Evaluación ecológica de un fragmento urbano de bosque seco

Catalogación en la publicación – Biblioteca Nacional de Colombia

Evaluación ecológica de un fragmento urbano de bosque seco / Jeiner Castellanos Barliza, Willinton Barranco Pérez, Juan Diego León Peláez, editores. – 1a. ed. – Santa Marta : Universidad del Magdalena, 2019.

(Ciencias Naturales. Biología)

Incluye referencias bibliográficas.

ISBN 978-958-746-212-8 -- 978-958-746-213-5 (pdf) -- 978-958-746-214-2 (e-pub)

1. Ecología de selva lluviosa - Santa Marta 2. Bosques tropicales - Santa Marta I. Castellanos Barliza, Jeiner, ed. II. Barranco Pérez, Willinton, ed. III. León Peláez, Juan Diego, ed. IV. Serie

CDD: 577.34 ed. 23 CO-BoBN– a1042299

Primera edición, mayo de 2019

© UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

Editorial Unimagdalena

Carrera 32 No. 22 - 08 / bloque 8 - segundo piso

(57 - 5) 4217940 Ext. 1888

Santa Marta D.T.C.H. - Colombia

editorial@unimagdalena.edu.co

Colección Ciencias Naturales, serie: Biología

Rector: Pablo Vera Salazar

Vicerrector de Investigación: Ernesto Amarú Galvis Lista

Coordinador de Publicaciones y Fomento Editorial: Jorge Enrique Elías-Caro

Diagramación: Luis Felipe Márquez Lora

Diseño de portada: Maurico Rafael Torres Barbas

Fotografía de portada: Willinton Andres Barranco Pérez

Corrección de estilo: Gran Caribe, Pensamiento, Cultura, Literatura

Santa Marta, Colombia, 2019

ISBN: 978-958-746-212-8 (impreso)

ISBN: 978-958-746-213-5 (pdf)

ISBN: 978-958-746-214-2 (epub)

DOI: https://doi.org/10.21676/9789587462128

Hecho en Colombia - Made in Colombia

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Tabla de Contenido

En memoria a nuestro amigo

Agradecimientos

Presentación

Introducción

Descripción del Área de Estudio

CAPÍTULO 1

1. Vegetación Relictual de Bosque Seco Tropical en Fragmentos Urbanos, Santa Marta, Colombia

1.1. Introducción

1.2. Materiales y métodos

1.2.1. Áreas de estudio

1.2.2. Análisis de la Información

1.3. Resultados

1.3.1. Especies amenazadas

1.4. Discusión

1.5. Conclusión

1.6. Referencias bibliográficas

1.7. Anexos

CAPÍTULO 2

2. Ciclos Biogeoquímicos: Evaluación de los Aportes de Materiales Orgánicos Vía Hojarasca Fina

2.1. Introducción

2.2. Materiales y métodos

2.2.1. Monitoreo de la producción de hojarasca fina

2.2.2. Laboratorio

2.2.3. Procesamiento de datos y análisis estadístico

2.3. Resultados

2.4. Discusión

2.5. Conclusión

2.6. Referencias bibliográficas

CAPÍTULO 3

3. Anfibios y Reptiles

3.1. Introducción

3.2. Materiales y métodos

3.2.1. Muestreo en campo

3.2.2. Análisis de datos

3.3. Resultados

3.4. Discusión

3.5. Conclusión

3.6. Referencias bibliográficas

CAPÍTULO 4

4. Aves

4.1. Introducción

4.2. Materiales y Métodos

4.2.1. Fase de campo

4.3. Resultados

4.4. Discusión

4.5. Conclusión

4.6. Referencias Bibliográficas

CAPÍTULO 5

5. Guías de Campo

5.1. Especies vegetales

5.2. Anfibios y Reptiles

5.3. Aves

Guía de autores

En memoria a nuestro amigo

Queremos dedicar este trabajo, al Biólogo DIEGO ARMANDO YEPES RAPELO (Q.E.P.D), enamorado de las Orquídeas, pasión que le nació desde niño, por su contacto permanente con la naturaleza, y cuya contemplación especial despertó una marcada sensibilidad autentica por el dibujo y la fotografía, temas en los que incursionó con notable destreza.

Su gran dedicación lo convirtió en una de las personas con amplio conocimiento sobre las orquídeas de la Sierra Nevada de Santa Marta, región por la cual sentía gran admiración y era feliz recorriéndola.

Será recordado por ser Autor de “Orquídeas del río Gaira, Sierra Nevada de Santa Marta, Colombia”, publicada por la revista de la Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales y otras publicaciones más, dentro de las que resalta la descripción de un nuevo hibrido natural al que nominó “Cohniella x carbonoi”, con lo que se convirtió para siempre en una referencia en el campo de las orquídeas.

