57Madera y Bosques 18(1), 2012:57-76

ARTCULO DE INVESTIGACIN

El impacto del huracn Dean sobre la estructura y composicin arbrea

de un bosque manejado en Quintana roo, Mxico

The impact of the hurricane Dean on the structure and arboreal composition of a managed forest

in Quintana roo, Mexico

Anglica Navarro-Martnez1*, Rafael Durn-Garca2y Martha Mndez-Gonzlez2

rESUMEN

Los huracanes son considerados como uno de los factores ms determinantes de la estructuray composicin de muchos bosques tropicales. En Quintana Roo, estos fenmenos naturales son tanfrecuentes que forman parte de la dinmica natural del bosque. El 21 de agosto de 2007, en el centro-sur del Estado, ocurri el huracn Dean, que afect alrededor de 900,000 ha de la selva medianasubperennifolia. En este estudio se cuantifican los daos ocasionados sobre la vegetacin y seanalizan los cambios en la composicin de especies y la estructura del bosque afectado por elhuracn Dean. Se encontr que la composicin del bosque no fue afectada significativamente y queel mayor efecto del huracn fue sobre la estructura del bosque. Los rboles ms daados fueron indi-viduos de especies del sotobosque. Los principales tipos de dao fueron desramado, desenraizado yquebrado o ruptura del tronco. Asimismo, basados en fuentes bibliogrficas y algunas observacionesdurante el trabajo en campo, se discute el efecto que el aprovechamiento forestal puede tener encuanto a incrementar la susceptibilidad de estos bosques al dao por viento. Se propone disminuir lacantidad de reas de concentracin de madera (bacadillas) durante la extraccin forestal, as comoincorporar a los planes de manejo forestal, el aprovechamiento de rboles daados que ofrezcanalguna utilidad. Tambin se propone el monitoreo a largo plazo de la dinmica de los bosques afec-tados en relacin con los no afectados por huracanes.

PALABRAS CLAVE:Composicin y estructura arbrea, ndice de valor de importancia, Selva mediana subperennifolia.

ABSTrACT

Hurricanes are considered among the most important determinants of the structure and compo-sition of many tropical forests. In Quintana Roo, these natural phenomena are part of the natural dyna-mics of the forest. Hurricane Dean, on of the most recent of these weather events occurred on August21, 2007, affecting around 900,000 ha of medium semi-evergreen forest. The damage occurred on the

1* Autor para correspondencia; El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Chetumal, Av. Centenario, km. 5.5, CP 77014, Chetumal, Quintana Roo, Mxico. c.e.: manava@ecosur.mx

2 Centro de Investigacin Cientfica de yucatn, A. C., Calle 43, nm. 130, col. Chuburn de Hidalgo, CP 97200,Mrida, yucatn, Mxico. c.e.: rduran@cicy.mx, mar@cicy.mx

58 El impacto del huracn Dean sobre la estructura y composicin arbrea

vegetation was quantified and changesin species composition and structure ofthe forest affected by Hurricane Deanwere discussed. It was found that thecomposition of the forest was notaffected. The greatest effect of the hurri-cane was on the forest structure.Understory trees was more damagedthat canopy trees. The main types ofdamage were the small and mediumbranch damage, uprooted and snappedtrees. Forest management could haveincrease the susceptibility of this forest towind damage. The effects of forestmanagement in the susceptibility of theforest are discussed based on bibliogra-phic information and some observationsduring field sampling. It is proposed toreduce the number of wood concentra-tion during logging activity, as well as toincorporate to management plans, theextraction of damaged trees. It is alsoproposed to monitor the long-term dyna-mics both of damaged and undamagedforest by hurricanes.

KEy WORDS:Tree composition and structure, Impor-tance valor Index, medium semi-ever-green forest.

