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Evaluación de la estructura y composición florística en la microcuenca del río Guineal

Evaluation of the structure and floristic composition in the Guineal River micro-basin

Resumen: La estructura y composición florística de una cuenca hidrográfica son esenciales para regular el ciclo del agua, mantener la estabilidad del suelo y mejorar la calidad del agua, lo que contribuye a la sostenibilidad y resiliencia del ecosistema. Con el objetivo de evaluar la estructura y composición florística de la microcuenca del río Guineal, ubicada en la provincia de Manabí, Ecuador, se buscó comprender cómo la diversidad y la estructura de las especies arbóreas influyen en la conservación ecológica. Se realizaron 18 parcelas de muestreo distribuidas a lo largo de diferentes zonas del área de estudio y validadas por la curva de acumulación de especies y la riqueza esperada de Chao 1, se obtuvo la estructura horizontal y vertical mediante el índice de valor de importancia (IVI), diversidad de Shannon-Wiener y la similitud de Morisita-Horn de los estratos evaluados en la regeneración natural. Se identificaron un total de 55 especies, pertenecientes a 30 familias botánicas, siendo Fabaceae y Moraceae las más representativas; las especies Triplaris cumingiana, Cochlospermum vitifolium y Cecropia máxima presentaron mayor dominancia según el IVI; además, se observó una diversidad moderada y una alta similitud entre los diferentes estratos de vegetación. Esto indica que la microcuenca mantiene un equilibrio ecológico favorable para la regeneración natural, siendo crucial en la sostenibilidad y relevante para el desarrollo de estrategias de manejo y conservación forestal que promuevan la resiliencia ecológica y la recuperación hídrica en zonas de alto impacto antropogénico.

Palabras Clave: Diversidad, estructura, índices, regeneración.

Abstract: The structure and floristic composition of a watershed are essential to regulate the water cycle, maintain soil stability and improve water quality, which contributes to the sustainability and resilience of the ecosystem. In order to evaluate the structure and floristic composition of the Guineal River micro-basin, located in the province of Manabí, Ecuador, we sought to understand how the diversity and structure of tree species influence ecological conservation. 18 sampling plots were made distributed throughout different areas of the study area and validated by the species accumulation curve and the expected richness of Chao 1, the horizontal and vertical structure was obtained through the importance value index (IVI), Shannon-Wiener diversity, and the Morisita-Horn similarity of the strata evaluated in natural regeneration. A total of 55 species were identified, belonging to 30 botanical families, with Fabaceae and Moraceae being the most representative; the species Triplaris cumingiana, Cochlospermum vitifolium and Cecropia maxima showed greater dominance according to the IVI; in addition, a moderate diversity and a high similarity between the different vegetation strata were observed. This indicates that the micro-basin maintains an ecological balance favorable for natural regeneration, being crucial for sustainability and relevant for the development of forest management and conservation strategies that promote ecological resilience and water recovery in areas of high anthropogenic impact.

Keywords: Diversity, structure, indices, regeneration.

I. Introducción

La degradación de las cuencas hídricas en el mundo se ha estudiado desde diferentes perspectivas técnicas, destacándose como causa principal la desforestación del bosque (Anaulisa et al., 2018). Para la Organización de las Naciones Unidas y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (FAO y PNUMA) (2020), el bosque primario ha disminuido en más de 80 millones de hectáreas desde 1990, causando la fragmentación del bosque y la pérdida asociada de biodiversidad forestal, su principal causa subyace en la expansión agrícola.

La pérdida de cobertura, reduce la posibilidad de evidenciar aspectos de la ecología del bosque, según Mena et al. (2020) es importante conocer su composición, la diversidad florística, la riqueza y la comparación entre las comunidades vegetales que aún persisten en un área de interés. Para Rendón et al. (2021) este análisis describe la estructura del bosque, su organización espacial, la variabilidad en las dimensiones de los individuos y la distribución de las plantas, influenciadas por la regeneración de las especies, las prácticas silvícolas y la etapa de desarrollo del rodal.

