 842-855.

Nixon, K.C. & W. Crepet. 1989B. Trigonobalanus (Fagaceae): Taxonomic Status and

Phylogenetic Relationships. American Journal of Botany 76(6), 828 – 841

Nowacki G. J & M. D. Abrams. 2008. The demise of fifre and “mesophication” of forest in the

eastern United States. BioScience (58), 123-138

Palacio, J. D. y J. F. Fernandez. 2006. Estado de la investigación en genética de la conservación

de los robles (Fagaceae) en Colombia. p. 57-72. En Memorias I Simposio Internacional de Roble

y Ecosistemas Asociados. Clara Solano y Nancy Vargas (edts). Bogotá: Fundación Natura-

Pontificia Universidad Javeriana.

Park, A. D. 2001. Environmental influences on post-harvest natural regeneration in Mexican

pine-oak forests. Forest Ecology and Management (144), 213-228

Parker, W. C. & D. C. Dey. 2008. Influence of overstory density on ecophysiology of red oak

(Quercus rubra) and sugar maple (Acer saccharum) seedlings in central Ontario shelterwoods.

Tree Physiogy (28),797-804

Pérez Ramos, I. 2007. Factores que condicionan la regeneración natural de especies leñosas en un

bosque mediterráneo del sur de la Península Ibérica. Ecosistemas 16 (2), 131-136

Plieninger, T., V. Rolo & G. Moreno. 2010. Large-Scale patterns of Quercus ilex, Quercus suber,

and Quercus pyrenaica regeneration in Central- Western Spain. Ecosystems (13), 644–660

Primack, R. 2001. Conservación a nivel poblacional. 363-385 pp. En: Primak R. Rozzi, P.

Feinsinger, R. Dirso & F. Massardo (Edts). Fundamentos de Conservación biológica perspectivas

latinoamericanas. Fondo de Cultura Económica México D. F. . 797 p.

Pulido, J. F. 2002. Biología reproductiva y conservación: el caso de la regeneración de bosques

templados y subtropicales de robles (Quercus spp.). Revista Chilena de Historia Natural (75), 5-

15.

35

Pulido, O. 1980. Geología de las planchas 131 (San Gil) y 151 (Charalá) departamento de

Santander. Boletín Geológico 23 (2), 39-78.

Ramirez, N., A. Camacho, M. Gonzáles, & F. López. 2006. Establishment, Survival and Growth

of Tree Seedlings Under Successional Montane Oak Forests in Chiapas, México. En: Ecological

Studies, vol. 185. M. Kappelle (Ed.). Ecology and Conservtion of Neotropical Montane Oak

Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg. 176-189

Rollet, B. 1980. Organización. Ecosistemas de los bosques tropicales: Informe sobre el estado de

conocimientos. p. 126-154. En: Serie de Investigaciones sobre los Recursos Naturales XVI

UNESCO, UNEP & FAO (eds.), Madrid, España.

Ryniker K. A., J. K. Bush, & O. W. Van Auken. 2006. Structure of Quercus gambelii

communities in the Lincoln National Forest, New Mexico, USA. Forest Ecology and

Management (233), 69–77

Saenz, J. F. 2008. Plan de investigaciones. Prioridades de investigación para el manejo forestal

sostenible de los bosques de roble. Fundación Natura. Proyecto Corredor de conservación de

robles, una estrategia para la conservación y manejo forestal en Colombia. 68 p.

Schupp, E. W. 1990 Annual variation in seedfall, postdispersal predation, and recruitment of a

neotropical tree. Ecology 71(2), 504-515

Schupp, E. W. y M. Fuentes. 1995. Spatial patterns of seed dispersal and the unification of plant

population ecology. Ecoscience (2), 267–275

Sork, V.L., F. W. Davis, P. E. Smouse, V. J. Apsit, R. J. Dyer, J. F. Fernandez & B. Kuhn. 2002.

Pollen movement in declining populations of California Valley oak, Quercus lobata: where have

all the fathers gone? Molecular Ecology (11), 1657–1668

Sprent, P. 1989. Applied nonparametric statistical methods. Chapman & Hall.

Stevenson P. R. & N. I. Vargas. 2008. Sample size and appropiate design of fruit and seed traps

in tropical forests. Journal of Tropical Ecology 24: 95-105

Sun, WB., Y. Zhou, CY. Han., CX. Zeng, XD. Shi, QB. Xiang, & A. Coombes. 2006. Status and

conservation of Trigonobalanus doichangensis (Fagaceae). Biodiversity and Conservation (15),

1303-1318.

Swaine, M. D,. D. Lieberman, & F. E. Putz. 1987.The dynamics of tree populations in tropical

forest: a review. Journal of Tropical Ecology (3), 4, 359-366.

Thadani, R. & P. M. S. Ashton. 1995: Regeneration of banj oak (Quercus leucotrichophora A.

Camus) in the central Himalaya. Forest Ecology and Management (78), 217-224

Walpole, R. & Myers, R. 1987. Probabilidad y estadística para ingenieros. México D.F.

36

Wang, B. y Smith, T. 2002. Closing the seed dispersal loop. Trends in Ecology and Evolution

(17), 379–385.

Wang, K.S. 2003. Relationship between Empty Seed and Genetic Factors in European Beech

(Fagus sylvatica L.). Silva Fennica (37), 4, 419 – 428.

Williams, G. & J. Meave. 2003. Patrones fenológicos. p. 407-431. En: Guariguata M. R. y G.

Kattan (eds). Ecología y conservación de bosques neotropicales. Primera edición. Ediciones

LUR. Cartago Costa Rica. 692 p.

Zhou, Z. K. 1992. Origin, phylogeny and dispersal of quercus from china. Acta Botánica

Junnanica (14), 227-236.

37

FIGURAS Y TABLAS

Figura 1. Distribución de la especie C. excelsa en Colombia. Poblaciones estudiadas de roble negro (Ο), otras

poblaciones de roble negro ( )

Figura 2. Distribución diamétrica de árboles de roble negro, para individuos mayores a 1,50 metros de altura ha-1, en dos

poblaciones de la cordillera oriental de Colombia.

38

Figura 3. Distribución de plántulas de roble negro ha-1 por categoría de tamaños en dos poblaciones de roble en la cordillera

oriental de Colombia

Fig. 4. Fenofases reproductiva (FL-floración y FR-fructificación) de Colombobalanus excelsa entre Abril de 2009 y Marzo de

2010 en bosques del departamento del Santander

39

Fig. 5. Fenofases reproductiva (FL-floración y FR-fructificación) de Colombobalanus excelsa entre Mayo de 2009 y agosto de

2010 en bosques del departamento del Huila

Tabla 1: Ingreso de semillas de roble negro en dos poblaciones de la cordillera oriental durante un año de seguimiento y

clasificación del estado físico y sanitario de las mismas.

Localidad Semillas ha-1 año-1

Sanas Fraccionadas Pudrición Total

Huila 6.366 4.244 0 10.610

(%) 60,0 40,0 0,0

Santander 46.155 146.953 27.587 220.695

(%) 20,9 66,6 12,5

Tabla 2. Resultados de las pruebas de viabilidad de semillas de roble negro, a partir de 4 lotes de 100 semillas cada uno, según

pruebas ISTA, 2005.

Muestra No. Sembradas Germinadas %

Germinación Vacías Muertas

1 100 8 8 54 38

2 100 7 7 65 28

3 100 8 8 48 44

4 100 6 6 51 43

media 7,25 54,5 38,25

desv est 0,96 7,42 7,32

40

Artículo 2: Ambiente de la regeneración de roble negro Colombobalanus

excelsa en dos poblaciones de la cordillera oriental de los andes –Colombia

41

Ambiente de la regeneración de roble negro Colombobalanus excelsa

en dos poblaciones de la cordillera oriental de los andes –Colombia

CESAR AUGUSTO PARRA ALDANA

1, MARÍA CLAUDIA DIEZ GÓMEZ

2 Y FLAVIO

HUMBERTO MORENO HURTADO2

1 Estudiante. Maestría en Bosques y Conservación Ambienta, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, Colombia

2 Profesor asociado. Maestría en Bosques y Conservación Ambiental. Universidad Nacional de Colombia sede Medellín,

Colombia

RESUMEN

Colombobalanus excelsa (Fagaceae), es una especie distribuida exclusivamente en cuatro poblaciones

aisladas de los Andes-Colombia. Conforma bosques dominantes conocidos como robledales, que ofrecen

hábitat a gran diversidad de plantas y animales. La especie se encuentra en estado vulnerable de

amenaza debido a la continua pérdida de hábitat y posibles limitaciones en el proceso de regeneración.

En dos poblaciones de la cordillera oriental se evaluó las características del ambiente y su relación con

la regeneración natural a través de un Análisis de Redundancia. Se encontró que existen diferencias

ambientales entre las dos poblaciones, que afectan de forma distinta a la regeneración natural. Se

discuten las implicaciones para su conservación.

PALABRAS CLAVE Colombobalanus excelsa, estructura del bosque, ambiente de la regeneración,

regeneración natural

INTRODUCCIÓN:

El futuro de la estructura y composición del bosque esta fuertemente influenciada por los

patrones actuales de reclutamiento, que dependen de las interacciones de múltiples factores

bióticos y abióticos (Clark et al.,. 1998, 1999). Todos los procesos que ocurren durante el estadio

de plántulas tienen un gran impacto en la población de adultos de especies arbóreas (Clark &

Clark, 1989), al punto que el crecimiento de una población no sólo depende de la supervivencia

de juveniles y el crecimiento, sino también en el reclutamiento de nuevos juveniles en la

población (Schupp, 1990).

La fase de plántula suele ser crucial en la dinámica de las poblaciones vegetales. La plántula

recién emergida ya no tiene la capacidad de resistencia de la semilla, pero tampoco tiene la

robustez física de los árboles adultos (Kitajima & Fenner 2000). Durante este período vulnerable,

la joven planta debe crecer rápidamente, establecer una raíz profunda que le asegure el agua en

los períodos de sequía, competir por el espacio, la luz y los nutrientes con las hierbas y arbustos

del sotobosque, y dotarse de defensas químicas y mecánicas para resistir la presión de los

herbívoros (Villar et al., 2004).

Las características del sitio que pueden limitar la regeneración de cualquier especie se pueden

dividir en factores bióticos y ambientales, en este sentido, las características ambientales de los

sitios donde el establecimiento ocurre pueden influir en la supervivencia de las semillas y las

42

plántulas (Harms & Paine, 2003). Es por ello que para comprender la dinámica poblacional de

especies de árboles, es necesario examinar la influencia de factores ambientales en los procesos

de supervivencia y crecimiento de los árboles (Watkinson, 1997). Algunos de los factores

abióticos o ambientales más importantes son la disponibilidad de luz y nutrientes del suelo,

hojarasca y la presencia de árboles en descomposición (nurse logs) (Harms & Paine, 2003).

