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Fenología de anidación y éxito reproductivo del zacatonero sonorense (Peucaea carpalis) en el Desierto
Sonorense como indicadoras de cambio climático en el noroeste de México
II. Detalles del proyecto
Necesidad del proyecto.—Las proyecciones de los modelos de circulación global predicen un incremento en la
aridez y trastornos climáticos mayores en las zonas áridas del norte de México y suroeste de Estados Unidos
(Seager et al. 2007, Diffenbaugh et al. 2008). En este aspecto, la fenología ha adquirido una gran atención por
parte de la comunidad científica ya que las variaciones en los ciclos anuales de vida de las plantas y de los
animales pueden ser indicadoras tempranas del tipo y magnitud de cambios en el ecosistema del desierto
esperados por el cambio climático. Se espera entonces que los organismos especializados en zonas áridas sean
los mejores indicadores de cambio climático en los desiertos del norte de México. En este contexto, el
zacatonero sonorense (Peucaea carpalis Coues) es una ave endémica de las planicies costeras desérticas de
Sonora, norte de Sinaloa y sur de Arizona (Russell and Monson 1998) y puede ser indicador de cambio en el
noroeste de México; sin embargo, aun existen muchos aspectos desconocidos de su biología. La mayoría de los
estudios de historia natural de esta especie son del Estado de Arizona, EE.UU.; sólo algunas observaciones han
sido reportadas en Sonora, el centro de su distribución. El inicio de la reproducción de esta especie está
intrínsecamente asociado con el inicio de las lluvias de verano en esta región y los detalles de esta asociación
merecen ser investigados (Lowther et al. 1999). Además, la variación anual en las densidades poblacionales de
la especie también están ligadas a la variación en precipitación (Russell and Monson 1998). La dependencia de
esta especie a las lluvias de verano entonces la hacen especialmente susceptible a la extinción a medida de que el
noroeste de México se haga más árido y las precipitaciones más impredecibles. En este contexto, el presente
estudio tiene como meta determinar el efecto la distribución estacional de la precipitación de verano sobre la
densidad poblacional y el éxito reproductivo de P. carpalis en la región central de Sonora. Esta propuesta
representa el primer año de la instrumentación de un proyecto de monitoreo a largo plazo que pretende detectar
los efectos acumulativos del cambio climático en el ecosistema del Desierto Sonorense a través de su
manifestación en los parámetros y trayectorias poblacionales de esta especie desértica indicadora, a la vez de que
incrementarán el conocimiento de una especie de ave silvestre escasamente estudiada en la región del Sonoran
Joint Venture (SJV). Por otra parte vez, dada la dependencia de esta especie con un estrato de pastos en buena
condición (Lowther et al. 1999), los resultados de esta investigación podrían tener implicaciones en el manejo de
los agostaderos sonorenses. En este aspecto, exploraremos el efecto de interacción entre clima y modificación de
hábitat al investigar la biología reproductiva de P. carpalis en praderas de zacate buffel (Penisetum ciliare).
Finalmente, el proyecto también creará oportunidades de educación y capacitación de estudiantes de licenciatura
de la carrera de ecología de la Universidad Estatal de Sonora, y oportunidades de educación ambiental hacia los
ganaderos de la región sobre la compatibilidad del pastoreo y la conservación de aves.
Ubicación del proyecto.—Este proyecto se desarrollará en la región central de Sonora el municipio de La
Colorada (Fig. 1), a aproximadamente 45 km al suroeste de la ciudad de Hermosillo (2842’30”N,
11034’20”W). El área de estudio posee clima semiárido con temperatura media anual de 18.5C y precipitación
media anual 350 mm. El área de estudio está compuesta de 5 ranchos ganaderos privados: El Pozo, El Cajón de
la Uvalama, La Primavera y El Jaqüey. La vegetación del área es un mosaico de matorral desértico y praderas de
zacate buffel (Penisetum ciliare). Los matorrales están dominados por árboles desérticos como palofierro
(Olneya tesota), mezquite (Prosopis velutina), palo blanco (Ipomoea arborescens) y palo verde (Parkinsonia
microphylla), y arbustos como rama blanca (Encelia farinosa), piojito (Caesalpinia pumila) y la sangrengado
(Jatropha cardiophylla), así como cactáceas columnares. Las praderas de zacate buffel en el área son
básicamente antiguos matorrales desérticos que han sido casi o totalmente desmontados para siembra de zacate
buffel con excepción de algunos árboles dispersos.
Objetivos y resultados del proyecto.—A continuación se enlistan los objetivos y resultados esperados del
proyecto, así como los objetivos del Plan de Conservación de Aves del SJV (Sonoran Joint Venture Technical
Committee 2006) que son abordados por este proyecto.
