Coníferas endémicas de Pinar del Río
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Coníferas endémicas de Pinar del Río. En la provincia de Pinar del Río la más occidental de Cuba, existen diferentes especies endémicas de las cuales se realizó un estudio de las Coníferas endémicas, Pinus caribaea Morelet var. Caribaea y Pinus tropicalis Morelet las cuáles presentan problemas de manejo y conservación, con el objetivo de caracterizar atributos ecofisiológicos en diferentes ambientes como vía para mejorar los planes de manejo y conservación de estas especies
Sumario
Inicios
Se hizo una caracterización física-química del suelo, se analizaron tres variables anatómicas, se tomaron medidas de intercambio gaseoso (fotosíntesis, transpiración, conductancia estomática) y potenciales hídricos alba y mediodía. Los resultados indican que Pinus caribaea var. caribaea muestra un comportamiento diferente a Pinus tropicalis. En el caso de la primera se desarrolla en condiciones edáficas pobres y deficientes en contenidos nutricionales, resultando una limitante para su desarrollo, se aprecian tasas superiores de evolución diaria de la fotosíntesis y la transpiración mostrando un mejor control estomático a las 4:00 PM, se presentan situaciones de estrés hídrico en la población de Sabanalamar, manifestando modificaciones morfológicas y estructurales como respuesta adaptativa, engrosando su cutícula, en cambio Pinus tropicalis se desarrolla en condiciones más extremas, con mayores tasas de saturación de luz, mayor grosor de cutícula y canales resiníferos y no manifiesta control estomático en la última medida (4:00 PM), indicando que esta especie continúa hasta horas después con el proceso de fotosíntesis. Se demuestra la importancia de estas variables como aspecto a considerar en los planes de conservación y manejo.
Estudios ecológico-funcionales
Los estudios ecológico-funcionales en los Árboles forestales resulta un tema de gran actualidad, su conocimiento y aplicación permiten determinar las respuestas fisiológicas frente a diferentes condiciones ambientales, así como entender mecanismos de adaptación al estrés de cualquier naturaleza, los cuales son de gran importancia para el manejo adecuado y la conservación de las especies forestales y propician sentar las bases para un manejo prudente y planificado del recurso en aras de obtener mayores niveles de supervivencia y adaptabilidad. La ecofisiología ha surgido como una disciplina frontera entre la fisiología y la ecología en las que se contestan preguntas sobre adecuación de las plantas a su medio (Orellana y Escanilla, 1991).
Poblaciones naturales en Pinar del Río
En Pinar del Río, las poblaciones naturales de Pinus caribaea Morelet var. caribaea y Pinus tropicalis Morelet han sido deterioradas por factores como los incendios forestales, las talas, la erosión y gran parte de los suelos donde se desarrolla la primera de estas especies pertenecen a Pinus tropicalis, siendo la variedad caribaea más exigente en cuanto a condiciones ecológicas, prefiriendo los suelos ferríticos latosoles típicos de la localidad de Cajálbana, sin embargo estas especies viven en simpatría en casi toda la extensión de la provincia de Pinar del Río, y sus niveles de exigencia y adaptabilidad son completamente diferentes, por lo que la comunidad científica dedica especial interés y atención al estudio de estos endémicos reportados en categorías de vulnerable y casi amenaza. Este trabajo presenta como objetivo general caracterizar atributos ecofisiológicos de dos coníferas endémicas de la parte más occidental de Cuba, como vía para mejorar los planes de conservación y manejo.
Ubicación geográfica
Este trabajo se realizó en áreas naturales donde se desarrollan las especies Pinus caribaea var. caribaea y Pinus tropicalis, pertenecientes a las poblaciones de Cajálbana, Marbajita, La Jagua, Galalón, Viñales, Sabanalamar, Pinar del Río y La Güira
Figura 1. Ubicación geográfica de las áreas de muestreo.
Se realizó un análisis edáfico y tratando de representar toda el área de estudio se tomó al azar cuatro muestras de suelo por cada una de las localidades, las cuales fueron analizadas efectuando una caracterización química y física del mismo. La caracterización química se efectuó en el Laboratorio de Suelos perteneciente al Ministerio de la Agricultura, Pinar del Río y la caracterización física en el Laboratorio de Suelos de la Universidad de Pinar del Río. Se determinó además el índice de grosor (tamaño de las partículas del suelo), por la fórmula de Richards et al. (1986), citado por Ansorena (1994).
