DIVERSIDAD, ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA FLORA VASCULAR DEL CAMPUS DE LA UNIVERSIDAD ISA, SANTIAGO, REPÚBLICA DOMINICANA

Introducción

Las áreas verdes representan espacios importantes para el desarrollo de las ciudades (Chivian y Bernstein, 2008). Las universidades e instituciones educativas, en general, son consideradas áreas verdes urbanizadas, las cuales juegan un papel fundamental en la conservación de la biodiversidad y los recursos naturales en las urbes (Sukumaran y Jeeva, 2017). Además, generan múltiples servicios ambientales y beneficios económicos, sociales y culturales. La acelerada urbanización está modificando estas estructuras ecológicas, provocando una transformación general del entorno local y afectando las condiciones ambientales, el clima, la hidrología y la producción primaria (Anand et al., 2010). En ese sentido, la ecología urbana presupone una oportunidad de investigación en campos relativamente inexplorados, especialmente en el manejo y la implementación de las teorías ecológicas y de la biología de la conservación en la administración sostenible de las ciudades (Liu et al., 2017).

Los estudios de biodiversidad en recintos universitarios constituyen una parte importante de la ecología urbana (Ugulu, Doğan y Kesercioglu, 2012). Desde hace décadas, la diversidad de plantas en campus universitarios está siendo ampliamente documentada alrededor del mundo (Celik y Yildiz, 1988; Kilinc y Ozen, 1988; Uddin y Pasha, 1999; Lundholm y Marlin, 2006; Altay  et al, 2010; Modi y Dudani, 2013; Sánchez  et al., 2015; Alwhibi  et al., 2016; Neelamegam  et al., 2016; Ogwu, Osawaru y Obayuwana, 2016; Parthipan, Rajeeswari y Jeeva, 2016; Kumar  et al., 2016; Uddin y Hassan, 2016; Liu  et al. 2017; Mahajan y Fatima, 2017; Singh y Bra, 2017; Narayan  et al. 2017; Sukumaran y Jeeva, 2017; Parani  et al., 2019; Ray y Pal, 2020). El aumento considerable de estos estudios se debe, por un lado, en respuesta a los grandes daños que las actividades antropogénicas están causando sobre los ecosistemas y áreas verdes urbanas (Merigot et al., 2007), y por otro, a las emergentes necesidades que tienen los gobiernos locales de planear un futuro sustentable en el que haya crecimiento urbano y desarrollo, a la vez que se protege la biodiversidad, se aprovechan los servicios ecosistémicos y se garantiza el bienestar humano (The Nature Conservancy, 2018). Los resultados de estas investigaciones permiten cuantificar los servicios ambientales que el arbolado y las áreas verdes en general ofrecen a las ciudades en donde se disponen (Acosta-Soto, 2010). Al mismo tiempo, promueven el concepto de utilizar el ambiente del campus en el proceso de enseñanza de la biología y las ciencias ambientales, una filosofía educativa que ha sido defendida por ciertos biólogos (Ugulu, Dogan y Kesercioglu, 2012).

En diversas partes del mundo se ha sugerido que los recintos universitarios son lugares idóneos para la conservación de la biodiversidad (Sánchez et al., 2015). Sin embargo, uno de los grandes retos a los que se sigue enfrentando la conservación es la falta de datos que permitan evaluarla (Mancina y Cruz., 2017) y, como se puede suponer, en los recintos universitarios, y áreas urbanas en general, tradicionalmente se dispone de menos información. En los últimos años, en la República Dominica han empezado a aparecer en la literatura científica ciertos trabajos que se han ocupado en determinar la biodiversidad de recintos universitarios (R. García, comunicación personal, 09 de febrero de 2020) y áreas verdes urbanas (Jiménez-Orozco et al., 2019; Landestoy y Reyes, 2018; Almonte-Espinosa, 2018; Szabó, 2010). Inclusive, se han incrementado los trabajos que aprovechan la biodiversidad de las urbes para cuantificar los servicios ecosistémicos que estos aportan a la vida en la ciudad (Bauer, 2017; Bauer et al., 2016).