Agradecemos el tiempo que tomó para plasmar nuestros deseos en este documento, mediante ilustraciones de la naturaleza, siempre pensando en contribuir con la enseñanza de los más jóvenes y por habernos permitido ser su amigo, hasta el momento de su dolorosa partida.

Los Autores

Agradecimientos

Para la realización de este libro se contó con el apoyo y la financiación de la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad del Magdalena en el marco del proyecto estratégico: Plan Decenal para el Manejo del Bosque Seco Tropical del Campus de la Universidad de Magdalena. Se agradece al Herbario UTMC de la Universidad de Magdalena y al grupo de investigación en Ecología Neotropical (GIEN) por su apoyo en logística, procesamiento y recolección de datos. Agradecemos al Laboratorio de Biogeoquímica de la Universidad Nacional de Colombia, Medellín en el análisis químico de las muestras de suelo y foliares. Finalmente, se agradece especialmente a todos los estudiantes del programa de Biología de la Universidad de Magdalena que participaron en el trabajo de campo y laboratorio.

Presentación

“Nuestra recompensa se encuentra en el esfuerzo y no en el resultado. Un esfuerzo total es una victoria completa”- Mahatma Gandhi

El grupo de investigación en Ecología Neotropical – GIEN, de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad del Magdalena, se complace en presentar ante la comunidad académica, la primera versión del libro titulado “Evaluación Ecológica de un Fragmento Urbano de Bosque Seco. Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia”. Esta obra se generó en el marco del proyecto estratégico “Plan Decenal para el Manejo del Bosque Seco – Campus de la Unimagdalena”.

Este libro es el resultado de tres años de investigación, trabajo en el que interactuaron diferentes líneas del conocimiento, entre ellas, la Biología, la Ecología, las Ciencias Humanas y la Ingeniería. Uno de los principales retos de esta obra, es despertar en los lectores el reconocimiento del bosque seco como un ecosistema que soporta importantes servicios ecosistémicos dentro de una ciudad y, por esta razón, merece la especial atención de toda la comunidad en general. Por otra parte, suele ponderarse el atractivo de estos ecosistemas por debajo de otros como las selvas tropicales o los ecosistemas marinos. Sin embargo, se intenta resaltar el gran potencial de la biodiversidad que este ecosistema alberga, incluyendo la fuerte interacción de estos ambientes con las poblaciones humanas.

Los bosques secos del Caribe colombiano actualmente enfrentan un fuerte proceso de fragmentación, ocasionado principalmente, por los drásticos cambios en el uso del suelo, la ampliación de la frontera agrícola, la ganadería, la urbanización y el cambio climático. La ciudad de Santa Marta no ha sido ajena a esta problemática, desde hace varias décadas viene presentando un acelerado proceso de crecimiento y desarrollo urbanístico, que ha traído consigo la fragmentación de extensas áreas de bosques naturales que conectaban con las formaciones vegetales de la Sierra Nevada de Santa Marta. Actualmente, los fragmentos de bosques urbanos a nivel mundial, son considerados espacios verdes que soportan importantes servicios ambientales, entre otros, la purificación del agua, la reposición de la fertilidad del suelo, el almacenamiento de carbono, la conservación de la biodiversidad, la polinización, la dispersión de semillas, y la protección frente a inundaciones y otras catástrofes ambientales. Además, cumplen un destacado papel en procesos ecosistémicos fundamentales para la funcionalidad ecológica, que hacen parte del temario de este documento, procesos asociados a la estabilización de los suelos, al soporte de los ciclos biogeoquímicos, y a la productividad primaria por aportes de materia orgánica vía hojarasca fina. La estabilidad en estos servicios, depende del nivel de conservación y manejo de los remanentes boscosos existentes, con un bajo nivel de impacto. Como un reto de vanguardia, se requiere con urgencia el desarrollo sistemático y permanente, de investigaciones que revelen la biodiversidad del bosque seco tropical urbano y sus servicios ecosistémicos, en procura de que, a partir del conocimiento generado, se puedan apoyar los procesos de toma de decisiones en materia de planificación y gestión de espacios urbanos resilientes.

Con esta simultánea inquietud y convicción, la Universidad del Magdalena, en cabeza de sus grupos de investigación, como el GIEN, han iniciado una serie de investigaciones, orientadas a la generación de conocimiento de diferente naturaleza y nivel de complejidad, en el ecosistema urbano de bosque seco presente en su Campus. Este ecosistema se posiciona como un laboratorio vivo, en el cual puedan ser desarrollados estudios como los que aquí se presentan, a través del ejercicio académico y científico mancomunado de profesores y estudiantes de pre y posgrado. Se proyecta que estos resultados sirvan además para concretar iniciativas de impacto social, vía educación y concienciación ambiental, para la población de Santa Marta y del departamento del Magdalena, y configuren un modelo a ser reproducido en otros lugares del país.