Aparte de los efectos inmediatos de los factores ambientales, el desarrollo de la regeneración está

fuertemente influenciado por los claros generados por la caída de árboles que crean mayor

heterogeneidad ambiental (Hanson & Lorimer, 2007; Canham et al., 1990). Por lo tanto, los

efectos tanto de los micrositios como la dinámica de claros se debe tomar en cuenta (Barbeito, et

al., 2009). El estudio de la estructura de la vegetación espacial facilita no sólo la descripción de

los rodales, sino también la generación de hipótesis sobre los procesos subyacentes implicados en

su funcionamiento y la dinámica (Ngo Bieng et al., 2006) y su relación con la heterogeneidad

ambiental (Maltez, et al., 2009; Thomson et al.,. 1996).

El tiempo es otro factor importante a tener en cuenta al inferir los procesos de los patrones

espaciales, ya que nos permite distinguir entre los efectos de la competencia y un posible efecto

mucho más fuerte de la agregación en la vida de los individuos (Wolf, 2005; Getzin et al., 2006).

Los diferentes roles de los factores ambientales en el establecimiento y desarrollo de la

regeneración, representan un área compleja y necesita más investigación para entender sus

interrelaciones (Liu et al., 2011). Este conocimiento es por lo tanto, necesario para el éxito de los

esfuerzos en el aumento, introducción y reintroducción de poblaciones de árboles (Khurana &

Singh, 2001).

Dificultades en la regeneración de robles han sido reportadas por los investigadores en los EE.UU

y Mexico. (Jhonson, 2009; Frey et al., 2007; Abrams & Downs, 1990; Gonzalez, et al., 1995),

Europa (Plieninger et al.,. 2010; Perez-Ramos, 2007, Pulido, 2002); y en Asia (Thadani R., &

Ashton 1995; Li & Ma, 2003). Según lo anterior, la falta de reclutamiento particularmente

evidenciada para varias especies de roble (principalmente del genero Quercus) podría conducir a

la disminución a largo plazo de las poblaciones naturales de roble (Sork et al., 2002) o a su

reemplazamiento. (Nowacki & Abrams, 2008), llegando incluso a cambiar la estructura del

bosque (Parker & Dey, 2008; Ryniker, et al., 2006; Lorimer et al., 1994).

A pesar que en el trópico y subtrópico, existen bosques en los cuales dominan una o varias

especies de la familia Fagaceae, los cuales son conocidos como robledales o encinares (Kappelle,

1996), los estudios de regeneración son escasos y concentrada en pocos sitios; algunas de las

investigaciones principales en temas de regeneración y disturbio se han realizado en la Estación

Biológica Los Tuxtlas (México), La selva (Costa Rica), San Carlos de Rio Negro (Venezuela), y

la Isla de Barro Colorado-Panamá (Clark, 1990). En bosques de robles se han realizado algunos

estudios en México (Gonzalez, et al., 2007; Ramirez, et al., 2006; Bonfil, 2006; Asbjornsen,

2006; Park, 2001) y Costa Rica (Guariguata et al., 2006; Kappelle, et al.,. 1996). Por su parte,

Garwood (1989), estableció que el principal medio de la regeneración de las especies tropicales

se lleva a cabo a través de la lluvia de semillas (semillas que se dispersan recientemente), del

banco de semillas (semillas latentes del suelo) y banco de plántulas (plantas establecidas y

suprimidas en el suelo del bosque)

43

En Colombia, los pocos estudios de regeneración en robledales se han dedicados principalmente

a entender la respuesta de alguna de las etapas de este proceso en bosques sometidos a distintos

niveles de intervención, donde la especie dominante es roble blanco o roble común (Quercus

humboldtii). En este sentido, se han adelantado estudios relacionados con distribución de semillas

y plántulas (Guerrero, et al.,. 2010), producción de frutos (González & Parrado, 2010); la relación

del paisaje con la regeneración (Cabezas & Montealegre, 2010); y la respuesta del bosque a

diferentes intensidades de aprovechamiento (Becerra, 1979). Aun así, el tema de la regeneración

natural del roble es considerado de relevancia para ser tenido en cuenta para el manejo de sus

bosques en los planes de investigación formulados (Saenz, 2008)

Colombobalanus excelsa (Lozano, Hernández. & Henao) Nixon y Crepet, conocida comúnmente

como roble negro o roble morado, es la segunda especie de Fagaceae, registrada en Colombia y

toda sur América. Su distribución actual se restringe a cuatro poblaciones aisladas y muy

distantes entre sí, cuya área total se estima en menos de 1.100 km2. Conforma bosques presentes

solamente a bajas altitudes (Gentry, 1993), aproximadamente entre 1500 y 2000 metros sobre el

nivel del mar en los andes de Colombia (Cárdenas & Salinas, 2007).

En la actualidad, C. excelsa se encuentra incluida en la categoría Vulnerable de amenaza

(Cárdenas & Salinas, 2007; Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010),

pues sus ecosistemas se encuentran en continua disminución debido principalmente a la presión

antrópica (Cárdenas & Salinas, 2007). Recientemente, observaciones de campo indican una

escasa regeneración bajo su propia cobertura y algunos estudios han indicado la posible

afectación a la población localizada en Huila por problemas de endogamia (Palacios &

Fernández, 2006; Aguirre, 2009). Se postula entonces que las características de los ambientes

donde existe presencia o ausencia de individuos pequeños, más las condiciones particulares de la

especie, son determinantes para asegurar el reclutamiento de individuos y su conservación en

paisajes fragmentados.

Como la mayoría de las especies en peligro incluyen sólo una o unas pocas poblaciones, (como

es el caso de C. excelsa), la protección de estas poblaciones es clave para preservar la especie

(Primack, 2001). Es por esto que el conocimiento de las características de la regeneración que

permitirán renovar la población y mantener la persistencia de la especie a largo plazo es uno de

los insumos fundamentales para su conservación (Maxted, Ford-Lloyod & Hawkes, 1997) y

restauración (Temperton et al., 2004).

En el presente artículo nos concentramos en algunas características ambientales del bosque y

distintas etapas de la regeneración de la especie roble negro, en las dos poblaciones existentes en

la cordillera oriental de Colombia, con el propósito de evaluar la relación de variables

ambientales con la abundancia de la regeneración natural de la especie: Para ello se plantearon las

siguientes preguntas: (1) ¿cuáles características estructurales del bosque tienen mayor influencia

en la regeneración natural del roble negro? y (2) ¿cómo es la respuesta de las distintos estados de

regeneración a las características generales del ambiente? .

AREA DE ESTUDIO

44

Este estudio se realizó en las dos áreas de distribución del roble negro localizadas en la cordillera

oriental de Colombia: una al sur del departamento del Huila en los municipios de Acevedo,

Pitalito, Suaza y Timaná (entre las coordenadas planas Xmin: 776.935; Xmax: 807.648 y Ymin:

676.772; Ymax 699.428), y la otra, al oriente del departamento de Santander, en el municipio de

Charalá (entre las coordenadas: Xmin: 1.094.266; Xmax: 1.098.215 y Ymin: 1.166.640; Ymax:

1.173.121; Figura 1).

Los bosques de roble negro del Huila se distribuyen sobre el flanco occidental de la cordillera

oriental y un ramal montañoso conocido como serranía de Peñas Blancas o cuchilla de San

Marcos, en la cuenca alta del río Magdalena (Figura 1). Las montañas son de rocas sedimentarias

compuestas por areniscas, arcillas rojas y grises, conglomerados y aglomerados con acumulación

de cenizas volcánicas (Cárdenas, et al., 2002), que han dado origen a suelos franco- arcillo-

arenosos, en paisajes de laderas largas y fuertes pendientes. La precipitación media anual es de

1249 mm, bajo un régimen con tendencia monomodal y temperatura promedia de 20,6 ºC (IAvH,

2005). El uso principal de suelo es el cultivo de café y frutales de clima medio moderado

(Asociación Grupo Arco, 2008).

En el departamento de Santander, los bosques de roble negro estudiados se restringen a un

pequeño territorio del corregimiento de Virolín (municipio de Charalá), cuenca del río Suarez y

microcuenca de la quebrada La Lejiana (Figura 1). Se trata de relictos de vegetación sobre

paisajes de lomerío y valles fuertemente disectados cuyo relieve ha sido influenciado por las

corrientes hidrográficas y procesos erosivos (Pulido, 1980). En la región predominan dos

expresiones topográficas: la zona montañosa abrupta con pendientes que varían entre 25 y 45% y

regiones con relieve plano o suavemente ondulado, formadas por depósitos fluvioglaciares del

cuaternario mezclados con materiales de naturaleza blanda como arcillas y lutitas (Pulido, 1980).

El uso principal del suelo corresponde a pastos manejados para ganadería y en menor escala a

cultivos de café. La precipitación media es de 2643 mm anuales y temperatura de 17 a 24 ºC

(Municipio de Charalá, 2002).

ESPECIE ESTUDIADA

El roble negro (Colombobalanus excelsa) fue descrito en 1979 por Lozano, Hernández y Henao,

a partir de material fértil obtenido de un bosque al sur de Colombia en el Parque Nacional Natural

Cueva de los Guácharos. Aunque inicialmente fue clasificada dentro del género Trigonobalanus

(Forman), al cual pertenecían otras dos especies localizadas en el sudeste asiático (T.

doichangensis, T. verticillata), fueron segregadas en tres géneros distintos, aunque estrechamente

relacionados, cada uno con una especie: Trigonobalanus, Formanodendron y Colombobalanus

(Nixon & Crepet, 1989), condición que las determina como especies monotípicas (una sola

especie y un solo género)

Los caracteres primitivos que exhiben estas especies dentro de la familia, hacen que sean

consideradas de gran antigüedad y naturaleza relictual dentro de las Fagaceae (Nixon & Crepet,

1989; Manos, Zhou & Cannon, 2001), que pertenecen a un grupo de robles ancestrales (Crepet &

Nixon, 1989), los cuales fueron ampliamente distribuídas durante el terciario o incluso antes

(Crepet & Nixon, 1989; Zhou, 1992), pero que fueron llevadas a extinciones masivas debidas al

45

cambio climático (Chen, et al., 2007). En la actualidad las tres especies se encuentran seriamente

amenazadas de extinción (Sun et al., 2006)

Al igual que otras especies de Fagaceae, en los cuales, las especies roble dominan en términos de

estatura, abundancia, área basal y cobertura aérea (Kappelle et al., 1989), el roble negro conforma

asociaciones de alta pureza (Heredia & Álvarez, 1981), aunque en un hallazgo reciente, también

puede presentarse como una especie aislada dentro del bosque (Ariza, 2009). Se trata de árboles

monoicos, casi perinnifolios, emergentes, de 20 a 40 metros de altura, copa globosa y fuste recto,

en gran proporción libre en ramas y más de un metro de diámetro a la altura del pecho, con

pequeñas raíces tablares. (Hernández, et al., 1981).

