Rainfall partitioning in mixed oak forest with dwarf bamboo (Sasa paniculata) undergrowth.

Throughfall measurements in a 60-year-old white oak (Konara) stand (Quercus serrata THUNB.) with under growing dwarf bamboo (Sasa paniculata) were carried out during two periods totaling eleven months, from August to November 1993 and from May to November 1994, in order to clarify the role of Sasa on interception loss and rainfall partitioning in this forest. Eight troughs and spiral-type stemflow gauges connected to tipping bucket-gauges were used for Konara throughfall and stemflow measurements. Ten troughs were used for throughfall measurements under the Sasa canopy. Analyses of seventy-five individual storms showed that partitioning of net rainfall in Konara throughfall, Sasa throughfall and stemflow represent 72%, 68% and 10% of the gross rainfall respectively. The stemflow delivered to the trunk base area represented on average 3.5 times more precipitation than any other place below the canopies of the Konara trees. Also, it was determined that maximum rain intensity was highly correlated with stemflow and this variable explained a further 5.5% of the stemflow variation. The interception loss from the forest canopy was estimated at 18% and the total interception loss of forest vegetation (Konara + Sasa) accounted for 31.7%. Sasa interception loss contribution (13.6% of the gross rainfall) was relatively high accounting for 40% of the total interception of the two canopy layers. The canopy saturation of Konara and Sasa were estimated from continuous storms and showed a value of 0.62 mm and 0.37 mm respectively. The trunk storage capacity was estimated at a value of 0.2 mm. The total amount of water stored in both canopies (Konara + Sasa) was assessed to be 1.2 mm. The results indicate that Sasa vegetation plays an important role in the water balance of this kind of forest and possibly in other types of forests where Sasa is widely distributed

Costras biológicas del suelo en pastizales gipsófilos del noreste de México

Se evaluó la diversidad y composición de costras biológicas del suelo en un pastizal con suelos gipsófilos y carbonatos de calcio, en el noreste de México. Se identificaron ocho especies: Endocarpon pussillum, Nostoc commune, Oxymitra sp., Psora cerebriforme, Psora crenata, Psora decipiens, Placidium sp. y Xanthoparmelia chlorochroa, con cobertura total de 18.1%. Las especies dominantes fueron Endocarpon pussillum (57.65%) y Placidium sp. (19.91%). La cobertura vegetal fue de 18.3 % y 63.6% de suelo desnudo. La zona mostró valores moderados de diversidad (Shannon & Weiner (H´) =1.68) y de riqueza de costras biológicas del suelo (Índice de Margalef (DMg) =1.2)

Efecto del cambio de uso de suelo en las propiedades químicas de un vertisol

Las propiedades químicas son indicadoras de la calidad del suelo, las reservas nutritivas pueden modificarse debido a las actividades antropogénicas. Para evaluar el efecto sobre las propiedades químicas de un suelo de tipo vertisol, se analizaron los nutrientes bajo cuatro sistemas de uso de suelo: matorral espinoso tamaulipeco, pastizal, cultivo agrícola y una plantación de eucaliptos, ubicados en el noreste del estado de Nuevo León, México. Se colectaron cuatro muestras de suelo compuestas por sitio a dos profundidades (0-5 cm y 5-30 cm) analizándose pH, conductividad eléctrica (CE), capacidad de intercambio catiónico (CIC), macronutrientes (K, Ca, Mg y Na) y micronutrientes (Cu, Mn, Fe y Zn). De acuerdo a los resultados obtenidos, se encontraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) entre los sistemas de uso para pH, Mg (cmol(+) kg-1), Fe (mg L-1) y Cu (mg L‑1) en las dos profundidades. La CE (dS m-1), Zn (mg L-1) y CIC (cmol(+) kg-1), presentaron diferencias en la profundidad 0-5 cm, mientras que Ca (cmol(+) kg‑1), Na (cmol(+) kg-1) y Mn (mg L-1) para la profundidad 5-30 cm. Los nutrientes P (mg kg‑1) y K (cmol(+) kg‑1) no presentaron diferencias entre los sistemas en las dos profundidades. Se realizó una correlación de Spearman entre las variables, siendo el pH la variable que presentó una relación con la mayoría de los nutrientes, debido a la competencia entre cationes y el efecto de la disponibilidad de los micronutrientes. En los sistemas agrícola y plantación de eucalipto se presentó una disminución en K, Fe, Mn, Zn y CIC, mientras que en el pastizal los contenidos de P y K aumentaron a diferencia del matorral que representa la vegetación natural