En los ecosistemas, incluidos los urbanos, la diversidad de plantas representa la unidad funcional y estructural. Esta diversidad está sujeta a cambios debido a la interacción de factores bióticos y abióticos del medio ambiente (Kumar et al., 2016). Los ecólogos urbanos deben documentar la diversidad de plantas en tiempo y espacio, para con ello comprender su funcionalidad y dinámica, evaluar su vulnerabilidad y prever su pérdida. Estas medidas ayudan a hacer más eficiente y sostenible el uso de los recursos naturales, y aprovechar los servicios ambientales que nos ofrece como: control de microclimas, hábitat para fauna, fijación de dióxido de carbono (CO2), embellecimiento urbano, infiltración de la lluvia, estabilización de pendientes, control de erosión de suelos, protección para cuencas hidrográficas, entre otros. Las especies arbóreas y la diversidad de plantas en general, son elementos indispensables en la flora ornamental de toda ciudad, pues también aportan a la calidad visual, ahorro de energía, reducción del ruido, entre otros. Estos servicios ambientales son importantes para la mitigación y adaptación climática de las ciudades (TNC, 2018).

La manera más adecuada de documentar la biodiversidad presente en un sitio es a través del inventario, pues permite conocer las especies de una determinada zona y establecer relaciones sobre su abundancia, composición, estructura, distribución, usos y función (Noss, 1990). De manera particular, la lista de especies es la técnica más común en el estudio de la diversidad de plantas (González-Oliva et al., 2017). En ese sentido, este trabajo ha consistido en la elaboración de la lista de especies que pueden ser halladas en el campus de la Universidad ISA, antiguo Instituto Superior de Agricultura, en la ciudad de Santiago de los Caballeros (región norcentral de la República Dominicana). La lista contiene información relativa al nombre común, nombre científico, familia botánica, forma de vida, distribución geográfica, estado de conservación y uso etnobotánico de cada una de las especies registradas.

Los resultados han sido implementados en el diseño y elaboración de una ruta botánica en el campus y en la guía botánica para el Arboretum institucional. La lista de especie está siendo aplicada en la enseñanza de botánica y ecología. A partir de los resultados también se ha elaborado un documento de sugerencias para la planeación urbana y ornamental del centro universitario. Se colectaron especímenes y duplicados de las especies halladas, los mismos se dispusieron en el herbario institucional, Herbario Erik Leonard Ekman.

Materiales y Métodos

Área de estudio

La Universidad ISA, antiguo Instituto Superior de Agricultura, está ubicada en la Av. Antonio Guzmán Fernández Km 5 ½ en la localidad La Herradura, en las coordenadas 19.449404, -70.746805, a una altura de 175 msnm, en el municipio de Santiago de los Caballeros (región norcentral, Valle del Cibao, de la República Dominicana). El campus está ubicado en la zona de vida Bosque Seco Subtropical (Bs-S), de acuerdo con el sistema de clasificación Holdridge (MIMARENA, 2012). La pluviometría varía a lo largo de todo el año entre los 800 y 1200 mm. La temperatura media anual es de 28.7 °C: la máxima de temperatura (42 °C) se registra para el mes de julio y la mínima (16 °C) para los meses de diciembre y enero.

El campus cuenta con una variedad de edificaciones y usos de suelos que se corresponden con residencias estudiantiles y profesorales, administrativas y académicas, industriales, áreas verdes de recreación y áreas naturales con intervención humana considerable. La práctica de mantenimiento de la vegetación y suelos consisten en poda de rutina, acondicionamiento físico de suelos, reestructuración de carreteras internas, caminos y aceras. El campus universitario alberga una amplia diversidad de especies tropicales. Tanto la riqueza vegetal como la biodiversidad en general del campus se ven aumentadas por la planificación ornamental y del arbolado en particular. La diversidad de árboles y arbustos está dotada de algunas especies raras provenientes de otras regiones del mundo. De forma histórica, la zona se corresponde con bosque seco de hoja perenne, selvas y sabanas de matorral seco. Este paisaje natural, se ha visto modificado a lo largo de más de cinco décadas por actividades humanas y agrícolas.

Recolección e identificación de especies

El estudio fue ejecutado entre octubre de 2019 y mayo de 2020. Para determinar la diversidad y composición de especies se llevaron a cabo 12 salidas de campo, en las que se realizaron reconocimiento visual y censo total de las especies. Se colectó al menos un espécimen de cada taxón y se depositó con número de registro en el Herbario ELE (Herbario Erik Leonard Ekman) de la institución. Las plantas fueron identificadas de acuerdo con la Flora de La Hispaniola (Liogier, 1982; 1983; 1985; 1986; 1989; 1994; 1995; 1996; 2000), Diccionario Botánico de Nombres Vulgares de La Hispaniola (Liogier, 1974), Árboles Dominicanos (Liogier, 1979), Catálogo de Plantas con Semillas de las Indias Occidentales (Acevedo-Rodríguez y Strong, 2012), Árboles Maderables de la República Dominicana (PPA-CEDAF, 2012) y literatura específica para algunas especies introducidas de otras regiones del mundo. Angiosperm Phylogeny Group (APG IV, 2016) fue utilizado para clasificar las familias y las especies. Para todas las especies documentadas, el nombre binomial y la autoridad botánica fueron revisadas y actualizadas siguiendo el International Plant Name Index (IPNI, 2020), y la World Flora Online (WFO, 2020). La biogeografía de las especies y el estado de conservación fueron establecidos siguiendo la Lista Roja de la Flora Vascular de la República Dominicana (Ministerio de Educación Superior, Ciencia y Tecnología, Jardín Botánico de Santo Domingo y Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales, 2016), Lista Roja de Especies en Peligro de Extinción de la República Dominicana (Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales, 2012) y la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (2020).