Para las medidas de intercambio gaseoso se realizó una campaña de campo los días 22 y 23 de Enero del año 2006 (época lluviosa), en una parcela experimental ubicada en el Jardín Botánico de Pinar del Río, utilizando para ello el Irgaporometro. En el primer día se realizaron medidas puntuales de radiación fotosintéticamente activa (PAR), y fotosíntesis, expresados en µ E cm2 *seg. y µ moles CO2 x m2 hoja/seg, respectivamente, y al día siguiente, se hizo un seguimiento de la fotosíntesis (µ moles CO2 x m2 hoja/seg) y la transpiración (mmol de H2O x m2 hoja/seg) a lo largo del día, estimando valores cada dos horas, a las 8:00, 10:00, 12:00, 2:00 y 4:00 horas solares.
Se determinó el potencial hídrico con la Cámara de Scholander, en horas de la madrugada y al mediodía, en cada una de las localidades de estudio, adaptando la metodología descrita por Oliet (2001).
Para el procesamiento estadístico en todos los análisis se utilizó el sistema automatizado SPSS para Windows versión 15.0.
Análisis de tablas
Tabla 1
En la tabla 1, se aprecian diferencias significativas entre cada una de las propiedades químicas analizadas, resultando de estos análisis que son suelos ácidos, medianamente ácidos, ligeramente ácidos y neutros, siendo los más ácidos los del grupo de significación a (Viñales y Galalón) con un pH medio de 3.8 y los neutros (6.5), los de la localidad Sabanalamar, además pobres en contenidos de fósforo, potasio y bases intercambiables, con excepción del sodio, que en la población de Sabanalamar fue alto. Estos resultados coinciden con los obtenidos por Marrero et al. (1998) y de forma general se ajustan más a los requerimientos de Pinus tropicalis, ya que Pinus caribaea var. caribaea se desarrolla con mejores resultados en edátopos relativamente más favorables, obteniendo incluso mayores incrementos, demostrado por Samek y Del Risco (1989).
Tabla 1. Valores medios de la caracterización química del suelo por localidades.
En una misma columna letras desiguales difieren significativamente para Duncan con P< 0.05.
Tabla 2
En la tabla 2, se observan diferencias significativas en las características físicas del suelo. La densidad aparente varía desde muy baja, baja, mediana hasta alta; mostrando los suelos arcillosos valores más bajos y los arenosos más altos, como es el caso de la localidad de Sabanalamar.
Tabla 2. Valores medios de la caracterización física del suelo por localidades.
En una misma columna letras desiguales difieren significativamente para Duncan con P< 0.05.
Figura 2.
Curva integrada de CO2 de Pc
Las figuras 2 y 3, reflejan el comportamiento de CO2 para Pinus caribaea var. caribaea (Pc) y Pinus tropicalis (Pt), a través de la curva integrada de mayor ajuste, observando en todos los casos que a medida que aumentan los valores de concentración
Figura 3.
Curva integrada de CO2 de Pt.
intracelular la fotosíntesis se hace mayor reportándose tasas superiores en Pt.
En las figuras 4 y 5, se refleja el ajuste de las curvas de saturación de luz para cada especie. En las mismas, es notable la presencia de un modelo de ajuste diferente para cada especie, observando que a medida que aumentan los valores de radiación fotosintéticamente activa (PAR), aumenta la fotosíntesis hasta alcanzar tasas de 5.46 para la variedad caribaea y 8.82 µmoles CO2xm2/hoja/seg. para Pinus tropicalis, resultando esta última con valores superiores de saturación, lo cual pudiera estar dado por su carácter heliófilo.
Figura 4.
Curva de saturación de luz en Pt. Figura 5. Curva de saturación de luz en Pc.
La conductancia estomática, inversa a la resistencia estomática es una medida de gran importancia desde el punto de vista ecofisiológico, pues determina el momento en que se facilita el paso de CO2 para el proceso de fotosíntesis en las plantas. En la tabla 3, se reflejan las medidas de conductancia estomática a través del tiempo para Pc y Pt, detectando que a lo largo del día los valores son superiores en Pc. Según Johnsen y Major (2004), la velocidad de transpiración depende tanto de la sequedad del aire (déficit de presión de vapor) como de la apertura de los estomas, la cual se estima por la medida de conductancia
Tabla 3
Conductancia estomática en Pc y Pt.