INTrODUCCIN

Uno de los agentes de disturbio msfrecuentes e importantes en los bosquestropicales son los huracanes, los cualespueden alterar, en poco tiempo, la estruc-tura y la dinmica de las comunidades yde las poblaciones vegetales y animalesque en ellos habitan, as como diversosprocesos de los ecosistemas (Pickett yWhite, 1985; Lugo, 2000). El disturbioproducido por un huracn afecta la din-mica natural de los ecosistemas alprovocar un incremento en las tasas demortalidad, reclutamiento y crecimientode las poblaciones que los componen y,en consecuencia, pueden modificar sucomposicin y estructura (Sousa, 1984;Vester y Olmsted, 2000), y alterar losprocesos de acumulacin y descomposi-cin de biomasa (Harmon et al., 1991;Whigham et al., 1991). El impacto deestos disturbios est fuertemente influen-

ciado, tanto por las caractersticas de lavegetacin antes del disturbio (composi-cin y tamao de los rboles), como porla velocidad del viento y la cantidad deprecipitacin, adems de la topografa dellugar y la existencia de aperturas en eldosel (Everham y Brokaw, 1996; Vester yOlmsted, 2000; Chazdon, 2003). A nivelindividual, los efectos del huracn puedendepender de las caractersticas propiasde la especie, como la arquitectura delrbol (incluyendo la profundidad yamplitud de sus races), la densidad de sumadera, su tamao, su grado de adapta-cin a la ocurrencia de estos fenmenos,as como de la fisonoma del parchedonde crece el rbol; esto ltimo puedeser modificado por las prcticas demanejo forestal (Rivas et al., 2000; Zenget al., 2004, 2007; Harcombe et al., 2009).

Por su ubicacin, la Pennsula deyucatn es afectada de forma directa oindirecta por muchos de los huracanesque se forman en el Caribe Occidental.Se ha estimado que durante el periodo de1871 a 1999, de los 154 ciclones que seformaron en el Ocano Atlntico y elCaribe, 45.3% han tocado tierras quinta-narroenses (Hernndez et al., 2001). Elhuracn Gilberto (en 1988) y el huracnWilma (en 2005) afectaron severamentela regin norte del estado, en tanto que elRoxana (en1995) y ms recientemente elDean (en 2007) pasaron por el sur de lapennsula tocando tierra a la altura deSian Kaan y, en Campeche, porCalakmul, provocando importantes daosmateriales en las zonas urbanas, la agri-cultura y los ecosistemas.

El huracn Dean, de categora 5 enla escala de Saffir-Simpson, toc tierraquintanarroense el 21 de agosto de 2007,con vientos sostenidos hasta de 270km/h, afectando una superficie de917,935 ha de selva mediana subperen-nifolia (26,2% de la superficie forestalestatal) (Gobierno del Estado de Quin-

59Madera y Bosques 18(1), 2012:57-76

tana Roo, 2007), en consecuencia se vioafectado el hbitat de una gran diversidadde plantas y animales, algunas de ellasendmicas de la Pennsula de yucatn yotras bajo alguna categora de riesgo.Dichos ecosistemas presentan una largahistoria de aprovechamiento forestal, dealrededor de 300 aos (Navarro, 2011),siendo la caoba (Swietenia macrophyllaKing) la especie ms aprovechada.Aunque la literatura sobre los efectos dehuracanes en la vegetacin de losbosques tropicales es extensa, estosaspectos han sido poco estudiados parala regin de estudio, a pesar de la altaocurrencia de huracanes (Whigham et al.,1991; Snchez e Islebe, 1999; Vester yOlmsted, 2000; Dickinson et al., 2001;Garrido et al., 2008; Vandecar et al.,2011). Estos aspectos son importantes deconsiderar porque el aprovechamientoforestal puede incrementar la vulnerabi-lidad de la selva a los efectos del vientopor el aumento en el nmero y tamao delos claros y los cambios en la densidad deindividuos de las especies extradas,contar con dicho conocimiento permitirahacer sugerencias para la mejor planea-cin de las prcticas de manejo forestal.

OBJETIVOS

El objetivo principal de este estudio fueevaluar los efectos del huracn Deansobre la estructura y composicin deespecies arbreas en un bosque tropicalbajo manejo forestal en la zona centro-surdel estado de Quintana Roo. Dado que secontaba con informacin previa alimpacto del huracn, se pudieron analizarlos cambios en la composicin de espe-cies arbreas y en la estructura delbosque afectado por el huracn Dean.Adems, se evalu el efecto del manejoforestal sobre la susceptibilidad delbosque ante el impacto de huracn, conbase en informacin bibliogrfica dispo-

nible y algunas observaciones durante eltrabajo de campo.

