“Determinación de áreas susceptibles de ataque por el descortezador D. rhizophagus en los bosques de pino de Casas Grandes, Chihuahua”

Informe parcial del Proyecto CGPI clave 20070915 Director: Dr. Omar Mejía G. Porcentaje de avance: 50% RESUMEN Los escarabajos descortezadores del género Dendroctonus están considerados como la plaga forestal más dañina del país. En particular, D. rhizophagus es un descortezador endémico de la Sierra Madre Occidental, que se distribuye en los estados de Chihuahua, Durango, Sinaloa y Sonora, en un intervalo de altitud preferencial entre los 2100 y los 2500 m s.n.m. En el presente estudio se emplearon los llamados Sistemas de Información Geográfica (SIG) para generar modelos predictivos de la distribución geográfica del descortezador D. rhizophagus en el municipio de Casas Grandes, Chihuahua. INTRODUCCIÓN De acuerdo con datos de la Comisión Nacional Forestal los bosques de Pino constituyen la base de la industria forestal en México, cerca del 80% de la producción maderable proviene de este recurso. En particular, los estados de Chihuahua, Durango y Michoacán contribuyen con cerca del 65% de la producción (Semarnat 2006). A pesar de su importancia, los bosques de pino están considerados dentro de los ecosistemas más perturbados, producto del crecimiento de la superficie agrícola y ganadera, así como tala irracional, incendios y plagas (Rzedowski 1981). Los escarabajos descortezadores del género Dendroctonus están considerados como la plaga forestal más dañina del país (Cibrián et al. 2005).En particular D. rhizophagus es un descortezador endémico de la Sierra Madre Occidental, que se distribuye en los estados de Chihuahua, Durango, Sinaloa y Sonora, en un intervalo de altitud preferencial entre los 2100 y los 2500 m s.n.m. (Salinas et al., 2004). Este insecto se caracteriza por parasitar árboles de renuevo, es decir, aquellos árboles menores a 3 m de altura, principalmente de Pinus

arizonica, P. engelmannii y P. durangesis. La importancia de este insecto dependerá de las condiciones del bosque, será más pernicioso en aquellos bosques en los que se intentan obtener masas coetáneas y en donde el método de regeneración empleado permite el nacimiento de grandes poblaciones de plántulas al mismo tiempo (Cibrián et al. 2005). Tan sólo en el período comprendido entre 1977 y 1982 estos insectos dañaron cerca de 12,000 hectáreas de cultivo (más de 2 millones de plántulas) en los municipios de Casas Grandes, Nuevo Casas Grandes y Madera, Chihuahua (Estrada 1983). La proliferación masiva de este grupo de descortezadores se ha atribuido a variables extrínsecas como disminución de la resistencia del huésped (Byers 1995), temperatura (Reutter et al. 2003) y precipitación (Macías-Samano 2001) entre otras, sin embargo, hasta el momento estos factores no han sido evaluados en conjunto. En la actualidad, los llamados Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten el establecimiento de modelos predictivos de la distribución geográfica de una especie a través del análisis de la información ambiental disponible a través de algoritmos como: GARP (Genetic Algorithm for Rule-set Prediction), BIOCLIM (Bioclimatic model), ENFA (Ecological Niche Factor Analysis), DOMEIN (gower-similarity) y GLM-GAM (regresiones logísticas) entre otros, los cuales han sido utilizados con éxito en distintos grupos (Guisan y Zimmerman 2000, Peterson 2001, Fischer et al. 2001, Anderson 2002, Reutter et al. 2003, Penman et al. 2005). La determinación de cuales son los factores más importantes que determinan la distribución de este grupo de descortezadores permitirá el establecimiento de áreas susceptibles de ser atacadas, lo cual permitirá en un futuro el establecimiento de medidas profilácticas para su control.

MATERIAL Y MÉTODO

Área de estudio El municipio de Casas Grandes, Chihuahua comprende una superficie de 3719 km2, se encuentra ubicado entre los 30o 23’ N y los 107o 57’ W. Este municipio está comprendido entre dos provincias fisiográficas, al Este la Mesa del Norte y al Oeste la Sierra Madre Occidental, la región de la Mesa del Norte se caracteriza

por la presencia de climas secos, la vegetación predominante está formada por pastizales, matorrales y Bosques de Encino, por otro lado, la Sierra Madre Occidental se caracteriza por la presencia de climas templados, donde la vegetación predominante son los bosques de Pino. Cobertura vegetal El área de distribución preliminar de los bosques de Pino en el municipio de Casas Grandes, Chihuahua fue determinada mediante el uso de ortofotos y el procesamiento de imágenes de satélite Landsat ETM en el programa RSI ENVI 4.2. Distribución del descortezador En el presente estudio se utilizaron los registros de colecta de D. rhizophagus procedentes de colecciones entomológicas, fuentes documentales y de los registros provenientes de instituciones dedicadas al control de insectos forestales (CONAFOR). Todos los registros obtenidos fueron georeferenciados en cartas topográficas del INEGI escala 1:50,000 y mediante el uso de sistemas GPS. Los registros de colecta del descortezador fueron analizados en el programa DIVA-GIS para obtener los valores numéricos correspondientes a 19 variables bioclimáticas para cada localidad de colecta con una resolución de 30 segundos. Estas variables bioclimáticas representan la tendencia anual (temperatura media anual, precipitación anual),la estacionalidad (registro anual de temperatura y precipitación) y los limites extremos de los factores ambientales (temperaturas mensuales más bajas y más altas), esta información permitió determinar cuales son los factores climáticos más importantes que determinan la distribución del descortezador. Cobertura climática para el área de estudio La base de datos de las variables climáticas presente en DIVA-GIS corresponde a interpolaciones con una resolución espacial de un arco de 30 segundos. La información climática generada representa una buena aproximación a nivel global, sin embargo, a pequeña escala el nivel de error es mayor. Para incrementar el nivel de precisión del modelo a obtener es necesario generar un archivo de clima