Figuras 6 y 7
En la figura 6, se muestra el comportamiento medio de la evolución de la fotosíntesis, apreciando fluctuaciones diarias para ambas especies. Las mayores tasas de fotosíntesis en las horas solares de la mañana se obtuvieron a las 10:00 AM, y precisamente a esta hora las plantas tienen abierto sus estomas; a partir de este punto disminuye la fotosíntesis hasta las 2:00 PM que este valor supera al de las 10:00 AM. Este comportamiento pudiera deberse a factores como la exposición del sol, las condiciones del ambiente y la arquitectura de las plantas, pues el movimiento del sol al parecer en estas horas del día permite que en determinados momentos la arquitectura de la planta provoque cierto sombreo y disminuya la intensidad luminosa hacia el interior del rodal. Por otra parte, es válido aclarar que a las 4:00 PM se observan valores negativos para Pc a diferencia de Pt, lo cual quiere decir que a esta hora los mecanismos de respiración son mayores que la asimilación de CO2, debido a un descenso en la fotosíntesis por la incidencia de la luz que favorece el cierre de los estomas y que Pt al parecer a esta hora aún continúa con el proceso fotosintético. Las mayores tasas de evolución de la fotosíntesis se reporta en Pc, lo cual pudiera estar dado por la condición de que esta especie presenta mayor cantidad de acículas y su copa es más rala, permitiendo una mayor entrada de luz.
En la figura 7, se representan las tasas de transpiración de evolución diaria, apreciando un comportamiento creciente desde las primeras horas solares hasta decrecer en el último punto (4:00 PM), debido a que a esta hora las plantas dejan de asimilar CO2 y manifiestan un mejor control estomático, corroborando lo planteado por Domínguez et al. (2001), sin embargo Pt decrece progresivamente desde las 10:00 AM. En el desarrollo de las mediciones en el tiempo, se destacan ligeras variaciones, presentando mayores valores Pc; también es de notar que en ambas especies el valor más bajo corresponde a las 4:00 AM, producto del mejor control estomático expresado a esta hora del día y de igual forma a las 10:00 AM la mayor conductancia estomática, coincidiendo con Saquete y Lledó (2005).
Figura 6. Evolución diaria de fotosíntesis. Figura 7. Evolución diaria de transpiración.
Figuras 8 y 9
La cantidad de agua en la planta suele evaluarse por medio del potencial hídrico (w), el cual es un indicador del estado hídrico de la planta. En la figura 8 y 9, se muestran las diferencias significativas entre las medidas de potenciales hídricos al alba y al mediodía para cada una de las localidades, obsérvese que alcanza los máximos valores al alba y los mínimos (más negativos) al mediodía, esto se debe a que la salida del sol estimula la apertura de los estomas en la planta, lo cual indica las pérdidas por transpiración y provoca el descenso del potencial, obteniendo valores más negativos en Pt, indicando que esta especie se adapta mejor a condiciones más extremas y presenta menos retención hídrica. Además se observa para el caso de Pc que la localidad de Sabanalamar es la que presenta menos diferencia entre los potenciales hídricos de la madrugada y el mediodía (-0,31MPa). Esto puede deberse, entre otras causas, a las características edáficas, pues se trata de un suelo arenoso, el cual retiene menos el contenido de agua pues se pierde por gravedad, y fundamentalmente al ambiente y a las características morfológicas, pues en esta zona se pierde poca agua al mediodía y además las plantas crean mecanismos ecofisiológicos, sufriendo diferentes modificaciones fisiológicas y morfológicas para poderse adaptar a ese medio, aún así los valores de potencial hídrico indican situaciones de estrés hídrico en la planta, pues se encuentran por debajo de 0.4 MPa, considerando los criterios señalados por Escarré et al. (1997). León (2002), obtuvo valores de potencial hídrico en esta especie, que fluctúan entre -0.47/-0.96 al alba y -1.3/-1.45 MPa al mediodía, en suelos arenosos.
Figura 8. Valores medios de w en Pc Figura 9. Valores medios de w en Pt.
En las barras letras desiguales difieren significativamente para Duncan P< 0.05 Alba: Desv Std. 0.48 y Error Std.. 6.47 x 10-2 y Mediodía: Desv Std. 2.23 y Error Std. 3.07 x 10-2
Figuras 10 y 11
En las Figuras 10 y 11, se observan las estructuras anatómicas estudiadas, mostrando un comportamiento diferente ambas especies, presentando Pt una estructura en forma de semicírculo y Pc en forma triangular, Pt mayor número de canales esquizógenos resiníferos, lo cual se corresponde con una mayor producción de resina y mayor grosor de cutícula, justificado por las extremas condiciones donde se desarrolla esta especie que posibilita un engrosamiento en su cutícula como mecanismo de adaptación y Pc mayor número de estomas, siendo esta una característica d las plantas que no necesariamente tienen que ver con la intensidad luminosa, influenciada por factores como la densidad del arbolado, la edad y la eficiencia fotosintética.
