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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(3): 888-897, July-September 2021 (Published Set. 03, 2021)
Potencial dendroclimático del encino rojo,
Quercus sideroxyla (Fagaceae) en México
Edgar Jesús Ortega-Arroyo
1
*; https://orcid.org/0000-0002-6703-5959
Javier Jiménez-Pérez
1
; https://orcid.org/0000-0003-4684-1086
José Villanueva-Díaz
2
; https://orcid.org/0000-0001-8211-1203
José Israel Yerena-Yamallel
1
; https://orcid.org/0000-0002-9216-7427
Eduardo Alanís-Rodríguez
1
; https://orcid.org/0000-0001-6294-4275
Oscar Alberto Aguirre-Calderón
1
; https://orcid.org/0000-0001-5668-8869
1. Facultad de Ciencias Forestales, Universidad Autónoma de Nuevo León, km 145, carretera nacional 85, C.P.67700,
Linares, Nuevo León, México; ortega.uanl@gmail.com (*Correspondencia), jjimenez20@gmail.com,
israel.yerena@gmail.com, eduardoforestal@gmail.com, oaguirre16@gmail.com
2. Laboratorio de Dendrocronología, INIFAP CENID-RASPA, km 6.5 Margen derecha del canal de sacramento, C.P.
35140, Gómez Palacio, Durango, México; villanueva.jose@inifap.gob.mx
Recibido 02-X-2020. Corregido 02-VII-2021. Aceptado 24-VIII-2021.
ABSTRACT
Dendroclimatic potential of red oak, Quercus sideroxyla (Fagaceae) in Mexico
Introduction: Dendrochronological studies in Mexico have been mainly based on conifers, while hardwood
species have been little studied. This has been the case of the genus Quercus, which has a high taxonomic diver-
sity in the country but has not been previously studied for dendrochronological issues, despite the ecological
and economic values of oak species.
Objective: In the present investigation, the dendroclimatic potential of Quercus sideroxyla in Northwestern
Mexico was determined, as well as its relationship with climatic variables such as precipitation and temperature.
Methods: The research was carried out in the state of Durango, Chavarría Viejo with coordinates (23º43’ N &
-105º33’ W). Samples of 5 cm to 7cm were collected in two sites under forest exploitation and processed by
conventional dendrochronological techniques.
Results: A chronology of total ring width was developed, which was composed of 30 samples from 16 trees for
the period from 1917 to 2018 (101 years). Inter-series intercorrelation values of 0.43, mean sensitivity of 0.36,
signal-to-noise ratio of 3.53 and first-order autocorrelation (0.58) were obtained. Regarding the climate-growth
relationship, the ring width index values were correlated with data from the climatic station nearest to the study
site, where winter-spring precipitation (January-May) was the variable with the greatest influence on the growth
of the species.
Conclusions: Based on the dendrochronological parameters, the high potential of the species that were used in
dendroclimatic studies in the region has demonstrated that the response of the species to precipitation is similar
to that of the conifers with which the Quercus sideroxyla shares its habitat with.
Key words: growth rings; anatomical characteristics; dendrochronology; climatic influence; oak.
Ortega-Arroyo, E. J., Jiménez-Pérez, J., Villanueva-Díaz, J.,
Yerena-Yamallel, J. I., Alanís-Rodríguez, E., & Aguirre-
Calderón, O. A. (2021). Potencial dendroclimático del
encino rojo, Quercus sideroxyla (Fagaceae) en México.
Revista de Biología Tropical, 69(3), 888-897. https://doi.