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Estimación de densidades poblacionales de P. carpalis y otras especies de aves reproductoras en
matorrales desérticos y praderas de zacate buffel en la región central de Sonora. Además,
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monitorearemos otras especies comunes incluyendo Amphispiza bilineata, Cardinalis cardinalis,
Cardinalis sinuatus, Passerina caerulea, Passerina versicolor y Pipilo fuscus, entre otras. Este objetivo
del proyecto aborda los objetivos del SJV:
 Determinar la distribución, tendencia poblacional y el uso del hábitat de especies prioritarias y
de gestión (stewarship). El proyecto permitirá obtener información sobre la abundancia absoluta
de una especie prioritaria con escasa información. Peucaea (antes Aimophila) carpalis es una
especie de preocupación internacional y regional en la región Arid Borderlands de la región del
SJV. Este estudio contribuirá significativamente al cumplimiento de la meta poblacional a 30
años para la especie, que es determinar el estatus de su población.
 Desarrollar y mantener una base de datos de las especies de aves en la región del SJV. La
localización de territorios de anidación individuales de P. carpalis y otras especies será
registrada en el portal de aVerAves.
Caracterización cuantitativa del hábitat de reproducción de P. carpalis y otras especies de aves
reproductoras en la región central de Sonora
 Determinar la distribución, tendencia poblacional y el uso del hábitat de especies prioritarias y
de gestión (stewarship). El proyecto estimará los parámetros de estructura de hábitat y
determinará los requerimientos del hábitat en base a la densidad y éxito reproductivo de P.
carpalis, así como los efectos de la ganadería intensiva a través del estudio de la biología
reproductiva de la especie en praderas de zacate buffel.
Monitoreo de éxito reproductivo de P. carpalis y otras especies de aves reproductoras en dos tipos de
hábitat en la región central de Sonora. Este objetivo del proyecto aborda el objetivo del SJV:
 Determinar la distribución, tendencia poblacional y el uso del hábitat de especies prioritarias y
de gestión (stewarship). Este proyecto estimará el éxito reproductivo de P. carpalis y otras
especies de aves en un segundo año de implementación de este proyecto iniciado en 2012. Una
evaluación más precisa del éxito reproductivo permitirá obtener predicciones más precisas del
estatus de esta especie y su posible trayectoria poblacional actual.
 Determinar los efectos de las prácticas de uso del suelo en especies prioritarias. Este proyecto
aborda directamente este objetivo al evaluar los efectos del cambio de uso de suelo sobre la
reproducción de una especie endémica del Desierto Sonorense, al evaluar el índice primario de
calidad de hábitat (densidad poblacional) y éxito reproductivo en sitios con diferentes grados de
pastoreo y cobertura de zacate buffel. Por ejemplo, los resultados preliminares de la temporada
del 2012 muestran que no existe diferencia significativa en el éxito reproductivo (producción de
al menos un juvenil) de P. carpalis anidando en praderas de buffel no difiere del éxito
reproductivo en matorrales nativos.
Modelación de los efectos de la precipitación sobre la iniciación, desarrollo y éxito de reproducción
anual de P. carpalis otras especies de aves reproductoras mediante réplicas espaciales.
 Determinar la distribución, tendencia poblacional y el uso del hábitat de especies prioritarias y
de gestión. La integración de la información sobre éxito reproductivo y su fenología de
reproducción de P. carpalis y su relación la distribución de la precipitación durante el verano
permitirá determinar la susceptibilidad de la especie a los cambios climáticos predichos por
modelos de circulación global.
Incremento la capacidad local en el trabajo con aves al proveer oportunidades de capacitación para
estudiantes de licenciatura de la carrera de Ecología de la Universidad Estatal de Sonora.
 Incrementar el conocimiento, conciencia y la pericia en monitoreo y manejo de hábitat para
profesionales y para-profesionales.
El proyecto involucrará estudiantes de la carrera de ecología de la UES. Durante la
implementación de este proyecto en el 2012 se involucraron a 8 estudiantes. Se contemplará la
posibilidad de involucrar a un estudiante de posgrado para que haga de este proyecto su tesis de
maestría. El involucramiento de estudiantes promoverá el deseo por el estudio de las aves y
promoverá el incremento de profesionales interesados en continuar su trabajo con aves.
Los resultados e inferencias de este proyecto representarán aproximadamente 24,000 ha de agostaderos privados.
Los resultados serán aplicables en toda el área de distribución de P. carpalis a través de la planicie costera de
Sonora. El trabajo frecuente en el área y el contacto directo con los administradores de los ranchos en los que se t
ha trabajado han fomentado y fomentarán el interés de los ganaderos por la conservación de aves y sus hábitats.