Efectos del cambio climático en la gestión sostenible del recurso suelo

El objetivo del presente estudio es determinar los efectos del cambio climático (CC) en la gestión sostenible del recurso suelo, a partir de la discusión y análisis de los resultados de diversas investigaciones en un contexto internacional. A nivel mundial, el recurso suelo se encuentra sometido a diferentes presiones como agricultura, ganadería, silvicultura, urbanización, contaminación y CC, afectando los servicios ecosistémicos que ofrece, desencadenando problemas ambientales, sociales y económicos. La sequía representa al evento climático extremo con mayor impacto en el recurso suelo, así como en los sistemas de producción globales. La agricultura es la actividad que perturba en mayor medida las condiciones naturales del suelo, acelerando el CC. Mientras que la erosión es considerada como el proceso más generalizado por el CC. Los países en vías de desarrollo presentan mayor vulnerabilidad ante los embates del CC, puesto que no poseen los recursos económicos y materiales para afrontar dichas situaciones, provocando otros problemas como hambruna, migración y pobreza. La implementación de estrategias sostenibles como labranza mínima, uso de policultivos, sistemas agroforestales, cobertura del suelo, entre otros, permiten gestionar la resiliencia del suelo y la población ante sequias, inundaciones y huracanes

Efectos del manejo forestal en la composición y diversidad de la regeneración natural arbórea en bosques de la Sierra Madre Occidental

Con el objetivo de evaluar la composición y diversidad de especies de la regeneración natural en bosques templados de la Sierra Madre Occidental, se establecieron ocho sitios de estudio (4 m2) al azar dentro de rodales intervenidos con los métodos de árboles Padre, Selección en grupo y comparados con un rodal de Referencia (testigo), en total, se registraron 24 sitios de muestreo, donde las variables registradas fueron altura (m), diámetro de cuello (cm) y área de copa (m2). Se determinó el índice de valor de importancia (IVI), así como la diversidad y riqueza de especies utilizando los índices de Shannon-Wiener (H´) y Margalef (DMg), respectivamente. La similitud se obtuvo con el índice Sorensen. En total se registraron 5 especies de regeneración natural, pertenecientes a 3 géneros y 3 familias, donde el género Pinus se vio mayormente representado por tres especies. En los rodales de Referencia y Selección en grupos la especie con mayor abundancia fue Pinus durangensis (10,000 y 20,000 Ind/ha, respectivamente), mientras que Quercus sideroxyla lo fue para el área de Árboles Padre (21,250 Ind/ha). El índice de Shannon (H´) y Margalef (DMg) consideran a la regeneración como de baja diversidad, mientras que los resultados del análisis de similitud indicaron que los rodales de Referencia y Selección tienen 75% en común, mientras que el área de Arboles Padre mostró una similitud ligeramente inferior (64%). El presente estudio permitirá establecer referencias para el manejo forestal, a partir de los parámetros ecológicos determinados.El objetivo de la investigación fue determinar el efecto del uso de cortas de regeneración de árboles padre y selección por grupos en la composición, diversidad, valor de importancia ecológica y similitud de la regeneración natural arbórea, comparando con un rodal adyacente el cual se denominó de referencia el cual presentaba rasgos de un bosque en etapa de madurez en bosques de la Sierra Madre Occidental. En cada rodal se establecieron ocho parcelas de 4 m2, donde se censo todos los individuos considerando características como diámetro de cuello de planta, área de copa y altura. En total se registraron 5 especies de regeneración natural, pertenecientes a 3 géneros y 3 familias, donde el género Pinus se vio mayormente representado por tres especies. En las áreas de referencia y selección por grupos la especie con mayor abundancia fue Pinus durangensis (10,000 y 20,000 Ind/ha, respectivamente), mientras que Quercus sideroxila lo fue para el área de Arboles Padre (21,250 Ind/ha). El índice de Shannon (H´) y Margalef (DMg) consideran a la regeneración como de baja diversidad, mientras que los resultados del análisis de similitud indicaron que los rodales de referencia y selección tienes 75% en común, mientras que el área de Arboles Padre mostró una similitud ligeramente inferior (64%). A partir de los resultados se define que las cortas de regeneración provocan un efecto nulo sobre la regularidad y dinamismo de la regeneración natural de estos bosques, lo cual hace ver que el manejo forestal es aplicado con decisiones encaminadas a la sustentabilidad