org/10.15517/rbt.v69i3.44082
https://doi.org/10.15517/rbt.v69i3.44082
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Para comprender cómo fue el comporta-
miento de la variabilidad climática en el pasa-
do, se han empleado diferentes tipos de fuentes
sustitutas conocidas como registros indirec-
tos (proxy en inglés). La dendrocronología,
mediante el estudio de los anillos de crecimien-
to fechados al año exacto de su formación, una
de las de mayor resolución, permite realizar la
reconstrucción del clima pasado a relación inte-
ranual y multianual (Fritts, 1976). En México,
diversos géneros han sido empleados en estu-
dios sobre potencial dendrocronológico y den-
droclimático, entre los que sobresalen especies
de coníferas de Pinus, Pseudotsuga y Taxodium
(Acosta-Hernández et al., 2017). Sin embargo,
en la búsqueda de otros géneros como el Quer-
cus, el panorama se amplía, ya que de las 500
especies que existen en todo el mundo, alre-
dedor de 130 a 150, se encuentran en México
(Luna-José et al., 2003; Romero Rangel et al.,
2002), donde su potencial dendrocronológico
y respuesta climática aún no han sido del todo
estudiados. Los estudios sobre crecimiento
radial en especies pertenecientes al género
Quercus para México, se han enfocado princi-
palmente en la descripción anatómica (De La
Paz Pérez-Olvera & Dávalos-Sotelo, 2008) y
algunos han tratado sobre poder calorífico y
densidad de la madera (Herrera-Fernández et
al., 2017). En referencia a su respuesta al clima,
estudios sobre el potencial hídrico y osmótico
de los encinos (especies del género Quercus) en
el noreste de México, revelan la capacidad para
superar periodos de sequía, logrando adaptarse
ante cambios drásticos en ambientes dinámicos
(Himmelsbach, 2009). Por lo antes descrito, los
objetivos de esta investigación son: a) aplicar
técnicas dendrocronológicas y datar el año
exacto de formación de la serie de crecimiento
del encino (anillo total), b) analizar el potencial
dendrocronológico del Q. sideroxyla y c) ana-
lizar la influencia de las variables climáticas
como temperatura y precipitación en el ancho
de anillo total de Q. sideroxyla.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio: La presente investiga-
ción se desarrolló en el estado de Durango,
en los parajes: Mesa de Alferes y Mesa de la
Mula, en el ejido Chavarría Viejo perteneciente
al municipio de Pueblo Nuevo, Durango ubi-
cado a 3.5 kilómetros del camino El Salto-Las
Adjuntas (23º43’ N & 105º33’ W) a una altitud
de 2 500 m.s.n.m. (Valenzuela Nuñez & Gra-
nados Sánchez, 2009). El tipo de clima es tem-
plado, subhúmedo, con una temperatura media
anual de 12 °C y una precipitación media anual
de 1 200 mm. La temperatura del mes más frío
oscila entre -3 y 18 °C y la temperatura del
mes más cálido es de 22 °C y la precipitación
en el mes más seco es menor a 40 mm (García,
2004). El área se encuentra bajo aprovecha-
miento forestal, y la vegetación dominante es
bosque de pino encino, siendo Pinus duran-
gensis Martínez, P. cooperi C.E. Blanco y P.
arizonica Engelm. las que presentan mayor
dominancia, seguidas de Quercus sideroxyla y
Q. rugosa Née (Cruz-Cobos et al., 2008).
Tipo de muestreo y obtención de mues-
tras: El muestreo se realizó de manera selectiva
en árboles ≥ 20 cm de diámetro a la altura del
pecho (DAP). El criterio de selección consistió
en que los especímenes tuvieran de preferencia
un fuste recto y que se encontraran bajo apro-
vechamiento, de acuerdo con Villanueva-Díaz
et al. (2009a) de cada árbol seleccionado se
tomaron dos rodajas (secciones transversales)
de la base del árbol, con un grosor de 5-7 cm.
Preparación de las muestras: Las mues-
tras se procesaron mediante las técnicas den-
drocronológicas convencionales (Stokes &
Smiley, 1968) en el Laboratorio de Dendro-
cronología del Centro Nacional de Investi-
gación Disciplinaria Relación Agua, Suelo,
Planta, Atmósfera, Instituto Nacional de Inves-
tigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias
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(CENID-RASPA, INIFAP). Las muestras se
secaron a temperatura ambiente y posterior-
mente fueron pulidas con lijas de diferente
grosor para facilitar la observación de los
anillos de crecimiento (Fig. 1) a través de un
estereomicroscopio Leica EZ4D de alta reso-
lución (8X hasta 35X). Durante el proceso de
prefechado de las secciones se tomaron en con-
sideración las recomendaciones sugeridas por
otros autores, por ejemplo, sobre como limpiar
repetidas veces las muestras con aire a presión
o con un pincel, con el objetivo de evitar que
los poros se tapen por efecto del pulido y así
definir los límites del anillo anual con mayor
facilidad (De La Paz Pérez-Olvera & Dávalos-
Sotelo, 2008).