A nivel reproductivo, se ha establecido que su polinización es probablemente por viento, según lo

indica la morfología floral (Nixon & Crepet, 1989; Nixon, 2008) y que la especie es exogámica,

es decir que su polinización es cruzada (Arroyave, 2007). La dispersión de semillas tiene lugar

principalmente por barocoria, favorecida por el desprendimiento de frutos por acción de animales

arborícolas frugívoros, y algún acarreo por breves distancias de frutos caídos por parte de

animales o debido a la escorrentía como consecuencia de fuertes lluvias (Hernández et al., 1981).

Los estudios genéticos realizados a la especie, indican que a pesar de su aislamiento, aun

mantienen altos niveles de diversidad y estructura genética, gracias a la longevidad de la especie,

si se considera que a pesar de los efectos antrópicos no ha pasado suficientes generaciones para

que los efectos de la deriva genética y la endogamia sean más evidentes (Palacios & Fernández,

2006). Más recientemente, Aguirre (2009), evaluó la diversidad genética exclusivamente para la

población localizada en Huila, concluyendo que los datos obtenidos son suficientes para saber

que la especie tiene baja diversidad genética (heterocigocidad esperada de 0,2797), lo que podría

llevarla en un futuro a problemas de reclutamiento o endogamia.

En un estudio sobre la regeneración natural, se encontró que la viabilidad de semillas fue baja

(7,5%) y que a pesar de la existencia de eventos de fructificación, el establecimiento de plántulas

fue muy bajo con respecto a la cantidad de frutos producidos, lo que llevó a concluir la posible

existencia de limitaciones en la regeneración de la especie (Parra, 2011).

METODOS

Caracterización de la estructura del bosque

Árboles adultos: 16 transectos de 0,1 ha. (50 m x 20 m), subdivididos en 10 cuadrantes de 10 x

10 m, fueron instalados aleatoriamente en bosques de roble negro: 8 en la localidad Santander y 8

en la localidad Huila. En cada transecto se censaron y midieron todos los individuos arbóreos con

diámetro normal (DN, diámetro medido a 1.30 m del suelo), igual o superior a 10 cm. A cada

individuo se midió la circunferencia del fuste a 1,30 m de altura sobre el suelo, con cinta métrica

a partir de la cual se obtuvo la medida del diámetro.

La estructura se evaluó para cada localidad a través de la distribución diamétrica de los árboles

adultos, distinguiendo los individuos de la especie C. excelsa del resto de las especies. La

determinación de la estructura se realizó, cuidando que las clases fueran comparables entre los

dos sitios evaluados, por lo tanto, el número de intervalos en las distribuciones diamétricas será

46

más o menos arbitrario pues no existen reglas precisas para fijarlo y nuestro propósito es poder

comparar los bosques de roble en las dos localidades, obteniendo al final histogramas de

frecuencia del número de individuos por clase de tamaño.

Adicionalmente, en cada bosque se calculó el Índice de Valor de Importancia -IVI (Curtis &

McIntosh 1951), como la sumatoria de la Abundancia relativa, la frecuencia relativa y la

dominancia relativa de las especies arbóreas proporcionando una adecuada representación de la

estructura porque compara el peso ecológico de cada especie dentro de un determinado tipo de

bosque (Ecuación 1). La abundancia corresponde al número de individuos por especie y la

frecuencia da una primera idea aproximada de la homogeneidad de un bosque; para calcular la

dominancia se empleó el área basal como una expresión de la ocupación de las especies

(Lamprecht, 1990).

IVI Ar Fr Dr (1)

IVI es el Índice de Valor de Importancia; Ar, es la abundancia relativa; Fr, es la frecuencia

relativa y Dr, es la dominancia relativa. El cálculo de la forma relativa de cada uno de los tres

componentes del IVI, se calcula como sigue:

(2)

Donde Ari es la abundancia relativa de la especie i, Aai es la abundancia absoluta de la especie i y

S es el número total de especies en la muestra. El total de es 100

(3)

Donde Fri es la frecuencia relativa de la especie i; Fai es la frecuencia absoluta de la especie i y S

es el número total de especies en la muestra. El valor de es 100

Teniendo en cuenta que el área basal se utilizará como expresión de la ocupación, la dominancia

absoluta, (Dai) = Gi, el cálculo previo del Gi, es necesario para obtener el valor de la

dominancia.

Gi = (П /40000). (4)

Donde:

Gi = Área basal en m2 para la iésima especie

di = Diámetro normal en cm de los individuos de la iésima especie

П = 3.1416

47

Donde Dri es la dominancia relativa de la especie i; Dai es la dominancia absoluta de la especie i

y S es el número total de especies en la muestra. El valor de es 100.

Como cada uno de los tres términos que componen el IVI suman 100, el valor total de este índice

es 300 y es el valor máximo que puede alcanzar una especie si la comunidad boscosa fuere

monoespecífica.

Finalmente, si el mayor peso ecológico lo tienen las especies raras en su conjunto, se estaría

caracterizando un ecosistema altamente heterogéneo y por consiguiente rico en especies; en caso

contrario, se caracterizaría a ecosistemas boscosos con tendencia a la homogeneidad (Kageyama,

1994).

Regeneración natural: entre marzo y abril de 2009, se establecieron 48 parcelas de regeneración

de 100 m2 (10 m x 10 m), distribuidas sistemáticamente dentro de los transectos de 0,1 ha

referidos anteriormente; de esta forma, cada transecto tuvo 3 parcelas de regeneración. En estas

parcelas se censaron todos los individuos de la especie roble negro con DN < 10 cm, los cuales

fueron considerados como árboles en estado de regeneración natural (Newton, 2007). Para este

análisis, se segregaron dos grupos de árboles: juveniles (S1, individuos de 1cm < DN < 5cm y S2,

individuos de 5 cm < DN < 10 cm ) y plántulas (R1, arbolitos con altura H < 0,5 m; R2, arbolitos

de 0,5 m < H < 1 m y R3, arbolitos de 1 m < H < 1,5 m). Todos los individuos censados fueron

marcados con una placa de aluminio y un número consecutivo para facilitar su ubicación y

seguimiento. A cada individuo se le tomó la altura total (medida directamente con metro) y el

diámetro normal para los individuos juveniles. Las medidas de diámetro fueron tomadas con

calibrador digital con precisión al 0.01 milímetros.

A partir del censo de individuos que integraron las distintas categorías en que fue clasificada la

regeneración del roble negro, se obtuvieron las densidades de individuos para cada uno de los

bosques evaluados, proyectando a un hectárea la información obtenida en las parcelas.

Relación entre la regeneración y el ambiente: En cada parcela de regeneración se tomó un

conjunto de variables para la caracterización del ambiente de regeneración, los cuales se

clasificaron en tres componentes: fertilidad de suelos, ambiente de iluminación y factores

climáticos,

Para evaluar el primer componente, se tomaron muestras de suelo de los primeros 10 cm de

profundidad, a partir de las cuales se hicieron las siguientes determinaciones en el Laboratorio de

Ecología de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín: textura, acidez del suelo (pH),

materia orgánica (M.O), Capacidad de Intercambio Cationico (CICE), contenido total de Fósforo

(P), Aluminio (Al), Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Nitrógeno (N).

Para caracterizar el ambiente de iluminación, se tomaron fotografías hemisféricas de la cobertura;

para ello se dividió la parcela de regeneración en cuatro cuadrantes de 25 m2 y en el punto central

de cada cuadrante, se instaló una cámara digital (Nikon –Colpix 8400), con lente “ojo de

pescado” (180° de vista angular), a 1 m de altura sobre el suelo, siguiendo el procedimiento

establecido en el manual del Hemiview (Delta-T Devices, 1999). Las fotografías hemisféricas se

clasificaron con el software SideLook 1.1 Nobis, 2005), con el propósito de obtener una imagen

48

binaria (en blanco y negro), y distinguir así, entre los componentes de la vegetación y el

firmamento (Jonckheere et al., 2005).

Posteriormente, las fotografías clasificadas se analizaron con el software HemiView 2.1 (Delta-T

Devices, 1999), para obtener las siguientes variables lumínicas: índice de área de la vegetación

(IAV), como un indicador del área ocupada por los elementos del dosel por unidad de superficie

de suelo; área visible del firmamento (Vsky), como la proporción del área que presenta aperturas

del dosel, y los factores de sitio (factor de sitio directo –DSF-, factor de sitio indirecto –ISF- y

factor de sitio global –GSF), cuyos valores son proporciones de la luz directa o difusa que llegan

al suelo del bosque y oscilan en un rango que va desde 0 para sitios totalmente obstruidos, hasta

1, en sitios totalmente abiertos (HemiView User Manual Versión 2.1).

Para evaluar los factores climáticos, se instalaron de forma permanente 7 equipos portátiles de

registro climático (HOBO proV2 y HOBO pro Series. Figura 4C), para evaluar el

comportamiento de las variables temperatura y humedad relativa durante un año; los equipos se

programaron para el registro de la información cada 30 minutos y se distribuyeron en las dos

poblaciones estudiadas, ubicándolos en sitios estratégicos dentro y fuera del bosque a altura de 1

m. La lectura de la información registrada se realizó a través del programa HOBO ware, versión

2.7.2 (Onset Computer Corporation 2002-2009). La precipitación se obtuvo a partir de la

información de estaciones pliviográficas localizadas en sectores aledaños a los sitios de estudio.

Análisis estadísticos:

Para el análisis de los datos se emplearon herramientas de la estadística clásica como medidas de

tendencia central (media o promedio) y medidas de dispersión (desviación estándar). Cuando se

realizaron comparaciones entre datos, en todos los casos se realizó primero la prueba de

Kolmogorov-Smirnov con el fin de verificar su normalidad. Algunas de las variables se

incluyeron en el análisis luego de una transformación, considerando el tipo de variable (log y, log

y+1, 1/y, , o arcsen ). Si se distribuían normalmente, se realizaron pruebas de comparación

de medias (pruebas de t) para determinar diferencias entre las características ambientales de las

localidades y entre los datos de las distintas categorías de regeneración. En caso contrario (no

normalidad) se utilizaron métodos no paramétricos, en este caso, la prueba de Wilcoxon (W) se

empleó para comparar muestras pareadas. Esta prueba es empleada para comparar la igualdad de

medianas en el análisis de varianza cuando se desea eliminar la suposición de que las muestras

fueron tomadas de poblaciones normales. Los datos se analizaron empleando el programa Stat

Graphics Centurion XV y para todos los casos se trabajó con 95% de confianza.

