Introduction

Los ecosistemas áridos y semiáridos cubren más de 50 % de la superficie de México, los cuales son, especialmente, propensos a los disturbios naturales o a los causados por el hombre como el desmonte, la expansión de la frontera agrícola, la extracción de especies útiles y el sobrepastoreo (^{Flores et al., 2006}; ^{Montaño et al., 2006}). Investigadores señalan que en México, 50 000 ha de vegetación semiárida se modifican cada año, lo que ocasiona alteraciones y deterioro de los recursos y valores presentes en estos ecosistemas (^{Flores et al., 2006}; ^{Montaño et al., 2006}).

Además del cambio en la arquitectura y composición de las especies vegetales, el ecosistema presenta modificaciones en los ciclos biogeoquímicos; pérdida del hábitat de diversos taxa animales y microorganismos; aumento de la erosión, disminución de la fertilidad y la alteración del flujo y del tiempo de retención del agua en el suelo (^{Flores et al., 2006}). Tres cuartas partes del territorio del estado de Zacatecas (56 463 km2) corresponde a zonas áridas o matorrales, de estas 14 % ofrece condiciones favorables para la agricultura, 79 % para la ganadería y 7 % están cubiertas de bosques maderables y no maderables (^{Inafed, 2014}).

El género Mimosa se distribuye en el continente Americano, desde el sur de Estados Unidos de América (^{USDA, 2014}; ^{TNPD, 2014}) hasta Argentina, también se registra en África, Asia y Oceanía (^{Camargo et al., 2001}). En México, está representado por aproximadamente de 104 a 10 especies (^{Camargo et al., 2001}) presentes en las regiones tropicales, subtropicales áridas y semiáridas.

Son un componente importante del matorral xerófilo del Altiplano Mexicano, ocupan grandes extensiones del centro del país, principalmente en San Luis Potosí, norte-centro de Jalisco, Aguascalientes, norte de Guanajuato y sur de Zacatecas; como especie dominante en manchones de hasta 8 000 individuos ha-1. Se le denomina gatuño, garabatillo, garruño, uña de gato, etcétera, según la zona donde crece (Pavón et al., 201).

En el Parque Nacional Sierra de Órganos (PNSO) se desarrollan dos especies: Mimosa dysocarpa Benth. y Mimosa aculeaticarpa Ortega, la segunda es la que tiene una mayor distribución dentro del parque (^{Enríquez et al. 2003}). Ambas son invasoras de tierras de cultivo y de ganadería, en general, los agricultores o ganaderos las consideran un estorbo y un problema en los terrenos donde desarrollan sus actividades.

Sin embargo, las plantas invasoras son aquellas especies introducidas capaces de producir descendencia, a menudo en gran número y a considerable distancia de los progenitores; por lo tanto, tienen la capacidad potencial de extenderse en un amplio territorio (^{Richardson et al., 2000}). Además, la ^{IUCN (2000)} indica que dichas plantas deben producir impactos negativos para la biodiversidad.

Las leguminosas (Mimosae), como los gatuños desempeñan papeles importantes en el ecosistema, ya que son formadoras y retenedoras de suelo, fijadoras de nitrógeno, piezas clave en la sucesión ecológica en ecosistemas degradados (^{Miranda et al., 2004}) e incluso se desempeñan como plantas nodrizas (^{Flores et al., 2006}; ^{Pavón et al., 2011}).

En el PNSO, desde el año 2008, a excepción del ecoturismo, están prohibidas las actividades productivas, que aunado a los trabajos de restauración de suelos y de reforestación, en algunas áreas, han favorecido la recuperación del ecosistema.

El objetivo de este trabajo fue rodalizar y caracterizar silvícolamente las principales poblaciones de gatuños, mediante los índices de Gadow y Füldner para la mezcla de especies y de Pommerening para determinar la estructura dimensional. Se espera que los resultados contribuyan a fortalecer las bases que determinen su importancia en el proceso de sucesión vegetal en el área y el cumplimiento de los objetivos del parque.

Materials and Methods

El Parque Nacional Sierra de Órganos comprende una superficie de 1 124.65 ha, se ubica en el occidente del estado de Zacatecas, en el municipio Sombrerete. Forma parte de la Sierra de Santa Lucía, un ramal de la Sierra Madre Occidental en los límites con la Altiplanicie Mexicana, entre 23°44’58’’ y 23°48’29’’ norte y 103°45’51’’ y 103°49’36’’ oeste. Sus extremos altitudinales 2 170 y 2 560 m (Conanp, 2014; ^{Enríquez et al., 2003}).

Las poblaciones de Mimosa presentes en el PNSO se distribuyen en manchones, que son fácilmente visibles, por su color gris rojizo en temporada de lluvias y gris en la época.

Se rodalizaron las principales poblaciones de gatuño del PNSO, mediante un GPS Garmin Dakota® para la georreferenciación de los sitios (Figura 1).