Identificación del patrón de crecimien-
to: La datación visual o prefechado es uno de
los principios más importantes de la dendrocro-
nología (Constante-García et al., 2009) el cual
consiste en la comparación de los crecimientos
de las muestras procedentes de una misma
área (Constante-García, 2015), identificando
un patrón de crecimiento común. La datación,
se logra al analizar y sincronizar una gran
cantidad de series de crecimiento de distintos
árboles para un sitio específico (Stokes &
Smiley, 1968). Este procedimiento permite
detectar anillos falsos y ausentes. Su aplicación
conlleva a tener un control experimental, que
determina el año en que fue desarrollado cada
anillo (Fritts, 1976; Swetnam et al., 1985). Una
vez definido dicho patrón se procedió a realizar
un pre-datado de los crecimientos arbóreos,
definiendo el año, donde se desarrolló cada
crecimiento anual.
Fig. 1. Definición de los límites de madera temprana, tardía y anillo total en Quercus sideroxyla.
Fig. 1. Definition of earlywood, latewood, and total ring limits in Quercus sideroxyla.
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La medición de los anillos datados se
realizó con el equipo de medición VELMEX
con una precisión 0.001 mm, y con el soft-
ware MeasureJ2X para Windows (VoorTech,
2014). Los datos de la medición de los anillos
de crecimiento se analizaron con el programa
COFECHA, incluido en la Librería de Progra-
mas Dendrocronológicos de la Universidad de
Arizona (DPL por sus siglas en inglés) (Grissi-
no-Mayer, 2001; Holmes, 1983), cuya función
es verificar la calidad del fechado o datación
(Holmes, 1983).
La estandarización, proceso mediante el
cual, a los valores contenidos en una serie de
datos, se les extrae el valor de la media y al
valor residual resultante de este proceso, se
divide entre la desviación estándar de la mues-
tra (Villanueva-Díaz et al., 2010) se efectuó
con el programa ARSTAN. Este programa ajus-
ta a cada serie, una curva exponencial negativa
o alguna otra de mejor ajuste, con el objetivo
de eliminar la varianza debido a factores bioló-
gicos (Cook & Holmes, 1986; Delgado, 2000).
Para este estudio, se utilizó la cronología están-
dar, que preserva la autocorrelación temporal.
Parámetros para definir el potencial
dendrocronológico: De manera general, una
especie se considera con buen potencial den-
drocronológico, cuando ésta tiene la capaci-
dad para desarrollar anillos de crecimiento
de forma anual, reflejando así la variabilidad
climática a través de la variación en el grosor
de sus anillos de crecimiento anual (Fritts,
1976). Los estudios enfocados a evaluar el
potencial dendrocronológico se fundamentan
principalmente en cuatro criterios: a) sensibi-
lidad media, b) desviación estándar, c) auto-
correlación de primer orden y d) proporción
señal-ruido (Bartens et al., 2012; Speer, 2010),
además de considerar la señal expresada de la
población (EPS, por sus siglas en inglés del
“Expressed Population Signal”), parámetro que
proporciona una estimación de la representati-
vidad de una cronología con número limitado
de muestras en comparación a la misma, si se
considerara un número infinito de muestras
(Wigley et al., 1984).
Relación clima-crecimiento: Para definir
el período de precipitación, así como de tem-
peratura que influye en el crecimiento de la
especie, se utilizaron registros de las estaciones
meteorológicas cercanas al sitio de mues-
treo, seleccionadas del Sistema Meteorológico
Nacional de la Comisión Nacional del Agua
(Servicio Meteorológico Nacional-Comisión
Nacional del Agua, 2019). La estación más
cercana al sitio de muestreo fue El Salto 10093,
y cumple con el 90 % de datos instrumentales
fiables. La información considerada fue la
precipitación pluvial mensual y temperatura
mínima y máxima mensual del período 1963-
2016. Con la selección de dicha información,
se realizó un análisis de correlación de Pearson
con la finalidad de detectar los meses o perio-
dos estacionales donde surgían las correlacio-
nes significativas (P < 0.05) entre las series de
índices de crecimiento (serie estándar) y los
datos climáticos instrumentales de temperatura
y precipitación.