Para evaluar la relación entre las variables ambientales y la regeneración, se utilizó el programa

CANOCO 4.5 (ter Braak and Šmilauer, 2002), el cual permite aplicar un serie de técnicas de

ordenación canónica para detectar los patrones de variación en los datos de las especies que se

pueden explicar "mejor" por las variables del medio ambiente observadas de forma simultanea.

La ordenación canónica combina aspectos de ordenación regular con los aspectos de la regresión

(Jonoman et al., 1995). Al considerar esta técnica, se asume que existe un modelo de respuesta

común de las especies (unimodal o lineal), de manera que se extrae un reducido número de

gradientes denominados ejes, los cuales son presentados en un gráfico bidimensional (biplot).

Estos ejes representan la dirección principal de variación después de que la información

atribuible a las variables consideradas ha sido extraída (Escudero et al., 1994; ter Braak, 1988).

49

Para aplicar el procedimiento, se construyeron dos matrices, una de variables ambientales

denominada matriz de variables explicatorias y otra, con los datos de la abundancia de la

regeneración por clase de categoría, que conformó la matriz respuesta. Por lo general, la matriz

respuesta está conformada por la información de las especies (índices ecológicos) y en la

terminología del programa CANOCO es conocida como matriz “especies”; en nuestro caso, la

denominamos “regeneración”.

De acuerdo con la rutina de trabajo indicada por ter Braak (1988), se realizó la inspección de los

datos mediante un Análisis de Correspondencia sin Tendencia (DCA), para evaluar si los datos se

ajustaban a un modelo lineal o si, por el contrario, se ajustaban a un modelo unimodal. Este paso

es crucial a la hora de decidirse por una técnica de ordenación canónica: Análisis de Redundancia

–RDA- (Rao, 1964), o el Análisis Canónico de Correspondencias -CCA- (ter Braak, 1987). Para

ello, se utilizó el procedimiento propuesto por Hill y Gauch (1980) que consiste en el uso de la

desviación estándar «standard units» (SD), de las curvas de respuesta de las especies respecto al

gradiente determinado por el eje de ordenación. Si esta longitud es superior a 3 unidades SD, es

recomendable utilizar métodos no lineales (por ejemplo: DCA o CCA); inversamente, si la

longitud es inferior o igual a 2 SD, será necesario recurrir a métodos lineales como el Análisis de

Redundancia (RDA); si el valor está entre 3 y 4 SD, se puede seleccionar cualquiera de las dos

técnicas (Lepš & Šmilauer, 2003).

Para la interpretación de los ejes extraídos se utilizaron los coeficientes canónicos y las

correlaciones intragrupo «intra-set correlation», considerando que los coeficientes canónicos

definen los ejes de ordenación como combinación lineal de las variables ambientales y las

correlaciones intragrupo son los correspondientes coeficientes entre las variables y los ejes de

ordenación. Se comprobó la importancia relativa en la extracción de cada eje por parte de cada

variable sopesando ambos índices.

Teniendo en cuenta la posible existencia de colinealidad entre las 30 variables ambientales

evaluadas, se hallaron los valores de inflación de cada una de ellas, a través del «inflation factor

VIF», y a través de este procedimiento, se seleccionaron las variables definitivas para incluir en

el análisis. Los fundamentos de CANOCO, establecen que si el VIF de una variable es grande,

por ejemplo VIF > 20, entonces la variable está casi perfectamente correlacionado con las otras

variables y por lo tanto no tiene ninguna contribución única a la ecuación de regresión. Como

consecuencia, su coeficiente de regresión (o su coeficiente canónico) será inestable y no merece

la interpretación (ter Braak, 1986; ter Braak & Šmilauer, 2003).

Finalmente se obtuvo un gráfico bidimensional que relacionó las parcelas, las variables

explicatorias (ambiente) y las variables respuesta (especies), estas ultimas representadas en forma

de vectores, a partir de los cuales se puedo inferir su correlación a partir de la interpretación de la

amplitud de los ángulos entre los vectores y su longitud. Las variables del ambiente con largas

flechas están más fuertemente correlacionadas con los ejes de ordenación que aquellas con

flechas cortas, y por tanto más estrechamente relacionada con el patrón de variación en la

composición de las especies se muestra en el diagrama de ordenación (Lepš & Šmilauer, 2003;

Jongman, et al., 1995).

50

La significancia estadística de la relación entre las especies y el conjunto de variables

ambientales, se evaluó a través de la prueba de Monte Carlo. Esta prueba se obtiene por repetidas

permutaciones de las muestras y se puede aplicar al primer eje extraído y/o a todos los cuatro ejes

de ordenación obtenidos (es decir, para toda la variabilidad explicada por las variables

ambientales). El significado de esta prueba es similar a un ANOVA general de un modelo de

regresión multivariado (Jongman, et al., 1987). La significancia individual de cada variable

ambiental, se halló a través del procedimiento automático de CANOCO, conocido como

«forward selection». Los efectos marginales de las variables explicativas se muestran

ordenadamente, desde la variable con mayor poder explicativo (en la parte superior de la lista) a

la variable con la capacidad mínima para explicar los patrones en los datos de las especies.

RESULTADOS

Estructura de los bosques de roble negro: En las dos localidades de estudio es evidente la

dominancia de la especie roble negro en la estructura del dosel del bosque (en individuos

mayores de 10 cm de diámetro normal. (Tabla 1).

La dominancia es más marcada en los bosques del Huila, en términos de la proporción de

individuos de roble negro con respecto al número total de individuos, área basal y

consecuentemente, el IVI. En la mayoría de los transectos (pero principalmente en Santander), la

dominancia del roble negro en área basal, es mayor que en el número de individuos, lo cual

indica la presencia de árboles de roble negro de gran porte, que concentran una gran proporción

de la biomasa del bosque.

En ambas poblaciones la estructura diamétrica del bosque y de la especie roble negro presenta

una forma típica de “J” invertida, con gran cantidad de individuos en las primeras clases de

tamaño y disminución progresiva conforme aumenta el diámetro, hasta llegar a unos pocos

individuos de grandes dimensiones (Figura 2). Sin embargo, los mayores diámetros registrados

para las especies distintas a roble (C. excelsa), no superan los 50 cm, en tanto que los diámetros

más grandes del roble negro, llegaron a ser mayores a 140 cm. El total de individuos con DAP ≥

10 cm. resultó similar en ambas localidades, registrándose un total de 571±170 individuos ha-1

en

los bosques del Huila y 573±122 individuos ha-1

en Santander. De forma contraria, a nivel de

abundancia de individuos de roble, en Huila se registraron 363±109 robles negros ha-1

, mientras

que en Santander fue de 206±166 individuos, a pesar de haber sido evaluados en la misma área

de muestreo. La comparación de este parámetro estableció que existen diferencias significativas

entre las dos localidades (F = 5,67; P = 0,0215)

Otros parámetros evaluados como el área basal total del bosque-GT- y área basal del roble GR,

indican valores promedios de 38,5 y 41,8 m2 ha

-1 para Huila y Santander respectivamente, aunque

el rango de área basal total varió entre 27 y 73 m2 ha

-1. El aporte al área basal total por parte del

roble negro fue de 89,2% en Huila y 76,2% en Santander.

El Índice de Valor de Importancia IVI, registró valores promedios de 194% y 133% para los

bosques de Huila y Santander respectivamente, aunque sus valores extremos llegaron a superar el

180% en los bosques de ambas localidades.

51

La regeneración del roble negro en los bosques evaluados, muestra una densidad de individuos

pertenecientes a las tres primeras categorías (R1 + R2 + R3), que llega a 0.17 plántulas/m2

en

Huila y de 0,03 plántulas/m2 en Santander, mientras que en la categoría de los juveniles, la

densidad decrece casi a la mitad en Huila 0,08 arboles juveniles ha-1

y a 0,02 en Santander (tabla

2).

Relación del ambiente con la regeneración natural: El Análisis de Correspondencia sin

Tendencia (DCA), estableció que era factible aplicar un Análisis de Redundancia (RDA),

considerando que la longitud máxima de los ejes de ordenación obtenida a través de este análisis,

arrojó un valor de 3.07 SD (Tabla 3). Este valor indica que los datos muestran una débil respuesta

unimodal y el análisis se puede desarrollar en un contexto de respuesta lineal (ter Braak &

Šmilauer, 2002).

El análisis de redundancia, indicó que de las 30 variables ambientales que se evaluaron en el

presente estudio, 17 de ellas son adecuadas para el análisis; 16 de estas variables tuvieron

factores de inflación entre 1 y 10, y la otra (precipitación), tuvo un factor de inflación de 11.1,

pero igualmente se incluyó dentro del análisis para realizar la interpretación de los resultados,

debido a que no registra colinealidad. Entre tanto las demás variables no fueron tenidas en cuenta

para el análisis de acuerdo a este criterio (Tabla 4).

Los resultados de la ordenación establecen que la varianza total explicada por la suma de todos

los ejes canónicos fue de 52,4% (P = 0.0440- prueba de Monte Carlo con 499 permutaciones); la

mayor parte de esta explicación (el 47,8%), se debe al primer eje canónico - RDA1 (P = 0.0160-

prueba de Monte Carlo con 499 permutaciones), mientras que la varianza explicada por los dos

ejes principales de ordenación, alcanzó el 50.9%. Según lo anterior, se puede asumir que la

variación de la regeneración del roble negro, explicada por el conjunto de variables ambientales

es significativa (Tabla 5).

De las 17 variables ambientales utilizadas para el análisis, solo tres de ellas resultaron

significativas luego de realizar un proceso de selección automática «forward selection». Estas

tres variables fueron el Calcio –Ca- (F = 15.09; P = 0.002), la abundancia total de los individuos

en estado de regeneración natural – AbunT- (F = 3.94; P = 0.032) y el Magnesio –Mg- (F = 4.39

y P = 0.022).

Las dos variables que gobernaron el eje RDA 1 en sus sentidos negativo y positivo, fueron la

precipitación y el Calcio respectivamente, aunque las variables Fósforo y Aluminio, también

tuvieron un efecto importante sobre este eje. Las restantes variables ambientales se relacionaron a

cada uno de los el ejes canónicos, de esta forma, variables como la acidez del suelo (pH) y el

magnesio (Mg), se asociaron con el eje RDA1 en su sentido positivo, y el área basal total (GT) y

la temperatura mínima (Tmin) al eje RDA 2 en su sentidos positivo y negativo respectivamente.

(Figura 3).