Spatio-temporal variations of macro and trace mineral contents in six native plants consumed by ruminants at northeastern Mexico = Variación en espacio y tiempo del contenido de macro y microminerales en seis plantas nativas consumidas por rumiantes en el noreste de México

During two consecutive years the Ca, K, Mg, Na, P, Cu, Fe, Mn and Zn contents were determined, seasonally, in foliar tissue of native trees (T) and shrubs (S) from northeastern Mexico such as Acacia rigidula (S), Bumelia celastrina (T), Croton cortesianus (S), Karwinskia humboldtiana (S), Leucophyllum frutescens (S) and Prosopis laevigata (T). Collections were carried out from August 2004 to May 2006 in a subtropical and semiarid region of the State of Nuevo Leon, Mexico at three county (Los Ramones, China and Linares) sites, which are grouped under a similar climatic pattern. Mineral concentrations were quantified using an atomic absorption Spectrophotometer, with exception of Pcontent that was estimated using a colorimeter. Mineral data were statistically analyzed using one-way analysis of variance with a multi-factorial arrangement being years (2), sites (3), seasons (4), and plant species (6) the factors. All minerals in all plants were significantly different among years, sites and seasons; however, some interactions were not significant. In general, plants in Linares site had higher mineral content followed by Los Ramores and China; in addition, during the year two, all plants had higher mineral content; moreover, during summer all plants had higher mineral content followed by fall, spring and winter. Yearly and seasonal variations in plant minerals might have been related to seasonal water deficits, excessive irradiance levels during summer and extreme low temperatures in winter that could have affected leaf development and senescence. In spite of these differences, all plant species had suitable levels of Ca, Mg, K, Fe and Mn to satisfy grazing ruminant requirements. However, P, Na, Zn and Cu, showed marginal inadequate concentrations in prolonged periods throughout the year and it might have a negative impact on animal productivity. RESUMEN Durante dos años consecutivos, los contenidos de Ca, K, Mg, Na, P, Cu, Fe, Mn y Zn fueron determinados, estacionalmente, en el tejido foliar de árboles (T) y arbustos (S) nativos de la flora del noreste de México tales como: Acacia rigidula (S), Bumelia celastrina (T), Croton cortesianus (S), Karwinskia humboldtiana (S), Leucophyllum frutescens (S) and Prosopis laevigata (T). Las colectas de material vegetal se llevaron a cabo de agosto de 2004 a mayo de 2006 en tres municipios (Los Ramones, China y Linares) del estado de Nuevo León, México localizados en una región subtropical semiárida. Los sitios dentro de cada municipio están agrupados bajo un mismo patrón climático. Las concentraciones de minerales fueron estimadas usando un espectrofotómetro de absorción atómica, con excepción del P que fue estimado usando un colorímetro. Los contenidos de los minerales fueron estadísticamente analizados usando un diseño estadístico completamente al azar con arreglo multifactorial siendo años (2), sitios (3), estaciones (4) y las especies de plantas (6) los factores. Todos los minerales, de todas las plantas fueron significativamente diferentes entre años, sitios y estaciones; sin embargo, algunas interacciones no fueron significativas (P<0.05). En general, las plantas en el sitio de Linares tuvieron mayores contenidos de todos los minerales seguido de Los Ramones y China. Asimismo, durante el segundo año, todas las plantas tuvieron un mayor contenido de todos los minerales; además, durante el verano las plantas resultaron con el mayor contenido de minerales seguido por otoño, primavera e invierno. Las variaciones anuales y estacionales de los minerales pudieran estar relacionadas con los déficits estacionales de humedad, radiación solar excesiva durante el verano y bajas temperaturas durante el invierno que pudieron haber afectado el desarrollo y madurez de las hojas. Aun cuando hubo diferencias en el contenido mineral, todas las plantas tuvieron niveles adecuados de Ca, Mg, K, Fe y Mn para cubrir los requerimientos de rumiantes en pastoreo. Sin embargo, todas las plantas, en períodos prolongados durante el año, tuvieron niveles marginalmente bajos de P, Na, Zn and Cu, lo que pudiera causar un impacto negativo en la productividad animal