RESULTADOS
Variables dendrocronológicas: En el
muestreo se recolectaron 32 secciones trans-
versales procedentes de 16 encinos de las cua-
les, se utilizaron sólo aquellas que presentaron
mejor intercorrelación entre series (30 mues-
tras, 94 % del material recolectado). La serie
dendrocronológica de anillo total se extendió
de 1917 a 2018 (101 años de longitud) y, acor-
de con el número de muestras que intervinieron
en el cálculo del valor del índice de cada año,
el período de mayor confiabilidad es a partir
del año 1950 en donde se presentan más de 7
muestras (Fig. 2) y se alcanza el umbral del
0.85 para el EPS.
Criterios dendrocronológicos de Quer-
cus sideroxyla: En la Tabla 1 se muestran
los valores resultantes a fin de determinar su
potencial en estudios dendrocronológicos, los
valores de cada variable, se ubican dentro del
intervalo reportado por otros autores (Villanue-
va-Díaz et al., 2004).
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Relaciones crecimiento-clima de Quer-
cus sideroxyla: La base de datos procedentes
de la estación climática mostró una extensión de
53 años (1963-2016), en donde la temperatura
mínima presente en octubre influye de manera
positiva en el desarrollo del encino (R = 0.21,
P < 0.05), mientras que la temperatura máxima
fue significativa para octubre y diciembre (R =
0.28, P < 0.05), en lo que respecta a la precipi-
tación de mayo que tuvo la mayor correlación
(R = 0.50, P < 0.05) con el índice de ancho de
anillo (Fig. 3).
Sin embargo, al realizar el acumulado de
los meses de enero a mayo se determinó que
Fig. 2. Serie dendrocronológica estándar de anillo total y tamaño de muestra empleado para generar la cronología con
extensión de 1917-2018 (101 años).
Fig. 2. Standard total ring dendrochronological series and sample size used to generate the chronology with extension 1917-
2018 (101 years).
TABLA 1
Criterios específicos para determinar el potencial dendrocronológico de Quercus sideroxyla
TABLE 1
Specific criteria to determine the dendrochronological potential of Quercus sideroxyla
Quercus sideroxyla
Criterios Valores obtenidos en esta investigación
Rangos (Villanueva et al., 2004)
Número de series (# árboles) 30(16)
Intercorrelación entre series 0.434 0.4-0.9
Desviación estándar 1.009 Varía con especie y sitio
Sensibilidad media 0.359 0.15-0.68
Autocorrelación de 1er orden 0.58 0.3-0.8
Relación señal-ruido 3.531 1.0-20.0
Periodo 1917-2018
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Fig. 3. Correlación entre la temperatura mínima, máxima y precipitación con el índice estandarizado de ancho de anillo.
Fig. 3. Correlation between minimum temperature, maximum temperature, and precipitation with the standardized ring
width index.
entre los registros de la precipitación pluvial
presente en esos meses y el índice de ancho de
anillo en su versión estándar de Quercus side-
roxyla la correlación incrementó (R = 0.51, P <
0.05) (Fig. 4).
La precipitación acumulada de los meses
(enero a mayo) mostró una correlación positi-
va (R = 0.57, P < 0.05) con la serie de ancho
de anillo total (Fig. 5), indicativo de que la
especie explica el 50 % de la variabilidad
en la precipitación en el periodo estacional
invierno-primavera).
