The Biologist
(Lima)
VOL. 18, Nº 1, JAN-JUN 2020
The Biologist (Lima)
Versión en Linea:
ISSN 1994-9073
Versión Impresa:
ISSN 1816-0719 Versión CD-ROM:
ISSN 1994-9081
PUBLICADO POR:AUSPICIADO POR:
ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGÍA,
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICA,
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
The Biologist
(Lima)
The Biologist (Lima), 2020, 18(1), jan-jun: 39-48.
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
EFFECT OF HURRICANE IRMA IN A MIXED MANGROVE OF SANTA MARÍA KEY, VILLA CLARA,
CUBA
EFECTO DEL HURACÁN IRMA EN UN MANGLAR MIXTO DE CAYO SANTA MARÍA, VILLA
CLARA, CUBA
1*Centro de Estudios y Servicios Ambientales (CESAM) de Villa Clara, Cuba. E-mail: leticia@cesam.vcl.cu /
claudiar@cesam.vcl.cu / diana@cesam.vcl.cu
2Laboratorio de Parasitología. Facultad de Ciencias Biológicas. Universidad Ricardo Palma (URP). Lima, Perú.
3Laboratorio Ecología y Biodiversidad Animal. Grupo de Investigación en Sostenibilidad Ambiental (GISA). Escuela
Universitaria de Post Grado (EUPG). Universidad Nacional Federico Villarreal (UNFV), Lima, Perú.
E-mail: joseiannacone@gmail.com
4 Facultad de Tecnología de la Salud y Enfermería (FTSE), Universidad de Ciencias Médicas de Villa Clara, Cuba.
E-mail: rigoberto.mia@gmail.com
*Corresponding author: leticia@cesam.vcl.cu
1* 1
Leticia Mas-Castellanos ; Claudia Reaño-Jiménez ;
1 2,3 4
Diana Aguilera-Casabella ; José Iannacone & Rigoberto Fimia-Duarte
ABSTRACT
Key words: Avicennia germinans – hurricanes impact – Rhizophora mangle – vegetation – vulnerability
Mangroves are ecosystems of great importance for the stability and ecological functioning of Cayo Santa
María, Villa Clara, Cuba. In 2017 hurricane Irma, category five, caused significant effects on these
ecosystems. However, studies have not yet been carried out to assess the real situation of these forests and
define management actions that contribute to their recovery. This work was carried out with the objective
of evaluating the effect on a mixed mangrove located in the south of Cayo Santa María. Plots of 100m2
were located. The density of live, dry and total trees per taxon, percentage of herbaceous and canopy
cover, tree height and diameter, canopy health, salinity and water height were determined. There is a
notable decrease in height, canopy coverage and density of living trees, and an increase in herbaceous
cover and density of dead trees, all as a result of the effects of hurricane Irma. The greatest effects were
observed in trees of greater height, which caused a notable change in the structure of the vegetation. The
forest went from being made up of tall trees with a large canopy development, to a low forest with a
notable increase in diameter at chest height and low canopy coverage. However, the satisfactory state of
health, together with the increase in land cover and the sprouting of A. germinans, indicates the recovery
of the ecosystem.
The Biologist (Lima)
ISSN Versión Impresa 1816-0719
ISSN Versión en linea 1994-9073 ISSN Versión CD ROM 1994-9081
39
doi: 10.24039/rtb2020181447
Los bosques constituyen ecosistemas de gran
importancia en el Caribe por los numerosos
servicios ecosistémicos que brindan (Ferro et al.,
2013; Reyes et al., 2014; Brookhuis & Hein, 2016;
Imbert, 2018). Dentro de ellos, los manglares son
esenciales para la estabilidad y funcionamiento
ecológico de las zonas costeras (Ferro et al., 2013;
Cobos & Alonso, 2016; Cooke et al., 2017) y en
especial de los cayos pequeños como Cayo Santa
María. En el sureste del mismo, dentro del Refugio
de Fauna Cayo Santa María, se destacaba por su
altura un área de Bosque mixto de Rhizophora
mangle L. (mangle rojo) y Avicennia germinans
(L.) L. (mangle prieto), temporalmente inundado
sobre carso. Este sitio fue objeto de varias
investigaciones en el 2003 y en el 2014 (Menéndez
et al., 2003; Reyes et al., 2014), por constituir uno
de los bosques más conservados y de mayor altura
del Archipiélago Sabana Camagüey (Menéndez et
al., 2003; Menéndez & Guzmán, 2006).