Resultados y Discusión

Se identificaron un total de 312 especies pertenecientes a 254 géneros y 81 familias (figura 1). Del total de las especies, 307 pertenecen a la división Angiospermae y 5 pertenecen a la división Gymnospermae.

Las familias con mayor riqueza de especies en el campus de la Universidad ISA (figura 3) fueron Fabaceae (29), Poaceae (19), Asteraceae y Malvaceae (15), Arecaceae (14), Euphorbiaceae (12), Asparagaceae (10), Araceae, Bignoniaceae y Myrtaceae (9). Las demás especies pertenecen a las familias Acanthaceae y Verbenaceae (8), Apocynaceae, Rubiaceae y Rutaceae (7), Annonaceae, Bromeliaceae y Moraceae (6), Amaranthaceae, Boraginaceae, Commelinaceae y Meliaceae (5), Cactaceae, Convolvulaceae, Lamiaceae y Sapotaceae (4), Curcubitaceae, Cyperaceae, Proteaceae y Sapindaceae (3), 14 familias con (2) especies y 35 familias monoespecíficas.

La abundancia de la familia Fabaceae (29), puede deberse a las deficiencias de nitrógeno del suelo del Campus (Manhas et al., 2010; Kumar et al., 2016), ya que, estos suelos se han expuesto por décadas a constantes usos: agrícola, urbano, forestal y otros. La abundancia de la familia Poaceae (19), probablemente se debe a la zona de vida, Bosque Seco Subtropical Bs-S, donde se encuentra dispuesto el campus. Las especies pertenecientes a la familia Poaceae han desarrollado modificaciones anatómicas y fisiológicas para soportar las fuertes condiciones ambientales (Kumar et al., 2016).

En general, la mayoría de los estudios sobre diversidad de plantas en recintos universitarios sugieren que la mayor diversidad de plantas corresponde a la división de las angiospermas (Sultana et al., 2013; Sánchez et al., 2015; Alwhibi et al., 2016; Neelamegam et al., 2016; Ogwu, Osawaru y Obayuwana, 2016; Parthipan, et al., 2016; Surender et al., 2016; Uddin y Hassan, 2016; Mahajan y Fatima, 2017; Singh y Bra, 2017; Narayan et al., 2017; Sukumaran y Jeeva, 2017; Parani et al., 2019; Huang et al., 2020; Ray y Pal, 2020).

Tanto la riqueza vegetal como la biodiversidad en general se ven aumentadas por la planificación ornamental y del arbolado en particular. Los 312 taxones registrados en este estudio, representan un número de especies muy superior a las reportadas en experiencias similares de otros países del neotrópico, como las 214 especies registradas en la Universidad de la Amazonia en Colombia (Correa et al., 2005), 50 especies del Tecnológico de Antioquía en Medellín, Colombia (Escudero-Guarín, 2019), 39 especies reportadas para un campus universitario en el Noroeste de México (Alanís et al., 2014) y 37 especies reportadas para el Parque Central El Paraíso en Puerto Rico (Román et al., 2005).

Las plantas, entre muchos servicios ambientales y beneficios, nos proporcionan alimento, ornato, medicina, madera, combustible, fibra e innumerables materiales para la industria (Food and Agriculture Organization, 1996). En ese sentido, la diversidad de plantas vasculares halladas en el Campus de la Universidad ISA (figura 4), se han clasificado bajo las categorías etnobotánicas: ornamentales, alimenticias, silvestres forrajeras, medicinales e industriales. El 39 % (123) de las especies halladas se corresponde con el uso ornamental, 16 % (49) con un uso alimenticio, 16 % (51) cuyo valor etnobotánico es básicamente medicinal, en especial para medicina tradicional, y un 16 % (51) de las especies constituyen plantas forrajeras y silvestres que, en este trabajo, se consideran las plantas que crecen alrededor de los cultivos, las que crecen de forma natural en el área y otras que crecen de forma accidental en orillas de calles y caminos. 13 % (39) de las plantas del Campus se consideran de uso industrial, por tratarse de fuentes de materias primas para procesos industriales y uso maderable, básicamente.