Composición y estructura de la vegetación en tres sitios del estado de Nuevo León, México

En verano de 2004, en tres sitios del matorral espinoso tamaulipeco, se determinó el estatus de la vegetación arbustiva y arbórea. Los sitios fueron localizados en los municipios de Los Ramones (S1), China (S2) y Linares (S3), Nuevo León, México. En cada sitio se establecieron, aleatoriamente, tres transectos (50 m x 7 m), en los cuales se estimaron los valores relativos de abundancia, dominancia, frecuencia y valor de importancia (VI) de los árboles y arbustos presentes. Además, se determinaron parámetros dasométricos como altura y diámetro de copa. La diversidad de especies para cada sitio se estimó con el índice de Shannon Wiener. La similitud entre sitios se determinó con el índice de Jackard. Se registraron un total de 1 741 individuos. Las plantas encontradas pertenecen a 20 familias, predominando los géneros y especies de la familia Fabaceae (10) seguidos por Euphorbiaceae (4) y Rhamnaceae (4), Rutaceae (3) y Cactaceae (2). En las restantes 15 familias sólo presentaron un solo tipo de individuo. El índice de Shannon mostró que no hay diferencias en la biodiversidad entre sitios; sin embargo, el índice de Jackard mostró igualdad entre especies sólo entre S1 y S2. Las especies de plantas más frecuentes fueron Acacia rigidula (255) seguida por Viguera stenoloba (171), Havardia pallens (167), Karwinskia humboldtiana (132), Forestiera angustifolia y Castela texana (125); representando el 56% del total encontrado y registran los valores más altos de los diferentes índices aplicados. Las especies menos frecuentes fueron: Condalia spahtulata (7), Ebenopsis ebano (7), Condalia hookeri (6), Wedelia acapulcensis (5), Cordia boissieri (4), Acacia farnesiana y Yucca treculeana con (3), Helietta parvifolia (2), Croton torreyanus (1) y Prosopis sp. (1); representando estas últimas sólo un 2.2%. En el S3 se registro una riqueza específica de individuos de poco más de 100% que en S1 o S2. Linares fue el sitio que presentó mayor diversidad de especies, posiblemente debido a la alta precipitación históricamente registrada. ABSTRACT During the summer of 2004, a study of the status of woody vegetation was performed at three sites in the Tamaulipan thornscrub. The sites were located in the municipalities of Los Ramones (S1), China (S2) and Linares (S3) in the state of Nuevo Leon, Mexico. At each site three random transects (50 m X 7 m) were laid out, and relative abundance, relative dominance and relative frequency were estimated along each transect. In addition, dasometric parameters, such as height and crown diameter, were determined. Plant diversity was estimated by the Shannon-Wiener index, and similarity between sites was calculated using the Jackard index. A total of 1 741 individual plants belonging to 20 families were registered. Fabaceae had the highest number of species (10) followed by Euphorbiaceae (4) and Rhamnaceae (4), Rutaceae (3) and Cactaceae (2). The other 15 families were represented by only one species. The Shannon index showed that there were no statistical differences in biodiversity between sites; however, the Jackard index showed similarity among species only between S1 and S2. The most frequent species in the three sampling sites were Acacia rigidula (255) followed by Viguera stenoloba (171), Havardia pallens (167), Karwinskia humboldtiana (132), Forestiera angustifolia and Castela texana (125). This group represented about 56% of the total. Less frequent species were: Condalia spathulata (7), Ebenopsis ebano (7), Condalia hookeri (6), Wedelia acapulcensis (5), Cordia boissieri (4), Acacia farnesiana and Yucca treculeana with (3), Helietta parvifolia (2), Croton torreyanus (1) and Prosopis sp. (1), and they represented only about 2%. S3 registered the highest species richness with a little more than 100% of that of S1 or S2. That Linares was the site with the greatest species diversity might have been due to the higher precipitation recorded historically