DISCUSIÓN
El programa COFECHA (Holmes, 1983)
establece como intercorrelación entre series
mínima, un valor de 0.33 (P < 0.01), para que
se considere una correlación aceptable. Los
valores estadísticos en esta investigación se
encuentran dentro de los rangos reportados
por Constante-García (2015), en un estudio
reciente en el noreste de México con Quercus
canbyi Trel. donde obtuvo una intercorrela-
ción entre series de 0.70, con una sensibilidad
media de 0.40. Sin embargo son similares a los
estimados por Díaz-Ramírez et al. (2016) para
Pinus durangensis donde se obtuvieron valores
de intercorrelación entre series de 0.46 y una
sensibilidad media de 0.31, aunque por deba-
jo a los calculados por (Pompa-García et al.,
2014) en Pinus cooperi, donde el valor de inter-
correlación entre series fue de 0.61 y la sensi-
bilidad media de 0.45, sin embargo los valores
reportados en esta investigación son consisten-
tes con los obtenidos por Ortiz-Quijano et al.
(2018) donde obtuvieron una intercorrelación
entre series de 0.43 y una sensibilidad media de
0.18 con Fagus grandifolia subsp. mexicana en
el estado de Hidalgo. Lo antes señalado refiere
que el encino rojo tiene un potencial dendro-
cronológico para ser considerado en estudios
de tipo dendroclimáticos en la región, debido a
que la especie capta una variación significativa
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de las condiciones climáticas dominantes en el
área de estudio, que es una de las premisas para
considerar una especie con potencial dendrocli-
mático (Stahle, 1999).
Con respecto a los valores de autoco-
rrelación de primer orden, a pesar de que el
valor obtenido de 0.58. A pesar de ser alto se
considera como adecuado, de acuerdo con el
Fig. 4. Máxima correlación para el periodo de respuesta de la especie a la precipitación acumulada de enero a mayo (barra
de color negro) del período de 1963-2016.
Fig. 4. Maximum correlation for period of species response to accumulated precipitation from January to May (black bar)
for the period 1963-2016.
Fig. 5. Asociación entre la precipitación mensual acumulada y el índice estandarizado de ancho de anillo. La línea solida en
color negro, se refiere al índice de ancho de anillo y la línea en color gris punteada, a la precipitación acumulada de enero
a mayo.
Fig. 5. Association between monthly accumulated precipitation and the standardized ring width index. The solid black line
refers to the ring width index and the dotted gray line to the accumulated precipitation from January to May.
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intervalo de valores que menciona Villanueva-
Díaz et al. (2004), mencionan rangos que osci-
lan entre 0.3 a 0.8.
En los resultados de la relación señal-rui-
do, el valor obtenido (3.53) puede considerarse
como bajo, de acuerdo con lo reportado por
Díaz-Rámirez et al. (2016). Este valor resul-
tante se debe a que el área se encuentra bajo
aprovechamiento forestal y, aunque por lo
general los valores superiores a 5 y 6 se consi-
deran adecuados, los valores obtenidos en esta
investigación se consideran aceptables, con
fines dendrocronológicos (Wigley et al., 1984).
Las coníferas del norte de México res-
ponden a la precipitación que se presenta en la
estación invierno-primavera (Villanueva-Díaz
et al., 2014), debido a la baja intensidad de las
lluvias y de la alta capacidad de infiltración de
los suelos, lo cual favorece que gran parte se
quede almacenada en el suelo y sea aprovecha-
da al inicio de la estación de crecimiento.
Para Q. sideroxyla, la respuesta a la varia-
ble precipitación fue similar a la de las conífe-
ras de acuerdo a lo reportado por Villanueva
Díaz et al. (2009b) y por Chávez-Gándara et al.
(2017) en donde demostraron que la precipita-
ción presente en el período invierno primavera,
es la que mayormente impacta en el crecimiento
de especies de coníferas, lo cual se explica a su
vez por los tipos de bosque de pino-encino en
donde se desarrollan, así mismo Ortiz-Quijano
et al. (2018), en un estudio desarrollado más al
centro de México, obtuvieron valores significa-
tivos con la precipitación (R = 0.66, P < 0.01)
presente de enero a junio, logrando identificar
periodos de sequía y periodos de abundante
precipitación en la cronología desarrollada para
Fagus grandifolia subsp. mexicana.
