Estructura, diversidad y distribución de comunidades de bosque mesófilo de montaña y de Abies en un gradiente altitudinal del volcán Nevado de Colima y su vulnerabilidad ante el cambio climático

Abstract

Este documento expone los resultados del estudio que se llevó a cabo en un gradiente altitudinal del volcán Nevado de Colima, Jalisco, en donde se analizó la estructura, diversidad y distribución de especies leñosas >2.5 cm de DAP de las comunidades de bosque mesófilo de montaña (BMM) y bosque de Abies, y el posible impacto de cambio climático global en su distribución potencial. El capítulo II describe la composición, estructura y diversidad de estas comunidades y su relación con las variables ambientales en el gradiente de los 1200- 3700 m s.n.m, con un total de 29 sitios muestreados de 0.1 ha (2.9 ha) distribuidos en dos vertientes: norte y suroeste. Los cambios altitudinales en área basal, altura, densidad y diversidad alfa fueron determinados mediante modelos de regresión; la diversidad beta mediante el estimador Chao-Sørenson cuantitativo,; el Escalamiento No-métrico Multidimensional (NMS), el agrupamiento jerárquico (método Beta flexible, β=-0.25) y Procedimientos de Permutación Multirespuesta (MRPP); con el NMS se evaluó la relación con las variables ambientales. Se registraron 51 familias representadas por 121 especies (56 arbóreas, 53 arbustivas y 10 lianas) distribuidas en el gradiente, las más diversas en el BMM fueron Solanaceae, Fagaceae, Asteraceae y Araliaceae; en los oyametales Asteracae, Pinaceae y Fagaceae. El área basal, altura media y máxima aumentaron significativamente respecto a la altitud debido a que en la parte más alta dominaron dos especies de Abies; en cambio la densidad de individuos y diversidad de especies disminuyeron. La mayor riqueza de especies se encontró en los pisos intermedios del gradiente. De acuerdo al NMS (estrés = 7.4) y al Análisis de Agrupamiento (MRPP: A = 0.34, P < 0.001), los cambios altitudinales en composición y abundancia de especies definieron una zonificación altitudinal con tres tipos de comunidades: 1) BMM bajo y ecotono con bosque tropical subcaducifolio (1200 a 1700 m); 2) Bosque mixto: BMM alto con Abies flinckii (1700 a 2700 m); y 3) el bosque de coníferas (oyametal) con Abies religiosa subsp. colimensis (2700 a 3700 m). Los cambios en la temperatura y disponibilidad de agua asociados con la altitud fueron las causas principales que influyen en la composición y estructura de estas comunidades, pero hacia partes altas el bosque de Abies mostró una relación a una mayor precipitación anual y del trimestre más frío. Por otra parte, en el capítulo III se modeló la distribución potencial de diez especies leñosas más representativas del bosque mesófilo de montaña (BMM) y del bosque de Abies en el Nevado de Colima y la república mexicana. Se utilizaron los escenarios RCP 4.5 y RCP xii 8.5 de cambio climático para los años 2050 y 2070 con el modelo de circulación general HADGEM2_ES. Se emplearon las 19 variables bioclimáticas y tres topográficas, los puntos de presencia se obtuvieron de recorridos en campo, herbarios (IBUG y MEXU), de la Red Mundial de Información sobre la Biodiversidad (REMIB), la Global Biodiversity Information Facility (GBIF) y la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). Se obtuvieron 648 registros de las diez especies las cuales se agruparon con base a su distribución restringida o amplia. Los modelos de nicho ecológico (MNE) mostraron que la altitud, elevación, temperatura estacional, la temperatura mínima del mes más frio y la temperatura media del trimestre más húmedo fueron las variables que más influyeron en la modelización de distribución potencial de las especies. Los modelos se validaron por la prueba binomial (P < 0.001) y con la prueba ROC se catalogaron como muy buenos (AUC > 0.900). Los modelos de circulación general predicen una disminución en la precipitación de 10 al 20 % y el aumento de la temperatura de 2 a 5 ºC para el 2050 y 2070. Los resultados proyectaron reducciones para la mayoría de las especies en sus áreas de distribución potencial en un 63 y 77 % en los RCP 4.5 y 8.5, principalmente en la región norte y occidente de su área de distribución actual (Sierra Madre Oriental, Sierra Madre Occidental, Sierra Madre del Sur y la Faja Volcánica Transmexicana) y la vertiente del Pacífico de Chiapas. Las predicciones de cambio climático para el año 2070 para el bosque húmedo de montaña indican que las regiones del occidente (Jalisco y Michoacán, principalmente el Nevado de Colima) y la región del oriente (Veracruz e Hidalgo) pueden funcionar como refugios frente a una grave amenaza de extinción, debido que en estas regiones la inmigración a elevaciones más altas es posible por poseer montañas con una gran elevación y extensión. Las especies que presentarán condiciones más restringidas y que actualmente se catalogan como amenazadas, con alguna categoría de protección son: del bosque de oyamel Abies flinckii, Abies religiosa subsp. colimensis y Salix paradoxa, y del BMM Zinowiewia concinna, Carpinus caroliniana, Symplocos citrea y Tilia americana var. mexicana, ya que podrían sufrir extinciones locales mucho antes de lo predicho, por lo que son las más vulnerables y se debe poner especial atención en su protección. La integración de ambos estudios constituyó una herramienta adecuada para mostrar la alta diversidad alfa y beta de especies leñosas de estos ecosistemas en el Nevado de Colima, resaltar los posibles impactos negativos del cambio climático, y con ello, definir áreas idóneas para las estrategias de conservación y protección de los bosques húmedos de montaña.