El enfoque de este libro pretende que nuestros lectores reconozcan no solo la biodiversidad del bosque seco y valoren algunas funciones que ésta soporta, sino que entiendan la importancia del monitoreo ecológico y la evaluación de estos ecosistemas, como estrategias para la generación de conocimiento de crucial utilidad en la planeación y construcción de espacios verdes en la ciudad de Santa Marta.

Jeiner Castellanos Barliza, Javier Rodríguez Barrios

y Juan Diego León Peláez

Introducción

Durante el siglo XX las regiones tropicales registraron las mayores tasas de deforestación a nivel mundial, especialmente los países de América Latina con la reducción de aproximadamente el 50 % de su superficie forestal (FAO, 2016). Se estima que se perdieron 7 millones de hectáreas de bosques durante el período 2000-2015. En Colombia se estima una tasa anual de deforestación de 0,21%, que representa pérdidas de 120 934 ha de bosques para el período 2012-2013 (Galindo, et al., 2014). Entre las principales causas de deforestación a nivel mundial están la expansión agrícola (73%), la expansión urbana (10%), la construcción de infraestructura (10%) y la actividad minera (7%) (Restrepo, Flórez, Osorio y León, 2013; FAO, 2016).

En el contexto colombiano, los bosques secos son los ecosistemas más amenazados, presentan un fuerte proceso de degradación y fragmentación, producto en mayor medida del desarrollo de actividades agrícolas y ganaderas (Mendoza, 1999; Cardona, Ardila y Ulloa, 2012; Pizano y García, 2014). En la actualidad, se estima que el bosque seco original se encuentra en la condición de fragmentos y relictos (Mendoza, 1999; Pizano y García, 2014), localizándose las unidades más conservadas en el Parque Nacional Natural Tayrona en cercanías a la ciudad de Santa Marta (Carbonó y García, 2010).

Existe evidencia de que estos remanentes boscosos soportan importantes servicios ecosistémicos para la población humana, como la protección contra inundaciones, la purificación del agua, la regulación del clima, la conservación de la biodiversidad, y la dispersión de semillas, entre otros (Ruiz-Jaén y Aide, 2006; Valencia-Duarte, Trujillo y Vargas, 2012; Lima, Staudhammer, Brandeis, Escobedo y Zipperer, 2013).

A pesar de su importancia ecológica, el crecimiento urbanístico actual de la ciudad de Santa Marta ha conllevado el aislamiento de algunos fragmentos de bosques secos, entre ellos el fragmento localizado en la Universidad del Magdalena, objeto central de nuestro estudio.

Este libro pretende mostrar a la comunidad en general, la importancia de evaluar y monitorear estos fragmentos de bosque seco, conforme puedan resaltarse sus valores no solo desde su estructura y diversidad, sino además desde su funcionalidad. Así, podrá reconocerse en ellos, su utilidad adicional como espacios para el desarrollo de actividades que incluyen la investigación, la educación y la recreación.

Esta obra comprende cinco capítulos para la presentación de la información: los dos primeros analizan las características estructurales y funcionales de la flora presente en el fragmento urbano de estudio; los siguientes dos capítulos proporcionan para la fauna, los resultados más importantes encontrados en su evaluación. El quinto capítulo presenta a manera de guías de campo, la diversidad de los grupos biológicos indicadores registrados (Vegetación, Anfibios, Reptiles y Aves).

Con mayor detalle de su contenido, esta obra aborda, en su primer capítulo, el estudio de la composición florística y la estructura de la vegetación de seis relictos de bosques secos ubicados en el distrito de Santa Marta, en detalle muestra algunos parámetros estructurales de la vegetación típica y la importancia de la presencia de algunas especies características de estos ecosistemas. El segundo capítulo sustenta el estudio de los ciclos biogeoquímicos como capítulo funcional de la ecología dentro de estos fragmentos urbanos del bosque seco, evaluando la producción de la hojarasca fina como principal vía de entrada de materiales orgánicos en los ecosistemas terrestres. El capítulo tres presenta los anfibios y reptiles observados en el contexto de este fragmento urbano y revela la capacidad que tienen algunas especies para adaptarse a dichas condiciones El capítulo cuatro expone las aves que visitan e interactúan con las especies vegetales del fragmento y, se destacan algunos aspectos de interés del grupo en este tipo de escosistema. Finalmente, el capítulo cinco presenta una serie de guías de campo para la identificación y reconocimiento de la flora y fauna que habita y se adapta a estas condiciones y que, desde un punto de vista ecológico, es relevante para la estructura y funcionalidad del fragmento.