Los huracanes constituyen una de las
perturbaciones naturales que afectan notablemente
estos ecosistemas (Cobos & Alonso, 2016;
Mancina & Cruz, 2017). En septiembre del año
The Biologist (Lima). Vol. 18, Nº1, jan - jun 2020
RESUMEN
Palabras clave: Avicennia germinans – impactos de huracanes – Rhizophora mangle – vegetación – vulnerabilidad
Los manglares constituyen ecosistemas de gran importancia para la estabilidad y funcionamiento
ecológico de Cayo Santa María, Villa Clara, Cuba. En 2017 el huracán Irma, de categoría cinco, provocó
afectaciones notables en estos ecosistemas. Sin embargo, aún no se han realizado estudios que permitan
evaluar la situación real de estos bosques y definir acciones de manejo que contribuyan a su recuperación.
El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar las afectaciones en un manglar mixto ubicado al
2
Sur de Cayo Santa María. Se ubicaron parcelas de 100m . En las mismas se determinó la densidad de
árboles vivos, secos y total por taxón, porcentaje de cobertura herbácea y del dosel, altura y diámetro de
los árboles, salud del dosel, salinidad y altura de la capa de agua. Se evidencia la disminución notable de la
altura, la cobertura del dosel y la densidad de árboles vivos, así como el incremento de la cobertura
herbácea y la densidad de árboles secos como resultado de las afectaciones del huracán Irma. Las mayores
afectaciones fueron recibidas por los árboles de mayor altura, lo que provocó un cambio notable en la
estructura de la vegetación. El bosque pasó de estar conformado por árboles altos con un gran desarrollo
del dosel, a un bosque bajo con un notable incremento del diámetro a la altura del pecho y una baja
cobertura del dosel. No obstante, el estado de salud satisfactorio, unido al incremento de la cobertura del
suelo y el retoño de A. germinans, indica la recuperación del ecosistema.
INTRODUCCIÓN
40
2017 el huracán Irma, con categoría cinco y vientos
-1
sostenidos de 250 Km·h , pasó justo por encima de
este cayo (CITMA-VC, 2017). Luego del paso de
este huracán en varios países se registraron
afectaciones en los manglares y los bosques de
manera general (CITMA-VC, 2017; Eppinga &
Pucko, 2018). Entre las afectaciones
fundamentales se citan: caída de árboles,
defoliación, pérdida de ramas, entre otras. En Cayo
Santa María, después de dos años de transcurrido el
fenómeno meteorológico, no se han realizado
estudios que permitan evaluar la situación real de
los manglares y definir acciones de manejo que
contribuyan a su recuperación de manera más
rápida. La evaluación del efecto de los huracanes
sobre los manglares u otros bosques ha sido
estudiada por varios investigadores en varios
países de América (Smith et al., 1994; Baldwin et
al., 2001; Tobilla & Orihuela, 2004; Menéndez &
Guzmán, 2006; Rodríguez-Ramírez & Reyes-
Ninia, 2008; Eppinga & Pucko, 2018; Imbert,
2018; Richardson et al., 2018; López-Marrero et
al., 2019).
El objetivo del presente estudio consistió en
evaluar las afectaciones de la comunidad de
mangle prieto ubicada en el Refugio de Fauna Cayo
Santa María, Villa Clara, Cuba.
Mas-Castellanos et al.
Para el estudio se ubicaron tres parcelas de
muestreo en el área (P , P y P ) (Fig. 1), cada una de
4 5 6
100 m² de acuerdo con lo establecido por
Menéndez et al. (2003) para el Archipiélago
Sabana-Camagüey. Las dos primeras coincidieron
con las parcelas estudiadas anteriormente por
Reyes et al. (2014). Los datos estructurales se
tomaron siguiendo los criterios de Menéndez et al.
