Introducción
El Perú es un país poseedor de un patrimonio natural incalculable, lo cual le ha permitido evolucionar económica y socialmente a lo largo del tiempo, sin embargo, la necesidad de alcanzar el desarrollo sostenible, hace necesaria la preocupación por la preservación, aprovechamiento sustentable y conservación de su biodiversidad para asegurar el progreso regional y nacional (Consejo Nacional del Ambiente del Perú, 2002). Bajo este enfoque, los estudios de flora son vitales si se desea conocer la densidad, dominancia, abundancia, diversidad, relevancia ambiental y potencial de las plantas para ser empleadas como medicinas, materiales de construcción, combustibles, alimentos, ornamentos, fibras y demás formas de uso (Martínez et al. 2012; Aguirre, 2013), siendo la indagación de la cobertura vegetal y distribución espacial, algunos de los métodos usualmente empleados (Comisión Técnica Regional de Junín, 2015).
La cobertura vegetal permite analizar biofísicamenteunterritorio,independientemente de su origen (antrópico o natural), involucrando su fisionomía (Castilla, 2003; González y Romero, 2013). Las variaciones en la cobertura vegetal suelen ser estudiados de forma concomitante a procesos como la deforestación, la erosión de suelos, estimación de recursos hidrológicos, las pérdidas de hábitat, e incluso, al cambio climático (Seingier et al. 2009). Por otro lado, la distribución espacial es un fenómeno dinámico espacio - temporal, por ser el resultado de la historia evolutiva y ecológica que se encuentra en función a las necesidades de una especie (Maciel et al. 2015). Actualmente se ha logrado identificar patrones de ciertas especies, referente a su tamaño, forma, límites, estructura y sobre - posiciones (Zunino y Zullini, 2003).
En la zona altoandina de Tacna, Perú, específicamente en la Provincia de Candarave, la chillihua (Festuca dolichophylla) es uno de los pastizales dominantes más empleados como alimento de rumiantes, gracias a su potencial productivo, resistencia al pisoteo de animales y persistencia a climatologías extremadamente frígidas (Merlo et al. 2018; Merlo et al. 2019). Sin embargo, las actividades antropogénicas sumadas al calentamiento global han provocado la pérdida de este tipo de especies palatables, provocando un grave desbalance en su disponibilidad (Villalta et al. 2016).
La F. dolichophylla es perenne y suele crecer en manojos de alta densidad posicionados sobre suelos relativamente húmedos y profundos, poseyendo una altura que varía desde los 30 a 100 cm, hojas de 10 a 35 cm de largo y floración en forma de espiga con dimensiones de 9 a 10 cm de largo (Ministerio del Ambiente del Perú, 2014). Esta especie posee un enorme valor social, por su aporte en la belleza paisajística; además de una gran trascendencia económica, por servir como forraje y techo de viviendas (Ramos, 2011) e; importancia ambiental, por ser un sumidero de carbono (Huamán et al. 2021), por lo cual, la presente investigación pretende dar a conocer la forma en la que se conserva una de las especies florísticas de mayor relevancia en la zona altoandina de la región de Tacna, Perú.
El objetivo general de la presente investigación fue analizar el estado de conservación de la especie F. dolichophylla en la zona alta, media y baja de la micro cuenca de Calientes, Provincia de Candarave, Región de Tacna. Mientras tanto, los objetivos específicos fueron estimar la distribución espacial y evaluar la cobertura vegetal de la especie F. dolichophylla en la zona alta, media y baja de la micro cuenca de Calientes, Provincia de Candarave, Región de Tacna.
Metodología
Tipo y diseño de investigación
La presente investigación fue no experimental, debido a que no se manipularon las variables; transversal, por tomarse los datos en un determinado momento y; descriptiva, por especificar los resultados obtenidos (Hernandez et al. 2010).
Criterio de muestreo
En la Tabla N° 1 se muestran las coordenadas obtenidas vía GPS (Garmin Nuvi 30LM) para cada zona de investigación de la micro cuenca de Calientes.
En la Figura N° 1 se muestran las tres zonas de estudio sectorizadas en un terreno de interés de 120 m2, los cuales, siguiendo la metodología de Mostacedo y Fredericksen (2000), fueron cubiertos por 30 cuadrantes aleatorios de 4 m2 (2 m x 2 m) cada una, previa realización de pre muestreos por zona, que aseguraron carecer de cuadrantes con exceso o ausencia de individuos. Cabe destacar que la decisión metodológica
concerniente a la cantidad de cuadrantes a analizar en este tipo de investigaciones se vincula directamente con el recurso humano y el tiempo (Meneses et al. 2014).