Figura 1 Localización de las poblaciones de gatuño y los sitios de muestreo en el PNSO. 

Con base en la superficie de los rodales, se realizó un muestreo de 5 % (^{Graciano, 2001}). Se establecieron 53 sitios circulares de muestreo (SM) de 500 m2. Se registró el género y los parámetros dasométricos altura, el diámetro basal y la cobertura de copa.

La frecuencia relativa (FR) y la densidad absoluta se calcularon utilizando las fórmulas que sugieren ^{Zarco et al. (2010)}:

Dentro de cada sitio se seleccionó el gatuño más alto, el cual fue tomado como centro para el cálculo de los índices de ^{Füldner y Gadow (1994)} y el de ^{Pommerening (2002)}:

Donde:

V_j = Variable binaria discreta que asume el valor de 0 cuando el j-ésimo árbol es de la misma especie que el arbusto de referencia i, y el valor de 1 si es de diferente especie

S_j = Distancia del i-ésimo árbol a su vecino más próximo

4 = Número de vecinos

Se determinaron las condiciones de cobertura del suelo en cada sitio. Para ello se trazaron 100 puntos equidistantes entre sí, 50 en dirección N-S y 50 en dirección E-O; en ellos se registró la cobertura cada 0.5 m y se consideraron las variables “hojarasca”, “suelo desnudo” y “roca”.

La base de datos se capturó en formatos específicos según el caso, y para su análisis estadístico se utilizó el programa Excel^®.

Resultados y Discusión

Dentro del PNSO se delimitaron 84 rodales, la mayoría se localizaron en las partes bajas del parque, en un intervalo de altitud entre los 2 279 y 2 357 m. Estos se caracterizan por estar, sobre todo, en zonas abiertas, muchas veces en laderas poco pronunciadas o cerca de los arroyos intermitentes y caminos del parque. El área total ocupada por los rodales de gatuños fue de 53.651 ha, representan 4.76 % de la superficie total del PNSO.

^{Enríquez et al. (2003)} hicieron un estudio de la flora y vegetación del PNSO, registraron que la unidad de vegetación Mimosa-Opuntia se ubica en manchones dispersos, en suelos erosionados y sobre sustratos en rocas sedimentarias, lo que coincide con lo observado en este trabajo. Sin embargo, documentan una superficie mayor (78.19 ha) a la calculada en la presente investigación. Lo anterior puede responder a la diferencia en las metodologías utilizadas, o a que cuando se realizó el trabajo de ^{Enríquez et al. (2003)}, el parque estaba más deteriorado, ya que aún no se prohibía por completo el pastoreo en los espacios ocupado por los gatuños.

Los rodales delimitados se ubicaron en distintas exposiciones, aunque prefieren las áridas del este, ya que 30 % de los gatuños crecen en esa exposición, esto coindice con lo consignado por ^{Enríquez et al. (2003)}.

En el Cuadro 1 se resumen las características dasométricas de los géneros identificados. Destacan por su altura y diámetro Juniperus (cedros), Pinus (pinos) y Yucca (palmas). Los gatuños ocuparon la parte media del dosel, cuyas altura y diámetro promedio fueron de 103.63 y 2.11 cm, respectivamente, con individuos desde 15 cm hasta 4 m. Los valores concuerdan con los que se indican para el tipo de vegetación Mimosa-Opuntia (^{Enríquez et al., 2003}), la altura promedio señalada por esos investigadores varía de 1 a 1.5 m.

Sobresalieron por su frecuencia (%): Mimosa, Opuntia, Acacia. Resultados que pueden indicar la presencia de nodricismo por parte de los gatuños hacia los nopales, ya que la mayoría de estos últimos eran muy jóvenes. ^{Jiménez-Sierra y Jiménez-González (2002)} consignan una mayor abundancia de regeneración de cactáceas y agaves debajo de las copas de árboles y arbustos, ya que la protección que brindan sus copas favorece ciertos factores necesarios durante las primeras etapas de regeneración. ^{Bravo et al. (2007)} estudiaron la relación entre el tamaño de las espinas de Neobuxbaumia tetetzo (F.A.C. Weber ex K. Schum.) Backeb. estando bajo el dosel de Mimosa luisana Brandegee, a diferentes distancias del centro del mismo, y obtuvieron que el tamaño de la planta difiere en función de cercanía o lejanía de Mimosa luisana.

Se calculó una densidad aproximada de 3 120 plantas ha-¹, de las cuales 79 % correspondió a gatuños, elementos propios de sitios de condiciones edáficas difíciles.

^{Granados y Tapia (1990)} citan que la sombra producida por la cobertura de copa de los árboles y arbustos modifica el microclima del suelo favoreciendo el establecimiento de plántulas de especies vegetales anuales o perennes. Lo anterior demuestra la importancia de la cobertura.