Comparisons of the Root Mechanical Properties of three Native Mexican Tree Species for Soil Bioengineering Practices

Abstract Background: Urbanized slope areas in Sierra Madre Oriental are prone to sediment related disasters mainly caused by heavy rainfall episodes during hurricane season, knowledge on the factors on soil-roots dynamics are required to mitigate or lessen those disasters. Questions and hypothesis: The mechanical properties of roots of native species vary according species. The mechanical properties of the roots are influenced by the morphology of root: diameter. Species studied: Quercus rysophylla, Pinus pseudostrobus and Acacia berlandieri. Study site and dates: Sierra Madre Oriental, Chipinque Ecological Park in Monterrey, Nuevo Leon. From middle of December 2014. Methods: Selection of species was made base on widespread distribution and predominance in degraded areas. Samples were taken at field and tensile tests to calculate maximum force to root breakage were conducted using a laboratory dispositive, calculations of tensile strength and modulus of elasticity were calculated using formulas. The corresponding relations between root diameter and mechanical properties were established. Results: Results confirmed that bigger diameters require bigger forces to break. In other hand, results confirmed the negative relationship between diameter and tensile strength and diameter and modulus of elasticity. Pointing out that roots of bigger diameter have less tensile strength and elasticity. The order of importance of the species studied according its mechanical properties was found like: Acacia berlandieri > Quercus rysophylla > Pinus pseudostrobus. Conclusions: The results of this study begin the data contribution of the mechanical properties of native species of Sierra Madre Oriental in order to use it in the application of soil bioengineering practices on urbanized slopes prone to disasters. Keywords: Root mechanical properties, native forest species, soil bioengineering, landslides, Sierra Madre Oriental Comparaciones de las Propiedades Mecánicas de las Raíces de tres Especies Nativas Mexicanas para Practicas de Bioingeniería de Suelos Resumen Antecedentes: Las pendientes urbanizadas en Sierra Madre Oriental son propensas a los desastres relacionados con sedimentos causados generalmente por lluvias intensas durante la temporada de huracanes, conocimiento en los factores de la dinámica suelo-raíces son indispensables para mitigar y aminorar esos desastres. Preguntas e hipótesis: Las propiedades mecánicas de las raíces de especies nativas forestales varían de acuerdo a la especie. Las propiedades mecánicas de las raíces son influenciadas por la morfología de la raíz: diámetro. Especies estudiadas: Quercus rysophylla, Pinus pseudostrobus y Acacia berlandieri. Área de estudio y fechas: Sierra Madre Oriental, Parque Ecológico Chipinque, Monterrey, Nuevo León. Desde mediados de diciembre de 2014. Métodos: La selección de especies fue hecha en base a la distribución extensa y predominancia de las especies en áreas degradadas. Las muestras fueron tomadas en campo y las pruebas de tensión para calcular la fuerza máxima requerida para el quiebre de la raíz fueron conducidos usando un dispositivo en el laboratorio. La fuerza de tensión y módulo de elasticidad fueron calculados usando formulas. Las relaciones correspondientes entre el diámetro de la raíz y las propiedades mecánicas fueron establecidas. Resultados: Los resultados obtenidos confirman que las raíces con diámetros mayores requieren de una fuerza mayor para romperse. Por otro lado, los resultados confirmaron la relación negativa entre el diámetro y la fuerza de tensión y el diámetro y el módulo de elasticidad. Esto señala que las raíces con diámetros mayores poseen menor fuerza de tensión y elasticidad. El orden de importancia de las especies estudiadas de acuerdo a sus propiedades mecánicas fue encontrado como: Acacia berlandieri > Quercus rysophylla > Pinus pseudostrobus. Conclusiones: Los resultados de este estudio comienzan la contribución de datos de las propiedades mecánicas de las especies nativas de Sierra Madre Oriental para poder usarse en la aplicación de prácticas de Bioingeniería de suelos en laderas urbanas propensas a desastres. Palabras clave: Propiedades mecánicas de la raíz, especies de bosque nativo, bioingeniería de suelo, deslizamientos de tierra, Sierra Madre Oriental