METODOLOGA

rea de estudio

El presente estudio se llev a cabo en elejido Xhazil Sur, localizado dentro delrea de influencia de la Reserva de laBiosfera Sian Kaan, en el Corredor Biol-gico Mesoamericano-Mxico, entre losparalelos 191307 y 193036 de latitudnorte y los 875240 y 880655 delongitud oeste, en el estado de QuintanaRoo (Fig. 1). Xhazil Sur es uno de losejidos forestales ms grandes e impor-tantes de la Zona Maya quintanarroense,ocupa una superficie total de 54,441 ha(RAN-INEGI, 1998), de las cuales 25,000ha (46%) corresponden al rea forestalpermanente (rea bajo manejo forestal).En esta superficie, la vegetacin domi-nante es la selva mediana subperennifolia(Miranda, 1978), la cual alberga unaenorme diversidad de plantas y animales.El bosque en la regin alcanza una alturade 24 m y contiene alrededor de 100especies de rboles, siendo las msabundantes Manilkara zapota (L.) P. Royen, Brosimum alicastrum Sw. yBursera simaruba (L.) Sarg. (Vester et al.,2005). El clima es del tipo Aw(x)i, clidosub-hmedo con lluvias en verano y partedel invierno (Garca, 1987). La tempera-tura y la precipitacin promedio anual sonde 26 C y 1234 mm, respectivamente.Los suelos que predominan, de acuerdocon la clasificacin maya, son: tzekkel(litosol y rendzina), akalche (gleysol),yaax hom (vertisol) (Snchez-Snchez eIslebe, 2002).

Anualmente, estos bosques estnexpuestos a la incidencia e impacto detormentas tropicales y huracanes, loscuales juegan un papel importante en ladinmica del bosque, Sin embargo, se

60 El impacto del huracn Dean sobre la estructura y composicin arbrea

considera que estos bosques handesarrollado una resiliencia elevada, yaque han logrado adaptarse a una historiade por lo menos 3000 aos de impactosfrecuentes de huracanes (Whigham et al.,1991), incendios forestales y actividadeshumanas (Turner, 1978). Adems, enesta regin, el bosque es cosechadoselectivamente a una baja intensidad (1 m3/ha en promedio). La cosecha serealiza en el rea Forestal Permanentedel ejido, la cual es manejada para laproduccin de madera y otros productosforestales. El manejo forestal se lleva acabo por las propias comunidades bajoun plan de manejo basado en el inven-tario de rboles mayores de 10 cm dedimetro a la altura del pecho (dap1,3 mdel suelo) de todas las especies para

determinar niveles de cosecha susten-table.

En el rea de estudio, el huracnDean pas siendo de categora 4 en laescala de Saffir-Simpson, con una velo-cidad del viento de 210 km/h a 249 km/h(Rogan et al., 2011); en tanto que la preci-pitacin alcanz un valor de 81 mmdurante las primeras 48 horas(Hernndez, s/a).

Evaluacin del dao

Durante 2003 y 2004 se establecieronocho parcelas de una hectrea (500 x 20m) distribuidas al azar, dentro del reaforestal permanente del ejido Xhazil Sur,

Figura 1. Ubicacin del rea de estudio.

61Madera y Bosques 18(1), 2012:57-76

con la finalidad de conocer las etapas dedesarrollo del bosque, as como deter-minar la estructura y composicin de laselva mediana subperennifolia en esteejido. Tras el paso del huracn Dean, quefue en agosto del 2007, entre enero yfebrero de 2008 se evalu en estas ochoparcelas el dao ocasionado por estefenmeno sobre el arbolado mayor oigual a 10 cm de dap. En cada parcela seidentificaron las especies y se midi eldap y la altura total de cada individuo. Eltipo de dao experimentado por cadaindividuo fue determinado de acuerdo conla clasificacin siguiente: 1) desenraizado(derribado con exposicin de races), 2)descopado (sin ramas desde la base dela copa), 3) desramado (ramas secunda-rias quebradas), 4) quebrado (troncoquebrado), 5) inclinado (sin exposicin deraces), 6) doblado, 0) sin dao. Adems,se anotaron los rboles que se obser-varon muertos en pie despus delhuracn. Cuando el tronco se quebr(categora 4), se tom la altura a la cualse ocasion el dao. Cuando los rbolesfueron derribados slo se les midi eldap. Para facilitar el anlisis y hacercomparables los resultados con otrosestudios en la regin, se agruparon lasclases de dao en tres grupos princi-pales: 1) dao ligero (clase 0 + clase 3),2) dao moderado (clase 5 + clase 6) y 3)dao severo (clase 1 + clase 2 + clase 4).