Para la determinación de la distribución espacial de F. dolichophylla se consideraron las fórmulas propuestas por Southwood (1978) y se tomaron en cuenta los siguientes parámetros:
El Nomograma de Clapham es un instrumento que permite identificar el tipo de distribución que sigue una especie florística en base a su índice de dispersión (ID) y sus grados de libertad, pudiendo ser uniforme, aleatoria o contagiosa (Canales 2011), como se muestra en la Figura N° 2.
Para Clavijo (1993), una distribución espacial contagiosa hace alusión a las circunstancias en las que la presencia del individuo genera una mayor probabilidad de encontrar muy cerca a otros de la misma población, lo que genera que la x ̅ de las muestras generalmente se encuentre por debajo de S^2 de las mismas. Por otro lado, una distribución uniforme se materializa al encontrar a los individuos siguiendo un patrón determinado, por lo que la x ̅ de las muestras generalmente se encuentra por encima de la S^2 de las mismas. Aunado a ello, una distribución espacial aleatoria se evidencia cuando cualquier lugar del espacio posee la misma probabilidad de ser ocupado por los individuos de la población, sin que dicha ocupación represente algún cambio en la ubicación de otros individuos pertenecientes a esta población, por lo que se caracteriza porque la x ̅ de las muestras es prácticamente igual a la S2.
Determinación de la cobertura vegetal
Para la determinación de la cobertura vegetal de F. dolichophylla, el cálculo de porcentaje se realizó por simple inspección, teniendo en cuenta el siguiente criterio, por recomendación del Dr. Juan Pablo Franco León, prestigioso ecólogo investigador peruano:
- Cobertura baja: Desde 0 a 33 %
- Cobertura moderada: Desde más del 33 a 66 %
- Cobertura alta: Mayor al 66 %
Modelos matemáticos
Para la obtención de los modelos matemáticos se empleó el software MATLAB.
En el caso del modelo para la distribución espacial de la F. dolichophylla, se probaron ciertos modelos lineales, polinómicos y exponenciales, sin embargo, todos fueron descartados por incongruencias en la evaluación numérica, con la excepción del siguiente modelo exponencial calculado con la programación que se muestra a continuación:
>> f = inline ( ‘exp ( 0.01855668781 * x-77.45603123 ) + 132.1697124’ );
>> x = [ 4164, 4335, 4455 ];
>> y = f ( x )
y = 133; 152; 316.
Además, para determinar la gráfica se aplicó el siguiente comando:
>> ezplot ( f, [ 4100, 4500 ] ), grid on, axis equal, hold on, plot ( x, y, ‘ro’ )
Referente al modelo para la cobertura vegetal de la F. dolichophylla, se elaboró una interpolación con el polinomio de Lagrange empleando la siguiente programación:
>> x = 4130: 1: 4500;
>> P (x) = [ ( x - 4335 ) .* ( x - 4455 ) ] .* (14.4) / [ ( 4164 - 4335 ) .* ( 4164 - 4455 ) ] + [ (x - 4164 ) .* ( x - 4455 ) ] .* ( 51.56 ) /[ ( 4335- 4164 ) .* ( 4335 - 4455 ) ] + [ ( x - 4164 ) .*( x - 4335 ) ] .* ( 48.43 ) / [ ( 4455 - 4164) .* ( 4455 - 4335 ) ];
Además, para determinar la gráfica se aplicó el siguiente comando:
>> plot ( x, y ).
Resultados y discusión
Evaluación de la distribución espacial
En la Tabla 2 se presentan los resultados obtenidos en la evaluación de la distribución espacial de la F. dolichophylla en la micro cuenca Calientes.
Condori (2012) alega que F. dolichophylla siguió una distribución espacial aleatoria en una zona no fragmentada de la localidad Huerta Huaraya - Puno, sin embargo, en una zona fragmentada de la misma localidad, esta especie tuvo una distribución uniforme, lo cual se debió a una fuerte competencia con otras especies en la disponibilidad de nutrientes, recurso hídrico y espacio. Estos resultados concuerdan con lo evidenciado en la presente investigación, ya que la zona media y baja de la micro cuenca Calientes, caracterizada por ser una zona no fragmentada, también evidenció una distribución espacial aleatoria. Además, se sabe que la chillihua es un pastizal que lleva a cabo una estrategia adaptativa de ocupación de espacio, lo cual le brinda mayores oportunidades a la hora de realizar fotosíntesis en comparación con otras especies (Trillo et al. 2020).