En Ecuador los estudios de ecología del bosque, se han relacionado con la recuperación hídrica y regeneración natural en las cuencas, con énfasis en la selección de especies forestales adecuadas para este propósito, según Velepucha y Hurtado (1987) en la subcuenca del río Jipíro, las especies más importantes son: Cedrela montana Moritz ex Turcz., Juglans neotropica Diels, Podocarpus oleifolius D. Don. En vínculo con la evaluación del servicio ecosistémico de regulación hídrica, Jullian et al. (2018), indican que las cuencas con los valores más altos de regulación hídrica poseen gran parte de su superficie cuenta con bosques nativos.

Un caso visible en la zona sur de la provincia de Manabí, que merece atención, es la microcuenca del río Guineal que, por su alta intervención antrópica en el cambio de uso del suelo y deforestación intensiva, contribuyeron según Gutiérrez y Silva (2021) al incremento de la deforestación, que el año 2013 fue 4.613,38 hectáreas, provocando la fragilidad y vulnerabilidad del ecosistema y urgencia de tomar acciones para el manejo del recurso hídrico y prácticas de conservación del suelo. Sin embargo, según Pincay et al. (2021) esta microcuenca mantiene el aprovisionamiento de agua, control de la erosión del suelo y el hábitat de vida silvestre.

Es intención de la presente investigación, mostrar los resultados de la evaluación de la estructura y composición florística en la microcuenca del río Guineal, a fin de, conocer las especies con características de crecimiento y cobertura, que permitan la recuperación hídrica en esta unidad hídrica, con la implicación de motivar otros estudios en la región, que permitan establecer planes de recuperación y manejo integrado de la cuenca.

II. Materiales y Métodos

Según la cartografía básica del Instituto Geográfico Militar del Ecuador (IGM) (2018), el área de estudio se encuentra clasificada como una microcuenca, de acuerdo al Gobierno Autónomo Descentralizado de la parroquia de Noboa (2019), su ubicación geográfica tiene como punto central las coordenadas UTM X: 565846; Y: 9846034. El río Guineal, nace en la estribación de la cordillera del Pucón, y cuenta con elevaciones no mayores a los 800 msnm dando lugar a zonas cubiertas de niebla en la mayor parte del año, y a un tipo de precipitaciones de muy débil intensidad, llamado garúa y comprende los cantones 24 de mayo y Jipijapa. En la Figura 1 se muestra la ubicación espacial de la microcuenca.

Según los datos de Climate-Data.org (2024), el clima de la microcuenca del río Guineal es tropical, caracterizado por dos estaciones distintas: una de invierno y otra de verano, y según la clasificación Köppen-Geiger, este clima se categoriza como Aw, correspondiente a una zona de sabana. La temperatura media anual es de aproximadamente 23,6 °C, acompañada de una precipitación media anual de 1.333,00 mm.

La vegetación presente en la microcuenca del río Guineal, según la clasificación del Ministerio del Ambiente (2013), se caracteriza principalmente por un Bosque siempreverde estacional montano bajo y Bosque siempreverde estacional piemontano de la Cordillera Costera del Pacífico Ecuatorial. El estrato superior de estos bosques alcanza en promedio los 20 metros, con árboles emergentes que pueden medir hasta 30 metros de altura.

Según el reporte del GAD parroquial de Noboa (2019), la microcuenca presenta una gran variedad de especies de diversas regiones del Ecuador. Presenta especies nativas de la región de carácter ornamental de familias como: Asclepiadaceae, Apocynaceae, Rubiaceae, Acanthaceae, Melastomataceae, Malcacae y Nyctagunacea. Por otra parte, destacan familias de especies arbóreas como Polygonaceae, Caesalpinaceae, Bigboniaceae, Rubiaceae, Lauraceae y Sapotaceae.

Figura 1

Ubicación del área de estudio

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Con respecto a la fauna, se pueden encontrar especies como: Leopardus wiedii (Schinz, 1821), Dasyprocta punctata Gray, 1842, Dasypus novemcinctus Linnaeus, 1758, Sciurus (Guerlinguetus) stramineus Eydoux and Souleyet, Philander opossum (Linnaeus, 1758), una variedad de anfibios como Trachycephalus jordani (Stejneger & Test, 1891) y reptiles como Bothriechis schlegelii Berthold (víboras), también cuenta con una diversidad de aves silvestres, tales como: Amazona farinosa Boddaert (loras), Ortalis erythroptera PL (Sclater & Salvin) (guacharaca), Columba livia JF Gmelin (paloma) y Penelope obscura Temminck (pava de monte), entre otras.