Las variables abundancia total de árboles adultos (AdulT), potasio (K) profundidad de la

hojarasca (Prof_hj), área visible del firmamento (Vsky) y nitrógeno (N), indican que su efecto

resulta menor con respecto al resto de las variables ambientales ya descritas (Tabla 5). En

síntesis, al observar los signos y magnitudes relativas de las correlaciones entre el conjunto de

datos y los coeficientes canónicos obtenidos en el RDA, se puede inferir la importancia relativa

52

de cada variable ambiental para la predicción de la abundancia de la regeneración del roble negro

(Tabla 5).

En el diagrama de ordenación RDA que permite hacer un análisis gráfico (Figura 3), es clara la

tendencia a separar las dos localidades evaluadas (Santander y Huila), sobre el primer eje. Así

mismo, es notoria una mayor variación de las parcelas de Santander sobre el eje 2, con respecto a

la variación de las parcelas de Huila en el mismo eje. Estos resultados indican que existen

diferencias no solo entre las dos poblaciones, si no también al interior de cada población tanto en

las características del ambiente como en la respuesta de la regeneración.

La situación anteriormente descrita, fue confirmada mediante un análisis de comparación de

medias para todas las variables ambientales evaluadas en cada una de las poblaciones. En este

caso, se encontraron diferencias significativas en variables como la acidez de suelo (t = -7.0116;

P = 8.7537E-9), fósforo disponible (t = 6.5443; P = 4.4060E-8), aluminio (t = 7.3560; P =

2.6714E-9), calcio (t = -6.4022; P = 7.2068E-8), capacidad de intercambio cationico –CICE- (t =

-4.737; P = 2.1125E-5), cantidad de árboles adultos de roble negro (t = -2.3807; P = 0.0215) y

producción de hojarasca fina (t = -2.2028; P = 0.0326).

A nivel de la regeneración, también se encontraron diferencias en la abundancia de las categorías

inferiores de regeneración entre las dos poblaciones: R1, plántulas con altura H > 0.5 m (t =

2.32834 P = 0.0243), R2, arbolitos de 0.5 m < H < 1.0 m (W = -212.5; P = 0.6022 E-6) y R3,

arbolitos de 1.0 m < H < 1.5 m (W = -160.5; P = 0.0004). Por su parte, la comparación entre las

categorías de árboles juveniles, indica la existencia de diferencias en la categoría S1, individuos

con diámetro normal DN < 5 cm (W = -116.5; P = 0,0127), pero no en la categoría S2, que reúne

los individuos de 5 cm < DN < 10 cm, en la cual no se encontraron diferencias entre las dos

poblaciones (W = -40.0; P = 0,3765).

La respuesta de las variables de regeneración (abundancias por categoría de tamaño) resultaron

asociadas positivamente al eje RDA1 en el sentido positivo (Figura 4); esto significa que la

regeneración de roble negro en todas las categorías evaluadas (R1, R2, R3, S1 y S2), está más

correlacionada con sitios que presentan menor precipitación, menor acidez en los suelos y en

donde existe mayor abundancia de individuos en estado de regeneración total del bosque. El

diagrama que ordena las categorías de regeneración con respecto a las variables ambientales,

también indica que cada categoría tiene requerimientos ambientales distintos, aunque es más

notable en la primera categoría de regeneración (R1), con respecto a las otras categorías según la

clasificación asumida en este estudio.

DISCUSION

Los bosques de roble negro evaluados en el presente estudio, conforman comunidades

homogéneas dado el alto valor ecológico relativo que se obtuvo para la especie C. excelsa (IVI de

194.5 y 133.3 sobre 300 en Huila y Santander, respectivamente. Tabla 1), no solo influenciado

por la abundancia de individuos, sino por el gran tamaño diamétrico que alcanzan sus árboles

adultos (diámetro cuadrático promedio de 36.0 y 48.2 cm solo para roble negro en Huila y

Santander); esta dominancia es un comportamiento típico de los robledales en otras regiones del

trópico (Kappelle, 2006; Luna et al., 2006; Kappelle, et al., 1989; Blaser & Camacho, 1991;

Jimenez et al., 1988). Valores altos de IVI para roble negro también se han reportado para otros

bosques de roble negro en el departamento del Huila (IAvH, 2002; González et al., 2007); no

53

obstante, la dominancia de C. excelsa, resulta proporcionalmente mayor comparada con otros

bosques homogéneos de roble, como es el caso de los bosques dominados por Q. humboldtii, en

la zona andina colombiana, (Galindo et al., 2003; Barrera & Diazgranados, 2006; León et al.,

2009).

Las distribuciones diamétricas de roble negro a partir de un DAP > 10 cm en ambas regiones,

muestran que estos bosques son disetaneos, en estado sucesional avanzado y con una estructura

de tamaños aparentemente balanceada, en la cual existe una mayor cantidad de individuos

pequeños de la especie dominante, que potencialmente pueden pasar a formar parte del dosel

forestal. La abundancia de individuos pequeños (menores de 10 cm de DAP) bajo las condiciones

de alta cobertura y baja luminosidad impuestos por los árboles del dosel, sugiere que la especie es

tolerante a la sombra (Knight, 1975); sin embargo, puesto que la especie roble negro es la que

domina el estrato superior del bosque (árboles con alturas entre 30 y 40 m), es probable que

ocurran cambios en los requerimientos lumínicos a través del desarrollo de su ciclo de vida

(Clark & Clark, 1989; Kobe et al., 1995). Esta capacidad de adaptación a las condiciones

ambientales cambiantes sugiere que roble negro es una especie con alta plasticidad fenotípica.

La densidad de árboles de C. excelsa, en el sotobosque, resulta ser menor que lo reportado para

otros bosques dominados por especies de robles, en el trópico (Saenz, 1990; Guariguata et al.,

2006; Ramirez et al., 2006), en bosques que exhiben características estructurales muy parecidas a

las del bosque de roble negro, en cuanto a dominancia y abundancia de individuos de alguna de

las especies de roble estudiadas. Aun en bosques dominados por la especie Q. humboldtii en

Colombia (Guerrero et al., 2010), la densidad de plantas por unidad de área resulta un poco

mayor a la reportada en este estudio para C. excelsa. La falta de información referente a la

dinámica de la regeneración y en general del bosque de robles, no permite conocer si la cantidad

de plántulas puede asegurar su sobrevivencia bajo las condiciones ambientales imperantes en el

sotobosque y por esta vía garantizar la estabilidad poblacional. Es posible que a pesar de la escasa

abundancia actual de la regeneración del roble, tenga una alta sobrevivencia bajo el dosel del

bosque, y esta condición sea una respuesta a las limitaciones en la regeneración y la limitación de

sitios.

Existe una amplia variabilidad en las características del ambiente entre las dos poblaciones de

roble negro evaluadas, particularmente de aquellas asociadas a factores climáticos, la fertilidad de

los suelos y la estructura de la vegetación. Parámetros como la abundancia de plántulas en estado

de regeneración y la cantidad de individuos adultos de roble negro por unidad de área, indican

que un ambiente con regímenes de humedad moderadas (1250 mm de precipitación anual), suelos

menos ácidos (pH ≈ 4,08) y mayor concentración de individuos por unidad de área favorecen la

regeneración de la especie, según lo expresa la estructura que bosque en la localidad Huila. No

obstante, la combinación de los factores climáticos con los procesos de disturbio, sean estos

naturales o antrópicos pueden haber contribuido a mantener las diferencias en la abundancia de la

regeneración que exhiben las dos poblaciones, como ha sido planteado para otras especies de

robles (Guerrero, et al., 2010; Gardiner, et al., 2010; Thadani &.Ashton, 1995; Crow, 1988).

Al respecto, se conoce de la intervención de estos bosques a principios de los años 80 en ambas

localidades (Avella y Cárdenas, 2010; Aguirre, 2009), sin embargo la evidencia de

aprovechamientos antiguos (árboles caídos, tocones, madera aserrada), es más frecuente en los

bosques de Huila y ello pude influir en la generación de ambientes que propiciaron el

establecimiento de una mayor cantidad de plantas. Desafortunadamente, esta variable no fue

54

considerada en este estudio, ni se cuenta con información que pueda determinar la edad de los

árboles que conforman la regeneración natural, de tal forma que permita asociar el disturbio con

el establecimiento de los individuos. En este punto debe resaltarse que estos bosques después de

ser intervenidos, fueron abandonados y varios de ellos se encuentran bajo alguna figura de

conservación que a la fecha suma más de 12 años.

En Santander en cambio, los aprovechamientos realizados para la misma época implicaron la

desaparición de los robledales y su remplazamiento por pasturas, sin oportunidades para la

restitución del bosque. De forma contraria, las pequeñas áreas remanentes en la actualidad, no

fueron objeto del aprovechamiento y no se registran evidencias que demuestren lo contrario,

como sucede en Huila, salvo algunas excepciones.

Actualmente, no es perceptible la existencia de claros originados por disturbios, según los índices

de iluminación obtenidos a través de la fotografía hemisférica. Los resultados indican la no

existencia de diferencias entre las poblaciones con respecto a los índices obtenidos a través de

este método. Lo anterior puede ser debido al tiempo transcurrido después del disturbio, periodo

durante el cual, los árboles remanentes tuvieron crecimiento lateral de su copa o los árboles que

permanecían suprimidos, aprovecharon la apertura para crecer hasta ocupar el espacio y cerrar

nuevamente el claro. De igual forma, la mayor densidad de tallos de roble en Huila

(principalmente en la categoría R2), pudo haber sido favorecida por el aprovechamiento y

consecuente generación de claros. Esto significa, que el régimen del disturbio incrementó

marcadamente la densidad de tallos de plantas jóvenes en comparación con áreas sin claros, pero

con un favorecimiento marcado hacia la propia especie.

En cuanto a las características de los suelos, las diferencias en algunos parámetros de fertilidad

(P, Ca y Mg) entre las localidades, las cuales suponen unas mejores condiciones en Santander, no

se ven reflejadas en la abundancia de la regeneración, aunque si parecen influir en la producción

de frutos (en particular el P) y en el crecimiento de las primeras etapas de las plántulas (Parra,

2011). La evaluación de estos parámetros indica una asociación positiva con la localidad

Santander, pero no con la regeneración del roble negro, al menos con referencia a los individuos

establecidos. Sin embargo, las diferencias en la fertilidad pueden ser disminuidas y superadas,

dadas las relaciones simbióticas con hogos ectomicorrícicos, cuya función ha sido claramente

establecida para las especies pertenecientes a la familia Fagaceae, aunque no particularmente para

la especie C. excelsa. En este caso las asociaciones mantenidas con los hongos, le permitirían a la

especie establecerse sin mayores restricciones debidas a la fertilidad del suelo, mientras esta

asociación sea factible.