(2003) y Menéndez & Guzmán (2006), con
adecuaciones para valorar la salud del dosel y la
cobertura del dosel y el estrato herbáceo. En estos
últimos parámetros se aplicó la metodología
propuesta por James & Shugart (1970).
En cada estación se determinaron las coordenadas
geográficas mediante el uso de GPS MAGELLAN
315 y se tomaron los siguientes datos:
• Número de árboles vivos y secos por tipo de
mangle.
• Altura promedio y diámetro de los árboles. El
bosque se clasificó en alto (de 10 a 15 m), medio
MATERIALES Y MÉTODOS
41
(entre 7 y 9 m), bajo (4 a 6 m) y achaparrado (de 3 m
o menos). Se definieron como árboles todos
aquellos individuos vivos con un tronco bien
definido y un diámetro a la altura del pecho mayor
o igual a 3 cm. Se midieron 10 árboles al azar, a los
que se les estimó de manera visual la altura y se les
midió el diámetro a la altura del pecho (DAP) con
una cinta diamétrica. Los árboles se ubicaron por
clases de diámetro: 3 cm < S 8 cm; 8 cm < A 15 cm;
15 cm < B 23 cm; 23 cm < C 38 cm; 38 cm < D; 23
cm < C+D.
• Porcentaje de cobertura del dosel y del estrato
herbáceo. Se determinó con el empleo de un
cilindro plástico de 43 mm de diámetro y dividido
en su extremo distal en cuatro cuadrantes. Se
realizaron observaciones en cinco puntos
equidistantes, desde el centro de la parcela hacia
cada uno de los puntos cardinales. Si la cobertura
cubría más de 2 cuadrantes (50%) se le asignó a la
lectura en cada punto el valor de positivo y, el valor
de negativo, para coberturas menores o iguales al
50%. El porcentaje de cobertura del dosel se
calculó en función de los valores positivos.
• Salud del dosel: Se determinó la presencia o
Figura 1. Ubicación de las parcelas en el área de estudio.
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Effect of hurricane Irma in a mixed mangrove
42
Aspectos éticos
La investigación estuvo sujeta a normas éticas que
posibilitaron reducir al mínimo el daño posible al
ambiente, así como al ecosistema objeto de
estudio, y así poder generar nuevos conocimientos
sin violar los principios éticos establecidos para
estos casos. Por otra parte, todos los autores
involucrados en la investigación, publicación y
difusión de los resultados, somos responsables de
la confiabilidad y exactitud de los resultados
mostrados (Declaración de Helsinki AMM, 2013).
En el sitio se comprobó la existencia de un bosque
mixto de R. mangle y A. germinans en
proporciones casi similares en el estrato arbóreo
(Fig. 2). Este resultado difiere de los obtenidos por
Reyes et al. (2014). Ambos estudios refieren la
dominancia de A. germinans en el bosque. El
porcentaje de árboles vivos de ambos taxones, en el
2019 con respecto al 2003, mostró un incremento
de la presencia de R. mangle y una disminución
ligera de A. germinans.
ausencia de afectación por fitófagos,
necrosamiento, caída y amarillez de la hoja. La
magnitud de afectación se calculó por estimación
visual semicuantitativa según la siguiente escala: 1
(escasa), 2 (Medianamente abundante) y 3
(Abundante).
Otros aspectos que se tuvieron en cuenta por su
importancia para inferir algún tipo de tensión en el
ecosistema son:
• Densidad de árboles vivos, secos y total por
parcela.
• Salinidad, inundación y altura de la capa de
agua. La salinidad se determinó con un salinómetro
y la altura de la capa de agua con cinta métrica.
• Altura de neumatóforos y/o del estrato
herbáceo. Se midió con una cinta métrica la altura
en tres puntos, desde el centro de la parcela hacia
cada uno de los puntos cardinales (centro, medio y
extremo). Las 12 mediciones totales se
promediaron posteriormente.