Uno de los logros esperados de esta obra, es que contribuya al conocimiento de la diversidad de especies presentes en estos espacios verdes, así como a la adquisición de un mayor sentido de pertenencia y de conciencia por la sociedad, para la protección, conservación y manejo respetuoso del bosque seco y sus recursos naturales. Es una responsabilidad colectiva el conocer y cuidar nuestra fauna y flora, y mantener los ambientes sanos; ello permitirá que estas especies vivan en armonía con su hábitat, y que tanto nosotros, como las generaciones futuras, podamos disfrutar de los beneficios que de ellas se derivan en términos del mejoramiento de la calidad de vida en los entornos urbanos y rurales.

Referencias bibliográficas

Carbonó, E. y García, H. (2010). La vegetación terrestre en la ensenada de Neguanje, parque nacional natural Tayrona (Magdalena, Colombia). Caldasia, 32(2), 235-256.

Arcila, A., Ardila, C. y de Chacón, P. (2012). Estado de fragmentación del bosque seco de la cuenca alta del río Cauca, Colombia. Biota Colombiana, 13(2), 86-100.

Galindo, G., Espejo, O. J., Ramírez, J. P., Forero, C., Valbuena, C. A., Rubiano, J. C., Lozano , R. H., Vargas, K. M., Palacios, A., Palacios, S., Franco, C. A., Granados, E.I., Vergara, L. K. y Cabrera, E., (2014). Memoria técnica de la cuantificación de la superficie de bosque natural y deforestación a nivel nacional. Actualización Periodo 2012 - 2013. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM. Bogotá D.C., Colombia. 56 pp.

Food and Agriculture Organization, FAO (2016). El Estado de los bosques del mundo 2016. Los bosques y la agricultura: desafíos y oportunidades en relación con el uso de la tierra. Roma. Disponible en: http://www.fao.org/publications/search/es/

#querystring=JmVuZHN0cmluZz0x [Revisado 5 Junio. 2017].

Lima, J. M. T, Staudhammer, C. L., Brandeis, T. J., Escobedo, F. J. y Zipperer, W. (2013). Temporal dynamics of a subtropical urban forest in San Juan. Puerto Rico. 2001-2010. Landscape and Urban Planning, 120, 96-106.

Mendoza, H. (1999). Estructura y riqueza florística del bosque seco tropical de la región Caribe y el valle del río Magdalena, Colombia. Caldasia, 21(1), 70-94.

Pizano, C., y García, H. (Ed.). (2014). El Bosque Seco Tropical en Colombia. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt (IAvH). Bogotá, D.C., Colombia.

Restrepo, M. F., Florez, C. P., Osorio, N. W., y León, J. D. (2013). Passive and active restoration strategies to activate soil biogeochemical nutrient cycles in a degraded tropical dry land. ISRN Soil Science 2013, 1-6.

Ruiz-Jaén, M. C., y Aide, T. M. (2006). An integrated approach for measuring urban forest restoration success. Urban Forestry & Urban Greening, 4(2), 55-68.

Valencia-Duarte, J., Trujillo Ortiz, L. N., y Vargas, O. (2012). Dinámica de la vegetación en un enclave semiárido del río Chicamocha. Colombia. Biota Colombiana, 13(2), 40-65.

Descripción del Área de Estudio

Figura 1. Fragmento urbano de bosque seco ubicado en el Campus de la Universidad del Magdalena en la ciudad de Santa Marta (Elaborado por Gutiérrez, 2017).

El área de estudio comprende un fragmento urbano de bosque seco ubicado en el Campus de la Universidad del Magdalena en la ciudad de Santa Marta (11º13’18.31” N - 74º11’08.80” W), el cual tiene una extensión de 2,8 hectáreas, y se encuentra actualmente en un proceso de restauración pasiva de aproximadamente 7 años, después del abandono de actividades agrícolas. Se encuentra rodeado de edificaciones, áreas agrícolas de cultivos experimentales y estanques piscícolas (Figura 1). El régimen de lluvias es de tipo unimodal, con mayores precipitaciones entre los meses de octubre-noviembre y menores entre abril-junio, con un periodo seco definido entre diciembre y marzo (Jaramillo-Robledo y Chaves-Córdoba, 2000). Se caracteriza por presentar temperaturas promedio anuales de 27 °C, precipitación media mensual de 608.8 mm y una altura sobre el nivel del mar de 21 m (Strewe et al., 2009; Montes-Correa et al., 2015).

La formación vegetal es típica de bosque seco tropical, con la dominancia de especies pioneras de rápido crecimiento, entre ellas, Albizia niopioides, Cordia alba y Machaerium milleflorum (España y Rojano, 2013). Los suelos se clasifican como Entisoles. Se caracterizan por ser de origen aluvial, con textura gruesa y clasificados como Typic ustipsamments (Vásquez, 2009; Celedón, 2015). Presentan pH alcalino (pH: 8,24), con altos contenidos de materia orgánica (4,0%) y bases intercambiables (Ca: 16,59 Mg: 4,52 K: 1,47 cmolc kg-1).