Implicaciones para la conservación: Los resultados encontrados en esta investigación

sugieren la influencia importante del ambiente en la regeneración del robledal, que permite una

mayor abundancia de individuos por unidad de área bajo ciertas condiciones de fertilidad de

suelos y humedad. La dinámica de intervención que modifica algunas de los factores ambientales

impuestos por el bosque, pueden desempeñar un importante papel en el mantenimiento de los

robledales negros, que debe ser considerado y evaluado para determinar su papel en términos de

conservación de la especie y por esta vía del bosque en general.

55

REFERENCIAS

Abrams, M. D. & Downs, J. A. (1990). Successional replacement of old growth white oak by

mixed mesophytic hardwoods in southwestern Pennsilvanya. Canadian Journal of Forest

Research, 20, 1864-1870

Aguirre, N. (2009). Estructura poblacional y diversidad genética de Colombobalanus excelsa en

cuatro fragmentos de la serranía de peñas blancas departamento del Huila. Trabajo de

Grado programa de Biología. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de

Caldas. Manizales. 42 p.

Ariza, W., Toro, J. L. y Lores, A. (2009). Análisis florístico y estructural de los bosques

premontanos en el municipio de Amalfi (Antioquia, Colombia). Revista Colombia

Forestal 12, 81-90.

Arroyave M. A. (2007). Análisis de la diversidad genética de la especie vulnerable

Colombobalanus excelsa (Lozano et al.) Nixon & Crepet. (Fagaceae) por medio de

marcadores moleculares microsatélites. Tesis, Facultad de Ciencias. Programa de Biología

Universidad del Valle. Santiago de Cali. 79 p.

Asbjornsen, H., Vogt, K. A. & Ashton, P. M. S. (2006). Growth and Physiological Responses of

Oak, Pine and Shurb Seedlings to Edge Gradients in a Fragmented Mexican Montane Oak

Forest. En: Ecological Studies, vol. 185. M. Kappelle (Ed.). Ecology and Conservtion of

Neotropical Montne Oak Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg.245-257.

Asociación Grupo ARCO. (2008). Plan General de Ordenación Forestal del Huila. Informe final.

Convenio 191 de 2007. Bogotá D.C. 139.

Barbeito, I., Fortin, M. J., Montes, F. & Cañellas, I. (2009). Response of pine natural

regeneration to small-scale spatial variation in a managed Mediterranean mountain forest.

Applied Vegetation Science, 12, 488–503

Barrera, J. & M. Diazgranados. (2006). Aspectos estructurales de tres bosques de roble ubicados

en el área de amortiguación del Santuario de fauna y Flora Iguaque (Boyacá). p. 73-82. En

Clara Solano y Nancy Vargas (Eds), Memorias I Simposio Internacional de Roble y

Ecosistemas Asociados. Bogotá: Fundación Natura-Pontificia Universidad Javeriana.

56

Becerra, J. E. (1979). Ensayo comparativo de tres sistemas silviculturales en unbosque

secundario de roble (Quercus humboldtii). Instituto de Investigaciones y Proyectos

Forestales y Madereros. Universidad Distrital de Bogotá. 26p.

Blaser, J. & Camacho, M. (1991). Estructura, composición y aspectos silviculturales de un

bosque de roble (Quercus, sp.) del piso montano en Costa Rica. Informe Técnico 185.

Centro Agronómico tropical de Investigación y Enseñanza. Turrialba. 67 p.

Bonfil, C. (2006). Regeneration and Population Dynamics of Quercus rogosa at the Ajusco

Volcano, México. En: M. Kappelle (Ed.), Ecological Studies, vol. 185. Ecology and

Conservtion of Neotropical Montne Oak Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg. 154-

163

Cabezas, A. & Montealegre, R. (2010). Análisis del paisaje y de su relación con la regeneración

del roble (Quercus humboldtii Bonpl.) en el municipio de Popayán, departamento del

Cauca. Colombia Forestal, 13(1), 189-200

Canham, C. D., Denslow, J. S., Platt, W. J., Runkle, J. R., Spies, T. A. & White, P.S. (1990).

Light regimes beneath closed canopies and tree-fall gaps in temperate and tropical forests.

Canadian Journal of Forest Research, 20: 620–631.

Cárdenas, D. & Salinas, N. (2007). Roble negro (Colombobalanus excelsa Lozano Hern, Cam. &

Henao S.) Nixon & Crepet. 72-74 pp. En Cardenas L. & N. Salinas (Edts.). Libro Rojo de

Plantas de Colombia. Vol. 4. Especies Maderables Amenazadas: I parte. Serie de Libros

Rojos de Especies Amenazadas en Colombia. Instituto Amazónico de Investigaciones

SINCHI, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Bogotá. D.C.

Cárdenas, J. Fuquen, J y Nunes, A. (2002). Geología de la plancha 388 Pitalito. Ingeominas.

Bogotá.

Chen, G., Sun, WB, Han, CY. Coombes, A (2007). Karyomorphology of the endangered

Trigonobalanus doichangensis (A. Camus) Forman (Fagaceae) and its taxonomic and

biogeographical implications. Botanical Journal of the Linnean Society, 154, 321-330

Clark, D. (1990). The role of disturbance in the regeneration of neotropical moist forests. Chapter

21, pp 291-316. In: K. Bawa and M. Hadley (Eds). Reproductive ecology of tropical

forest plants. 421 p... Unesco IV. Man and the biosphere series. Volumen 7. Paris

Clark, D. A. & Clark, D. B. (1989). The role of physical damage in the seedling mortality regime

of a Neotropical rain forest. Oikos, 55, 225-230

57

Clark, J. S.,Macklin, E. & Wood, L. (1998). Stages and spatial scales of recruitment limitation in

southern Appalachian forests. Ecological Monographs, 68, 213–235

Clark, J.S., Beckage, B., Camilla, P., Cleveland, B., Hille RisLambers, J., Lichter, J., McLachlan,

J., Mohan, J. & Wyckoff, P. (1999). Interpreting recruitment limitation in forests.

American Journal of Botany, 86, 1–16

Crepet, W. L. & Nixon, K. C. (1989). Earliest Megafossil Evidence of Fagaceae: Phylogenetic

and Biogeographic Implications. American Journal of Botany, 76(6), 842-855.

Crow, T. (1992). Population dynamics and growth patterns for a cohort of northern red oak

(Quercus rubra) seedlings. Oecología 91, 192-200.

Curtis, J. T. & McIntosh, R. P. (1951). An upland forest continuum in the prairei-forest border

region of Winsconsing. Ecology 32, 3

Escudero, A., Gavilán, R. y Rubio, A. (1994). Una breve revisión de técnicas multivariantes

aplicables en Fitosociología. Botanica Complutensis, 19, 9-38.

Frey, B. R., Ashton, M. S. McKenna, J. J., Ellum, D. & Finkral, A. (2007). Topographic and

temporal patterns in tree seedling establishment, growth, and survival among masting

species of southern New England mixed-deciduous forests. Forest Ecology and

Management 245 (1-3), 54-63

Galindo, R., Betancur, J. & Cadena, J. (2003). Estructura y Composición Florística de cuatro

bosques andinos del Santuario de Flora y Fauna Guanenta- Alto Río Fonce Cordillera

Oriental Colombiana. Caldasia, 25(2), 313 – 335

Gardiner, E., Dey, D., Stanturf, J & Lockhart, B. (2010). Approaches to restoration of oak forests

on famed lowlands of the Mississippi river and its tributaries. Colombia Forestal 13(2),

223-236

Garwood, N. C. (1989). Tropical Soil Seed Banks: a Review. 49-210 pp. In: Leck, M. A., Parker,

T. V. & Simpson, R. L. (Eds), Ecology of soil seed banks. New York: Academic Press..

Gentry, A. (1993). A Field Guide to the Families and Genera of Woody Plants of Northwest

South America (Colombia, Ecuador, Peru) whit supplementary notes on hervaceous taxa.

Conservation Internacional (editores). USA. 895

58

Getzin, S., Dean, C., He, F., Trofymow, J. A., Wiegand, K. & Wiegand, T. (2006). Spatial

patterns and competition of tree species in a Douglas-fir chronosequence on Vancouver

Island. Ecography, 29: 671–682.

Gonzalez, A. & Parrado, A. (2010). Diferencias en la producción de frutos del roble Quercus

humboldtii Bonpl. En dos bosques andino de la cordillera oriental colombiana. Colombia

Forestal, 13(1), 141-162

Gonzalez, M. Ochoa, S., Ramirez, N. y Quintana, P. F. (1995). Current land use trends and

conservation of old growth forest habitats in the highland of Chiapas, Mexico. 190-198

pp. In: Wilson M. H y Sader S.A. (Eds), Conservation of neotropical migratory birds in

Mexico. Maine agriculture and Forest Experiment Station, Miscellaneous Publication,

727. Orono

Gonzalez, M., Ramirez, N., Camacho, A. Holz, S., Rey, J., Parra, M. (2007). Restauración de

bosques en territorios indígenas de Chiapas: modelos ecológicos y estrategias de acción.

Boletin de la Sociedad Botánica de México, 80 (suplemento), 11-23

González, Y., Coca A. y Cantillo, E. (2007). Estructura y Composición Florística de la

vegetación del corredor biológico entre los parques nacionales naturales Puracé y Cueva

de los Guacharos. Revista Colombia Forestal, 10(20), 40- 78.

Guariguata, M. R., Sáenz, G. P. & Pedroni, L. (2006). Regeneration Dynamics in a Costa Rican

Montane Oak Forest After Reduced-Impact Logging. 235-243 pp. In: M. Kappelle (Ed.),

Ecological Studies, vol. 185. Ecology and Conservation of Neotropical Montane Oak

Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg.

Guerrero, S. B. Paz, E. A. & Parrado, A. (2010). Efectos de la intervención antrópico en la

distribución de las semillas y plántulas de roble (Quercus humboldtii Bonpl., Fagaceae),

en la cordillera oriental colombiana. Colombia Forestal, 13(1), 163-180

Hanson, J. J. & Lorimer, C. G. (2007), Forest Structure and Light Regimes Following Moderate

Wind Storms: Implications for Multi-Cohort Management. Ecological Applications, 17, 5,

1325-1340

Harms, K. E. & Paine, C. E. T., (2003). Regeneración de árboles tropicales e implicaciones para

el manejo de bosques naturales. Ecosistemas: Revista científica y técnica de ecología y

medio ambiente, 12 (3)

59

Heredia, M. D. & Alvares, L. H. (1981). Presencia de Trigonobalanus excelsa en la cordillera

occidental. Cespedesia, 10 (37 - 38), 181 - 186

Hernández C. J. Lozano C. G. y Henao S J.E. (1980). Hallazgo del género Trigonobalanus

Forman, 1962 (FAGACEAE) en el neotrópico II. Caldasia, 61, 9-43.