Metodología

El área de estudio de la microcuenca Guineal, cuenta con 15.741,98 ha, según el uso de suelo se divide en tierras de uso agropecuario, bosque, zonas antrópicas, cuerpos de agua y vegetación arbustiva y herbácea como se observa en la tabla 1.

Tabla 1

Clasificación del uso de suelos de la microcuenca del río Guineal

Usos de suelo	Área (ha)
Mosaico Agropecuario	9.840,44
Bosque	5.847,59
Zona Antrópica	48,72
Cuerpo de Agua	0,45
Vegetación Arbustiva y Herbácea	4,78

En la evaluación de la estructura y composición florística, se eligieron áreas boscosas ubicadas dentro del mosaico agropecuario, mediante un muestreo preferencial, situadas según (Matteuci y Colma, 1982; Ceroni, 2003) en zonas consideradas típicas o representativas sobre la base de criterios subjetivos. El número total de parcelas fue de 18 distribuidas en 6 parcelas de muestreo, tanto en la parte alta, la parte media y la parte baja de la microcuenca, cada una con un área de 1000 m2 (20x50 m).

El tamaño de la muestra fue validado por la curva de acumulación de especies (García-Villalobos et al., 2020; Aguirre et al., 2021 y Ramírez et al., 2023) y evaluadas con modelos no paramétricos como la riqueza esperada “Chao 1” (Castillo et al., 2017 y Lozano et al., 2018), mediante el software estadístico Stimates.

Para establecer las parcelas se utilizó brújula, GPS, estacas y piola. Se identificaron las especies y el número de árboles, además, se determinó el diámetro (D 1,30) (Ramírez y Ayoví, 2022).

Estructura Horizontal

El comportamiento de los árboles individuales y de las especies del bosque, puede evaluarse a través de índices que expresan la ocurrencia de las especies, lo mismo que su importancia ecológica dentro del ecosistema (Suatunce et al., 2009; Patiño et al., 2015 y Kees y Michela, 2020).

Índice de Valor de Importancia Ecológica

Se calculó el Índice de Valor de Importancia (IVI) de las especies con individuos mayores a 10 cm de diámetro (D, 130) en relación a su abundancia absoluta (Aa), abundancia relativa (Ar), frecuencia relativa (Fr) y dominancia relativa (Dr) como se muestra en la Tabla 2 (Aguirre y Erazo, 2017; Lima et al., 2018; Aguirre, 2019 y Ramírez y Ayoví, 2022).

Tabla 2

Ecuaciones para la obtención de los parámetros estructurales

Parámetro	Fórmula
Abundancia absoluta (Aa)	Número de individuos de una especie
Abundancia relativa (Ar %)
Frecuencia relativa (Fr %)
Dominancia relativa (Dr %)
Índice de valor de importancia (IVI)

Nota. # = número, AB = área basal.

Adaptado de: Ramírez Huila, W. y Ayoví Garces, N. E. (2022).

Índice de Diversidad de Shannon-Wiener

Se utilizó el índice de Shannon-Wiener que expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas las especies, midiendo la abundancia proporcional estructural siguiendo los criterios de Moreno (2001); Jiménez et al. (2017); Lima et al. (2018); Delgado et al. (2018); Pérez et al. (2021); Aguirre et al. (2021) y Ramírez y Ayoví (2022).

Dónde:

S = Número de especies (riqueza de especies)

pi= Proporción de individuos de la especie i respecto al total de individuos (es decir la abundancia relativa de la especie i), ni/N

ni= Número de individuos de la especie i

N = Número de todos los individuos de todas las especies

Adquiere valores entre cero, cuando hay una sola especie, y el logaritmo de S, cuando todas las especies están representadas por el mismo número de individuos.

Estructura Vertical

La caracterización de la estructura vertical se tomó en cuenta las especies arbóreas observadas en los diversos estratos empleados en la metodología de Aguirre (2013):

La regeneración natural se evalúo considerando las categorías planteadas por el Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza por Orozco y Brumer (2002) y en los estudios de Aguirre (2019):

Brinzales (D1,30 < 5 cm y altura < 1,5 m) en parcelas anidadas de 2,50x6,25m.
Latizal bajo (D1,30 < 5 cm y altura ≥ 1,5 m) en parcelas anidadas de 5x12,50m.
Latizal alto (D1,30 ≥ 5 ≤ 10 cm y altura ≥ 1,5 m) en parcelas de 10x25 m.