Retorno potencial de nutrimentos por componentes secundarios de la hojarasca en comunidades vegetales de Nuevo León

La caída de hojarasca es un mecanismo muy importante en el ciclo de nutrientes de un ecosistema, por lo cual el objetivo del presente estudio fue determinar el retorno potencial de Ca, K, Mg y P y de micronutrimentos (Cu, Fe, Mn y Zn) a través de las estructuras reproductivas, ramas, corteza e insectos en cuatro comunidades vegetales del noreste de México. La hojarasca se recolectó en tres sitios del Matorral Espinoso Tamaulipeco (Crucitas, Campus y Cascajoso), y uno de bosque de pino-encino (Bosque Escuela), con intervalos de 15 días entre 2006 y 2007. En cada lugar se estableció una parcela (50 m x 50 m) con 10 trampas (1 m2). El calcio (138 kg ha-1 año-1) y fierro (372 g ha-1 año-1) son los elementos que más reciclan los componentes secundarios. El orden en la deposición de macronutrimentos se presentó de la siguiente manera Ca > Mg > K > P, mientras que para micronutrientes fue Fe > Mn > Zn > Cu. El aporte total de estos últimos a los componentes secundarios (Cu+Fe+Mn+Zn) para el Bosque Escuela, Crucitas, Campus y Cascajoso fue de 362.9, 588.5, 234.9 y 218.3 g ha-1 año-1, respectivamente. El correspondiente a micronutrimentos para todos los componentes secundarios representó de 93 a 99% del total de la deposición anual, en los que estos fueron la fuente principal de retorno potencial en los cuatro sitios investigados,mientras que las hojas no constituyen un elemento de aporte importante en el retorno de Cu, Fe, Mn y Zn

Characterization of xylem water potential in ten native plants of north-eastern Mexico

Since water stress is the most limiting factor in north-eastern Mexico, the present study focused to characterize the xylem water potentials (Ψ, MPa) of ten native tree and shrub species such as Acacia rigidula (Leguminosae; shrub), Bumelia celastrina (Sapotaceae; tree), Castela texana (Verbenaceae; shrub), Celtis pallida (Ulmaceae; shrub), Forestiera angustifolia (Oleaceae; tree), Karwinskia humboldtiana (Rhamnaceae; shrub), Lantana macropoda (Simaroubaceae; shrub), Leucophyllum frutescens (Scrophulariaceae; shrub), Prosopis laevigata (Leguminosae; tree) and Zanthoxylum fagara (Rutaceae; tree) under drought and high soil water content. Under drought conditions, P. laevigata, A. rigidula and C. texana achieved higher Ψ at pre-dawn with values of -2.72, -2.78 and -3.42 MPa, respectively, while minimum value of -6.82 MPa was observed in Z. fagara. Similarly, higher Ψ at mid-day was registered in C. texana, B. celastrina and P. laevigata with values around -4.15 MPa, while lower values (<-7.0 MPa) were acquired by L. macropoda, K. humboldtiana and Z. fagara. In contrast, under high soil water content, pre-dawn Ψ varied from -0.52 MPa (K. humboldtiana) to -1.63 MPa (C. texana). With respect to mid-day Ψ data, Ψ values ranged from -1.43 MPa (L. macropoda) to -2.28 MPa (C. texana). Since the plant species A. rigidula, B. celastrina, C. texana and P. laevigata achieved higher pre-dawn and mid-day Ψ values under drought conditions, the results indicated that these species could be considered as drought adapted species while, L. macropoda, K. humboldtiana and Z. fagara which acquired lower water potentials, may not be suitable to drought and thus, may be in a physiological disadvantage under limited water conditions. The study suggests that the first four species may serve as a pertinent model to study the strategies of adaptation to drought at high tissue water potential while the later may serve as an adequate model to study plant adaptation to drought at low tissue water potential. The implications of this study suggest that the species respond differently to drought through the employment of different strategies and there is scope for forest and range management practices in the selection of drought tolerant species for planting and reforestation of drought prone area