Hill, M. O. y Gauch, H. O. (1980). Detrended correspondence analysis: an improved ordination

technique. Vegetatio 42, 47-58

Instituto de Investigaciones de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt IAvH. (2005).

Caracterización Biológica del proceso Corredor Biológico entre los PNN Puracé-

Guácharos (Huila) Colombia. Grupo de Exploración y Monitoreo Ambiental -Grupo

GEMA. Informe Técnico final. Villa de Leyva. 186 p.

Instituto de Investigaciones de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt IAvH. (2002).

Caracterización Biológica del PNN Cueva de Los Guácharos. Informe Síntesis. Grupo de

Exploración y Monitoreo Ambiental GEMA. Villa de Leyva. 36 p.

Jiménez, W., Chaverri, A., Miranda, R. y Rojas, I. (1988). Aproximaciones silviculturales al

manejo de un robledal (Quercus spp.) en San Gerardo de Dota, Costa Rica. Turrialba,38

(3), 208-214

Johnson, P. S., Shifley S. R. & Rogers, R. (2009). The ecology and silviculture of oaks. 2nd

edition. CABI Publishing. New York, NY, USA. 560 p

Jonckheere, I., Nackaerts K., Muys, B. & Coppin, P. (2005). Assessment of automatic gap

fraction estimation of forest from digital hemispherical photography. Agricultural and

forest meteorology,132, 96-114.

Jongman, R. H., ter Braak, C. J. y van Tongeren, O. F. (Eds) (1987). Data analysis In communitv

and landscape ecology. Cambridge University press. New York.USA. 299 p.

Kageyama, P. Y. (1994). Revegetacao de areas degradadas: Modelos de consociacao con alta

diversidade. En: II Simposio internacional sobre recuperacao de áreas de gradadas. Foz de

Iguacu. 559 – 576

Kappelle, M. (1996). Los bosques de roble (Quercus) de la cordillera de Talamanca, Costa Rica:

Biodiversidad, Ecología, Conservación y Desarrollo. Maarten Kappelle, 1 ed. Universidad

de Amsterdam, Instituto Nacional de Biodiversidad. Heredia, Costa Rica. 336 p.

60

Kappelle, M., Cleef, A. M. y Chaverri, A. (1989). Phytosociology of montane Chusquea-Quercus

forests, Cordillera de Talamanca, Costa Rica. Brenesia 32, 73-105

Kappelle, M., Geuze, T., Leal, M. E., Cleef, A. M. (1996). Successional Age and Forest Structure

in a Costa Rican Upper Montane Quercus Forest. Journal of Tropical Ecology, 12 (5),

681-698.

Khurana, E. & Singh, J. S. (2001). Ecology of tree seed and seedlings: Implications for tropical

forest conservation and restoration. Review Articles, Current Science, 80 (6), 748-757

Kitajima, K., Fenner, M., (2000). Ecology of seedling regeneration. 331–359 pp. In: Fenner, M.

(Ed.), Seeds: The Ecology of Regeneration in Plant Communities. CAB International,

Wallingford, UK.

Knight, D. (1975). A phitosociological analysis of species-rich tropical forest in Barro Colorado

Island. Panamá. Ecological Monographs , 45, 259-248

Kobe, R. K., Pacala, S. W. Silander, J. A. & Canham, C. D. (1995). Juvenile tree survivorship as

a component of shade tolerance. Ecological Applications, 5, 517–532

Lamprecht, H. (1990). Silvicultura en los trópicos: Los ecosistemas forestales en los bosques

tropicales y sus especies arbóreas-posibilidades y métodos para un aprovechamiento

sostenido. (GTZ) GMBH, Eschborn. 335 p.

León, J., Vélez G. & Yepes, A. (2009). Estructura y composición florística de tres robledales en

la región norte de la cordillera central de Colombia. Revista de Biología Tropical, 57(4),

1165-1182

Lepš, J. y Šmilauer P. (2003). Multivariate Analysis of Ecological Data using CANOCO.

Cambridge University Press. New York. USA. 269

Li, Q. & Ma, K. (2003). Factors affecting establishment of Quercus liaotungensis Koidz. under

mature mixed oak forest overstory and in shrubland. Forest Ecology and Management,

176, 133-146

Liu, X., Lu, Y., Zhou, Y., Lei, X, Zhang, X., Meng, J. (2011). The influence of soil conditions on

regeneration establishment for degraded secondary forest restoration, Southern China.

Forest Ecology and Management. Article in press

61

Lorimer, C. G., Chapman, J. W. & Lambert, W. D. (1994). Tall understorey vegetation as a factor

in the poor development of oak seedlings beneath mature stands. Journal of Ecology, 82,

227-237

Lozano, C., Hernández, J. y Henao, J. (1979). Hallazgo del género Trigonobalanus Forman

(Fagaceae) en el Neotropico I. Caldasia, 12 (60), 517 – 537

Luna, I., Alcántara, O., Ruiz, C.A. & Contreras, R. (2006). Compositión and structure of humid

montane oak forests at different sites in central and eastern Mexico. p. 101 - 125

Maltez, S., García, L. V. &·Freitas, H. (2009). Influence of forest structure and environmental

variables on recruit survival and performance of two Mediterranean tree species (Quercus

faginea L. and Q. suber Lam.). European Journal Forest Reserch, 128, 27–36

Manos, P., Zhou, Z. & Cannon, Ch. (2001). Systematics of fagaceae: phylogenetic tests of

reproductive trait evolution. International Journal of Plant Sciences, 162 (6), 1361–1379

Maxted, N., Ford-Lloyod, B. & Hawkes, J. G. (1997). Plant Genetic Conservation: the In Situ

Approach. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. London. 446 p.

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (2010). Resolución 383 de febrero de

2010. Por la cual se declaran las especies silvestres que se encuentran amenazadas en el

territorio nacional y se toman otras determinaciones. Diario Oficial No. 47.635 de 26 de

febrero de 2010

Municipio de Charalá. (2003). Esquema de Ordenamiento Territorial Municipio de Charalá EOT.

En: http://charala-santander.gov.co/nuestromunicipio.shtml?apc=mfxx1-&m=d. 76

p. consulta: 3 de marzo de 2010

Newton, A. (2007). Forest Ecology and Conservation, A Handbook of Techniques. Techniques in

Ecology and Conservation Series. William J. Sutherland (edt.) Oxford University Press.

Oxford New York. 454 p.

Ngo Bieng, M. A., Ginisty, C., Goreaud, F. & Perot, T. (2006). A first typology of Oak and Scots

pine mixed stands in the Orleans forest (France), based on the canopy spatial structure.

New Zealand Journal of Forestry Science, 36, 325–346

Nixon, K. C, (2008). An Overview of Quercus: Classification and Phylogenetics with Comments

on Differences in Wood Anatomy. En: II National Oak Wilt

62

Symposium.http://www.texasoakwilt.org/NOWS/conference_assets/conferencepapers/Ni

xon.pdf. Austin Texas. Consulta: noviembre de 2010.

Nixon, K. C. y Crepet, W. (1989). Trigonobalanus (Fagaceae): Taxonomic Status and

Phylogenetic Relationships. American Journal of Botany , 76(6), 828 – 841

Nobis, M. (2005). SIDELOOK 1.1. Imaging software for the analysis of vegetation structure with

true-colour photographs; http://www.appleco.ch.

Nowacki, G. J. & Abrams, M. D. (2008). The demise of fifre and “mesophication” of forest in the

esastern United States. BioScience, 58, 123-138

Palacios, J. D. & Fernandez, J. F. (2006). Estado de la investigación en genética de la

conservación de los robles (Fagaceae) en Colombia. p. 57-72. In: Clara Solano y Nancy

Vargas (Eds), Memorias I Simposio Internacional de Roble y Ecosistemas Asociados.

Bogotá: Fundación Natura-Pontificia Universidad Javeriana

Park, A. D. (2001). Environmental influences on post-harvest natural regeneration in Mexican

pine-oak forests. Forest Ecology and Management , 144, 213-228

Parker, W. C. & Dey, D. C. (2008). Influence of overstory density on ecophysiology of red oak

(Quercus rubra) and sugar maple (Acer saccharum) seedlings in central Ontario

shelterwoods. Tree Physiogy , 28, 797-804

Parra, C. A. (2011). Regeneración de roble negro (Colomboblanus excelsa) en dos poblaciones de

la cordillera oriental de Colombia. Tesis Maestría en Bosques y Conservación Ambiental.

Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. Medellín. 49 p.

Pérez Ramos, I. (2007). Factores que condicionan la regeneración natural de especies leñosas en

un bosque mediterráneo del sur de la Península Ibérica. Ecosistemas, 16 (2), 131-136

Plieninger, T., Rolo, V. & Moreno, G. (2010). Large-Scale patterns of Quercus ilex, Quercus

suber, and Quercus pyrenaica regeneration in Central- Western Spain. Ecosystems, 13,

644–660

Primack, R. (2001). Conservación a nivel poblacional. 363-385 pp. En: Primak R. Rozzi, P.

Feinsinger, R. Dirso & F. Massardo (Edts). Fundamentos de Conservación biológica

perspectivas latinoamericanas. Fondo de Cultura Económica México D. F. 797 p

63

Pulido, J.F. (2002). Biología reproductiva y conservación: el caso de la regeneración de bosques

templados y subtropicales de robles (Quercus spp.). Revista Chilena de Historia Natural,

75, 5-15.

Pulido, O. (1980). Geología de las planchas 131 (San Gil) y 151 (Charalá) departamento de

Santander. Boletín Geológico, 23 (2), 39-78

Ramirez, N., Camacho, A., Gonzales, M., & López, F. (2006). Establishment, Survival and

Growth of Tree Seedlings Under Successional Montane Oak Forests in Chiapas, México.

Pp 176-189. En: M. Kappelle (Edt.), Ecological Studies, vol. 185. Ecology and

Conservtion of Neotropical Montne Oak Forest. Springer Verlag Berlin Heidelberg

Rao, C. (1984). The use and interpretation of principal components analysis and applied research.