Información de todas las especies de plantas, angiospermas y gimnospermas, como el nombre científico, la familia botánica, el hábito ecológico o forma de vida, la distribución geográfica y el estatus de conservación se presentan en el apéndice. Las plantas de porte arbóreo representan el grupo ecológico o forma de vida de mayor abundancia con 106 especies (34 %), seguido de las hierbas con 95 especies (30 %), 65 especies de arbustos (21 %), 20 especies de trepadoras (6 %), 14 especies de estípites o palmeras (4 %), 8 especies de porte acaulescente (3 %) y 5 especies epífitas (2 %) (figura 5).

A diferencia de otros estudios (Kumar et al., 2016; Sukumuran y Jeeva, 2017; Uddin y Hassan, 2016), donde las hierbas fueron el hábito ecológico más abundante, en el Campus de la Universidad ISA la alta diversidad de árboles viene explicada por el establecimiento del arbolado institucional y en particular por la planificación estratégica del recinto universitario, dada su condición de escuela superior agrícola y ambiental, que data de más de 50 años de historia. De igual manera ocurre en otros planteles universitarios (Narayan et al., 2017; Alwhibi et al., 2016), donde la orientación institucional hacia planes de estudios y experiencias de investigación en ciencias ambientales ha influenciado la configuración de la vegetación, creando las condiciones para que las especies leñosas, árboles y arbustos, sean los estratos ecológicos con mayor representatividad.

Para todas las especies se identificó la distribución biogeográfica, tomando como criterio si son endémicas, nativas, introducidas (naturalizadas) e invasoras (figura 6). El estatus biogeográfico para las especies invasoras fue definido de acuerdo con la lista de especies potencialmente invasoras de la República Dominicana (MIMARENA, 2010).

Se identificaron un total de 183 especies introducidas, de las cuales 14 son consideradas especies potencialmente invasoras (MIMARENA, 2010). Muchas de estas especies introducidas se consideran como naturalizadas y de la gran mayoría no se posee información sobre sus implicaciones ambientales a la diversidad local. La mayor parte de estas especies ha llegado al campus de la Universidad ISA, con fines ornamentales. Al igual que muchos países del neotrópico, República Dominicana carece de estudios y normativas orientados a analizar las especies que se utilizan en la ornamentación urbana, su procedencia y sus posibles implicaciones ambientales (Vélez-Restrepo y Herrera, 2013).

En cuanto al estado de conservación de las especies halladas en el campus, la mayoría (211) no ha sido evaluado por alguna entidad pública o privada u organismo internacional. Ocho especies se encuentran bajo alguna categoría de amenaza, de acuerdo con los criterios de la Unión Internacional para la conservación de la Naturaleza y la Lista Roja de Especies en Peligro de Extinción de la República Dominicana (MIMARENA, 2012). Estas especies son: Agave vivipara L., Dypsis decaryi (Jum.) Beentje & J. Dransf, Jacaranda mimosifolia D. Don., Swietenia macrophylla King, bajo la categoría de Vulnerable (VU), Coffea arabica L., Pinus occidentalis Sw. Bajo la categoría de En Peligro (EN) y Leuenbergeria quisqueyana (Alain) Lodé en estado Crítico (CR).

Conclusiones

En este estudio se ha documentado la diversidad de plantas vasculares del Campus de la Universidad ISA, antiguo Instituto Superior de Agricultura, en la ciudad de Santiago de los Caballeros en la República Dominicana. Se hallaron un total de 312 especies: 307 pertenecen a la división Angiospermae y 5 pertenecen a la división Gymnospermae. Las especies se disponen en 254 géneros y 81 familias. Las familias más abundantes fueron la Fabaceae y la Poaceae.

Las plantas halladas en el Campus de la Universidad ISA son variadas en su origen, formas de vida y funciones ecológicas, lo que ayuda a aumentar los servicios ecosistémicos dentro del campus. Hemos identificado amenazas a la flora local y nativa en el excesivo número de especies exóticas que han sido implementadas en la planificación histórica de las áreas verdes del campus, en especial con las especies Azadirachta indica A. Juss, Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit y otras de menor impacto que han sido dispuestas en el plantel por interés forestal y agrícola. Este estudio será importante para la identificación de la flora del Campus, así como la enseñanza de la botánica, la ecología y la didáctica de las ciencias biológicas. Al mismo tiempo, será útil para diseñar programas de monitoreo de la biodiversidad y la planificación de las estructuras ecológicas dentro de la planta física.