Los datos de las tres parcelas se compilaron y se
realizó el análisis comparativo con algunos de los
resultados de los estudios anteriores realizados en
esta misma área (Menéndez et al., 2003; Reyes et
al., 2014).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
0.00
100.00
%MP %MR
% de árboles vivos de MR y
MP
2003 2019
0.00
100.00
%MP %MR
% de árboles vivos y secos
de MR y MP
2003 2019
Figura 2. Abundancia de árboles vivos y de árboles totales de R. mangle (MR) y A. germinans (MP) en las parcelas muestreadas
en 2003 y 2019.
(Cobos & Alonso, 2016; Cooke et al., 2017).
Los árboles de R. mangle presentaron un promedio
de 2,87 m de altura, aunque el valor máximo fue de
5,00 m. El DAP promedio fue de 14,40 cm y el
máximo de 25,00 cm. En A. germinans las alturas
promedio y máxima fueron mayores, 4,62 y 8,00
respectivamente; mientras que los DAP promedio
y máximo fueron también superiores, 27,23 y
60,00 cm respectivamente. Estos valores pudieran
Sin embargo, cuando se realiza este análisis con la
suma de los árboles vivos y secos de ambos
taxones, no se aprecian diferencias entre ambos
años (Fig. 2). Una mayor afectación de los árboles
de A. germinans por el huracán Irma puede explicar
estos resultados. La presencia de 98 árboles secos
de A. germinans en el muestreo y de solo cuatro de
R. mangle refuerza este planteamiento, lo cual
concuerda con resultados obtenidos por otros
autores en años anteriores, y no solo en la flora
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Mas-Castellanos et al.
43
clasifican al bosque como bajo. En P no se
6
registraron árboles vivos, lo que pudiera deberse a
la pérdida de estos durante el huracán. Al comparar
estos resultados con los referidos por Reyes et al.
(2014), se evidenció una notable disminución de la
altura del bosque que se clasificaba como alto (Fig.
3 y 4). Este presentaba una altura promedio de 9,7m
y valores mínimos y máximos entre 4,0 y 16,0 m.
En P , que se registró en 2014 como una de las
4
estaciones más altas, disminuyó su altura promedio
de 12,7m a 3,6 m, su altura máxima de 15,0 a 8,0 m
y la mínima de 10,0 a 1,7 m. A su vez, los datos
obtenidos muestran el incremento de altura del
bosque entre los años 2003 y 2014 (Fig. 5).
justificar el porqué de las mayores afectaciones de
A. germinans, si tenemos en cuenta que Tovilla &
Orihuela (2004) en manglares afectados por un
huracán, relacionan las afectaciones de árboles de
L. racemosa y A. germinans con la altura, DAP,
densidad, entre otros factores. Estos investigadores
concluyen que los árboles con alturas y DAP
superiores a 10 m y 12 cm respectivamente, fueron
los más vulnerables a los efectos del viento por la
menor flexibilidad de los tallos y a un mayor
diámetro de copas (Ferro et al., 2013).
El promedio de la altura de los árboles de las
parcelas P y P fue de 3,8 m, con alturas que
4 5
oscilaron entre los 1,7 y los 8,0 m. Estos valores
Figura 3. Alturas máximas y mínimas de los árboles en los muestreos de 2014 y 2019.
Figura 4. Imagen de la zona estudiada en 2014 (A) y 2019 (B, C, D).
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44
A diferencia de la altura, el DAP promedio de los
árboles no evidenció las afectaciones del huracán
pues se incrementó con respecto a los resultados de
Reyes et al. (2014), de 11,9 a 21,4 cm. Estos
resultados son lógicos, teniendo en cuenta que las
partiduras de los troncos se produjeron a alturas
superiores a las que se mide el DAP. Islebe et al.
(2009) determinó en un manglar de México, que el
20% de los árboles estaban cortados por encima del
DAP después del paso de un huracán categoría
cinco. Al analizar la distribución por clases
diamétricas se evidencia mejor el incremento de los
valores (Fig. 6). El porcentaje de árboles de clase S
(más pequeña) disminuyó de 30% hasta cero,
mientras que el de las clases mayores C+D se
incrementó de 2,0 a 25,0 %.