Cambios en la composicin

y estructura del bosque

Debido a que se contaba con informacinprevia al huracn para el arbolado grande(dap > 30 cm), en las mismas parcelas,se analizaron los cambios ocurridos en laestructura y composicin del bosque. Secalcul adems la riqueza de especies,densidad e ndices de valor de impor-tancia y la diversidad pre y post-huracn.Para calcular el valor de importancia se

emple el ndice de Valor de Importancia:IVI = densidad relativa + dominancia rela-tiva + frecuencia relativa (Mueller-Dombois & Ellenberg, 1974). La diver-sidad fue calculada mediante el ndice deShannon (Magurran, 2004), usando delprograma EstimateS 8. 2.0. La equitati-vidad fue obtenida mediante la ecuacin

donde H es el ndice de diversidad deShannon-Wienner y n es el nmero totalde individuos (Magurran, 2004). Paraevaluar el efecto del huracn sobre laestructura del bosque se realiz unaprueba T para muestras pareadas paraun factor (huracn) con dos niveles (antesy despus), mediante el uso del programaSPSS versin 16.

rESULTADOS

Evaluacin del dao

Se registraron un total de 1486 rbolesmayores a 10 cm de dap, pertenecientesa 71 especies, 59 gneros y 32 familias.De estos rboles, 37 (2,4%) resultaronmuertos despus del huracn, perodebido a que stos haban sido regis-trados como moribundos en el censoprehuracn, no se incluyeron en elanlisis. Del arbolado muestreado, 88,3%present algn tipo de dao, siendo losms comunes el desramado (28,9%), eldesenraizado (24,7%) y el quebrado(22,4%) (Fig. 2). De las especies msabundantes, las ms afectadas fueronPouteria reticulata (Engl.) Eyma, Exotheapaniculata (Juss.) Radlk. y Gymnantheslucida Sw., con alrededor de 80% de losrboles de estas especies severamentedaados (Tabla 1). Estas especies, sontpicas del sotobosque y generalmente noalcanzan grandes tallas dentro delbosque, al menos en el rea de estudio.

62 El impacto del huracn Dean sobre la estructura y composicin arbrea

Tabl

a 1.

Var

iaci

n e

n el

tam

ao

prom

edio

de

los

rbo

les

y el

por

cent

aje

de d

ao

ocas

iona

do p

or e

l hur

acn

Dea

n en

las

12 e

spec

ies

ms

abu

ndan

tes

del e

jido

Xha

zil S

ur,

Qui

ntan

a R

oo. A

B =

re

a ba

sal;

dap

= D

im

etro

a la

altu

ra d

el p

echo

. La

cla

sific

aci

n de

da

ose

ref

iere

a la

inte

nsid

ad d

e da

o m

s q

ue a

un

porc

enta

je,

com

o se

indi

ca e

nseg

uida

: 1)

da

o lig

ero

(cla

se 0

+ c

lase

3),

2)

dao

mod

erad

o (c

lase

5 +

cla

se 6

) y

3) d

ao

seve

ro (

clas

e 1

+ c

lase

2 +

cla

se 4

). E

n el

tex

to s

e de

scrib

e ca

da c

lase

de

0 a

6.