Metodología.—El área de estudio del proyecto se se desarrollará en la región central de Sonora, en el municipio
de La Colorada a 45 km al suroreste de la ciudad de Hermosillo. Las áreas de estudio poseen clima árido y
semiárido con temperatura media anual de 18.5C y precipitación media anual 350 mm. Utilizando como
referencia la red UTM (Universal Transversal de Mercator), dividiremos las áreas de estudio en una red de
muestreo consistente en parcelas cuadradas de 25 ha (500m  500m). Se seleccionarán aleatoriamente el 20% de
las parcelas comprendidas cada área de estudio. De esta selección inicial de parcelas, se seleccionarán aquellas
parcelas que se encuentran a >500 m de distancia de caminos transitables por vehículos pero excluyendo a
aquellas parcelas con pendiente >10% y que son bisectadas por caminos muy transitados. Muestreos
preliminares durante el presente año indican que existe un promedio de 6 nidos de P. carpalis por cada parcela
de 25 ha (n=10). Dado que los análisis estadísticos que se realizarán requieren un tamaño de muestra
relativamente grande (>100), se requerirá muestrear aproximadamente 20 parcelas de 25 ha.
En cada parcela de 25 ha, se realizará una búsqueda exhaustiva de parejas y nidos de P. carpalis. Cada
macho detectado mediante canto será posicionado mediante GPS, y se harán visitas semanales a cada territorio
detectado a partir de Julio a Octubre de 2012. Las visitas semanales permitirán la localización de nidos y la
obtención de información fenológica (fecha de iniciación de incubación, fecha de eclosión de huevos, fecha de
vuelo de las crías) e información demográfica (número de huevos por puesta, número de reclutas, proporción de
nidos fallidos, etc.). Visitas múltiples a las parcelas de muestreo durante el monitoreo permitirán la estimación
de la densidad poblacional de P. carpalis mediante el método de muestreo doble (Bart and Earnst 2002).
Se realizarán muestreos de vegetación para estimar parámetros de la estructura del hábitat potencialmente
relevantes para explicar la abundancia y éxito reproductivo de P. carpalis tales como cobertura de arbustivas,
obstrucción de nido, densidad de plantas leñosas, etc. Para ello, se utilizarán los métodos líneas de Canfield y
métodos de distancia. Adicionalmente, se estimará el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) a
intervalos de 15 días para proveer una variable sustituta al grado de obstrucción visual de la vegetación sobre los
nidos de P. carpalis.
Se utilizará un análisis de exposición logística (Shaffer 2004) para estimar la tasa de supervivencia diaria
de nidos de P. carpalis en las áreas de estudio. El análisis de exposición logística estima tasas de supervivencia
para unidades de muestreo donde el deceso ocurre en un tiempo desconocido entre dos visitas consecutivas. La
instrumentación del modelo de exposición logística está basada en los modelos lineales generalizados
(McCulloch et al. 2008) y de esta manera la incorporación de covariables es fácilmente instrumentada. Se
incorporará a nuestros modelos de exposición logística las covariables de precipitación y temperatura para
determinar el efecto de estas covariables en la supervivencia de los nidos, así como covariables de la estructura
del hábitat y NDVI. Para esto, se utilizarán los datos de temperatura y precipitación de 10 pluviómetros
instalados en el rancho El Cajón de la Uvalama, y de una estación automátizada que se instalará en el mismo
rancho. Se emplearán modelos matemáticos poblacionales para determinar el efecto de las variables climáticas
en las tasas de crecimiento y viabilidad poblacional de esta especie. De esta manera, estos análisis permitirán
desarrollar modelos predictivos que vinculen los eventos fenológicos observables en el campo directamente con
condiciones ambientales y serán una herramienta valiosa al cuantificar los impactos del cambio climático sobre
la biota de los desiertos del norte de México.
Programación.—A continuación se enlistan las actividades principales del proyecto y sus fechas de ejecución
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Estimación de densidad de P. carpalis
Búsqueda y seguimiento de nidos
Medición de la vegetación en nidos
Informe parcial
Informe final
1 de junio – 10 de octubre de 2013
1 de julio – 10 de octubre de 2013
1 de junio – 1 de diciembre de 2013
31 de diciembre de 2013
1 de junio de 2014
Maps
http://maps.google.com.mx/?ie=UTF8&ll=29.573457,-111.697...
Mapa de la ubicación del proyecto.—
Hermosillo
La Colorada
Área de
estudio
Fig. 1. Ubicación del área de estudio (rectángulos rojos) en Sonora (izquierda) y en relación al poblado de La
Colorada y la ciudad de Hermosillo, en la región central del Estado de Sonora.