Figura 10. Estructuras anatómicas de Pc. Figura 11. Estructuras anatómicas de Pt.
Figura 12
En la figura 12, se aprecia el agrupamiento de las diferentes variables de estudio para ambas especies, donde se observa claramente que en el primer grupo se asocian las localidades donde Pc se desarrolla formando masas puras, en cambio, en el segundo esta se encuentra asociado a Pt, reflejando que estas dos especies presentan niveles de adaptación muy diferentes y por tanto la respuesta no debe ser la mejor en todos los casos, por lo que debe reorientarse la política en cuanto a establecimiento de estas especies y tener en cuenta estos aspectos a la hora de elaborar los planes de manejo y conservación.
Figura 12. Dendrograma que muestra la clasificación entre las variables de ecofisiología de las especies Pc y Pt.
Conclusiones
• La especie Pinus caribaea var. caribaea se desarrolla en simpatría con Pinus tropicalis en condiciones edáficas pobres y deficientes en contenidos nutricionales, siendo estos hábitat de preferencias para la segunda especie.
• Se reportan situaciones de estrés hídrico para Pinus caribaea var. caribaea en la localidad de Sabanalamar (-0.3 MPa).
• Se presentan modificaciones morfológicas y estructurales en determinados ambientes como respuesta adaptativa, resultando con niveles de significación en los aspectos ecológicos y funcionales, siendo Pinus caribaea var. caribaea la de mayor eficiencia fotosintética.
• Pinus caribaea var. caribaea manifiesta un mejor control estomático a las 4.00PM, sin embargo Pinus tropicalis a esta hora continúa su proceso fotosintético.
• La autoecología de estas especies ayuda a entender los mecanismos de adaptación como respuesta al ambiente, siendo un aspecto a considerar en los planes de manejo y conservación.
Fuentes
- García Quintana, Yudel. Gretel Geada López, Aida F. Chavez Contreras, Alba C. Fernández Jaramillo, Yasiel Arteaga Crespo. Atributos ecológicos y funcionales de dos coníferas del occidente de Cuba como vía para mejorar los planes de manejo y conservación. Pinar del Río. Universidad “Hnos. Saíz Montes de Oca. VI SIMFOR, 2010
Referencias
- Ansorena, M.: Sustrato, propiedades y características. Ediciones Mundiprensa. España,172 p, 1994.
- Domínguez, S.; MURIAS G; Herrero N; J.L. PEÑUELAS.: Comparación del desarrollo de ocho especies mediterráneas durante su primer año en campo y su relación con los parámetros funcionales de las plantas. Junta de Andalucía S.E.C.F (eds), Actas del III Congreso Forestal de España Sierra Nevada, II. Corias Gráficas. Sevilla. pp. 75-871, 2001.
- Escarré, A. y equipo Oikos-Santillana-s.A. 1997. Equipo Oikos. Madrid, España.
- León Coro, J.: Nuevas perspectivas para el uso del agua y la gestión de los recursos vegetales en la cuenca del Río Cuyaguateje. Tesis en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Ecológicas. Universidad de Pinar del Río/Universidad de Alicante, 2002.
- Marrero, A; Renda A; calzadilla e.: Comportamiento de Pinus caribaea var. caribaea en diferentes tipos de suelos. Revista Cuba Forestal. Vol. 1 No. 0, 1998. pp. 39-40, 1998.
- Oliet, P.J.: Aplicaciones de la medida del estado hídrico en el viverismo. Universidad de Córdova, Dpto. Ingeniería Forestal. España. p. 17, 2001.
- Orellana, R.; Escanilla J.A.: Ecofisiología vegetal y conservación de recursos genéticos. CICY. 250 p, 1991.
- Samek, V. y del Risco E.: Los pinares de la provincia de Pinar del Río, Cuba. Estudio sinecológico. Editorial Academia. ACC. p.13-19, 1989.
- Saquete, A; Lledó M.J.: Seguimiento de variables ecofisiológicas en plantaciones de Pinus halapensis Millar, en un ciclo de secado. Actas de la I Reunión sobre Ecología, Ecofisiología y suelos forestales. Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales. 2005; No. 20: 135-140,