Estos resultados evidencian los efectos del huracán
Irma, que provocó la mortalidad de numerosos
individuos arbóreos y daños mecánicos como la
defoliación severa y árboles con ramas partidas y/o
con el tronco cortado por su parte media. Como
consecuencia, disminuyó la altura de un bosque
considerado entre los de mayor talla en el
Archipiélago Sabana Camagüey (Menéndez et al.,
2003; Berovides et al., 2005). Bosques de esta talla
se han localizado hasta el momento en pocos cayos:
franja sur este de Sabinal, norte de Guajaba,
noroeste de Romano y sur de Las Brujas.
Afectaciones similares a las observadas en Cayo
Santa María son referidas por Islebe et al. (2009) en
manglares mexicanos afectados por un huracán de
categoría cinco.
Figura 5. Promedio de altura de la vegetación en 2003, 2014 y 2019.
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
%S %A %B %C %D
2014 2019
Figura 6. Porcentaje de árboles por clases diamétricas en los muestreos realizados en 2014 y 2019.
huracán provocó mayormente la muerte de los
árboles por pérdida total del follaje y no por el
derribo de estos. A su vez, este resultado explica
también las variaciones de los valores de las
densidades de vivos y secos, así como la
abundancia de los árboles de R. mangle y A.
germinans, lo que concuerda con resultados
obtenidos por otros autores al respecto (Ferro et al.,
2013; Tanner et al., 2014; Cooke et al., 2017;
La densidad arbórea es otro de los parámetros en
los que difirieron los resultados obtenidos por
Reyes et al. (2014) y los del presente estudio. La
densidad de árboles vivos disminuyó de 0,42 a 0,10
2
ind/m , mientras que la de árboles secos que era
2
cero, se incrementó a 0,34 ind/m . Sin embargo, la
densidad del total de árboles vivos y secos es
2
similar entre los dos años, 0,42 y 0,44 ind/m ,
respectivamente. Estos valores sugieren que el
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Mas-Castellanos et al.
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vegetación que sobrevivieron al huracán, como
parte de la estrategia de sucesión natural de los
bosques que han sido perturbados (Berovides et al.,
2005; CITMA, 2014; Brookhuis & Hein, 2016;
Cobos & Alonso, 2016; Imbert, 2018; Walcker et
al., 2019).
Un aspecto favorable en la recuperación futura de
este bosque es el inicio de la regeneración de los
taxones y la buena salud de la vegetación. Se
observó además el retoño de nuevos vástagos en los
troncos de A. germinans, como otra de las
estrategias de su recuperación (Fig. 7). Con
relación a la salud, no se detectaron afectaciones
por fitófagos en las plantas, ni signos de necrosis o
amarillamiento en las hojas. En los estudios
anteriores se habían detectado afectaciones,
aunque de manera escasa y puntual en algunas
parcelas.
Walcker et al., 2019). La cobertura del dosel fue
baja (23,3%), mientras que la del suelo fue alta
(65,0%). Ambos parámetros se comportaron de
manera opuesta en el estudio realizado en el 2014,
donde Reyes et al. (2014) refieren porcentajes de
cobertura de 95,0 y 12,0% de dosel y suelo,
respectivamente. El incremento de la cobertura del
suelo, dada por la presencia de plántulas y juveniles
de mangle, evidencia una de las estrategias de
recuperación del manglar descritas por varios
autores (Alexander, 1967; Wunderle et al., 1992;
Menéndez & Guzmán, 2006; CITMA, 2014; Lugo
& Frangi, 2016; Godfrey & Peterson, 2017;
Mancina & Cruz, 2017). La baja densidad de
árboles vivos existente en las parcelas y los claros
producidos por la caída de árboles, propicia la
existencia de un dosel abierto. A su vez, una mayor
iluminación estimula el desarrollo de los
componentes de los estratos más bajos de la
Figura 7. Rebrote de vástagos y ramas de A. germinans en el 2019, como estrategia de regeneración.