En cuanto a la correlación con la tempera-
tura mínima de octubre, distintos autores men-
cionan la capacidad de los especies forestales
para aprovechar estas temperaturas (Cerano
Paredes et al., 2012), a los valores obtenidos
en esta investigación se le puede atribuir a que
en ese mes se presenta una menor evaporación
y por lo tanto existe una mayor humedad en
el suelo, por otro lado, la temperatura máxima
también benefició el desarrollo de la especie
principalmente en octubre y diciembre, esto se
puede explicar debido a que a temperaturas ele-
vadas incrementan el déficit de evapotranspi-
ración el cual es aprovechado por esta especie
para su crecimiento
Los valores de los criterios dendrocrono-
lógicos obtenidos del ancho de anillo total de
Quercus sideroxyla muestran que esta espe-
cie puede ser utilizada para evaluar relacio-
nes entre clima y crecimiento radial debido
a que sus parámetros dendrocronológicos se
ubican dentro de los rangos analizados por
otros autores.
La cronología de ancho de anillo total se
desarrolló para el período comprendido entre
1917 y 2018 (101 años) y respondió de forma
positiva a la precipitación acumulada desde
enero hasta mayo.
Con base en los criterios dendrocronoló-
gicos específicos, se demuestra el potencial de
Q. sideroxyla para ser empleado en estudios
dendroclimáticos futuros en la región y donde
se distribuya, así mismo se constituye como
la primera especie para el inicio de una red
dendrocronológica.
Declaración de ética: los autores declaran
que todos están de acuerdo con esta publica-
ción y que han hecho aportes que justifican
su autoría; que no hay conflicto de interés de
ningún tipo; y que han cumplido con todos los
requisitos y procedimientos éticos y legales
pertinentes. Todas las fuentes de financiamien-
to se detallan plena y claramente en la sección
de agradecimientos. El respectivo documento
legal firmado se encuentra en los archivos de
la revista.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al CONACYT por
la beca otorgada al primer autor para realizar
los estudios de Doctorado en Ciencias con
especialidad en Manejo de Recursos Naturales
001415 (No. Becario 705248), así mismo se
agradece al Ejido Chavarría Viejo, en especial
a Miguel Ángel Alvarado Huízar por las facili-
dades otorgadas para la toma de las muestras en
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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(3): 888-897, July-September 2021 (Published Set. 03, 2021)
campo, y al laboratorio de Dendrocronología
del INIFAP CENID-RASPA para procesar el
material recolectado, así como a los comenta-
rios de dos revisores anónimos que ayudaron a
mejorar sustancialmente el escrito.
RESUMEN
Introducción: Los estudios dendrocronológicos en Méxi-
co se han basado principalmente en las coníferas, mientras
que las especies de madera dura han sido poco estudiadas.
Este ha sido el caso del género Quercus, con una alta diver-
sidad taxonómica en el país pero que no ha sido estudiado
con fines dendrocronológicos, a pesar de los valores ecoló-
gicos y económicos de sus especies.
Objetivo: En la presente investigación se determinó el
potencial dendroclimático de Quercus sideroxyla en el
noroeste de México, y su relación con variables climáticas
como precipitación y temperatura.
Métodos: La investigación se desarrolló en el estado de
Durango en el ejido Chavarría Viejo en las coordenadas
(23º43’ N & 105º33’ W), se recolectaron muestras de
5 a 7 cm en dos sitios bajo aprovechamiento forestal
y se procesaron mediante técnicas dendrocronológicas
convencionales.
Resultados: Se desarrolló una cronología de ancho de
anillo total, la cual se compuso por 30 muestras de 16
árboles para el período de 1917 a 2018 (101 años). Se
obtuvieron valores de intercorrelación entre series de 0.43,
de sensibilidad media de 0.36, relación señal-ruido de 3.53
y autocorrelación de primer orden (0.58). En cuanto a la
relación clima-crecimiento, los valores de índice de ancho
de anillo se correlacionaron con datos de la estación climá-
tica más cercana al sitio de estudio; donde la precipitación
invierno-primavera (enero-mayo) fue la variable de mayor
influencia en el crecimiento de la especie.
Conclusiones: Con base en los parámetros dendrocrono-
lógicos se demuestra el alto potencial de la especie para
ser empleada en estudios dendroclimáticos en la región, la
respuesta de la especie a la precipitación es similar al de las
coníferas con las que cohabita.
Palabras clave: anillos de crecimiento; características
anatómicas; dendrocronología; influencia climática; roble.
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