Índice de Similitud de Morisita-Horn

Para medir el grado de similitud entre los diferentes estratos, la misma no depende del tamaño de muestras, y varía de 0 (no-similaridad) a cerca de 1.0 (similaridad completa) según los criterios de (Moreno, 2001; Jiménez, 2012 y Jiménez et al., 2017) y se expresa:

Donde:

ani = número de individuos de la i-ésima especie en el sitio A

bnj = número de individuos de la j-ésima especie en el sitio B

da = Σani² / aN²

db = Σbnj² / bN

III. Resultados y Discusión

Curva de Acumulación de Especies

La curva de acumulación de especies (fig.2) se suaviza de manera considerable con los datos de la parcela 15. El estimador de riqueza Chao 1 indicó 57 especies esperadas, observándose solo 55 especies, para una efectividad de muestreo del 96%, en coincidencia Lozano et al. (2018), y con Roa-García y Torres-González (2021) quienes indican, que en la riqueza observada se pueden encontrar o no especies dentro del bosque que están dispersas y están representadas por muy pocos individuos, o por individuos con diámetros inferiores.

Composicion floristica

Como se muestra en la figura 3, las 55 especies se distribuyen en 30 familias botánicas, con un total de 786 individuos. La familia Fabaceae y Moraceae tuvieron una mayor representatividad con ocho especies cada uno, que reafirman el estudio realizado por Ceroni (2003) en la cuenca La Gallega y por Patiño et al. (2015), quienes identificaron estas mismas familias como las más representativas, sumándose, además, las Malvaceae, Sapotaceae, Sapindaceae.

Estructura Horizontal

La especie Triplaris cumingiana presenta el valor más alto de IVI seguido de Cochlospermum vitifolium, Cecropia maxima, Cordia eriostigma, Cedrela montana, Erythrina poeppigiana y Castilla elastica, lo que sugiere que tienen una presencia notable y ejercen un dominio significativo en la dinámica del ecosistema en cuestión. corroborando los hallazgos de Suatunce et al. (2009). Aunque existen discrepancias con Patiño et al. (2015), quienes destacan otras especies en bosques similares. No obstante, Aguirre y Erazo (2017) respalda la dominancia de Cochlospermum vitifolium. En la Tabla 3 se muestran las especies con el mayor índice de valor de importancia.

Figura 2

Curva de acumulación de especies del muestreo de la microcuenca del río Guineal

Figura 3

Composición florística de las familias de especies de plantas arbóreas

Tabla 3

Especies con el mayor índice de valor de importancia

N°	Nombre Científico	AA	AR (%)	FA	FR (%)	DA	DR (%)	IVI (%)
1	Castilla elastica Cerv.	36	7,96	8	3,85	0,881	4,46	5,42
2	Cecropia maxima Snethl.	32	7,08	12	5,77	1,019	5,16	6,00
3	Cedrela montana Moritz ex Turcz.	11	2,43	7	3,37	2,359	11,94	5,91
4	Cochlospermum vitifolium (Willd.) Spreng.	29	6,42	8	3,85	1,747	8,84	6,37
5	Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken	23	5,09	10	4,81	0,700	3,54	4,48
6	Cordia eriostigma Pittier	31	6,86	13	6,25	1,088	5,51	6,20
7	Erythrina poeppigiana (Walp.) O.F.Cook	30	6,64	10	4,81	1,069	5,41	5,62
8	Mangifera sylvatica Roxb.	19	4,20	9	4,33	1,391	7,04	5,19
9	Nectandra acutifolia (Ruiz & Pav.) Mez	22	4,87	9	4,33	0,596	3,02	4,07
10	Triplaris cumingiana Fisch. & C. A. Mey. ex C. A. Mey.	43	9,51	14	6,73	1,296	6,56	7,60
11	Gustavia serrata S.A.Mori*	2	0,44	2	0,96	0,111	0,56	0,66
12	Swietenia macrophylla G. King*	1	0,22	1	0,48	0,051	0,26	0,32
	Total	279	61,7	103	49,5	12,31	62,31	57,85

Nota. AA = Abundancia absoluta; AR = Abundancia relativa; FA = Frecuencia absoluta; FR = Frecuencia relativa; DA = Dominancia absoluta; DR = Dominancia relativa; IVI = Índice de valor de importancia, * especie catalogada como peligro en extinción según la lista roja de la UICN.