En el Cuadro 1 se muestra la cobertura del dosel en los sitios de muestreo, se estimó que 40.1 % del área estaba cubierto por algún género de plantas leñosas, y correspondió a los gatuños y a los pinos los mayores valores. El porcentaje de cobertura por género, en orden decreciente, fue gatuños, pinos, huizaches y cedros.

Cuadro 1 Géneros de las plantas leñosas, sus parámetros dasométricos, ecológicos, cobertura de copa y su cobertura (%) en los sitios de muestreo en el PNSO. 

* Pinus RF = Ejemplares que fueron reforestados

Se obtuvo, en promedio, 0.264 para el índice de Füldner y Gadow, el cual toma valores cercanos a 1 cuando los vecinos son de diferentes géneros al gatuño central, en ese caso implica que los rodales son regulares, con pocos géneros presentes.

El valor promedio del índice de Pommerening fue 1.282; por lo tanto, los rodales son poco espaciados. En el Cuadro 2 se observa que las distancias promedio al centro (gatuño) de los vecinos varían de 89.5 cm, que corresponde a Mammillaria spp., a 220 cm para Forestiera. Sobresale Opuntia con 120.3 cm, los cuales, como se ha mencionado anteriormente fueron, en su mayoría, individuos jóvenes, hecho que concuerda con lo documentado por ^{Bravo et al. (2007)}, quienes señalan un posible efecto de nodricismo.

Cuadro 2 Distancia al centro de los géneros de vecinos cercanos. 

Las coberturas promedio del suelo fueron de 65.2 % para “hojarasca”, 32.9 % para “suelo desnudo” y 1.8 % para “roca”. Destacan que el suelo, en su mayoría, está cubierto, protegido de la lluvia y del viento por las hojas y ramas caídas; además de, los doseles de las plantas presentes, principalmente, de gatuños.

Resultados similares citan ^{Montaño et al. (2006)}, quienes evaluaron la relación de la presencia de Prosopis con las propiedades del suelo en dos sitios del Valle del Mezquital, México, a lo largo de 10 años; en los sitios que registraron una mayor cobertura, la diversidad y la cantidad de materia orgánica fueron superiores. Esto demuestra que las aportaciones de materia orgánica por parte de su tipo de plantas enriquecen el suelo y favorecen el establecimiento de otros vegetales.

La correlación entre la cobertura de suelo “hojarasca” y el porcentaje de cobertura aérea se muestra en la Figura 2. El bajo valor de R, puede deberse a que en algunos sitios existió una gran densidad de plantas en una parte de la superficie de los 500 m2 y desde ahí se esparcen hacia toda la superficie.

Figura 2 Correlación entre la cobertura del suelo y la cobertura aérea. 

^{Flores et al. (2006)} estudiaron la relación entre la presencia de Mimosa monansistra y la producción de materia seca, así como con la cantidad y profundidad de infiltración de agua en dos puntos, bajo y fuera de la leguminosa. Registran que, efectivamente, la presencia del gatuño influye de manera positiva en la producción de biomasa de las herbáceas bajo de su dosel, y en la cantidad de agua infiltrada en el periodo de tiempo establecido y su profundidad.

Conclusiones

Las poblaciones de gatuño se localizan, mayormente, en las zonas bajas del parque entre los 2 200 y 2 360 msnm en zonas abiertas; hasta 30 % del total de las plantas se ubican en exposición este. Los rodales delimitados son regulares y con poco espaciamiento, con una densidad promedio de 3 120 plantas ha-1, de las cuales 79 % corresponde a Mimosa. En promedio 40.1 % de la superficie de los rodales está cubierto por plantas. La altura y diámetro promedio de Mimosa fueron de 103.63 cm y 2.1 cm, respectivamente.

En los sitios de muestreo se identifican 15 géneros, destacan Opuntia, Acacia y Pinus. En el caso de los nopales jóvenes, se presume la existencia de algún grado de nodricismo por parte de Mimosa spp.

Mimosa dysocarpa y Mimosa aculeaticarpa en el PNSO, no son plantas invasoras ya que no son exóticas, solo cubren 4.7 % de la superficie total, forman manchones compactos y delimitados, además de ocupar zonas donde otro tipo de vegetación no podría sobrevivir, como laderas, orillas de los arroyos intermitentes y zonas que estuvieron sometidas a sobrepastoreo, donde cumplen un rol de protectoras y formadoras de suelo y, por consiguiente, no son dañinas para la biodiversidad.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribución por autor

Ricardo Ismael Mata-Páez: desarrollo del manuscrito; Pedro Antonio Domínguez-Calleros: desarrollo y revisión del manuscrito; José Rodolfo Goche- Télles: elaboración de las gráficas y figuras; así como apoyo en el análisis estadístico; Manuel Antonio Díaz-Vásquez: elaboración de las gráficas y figuras; así como apoyo en el análisis estadístico.