Evaluación.—El proyecto evaluará la medida de su éxito por el número de nidos estudiados. Basados en nuestra
experiencia en la temporada reproductiva del 2012, la intensidad de muestreo planeada con un técnico de campo
es la de monitorear al menos 120 nidos de P. carpalis y al menos 100 de otras especies. Este tamaño de muestra
será adecuado para las inferencias estadísticas. El éxito del proyecto será por la publicación de al menos 2
artículos en journals ornitológicos internacionales. A su vez, el éxito será evaluado por el número de estudiantes
de licenciatura involucrados en el proyecto. La implementación
del año pasado logró involucrar a 8 estudiantes
30/01/13 21:57
voluntarios quienes fueron entrenados en técnicas de campo en el estudio de la biología reproductiva de aves, así
como en los métodos de evaluación de características del hábitat.
Lista de socios y sus contribuciones.—Este proyecto de investigación está apoyado por el Cuerpo Académico de
Recursos Naturales (CARENA) de la Universidad Estatal de Sonora. El CARENA está compuesto por 7
profesores investigadores de tiempo completo proveerán de asistencia técnica al proyecto en los aspectos de
climatología, manejo de hábitat y manejo de agostaderos (anexo carta de apoyo). A su vez, la Universidad
Estatal de Sonora contribuirá con US$4,000 (anexo carta de apoyo)en efectivo a través del programa de apoyos
para la investigación, y aproximadamente con US$5,500 equivalentes al tiempo que el proponente invertirá en el
proyecto.
III. Presupuesto
La siguiente tabla muestra el presupuesto solicitado y los fondos comprometidos por la Universidad Estatal de
Sonora (UES) para el desarrollo del proyecto. En caso de no recibir los fondos del SJV, el proyecto reducirá la
intensidad de muestreo (número de parcelas y número de visitas a las parcelas).
Federal
Nonfederal
SJV request
UES
Budget Categories
Alimentación
(US$15/técnico·día  20 días/mes  5 meses)
Vehículo
 Adquisición de motocicleta
Combustible
Equipo de campo
 Estaciones meteorológicas automatizadas
 GPS
Suministros de oficina y papelería
Salario de técnico de campo
(US$900/técnico·mes  5 meses  1 técnico)
Salario de investigador
(10% del tiempo de AMD)
Gastos administrativos
Total
Total
1,500
0
1,200
2,500
0
2,500
1,000
1,000
2,000
1,000
0
2,000
500
500
1,000
2,000
2,500
4,000
0
5,500
6,000
0
8,500
0
9,500
0
18,000
Los fondos de la Universidad Estatal de Sonora están asegurados (ver carta anexa).
V. Cumplimiento
Este proyecto cuenta ya con el permiso de colecta científica emitido por la Dirección General de Vida Silveste
de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. El permiso Oficio NUM SPGA/DGVS/08787/12
otorga la la Universidad Estatal de Sonora la autorización para la observación directa de nidos y manipulación de
huevos para determinar la edad del nido. No existe regulación estatal que aplique a este proyecto.
Bibliografía
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DIFFENBAUGH, N. S., F. GIORGI, and J. S. PAL. 2008. Climate change hotspots in the United States. Geophysical
Research Letters 35:L16709.
LOWTHER, P. E., K. D. GROSCHUPF, and S. M. RUSSELL. 1999. Rufous-winged Sparrow (Peucaea carpalis). in
The Birds of North America Online (A. Poole, Ed.). Cornell Lab of Ornithology, Ithaca, N. Y. .
MCCULLOCH, C. E., S. R. SEARLE, and J. M. NEUHAUS. 2008. Generalized, Linear, and Mixed Models, 2nd ed.
Wiley-Interscience.
RUSSELL, S. M., and G. MONSON. 1998. The Birds of Sonora. University of Arizona Press, Tucson, Arizona.
SEAGER, R., M. F. TING, I. HELD, Y. KUSHNIR, J. LU, G. VECCHI, H. P. HUANG, N. HARNIK, A. LEETMAA, N.
C. LAU, C. H. LI, J. VELEZ, and N. NAIK. 2007. Model projections of an imminent transition to a more
arid climate in southwestern North America. Science 316:1181-1184.
SHAFFER, T. L. 2004. A unified approach to analyzing nest success. Auk 121:526-540.
SONORAN JOINT VENTURE TECHNICAL COMMITTEE. 2006. Sonoran Joint Venture Bird Conservation Plan,
Version 1.0. (C. J. Beardmore, Ed.), Tucson, Arizona.