Esp

ecie

Nda

p m

ax

dap

prom

edio

AB

Lige

roM

oder

ado

Sev

ero

(cm

)(c

m)

(m2 /

ha)

Todo

s lo

s in

divi

duos

1449

93,5

28,9

123,

040

,68,

151

,3

Esp

ecie

s m

s a

bund

ante

s11

2093

,530

,493

,143

,76,

949

,4

Esp

ecie

s po

co a

bund

ante

s46

673

,525

,730

,130

,510

,359

,2

Man

ilkar

a za

pota

287

9236

,135

,553

,74,

242

,2

Bur

sera

sim

arub

a14

680

,530

,311

,859

,64,

136

,3

Pou

teria

ret

icul

ata

9932

,518

,52,

97,

110

,182

,8

Cae

salp

inia

gau

mer

i93

93,5

37,1

11,9

41,9

0,0

58,1

Gym

nant

hes

luci

da78

30,5

13,7

1,2

9,0

11,5

79,5

Otto

schu

lzia

pal

lida

6977

28,5

5,4

49,3

5,8

44,9

Vite

x ga

umer

i64

83,2

41,7

9,9

73,4

4,7

21,9

Bro

sim

um a

licas

trum

4260

,834

,64,

257

,14,

838

,1

Met

opiu

m b

row

nei

3850

29,1

3,1

42,1

18,4

39,5

Exo

thea

pan

icul

ata

3740

19,3

1,3

13,5

5,4

81,1

Sw

artz

ia c

uben

sis

3569

,539

,34,

965

,75,

728

,6

Lonc

hoca

rpus

xuu

l32

35,2

17,2

0,8

9,4

40,6

50,0

63Madera y Bosques 18(1), 2012:57-76

De las especies comerciales, M.zapota, B. simaruba y Metopium brownei(Jacq.) Urb. tambin tuvieron un porcen-taje importante de rboles severamentedaados, mayor a 35%. Sin embargo,Swietenia macrophylla, la caoba, especiegua en los aprovechamientos forestales,result altamente resistente a los vientoshuracanados, ya que de los once rbolesencontrados en el rea de estudio, lamayor parte (54,5%), slo sufri el rompi-miento de ramas pequeas y medianas,nicamente dos rboles (18%) fueronderribados y slo un rbol pequeo (dap < 30 cm) se quebr.

Al relacionar la clase de dao con eltamao de los individuos se encontr queel total de los rboles pequeos (dap < 30cm) sufrieron algn tipo de dao; mien-tras que de los rboles grandes (dap > 30cm), 22,1% no present dao alguno. Delos rboles pequeos la mayor proporcinde individuos fue desenraizada (41% delos rboles en promedio) y quebrada(34% de los rboles en promedio); mien-tras que los rboles grandes sufrieron

principalmente el rompimiento de ramaspequeas y medianas (45% de losrboles en promedio) (Fig. 3). De losrboles grandes, Caesalpinia gaumeriGreenm. (32%), M. zapota (14,4%) ySwartzia cubensis (Britton & P. Wilson)Standl. (10%), presentaron los porcen-tajes ms altos de rboles quebrados. Entanto que Pseudobombax ellipticum(Kunth) Dugand (20%), B. simaruba(8,4%) y M. zapota (6,4%), fueron lasespecies con mayor proporcin de indivi-duos desenraizados.

Cambios en la composicin y estructura del bosque

Antes del huracn se registr un total de788 rboles grandes (> 30 cm de dap)pertenecientes a 50 especies, 39 gnerosy 24 familias. Despus del huracn, elnmero de individuos en esta categoradisminuy a 756, lo cual representa unaprdida de 4,1 % en el nmero de indivi-duos; sin embargo, la riqueza de espe-cies prcticamente se mantuvo igual.

Figura 2. Daos ocasionados al arbolado mayor a 10 cm de dap por el huracn Deanen el bosque manejado de Xhazil Sur, Quintana Roo. N = 1449.

64 El impacto del huracn Dean sobre la estructura y composicin arbrea

nicamente en dos de las ocho parcelasanalizadas se perdieron algunas espe-cies, entre ellas Luehea speciosa Willd.,el tusuk che y el sak away (dos especiesno identificadas), de las cuales slo seencontr un individuo en el rea deestudio durante el muestreo previo alhuracn. Los valores del ndice deShannon (H), por unidad de muestreo,fueron iguales antes y despus delhuracn, indicando que tampoco seobserv algn efecto de Dean sobre ladiversidad de la comunidad (Tabla 2).Tampoco hubo efecto significativo delhuracn sobre la estructura de la comu-nidad, aunque sta sufri una disminu-cin de 16,2% en la altura promedio (P