para el área de estudio, para ello se utilizaron los registros de Temperatura y precipitación de estaciones meteorológicas cercanas. Con esta información y el modelo digital de elevación se construirá la cobertura climática para el municipio. Áreas susceptibles de ataque por el descortezador Para determinar las áreas susceptibles de ataque se utilizarán los factores más importantes que determinan la distribución del descortezador. Los valores numéricos de estos factores serán utilizados para crear coberturas climáticas con una resolución de 0.83 km x 0.83 km (celdas), es decir, un mapa que represente la probabilidad de que el insecto se pueda encontrar en una celda en particular. Los sitios del área de estudio que tiene condiciones ambientales adecuadas para el insecto se predicen como sitios potenciales de ocurrencia. El algoritmo atribuye a las celdas del área de distribución las categorías de ”Muy Baja”, “Baja”, “Media”, “Alta” y “Muy Alta” probabilidad. De este modo las cinco categorías creadas por el programa y que identifican las áreas susceptibles de ataque son representadas en un mapa. RESULTADOS Obtención del modelo digital de terreno (MDT) A partir de las imágenes de satélite Landsat y Spot 5 y con ayuda de los datos vectoriales de las cartas topográficas del área de estudio se realizó la corrección geométrica de las imágenes y la generación de los modelos digitales de elevación (MDE), el modelo digital de pendientes (MDP) y el modelo digital de orientación de pendientes (MDO) que en conjunto integran el modelo digital de terreno (MDT), el procedimiento anterior fue realizado en el programa Arc Info 9.0 (Figuras 1 a 3). Variables Climáticas y cobertura Los modelos de cobertura para las variables de Temperatura (mínima, máxima y promedio) fueron construidos a partir de la información procedente de 352 estaciones meteorológicas depositada en el Sistema CLICOM. En cuanto al modelo de Precipitación, éste fue proporcionado por el Instituto de Ecología, A.C. de la Cd. de Aldama, Chihuahua. Dicho modelo fue realizado

mediante el cálculo del promedio mensual, anual y total de la precipitación acumulada de 96 estaciones climatológicas localizadas en el estado de Chihuahua, las cuales cubren el periodo de 1961 a 1990. La representación cartográfica de las temperaturas y de la precipitación se llevó a cabo mediante técnicas de interpolación espacial empleando el método de regresión múltiple descrito por Ninyerola et al. (2000). Los modelos de estimación fueron construidos considerando a las variables altitud sobre el nivel del mar, latitud y longitud como independientes, y la variable de interés como dependiente como se muestra en el siguiente modelo: Y = B0 + B1 (X1) + B2 (X2) + B3 (X3) Donde: Y es la variable de interés y X1, X2 y X3 representan la longitud, la latitud y la altitud sobre el nivel del mar respectivamente. Finalmente, los coeficientes obtenidos fueron utilizados para generar las coberturas en el programa de ArcView Gis 3.2 (Figuras 4 a 7). Distribución de Dendroctonus rhizophagus Se obtuvieron 192 registros de colecta procedentes de once fuentes documentales y de ocho colecciones entomológicas, de ellos 139 se ubican el estado de Chihuahua, 51 en el estado de Durango, uno en el estado de Sinaloa y uno en el estado de Sonora; para el municipio de Casas Grandes, Chihuahua se cuenta con cinco registros de colecta. Los registros de colecta fueron utilizados para construir el mapa de distribución de la especie en el programa Arcview 3.2 (Figura 8). Áreas potenciales de distribución de Dendroctonus rhizophagus A partir de los datos de distribución se hicieron modelaciones preliminares de las áreas de distribución potenciales de D. rhizophagus con los archivos de clima disponibles en Wordclim (resolución de 30 segundos) para las variables Temperatura mínima, Temperatura máxima, Temperatura media anual y precipitación en el programa DIVA-GIS (Figuras 9 a 12).

Variables ambientales que determinan la distribución de D. rhizophagus Con ayuda del programa DIVA-GIS se extrajo la información de 19 variables bioclimáticas para cada una de las localidades registradas. Esta información junto con la altitud sobre el nivel del mar fue utilizada en un análisis de factores para determinar cuales son las variables que contribuyen de manera significativa a la variación de los tres primeros componentes principales (Tabla 1). Cobertura vegetal preliminar en el municipio de Casas Grandes, Chihuahua Por medio del análisis de imágenes de satélite y con la fotointerpretación de ortofotos se construyó un mapa preliminar de vegetación para el municipio de Casas Grandes, Chihuahua. Se reconocieron 11 comunidades vegetales diferentes, siendo el Bosque de Encino la más abundante (42.29%) y la vegetación halófila y gipsofila la menos frecuente (0.011%). En lo que se refiere al Bosque de Pino este ocupa 35% de la superficie del municipio, aunque la mayor parte en asociación con Encino (Tabla 2).

 

IMPACTO

Al finalizar el proyecto se generará un mapa de distribución geográfica

potencial del descortezador que permitirá el establecimiento de medidas

profilácticas y de control más eficientes.

COMPROMISOS PARA 2008

1) Finalizar el mapa de la cobertura vegetal

2) Generar el archivo de clima (*.clm) para el municipio de Casas Grandes

3) Modelar la distribución del descortezador en el municipio de Casas Grandes

4) Determinar las regiones geográficas dentro del municipio de Casas

Grandes que cumplen las condiciones adecuadas para el desarrollo del

descortezador

5) De ser posible verificar la precisión del modelo de distribución mediante

verificaciones en campo