Sankhva, 26, 329-358

Ryniker, K. A., Bush, J. K., Van Auken, O. W. (2006). Structure of Quercus gambelii

communities in the Lincoln National Forest, New Mexico, USA. Forest Ecology and

Management, 233, 69–77

Saenz, J. F. (2008). Plan de investigaciones. Prioridades de investigación para el manejo forestal

sostenible de los bosques de roble. Fundación Natura. Proyecto Corredor de conservación

de robles, una estrategia para la conservación y manejo forestal en Colombia. 68 p

Saenz, G. (1990). Densidad y dinámica de plántulas de Quercus copeyensis bajo dosel y en

apertura, en el primer año después de la germinación de los robledales de Villa Mills,

Costarica. Tesis, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza, Turrialba,

Costa Rica. 83 p

Schupp, E. W. (1990). Annual variation in seedfall, postdispersal predation, and recruitment of a

neotropical tree. Ecology, 7 1(2), 504-515

Sork, V. L., Davis, F. W., Smouse, P. E., Apsit, V. J., Dyer, R. J., Fernandez, J. F., Kuhn, B.,

(2002). Pollen movement in declining populations of California Valley oak, Quercus

lobata: where have all the fathers gone?. Molecular Ecology. 11, 1657–1668

Sun, W., Zhou, Y., Han, C., Zeng., Shi, X., Xiang, Q. & Coombes, A. (2006) Status and

conservation of Trigonobalanus doichangensis (Fagaceae). Biodiversity and

Conservation, 15, 1303-1318.

64

Temperton, V. M.; Hobbs, R. J., Nuttle, T. & Halle, S. (2004). Assembly Rules and restoration

ecology: bridging the gap between theory and practice. Society for Ecological Restoration

International. Island Press. USA. 429 p

Ter Braak, C. J. & Šmilauer, P. (2002). CANOCO reference manual and Canoco Draw for

windows user’s guide. Software for canonical community ordination. Version 4.5.

Microcomputer Power (Ithaca, NY. USA). 500 p

Ter Braak, C. J. (1986). Canonical correspondence analysis: a new eigenvector technique for

multivariate direct gradient analysis. Ecology, 67, 1167-1179

Ter Braak, C. J. (1988). Partial canonical correspondence analysis. In: H.H. Bock (Ed):

Classification and related methods of data analysis. North Holland, Amsterdam. 551-558

Ter Braak, C.J. (1987). The analysis of vegetation-environment relationships by canonical

correspondence analysis. Vegetatio, 69, 69-11

Thadani, R. & Ashton, P. M. S, (1995): Regeneration of banj oak (Quercus leucotrichophora A.

Camus) in the central Himalaya. Forest Ecology and Management, 78, 217-224

Thomson, J. D., Weiblen, G., Thomson, B.A., Alfaro, S. & Legendre, P. (1996). Untangling

multiple factors in spatial distributions: lilies, gophers, and rocks. Ecology, 77: 1698–

1715

Villar, R., Ruiz, J., Quero, J. L., Poorter, H., Valladares, F. & Marañón, T. (2004). Tasas de

crecimiento en especies leñosas: aspectos funcionales e implicaciones ecológicas. En:

Valladares, F. 2004. Ecología del bosque mediterráneo en un mundo cambiante. Páginas

191-227. Ministerio de Medio Ambiente, EGRAF, S. A., Madrid

Watkinson, A. R. (1997). Plant population dynamics. In Plant ecology, edt. M. J. Crawley, 2nd

edition, pp. 359–400. Blackwell Science, Oxford.

Wolf, A. (2005). Fifty year record of change in tree spatial patterns within a mixed deciduous

forest. Forest Ecology and Management , 215, 212–223.

Zhou, ZK. (1992). Origin, phylogeny and dispersal of quercus from china. Acta Botánica

Junnanica, 14, 227-236

65

TABLAS Y FIGURAS

Tabla 1. Características estructurales de los bosques de roble negro en dos localidades de la cordillera

oriental de Colombia (Huila y Santander), para individuos mayores de 10 cm de diámetro normal. GT:

área basal de todas las especies del bosque; GR: área basal roble negro; DT: densidad del bosque; DR:

densidad del roble; DqT diámetro cuadrático del bosque; DqR: diámetro cuadrático del roble negro;

IVIR: Índice de Valor de Importancia

Localidad Transecto GT (m2/ha) GR

(m2/ha)

DT

(No. ind ha-1)

DR

(No. ind ha-1)

DqT

(m2 ha-1)

DqR

(m2 ha-1) IVIR (%)

Huila

1 51,72 43,74 870 440 27,51 35,58 163,72

2 56,05 52,49 640 410 33,39 40,37 193,42

3 27,06 23,47 640 380 23,20 28,04 183,13

4 31,4 26,26 320 130 35,66 50,71 155,49

5 29,36 26,72 560 420 25,84 29,92 211,46

6 27,12 21,89 660 480 22,88 24,10 193,42

7 38,31 36,04 430 300 33,68 39,11 216,79

8 47,27 44,59 450 350 36,57 40,28 238,78

media 38,54 34,4 571,25 363,75 29,84 36,01 194,52

desv est 11,67 11,48 170,92 109,41 5,61 8,50 27,64

Santander

1 38,43 29,25 460 60 32,62 78,79 109,16

2 32,41 18,72 720 170 23,94 37,45 108,96

3 63,72 54,4 500 210 40,28 57,43 164,87

4 34,17 28,15 740 500 24,25 26,77 184,56

5 73,66 68,56 490 240 43,75 60,31 177,77

6 27,32 15,07 700 250 22,29 27,71 109,82

7 36,25 23,47 470 120 31,34 49,90 114,51

8 28,76 17,41 510 100 26,79 47,09 96,82

media 41,84 31,88 573,75 206,25 30,66 48,18 133,31

desv est 17,17 19,31 122,58 136,69 7,92 17,59 35,88

Tabla 2: Densidad de individuos de roble negro en estado de regeneración por unidad de área (m2), en

dos bosques de la cordillera oriental de Colombia

Categoría de regeneración

Densidad (ind/m2)

Huila Santander

R1 <50 0,05 ± 0,22 0,02 ± 0,02

R2 50-100 0,08 ± 0,39 0,01 ± 0,15

R3 100-150 0,04 ± 0,20 0,00 ± 0,06

66

Tabla 3. Análisis de Correspondencia sin Tendencia ADC, para la regeneración natural de la especie roble

negro en dos poblaciones de la cordillera oriental de Colombia

Ejes 1 2 3 4 Total inercia

Valores propios 0.204 0.090 0.070 0.031 0.524

Longitud del gradiente 3.068 2.870 2.974 2.909

Porcentaje acumulado de varianza

de los datos de regenración : 38.9 56.1 69.6 75.5

Tabla 4. Variables ambientales seleccionadas para determinar la relación entre el ambiente y la

regeneración de roble negro mediante un análisis de redundancia RDA. Las unidades de medición

aparecen entre paréntesis

Nombre de la variable Media s. d. Factor de inflación

pH Acidez del suelo 3,85 0,32 4.1813

M_O Contenido de materia orgánica (%) 26,55 16,80 5.7168

P Contenido de fósforo total en el suelo (ppm) 15,38 2,57 3.9171

Al Contenido de aluminio en el suelo (meq /100 g de suelo) 1,02 0,24 4.0284

Ca Contenido de Calcio (meq /100 g de suelo) 0,28* 0,50 8.2720

Mg Contenido de Magnesio en el suelo (meq /100 g de suelo) 0,26* 0,51 4.6569

K Contenido de Potasio en el suelo (meq /100 g de suelo) 0,4 0,54 3.0092

N Contenido de Nitrógeno en el suelo (%) 1,14 0,35 6.4944

Pmm Precipitación promedia anual (mm/año) 1900,55 766,85 11.1263

HRmin Humedad relativa mínima del aire en el interior del bosque (%) 68,16 3,36 2.1670

GT Área basal total para árboles con diámetro normal > 10 cm (m2 ha-1) 36,78 25,82 4.5466

Dqr Diámetro cuadrático del roble (m2 ha-1) 25,07 5,51 3.6674

AdulT Abundancia total de árboles adultos (No. de ind. Ha-1) 525 72,00 2.4986

Hjr Producción de hojarasca (Kg/100 m2/año) 237,46 64,21 1.8081

VSky Área visible del firmamento (%) 0,1 0,005 2.0680

Prof_Hj Profundidad de la capa de hojarasca (cm) 3,07 0,44 1.5963

AbunT Abundancia total de individuos en estado de regeneración (No. de ind./100 m2)

230* 88,47 1.9704

* p < 0,05

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Tabla 5. Análisis de Redundancia-RDA y prueba de significancia de la asociación entre la regeneración de

roble negro y las variables ambientales en dos poblaciones de la cordillera oriental de Colombia.

Ejes 1 2 3 4 Varianza

Total Valores propios: 0.478 0.031 0.010 0.006 1.000

Correlaciones Regeneración-Ambiente: 0.747 0.610 0.485 0.659

Porcentaje acumulado de varianza

de los datos de regeneración 47.8 50.9 51.9 52.4

de la relación entre la regeneración y el amb. 91.0 96.9 98.8 99.8

Tabla 6. Correlaciones entre las variables ambientales seleccionadas y los ejes RDA1 y RDA2. Los valores

en negrilla, destacan los mayores valores de correlación entre la variable y cada uno de los ejes en los

sentidos positivo y negativo.

Nombre Eje RDA1 Eje RDA2

pH 0.2824 0.2021

M_O -0.1460 0.1211

P -0.2447 -0.0387

Al -0.2460 0.0260

Ca 0.5352 0.0623

Mg 0.2210 0.1668

K 0.0452 -0.0159

N -0.1581 0.1608

Pmm -0.4147 0.0278

HRmin -0.0920 -0.0809

GT -0.1771 0.2450

Dqr -0.0958 0.1095

AdulT 0.1009 0.0325

Hjr 0.2658 -0.0087

VSky -0.0531 0.1531

Prof_Hj 0.0951 -0.0138

AbunT 0.3419 0.1648

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Figura 1. Distribución de la especie C. excelsa en Colombia. Poblaciones estudiadas de roble negro (Ο),

otras poblaciones de roble negro (∆)

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Figura 2. Distribución diamétrica de árboles adultos (individuos con diametro normal DN > 10 cm) en

bosques de roble negro localizados en la cordillera oriental de Colombia.

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Figura 3. Diagrama de Ordenación RDA con las 17 variables ambientales más importantes

(representadas por vectores), en relación con las 48 parcelas de 100 m2 (representadas por círculos),

localizadas en dos poblaciones de roble negro en la cordillera oriental. Los círculos negros representan a

las parcelas de la población Santander y los círculos blancos a las parcelas de la población Huila

Figura 4. Diagrama de Ordenación RDA que muestra la relación entre variables ambientales más

importantes (representadas por vectores negro), con las distintas categoría de la regeneración natural

del roble (representadas por vectores rojos), en dos poblaciones de la cordillera oriental de Colombia.

R1, plántulas con alturas H < 0,5 m; R2, plántulas de 0,5 m < H < 1,0 m; R3, plántulas 1,0 m < H < 1,5 m;

S1, árboles juveniles con diámetro normal DN < 5 cm y S2, árboles juveniles con 5 cm < Dn < 10 cm

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