Modelo matemático para la distribución espacial
A través de la aplicación del Polinomio de Lagrange, se encontró un modelo idóneo y sin errores de tipo “Exponencial”, definido de la siguiente forma:
f(x)=e^(0,01855668781x-77,45603123)+132,1697124
Donde:
(x) = Frecuencia de F. dolichophylla
x = Altitud dentro de la cuenca
En la Figura N° 3 se evidencia que a mayor altitud existe una mayor frecuencia de chillihua, siendo estas diferencias, mucho más marcadas a partir de los 4300 m.s.n.m. en adelante. Esto puede deberse a factores como el clima, el balance hídrico, la temperatura y las precipitaciones, las cuales suelen determinar presiones selectivas naturales que aportan las condiciones requeridas para la presencia, desarrollo y abundancia de una especie en un determinado ambiente (Villaseñor y Téllez, 2010; Villagra et al. 2011; Gardón, 2014). El poder conocer la forma de distribución espacial de las distintas especies y su velocidad de avance resulta bastante conveniente para lograr un manejo efectivo y controlado (Salazar et al. 2013).
Evaluación de la cobertura vegetal
En la Tabla N° 3 se presentan los resultados obtenidos en la evaluación de la cobertura vegetal de la chillihua en la micro cuenca Calientes.
La Festuca es un género florístico xerofítico, es decir, que puede prosperar en ambientes pobres en nutrientes y agua (Stancik, 2003), sin embargo, la baja humedad propia de zonas con menor altitud en parajes altoandinos probablemente sea el motivo por el cual la chillihua no se ha desarrollado idealmente su cobertura vegetal.
Modelo matemático para la cobertura vegetal
A través de la aplicación del Polinomio de Lagrange, se encontró un modelo idóneo de tipo “Polinómico”, el cual forma una parábola definida de la siguiente forma:
Donde:
(x) = Cobertura vegetal de F. dolichophylla
x = Altitud dentro de la cuenca
En la Figura N° 4 se evidencia que el porcentaje de cobertura vegetal de chillihua llega a su punto más alto a una altitud comprendida entre los 4350 y 4400 m.s.n.m., para luego descender a medida que se reduce la altitud. Cabe resaltar que los beneficios que aporta la cobertura vegetal pueden ser trasladados a términos económicos que calculen su valor a escala regional o global a través de los denominados servicios ecosistémicos (Rosas et al. 2005). La cobertura vegetal de una especie beneficia al ambiente a través del control de los microclimas, la regulación de caudales y la protección contra la erosión en suelos (Snigh y Yadava, 2003), sin embargo, puede verse afectada por variaciones climatológicas extremas, siendo capaz de modificar la distribución temporal y espacial del agua en el perfil del suelo (Celette et al., 2008; Tiedemann et al., 2010).
A lo largo del tiempo, las diferentes especies florísticas han modificado su comportamiento y estructura funcional, en función a la disponibilidad de luz, temperatura, agua y nutrientes (Lambers et al. 2008; Mordecai, 2012; Stewart y Verman, 2012; Anthelme y Peyre, 2020). Por tanto, es transcendental promover un ordenamiento ecológico en los territorios para que de esta forma, aplicando una metodología efectiva, la oferta ambiental se pueda integrar a la demanda social (Bocco et al. 1996), permitiendo evidenciar los elementos determinantes que deben ser tomados en cuenta durante la propuesta de estrategias de gestión (Galeana et al. 2009).
Conclusiones
La F. dolichophylla se distribuye de forma aleatoria en la zona media y baja de la micro cuenca de Calientes. Por otro lado, en la zona alta, se distribuye de forma contagiosa, compartiendo en cierta forma su nicho ecológico con otras especies de pastizales. Asimismo, la frecuencia de la especie depende de forma directa de la altitud en la micro cuenca.
La chillihua posee una cobertura vegetal moderada en la zona alta y media de la micro cuenca de Calientes. Por otro lado, en la zona baja, posee una cobertura baja, lo cual podría deberse a bajos niveles de humedad.
La F. dolichophylla posee una buena cantidad de ejemplares (distribución espacial), los cuales poseen una cobertura vegetal significativa únicamente en la zona alta de la micro cuenca de Calientes, por lo cual, se recomienda promover proyectos de capacitación vinculados a técnicas de pastoreo y ecoturismo a los campesinos autóctonos para poder desarrollar una economía sostenible en la zona.
CORRESPONDENCIA
La presente investigación deriva de la Tesis Doctoral denominada “Distribución espacial y cobertura vegetal de la especie Festuca dolichophylla en la Micro Cuenca de Calientes
- Provincia de Candarave - Tacna - 2017”, sustentada y aprobada por la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann de Tacna, Perú.