Índice de Diversidad de Shannon-Wiener

Los valores están entre el intervalo de 2 y 3,5 lo que indica un nivel medio a moderado en diversidad con una distribución relativamente equitativa entre ellas. Esta observación sugiere que el ecosistema posee una salud relativa y tiene la capacidad de sostener una amplia variedad de especies, resultados que concuerdan con los estudios de Delgado et al. (2018) en la subcuenca del Carrizal y Pérez et al. (2021) en el río Jurumbaino.

Estructura Vertical

Se registraron 334 individuos de regeneración natural (fig. 4), la categoría que presenta la mayor cantidad de individuos es latizal alto, que representan el 42,51 % del total, seguida de la categoría brinzal con el 37,72 % y la categoría con menor cantidad de individuos es latizal bajo con 19,76 %.

Las especies más abundantes fueron: Triplaris cumingiana y Castilla elástica en el estrato brinzal, mientras que las especies Erythrina poeppigiana y Gliricidia sepium (fig. 5) mostraron mayor abundancia de individuos en latizal alto, indicando que forman parte del proceso dinámico en la permanencia de los bosques en concordancia con Ramírez y Lozano (2022). Estos hallazgos se alinean con Muñoz-Chamba et al. (2021), por la alta densidad de estas especies en estos estratos. Sin embargo, difieren de Aguirre et al. (2013) y Lima-Ramírez et al. (2018), quienes reportaron especies distintas como predominantes en la regeneración natural.

Índice de Similitud de Morisita-Horn

El índice de Morisita (tabla 4) muestra en los estratos brinzal, latizal bajo y alto, una similitud relativamente alta e indican una distribución similar de especies entre estos estratos. La similitud entre brinzal y latizal bajo, mostró datos significativos, lo que sugiere una homogeneidad en la composición de especies entre estos dos estratos. Estos valores sugieren una marcada afinidad en la estructura de especies entre el estadio arbóreo y los otros estratos considerados, indicando una distribución similar de especies arbóreas en la zona de estudio lo que concuerdan con el estudio realizado por Jiménez (2012), destacándose que la similitud florística entre estratos apunta a un bosque en estadio intermedio de regeneración, caracterizado por la predominancia de especies secundarias.

Figura 4

Número de individuos registrados en cada una de las categorías de regeneración natural

Figura 5

Especies con mayor abundancia en los estratos evaluados

Tabla 4

Valor del índice de Morisita - Horn

Estratos	Brinzal	Latizal Bajo	Latizal Alto	Arbóreo
Brinzal		0,683	0,415	0,737
Latizal Bajo			0,595	0,710
Latizal Alto				0,671
Arbóreo

IV. Conclusiones

La microcuenca del rio el Guineal tiene una diversidad moderada, su estructura y composición florística revelan una distribución heterogénea, reflejado en la estimación de la riqueza específica y una alta similitud entre estratos, mostrando un ambiente saludable para el interés hídrico de la zona.

La composición de las familias botánicas indica la adaptación de especies a ciertas condiciones ambientales locales, lo cual puede ser relevante para la conservación y la planificación del manejo forestal.

Las familias Fabaceae y Moraceae fueron las más abundantes, lo que resalta su importancia en la estructura del bosque estudiado. La diversidad mostró valores medios, indicando un equilibrio relativo en la comunidad arbórea. Además, la presencia de individuos de regeneración natural indica la capacidad de auto renovación del bosque beneficiosa para la recuperación hídrica de la cuenca, con el latizal alto como la categoría más representativa.

V. Agradecimientos

Agradecemos profundamente a los autores por su contribución en la concepción de la idea, búsqueda y revisión de literatura, confección de instrumentos, aplicación de instrumentos, recopilación de la información resultado, análisis estadístico, redacción, corrección del artículo, revisión de la aplicación de la norma bibliográfica aplicada, a los directivos de las comunidades por permitirnos el acceso a las áreas de estudio. Su colaboración ha sido fundamental para la realización de esta investigación. También extendemos nuestro agradecimiento a todos los que contribuyeron con su tiempo y conocimientos para el éxito de este trabajo.

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