de salinidad han sido referidos como causas de
estrés en los manglares, por lo que el manejo
hidrológico del área para disminuir la salinidad
pudiera propiciar la regeneración del bosque de
manera más acelerada. En este sentido, Jiménez
(1999) señaló que la ocurrencia de escurrimientos
de agua dulce en el manglar, puede modificar
sustancialmente los patrones de estructura de estos
bosques. Según Cintron & Schaeffer-Novelli
Este sitio de muestreo se inunda temporalmente y
la salinidad promedio de la capa de agua en las
parcelas fue de 48,6 ppm, con valores que oscilaron
entre 43,0 y 52,3 ppm entre las parcelas. Estos
valores son superiores a los obtenidos por Reyes et
al. (2014). Reyes et al. (2014) registraron valores
de 35 ppm en la mayoría de las parcelas, excepto en
P donde al parecer por algún aporte de agua
4
subterráneo, disminuyó a 28 ppm. Los altos valores
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Effect of hurricane Irma in a mixed mangrove
46
facilitará la recuperación de las características
originales del bosque, aunque este será un proceso
largo.
A modo de conclusión se puede afirmar que el
estado de salud del manglar es satisfactorio, lo que
unido al incremento de la cobertura del suelo y el
retoño de los troncos de A. germinans, evidencia
que este ecosistema se encuentra en proceso de
recuperación. Además, la disminución de la altura
de los árboles vivos, de su densidad y cobertura del
dosel, así como el incremento de la densidad de
árboles secos y del DAP de los vivos, evidencian
que fue este estrato el más afectado por el huracán
Irma. La disminución de los valores de salinidad
mediante el manejo hidrológico del ecosistema
pudiera acelerar la recuperación del manglar.
(1984), los aportes de aguas fluviales al manglar
propician un mayor desarrollo del mismo.
El promedio de altura de la capa de agua fue de 11,9
cm, aunque varió desde 8,2 hasta los 15,4 cm. Esta
variación ocurrió sólo entre las estaciones. Este
hecho fue descrito por Reyes et al. (2014) para este
sitio, aunque en ese estudio los investigadores
refieren parcelas con valores de 20,0 cm y otras sin
agua. Las mareas pudieran influir en estos
resultados, aunque sería pertinente un estudio
hidrológico más detallado, pues la disminución de
la capa de agua pudiera indicar un bajo intercambio
de agua. A su vez, esta pudiera ser la causa del
incremento de los valores de salinidad antes
mencionados. En tal sentido, Kjerfre et al. (1999)
plantearon que las condiciones hidrológicas de los
manglares regulan la estructura y productividad.
No obstante, la altura de los neumatóforos, que es
un indicador de la inundación, se mantiene estable,
23,7 cm en el 2014 y 25,6 cm en el 2019.
En general, varios parámetros muestran
diferencias con los obtenidos por Reyes et al.
(2014). Se aprecian incrementos en la cobertura del
suelo, la densidad de árboles secos, la proporción
de árboles de mayor diámetro y la salinidad. A
diferencia de estos parámetros disminuyen
notablemente la altura, la cobertura del dosel, la
densidad de árboles vivos, el porcentaje de árboles
de menor diámetro y la profundidad de la capa de
agua. Estos cambios pueden ser el resultado de las
afectaciones del huracán Irma. Los datos obtenidos
en el presente estudio corroboran las observaciones
realizadas en el área, y evidencian que las mayores
afectaciones fueron recibidas por los árboles de
mayor altura, lo que provocó un cambio notable en
la estructura de la vegetación. El bosque pasó de
estar conformado por árboles altos con un gran
desarrollo del dosel, a un bosque bajo con un
notable incremento del diámetro a la altura del
pecho y una baja cobertura del dosel. Menéndez &
Guzmán (2006), refirieron situaciones similares en
otros cayos del Archipiélago Sabana Camagüey,
donde los árboles más altos fueron los que
sufrieron los mayores daños.
No obstante, a dos años del paso del huracán, se
observa el inicio del desarrollo de las estrategias de
regeneración de R. mangle y A. germinans. Este
hecho, unido a las medidas de manejo del bosque
que te tomen a partir de los resultados del estudio,
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