Ecuaciones alométricas de biomasa aérea para la estimación de los contenidos de carbono en manglares del Caribe Colombiano / Tree above-ground biomass allometries for carbon stocks estimation in the Caribbean mangroves in Colombia

ResumenLa distribución de carbono azul en los ecosistemas, entre los que se cuentan los manglares, es poco conocida en comparación con los grandes avances que existen para los ecosistemas forestales terrestres, a pesar de que su alta productividad y capacidad de almacenamiento de carbono es reconocida. Este estudio, tuvo por objetivo, analizar la biomasa aérea de las especies Rhizophora mangle y Avicennia germinans en el ecosistema de manglar localizado en el área marina protegida denominada Distrito de Manejo Integrado (DMI) Cispatá-Tinajones-La Balsa en el Caribe colombiano. Para ello, con la debida autorización oficial, se cosecharon 30 individuos de cada especie, con el fin de generar modelos alométricos que permitieran estimaciones de biomasa aérea con bajos niveles de incertidumbre. Los resultados indican que la biomasa aérea de los bosques de manglar del Caribe colombiano en el DMI, es de 129.69 ± 20.24 Mg/ha, es decir, que almacenan 64.85 ± 10.12 MgC/ ha. Teniendo en cuenta que el DMI presenta un área de 8 570.9 ha en bosques de manglar, se estima que el carbono total potencialmente almacenado por este ecosistema es de aproximadamente 555 795.93 MgC. Las ecuaciones generadas en este estudio se pueden considerar como una opción alternativa para la evaluación de las reservas de carbono en la biomasa aérea de los bosques de manglar en del Caribe colombiano, dado que otros modelos disponibles para la estimación de la biomasa aérea no discriminan a los bosques de manglar, a pesar de ser ecosistemas particulares. Los modelos pueden ser empleados como una opción para apoyar las estrategias de conservación de bosques y la reducción de emisiones. En general, el potencial de almacenamiento de carbono en los bosques de manglar del Caribe colombiano, es importante, y podría posesionar al país en la conservación de bosques y la reducción de emisiones a través de la conservación del carbono azul almacenado.

AbstractThe distribution of carbon in “Blue Carbon” ecosystems such as mangroves is little known, when compared with the highly known terrestrial forests, despite its particular and recognized high productivity and carbon storage capacity. The objective of this study was to analyze the above ground biomass (AGB) of the species Rhizophora mangle and Avicennia germinans from the Marine Protected Area of Distrito de Manejo Integrado (DMI), Cispatá-Tinajones-La Balsa, Caribbean Colombian coast. With official authorization, we harvested and studied 30 individuals of each species, and built allometric models in order to estimate AGB. Our AGB results indicated that the studied mangrove forests of the DMI Colombian Caribbean was of 129.69 ± 20.24 Mg/ha, equivalent to 64.85 ± 10.12 MgC/ha. The DMI has an area of 8 570.9 ha in mangrove forests, and we estimated that the total carbon potential stored was about 555 795.93 Mg C. The equations generated in this study can be considered as an alternative for the assessment of carbon stocks in AGB of mangrove forests in Colombia; as other available AGB allometric models do not discriminate mangrove forests, despite being particular ecosystems. They can be used for analysis at a more detailed scale and are considered useful to determine the carbon storage potential of mangrove forests, as a country alternative to support forest conservation and emission reduction strategies. In general, the potential of carbon storage from Colombian Caribbean mangrove forests is important and could promote the country leadership of the “blue carbon” stored. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 913-926. Epub 2016 June 01.

Biomasa y carbono total almacenado en robledales del sur de los Andes Colombianos: aportes para el enfoque REDD+ a escala de proyectos / Biomass and total carbon in oak forests of Southern Colombian Andes: contributions to the REDD+ project-wide approach

ResumenLas estimaciones de carbono en bosques tropicales, es muy importante para entender el papel de estos ecosistemas en el ciclo de este elemento. Este conocimiento permite apoyar y soportar las decisiones y la formulación de estrategias de mitigación y adaptación para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, cuantificaciones detalladas de las existencias totales de carbono en los bosques montanos tropicales son limitadas, a pesar de su importancia científica y para el manejo de los ecosistemas (e.g. REDD+). Cuarenta y cuatro parcelas se establecieron en un paisaje heterogéneo compuesto por bosques maduros ubicados en el sur de los Andes colombianos. El objetivo fue identificar el papel de estos ecosistemas en el almacenamiento de carbono, evaluar la contribución de los reservorios analizados (biomasa aérea, biomasa subterránea y necromasa), y realizar contribuciones al enfoque de REDD+ en la escala de proyecto. En cada parcela se midieron todos los árboles, palmas y helechos con diámetro (D) ≥ 15 cm. En el caso de las palmas, se midió la altura de 40 % de los individuos, siguiendo el Protocolo Nacional de Colombia para estimar la biomasa y el carbono en los bosques naturales. Ecuaciones alométricas nacionales fueron utilizadas para estimar la biomasa aérea, y una ecuación general propuesta por el IPCC, fue utilizada para la estimación de la biomasa subterránea. La biomasa aérea de las palmas se estimó mediante un modelo local desarrollado para bosques montanos y premontanos. La necromasa se estimó para los árboles muertos en pie y los detritos gruesos. En este último caso, se midió la longitud y los diámetros de los extremos de las piezas. Las muestras para las estimaciones de densidad de madera, se recogieron en el campo y se analizaron en el laboratorio. El carbono promedio total se estimó en 545.9 ± 84.1 Mg/ ha (± SE). La biomasa aérea contribuyó con 72.5 %, la biomasa subterránea con 13.6 %, y la necromasa con 13.9 %. La principal conclusión de este estudio, es que los bosques montanos tropicales almacenan grandes cantidades de carbono, similares a las almacenadas por los bosques tropicales de tierras bajas. Además, se observó que la inclusión de otros compartimientos podría contribuir en más del 20 % de total del almacenamiento de carbono, lo que indica que las estimaciones que sólo incluyen la biomasa aérea, subestiman en gran medida las reservas de carbono en los ecosistemas forestales. Por tal razón, se sugiere incluir otros compartimientos en las estimaciones de carbono para iniciativas o proyectos REDD+.

AbstractCarbon estimations in tropical forests are very important to understand the role of these ecosystems in the carbon cycle, and to support decisions and the formulation of mitigation and adaptive strategies to reduce the greenhouse emission gases (GHG). Nevertheless, detailed ground-based quantifications of total carbon stocks in tropical montane forests are limited, despite their high value in science and ecosystem management (e.g. REDD+). The objective was to identify the role of these ecosystems as carbon stocks, to evaluate the contribution of the pools analyzed (aboveground biomass, belowground biomass and necromass), and to make contributions to the REDD+ approach from the project scale. For this study, we established 44 plots in a heterogeneous landscape composed by old-grown forests located in the Southern Colombian Andes. In each plot, all trees, palms and ferns with diameter (D) ≥ 15 cm were measured. In the case of palms, the height was measured for 40 % of the individuals, following the Colombia National Protocol to estimate biomass and carbon in natural forests. National allometric equations were used to estimate aboveground biomass, and a global equation proposed by IPCC was used for belowground biomass estimation; besides, palms' aboveground biomass was estimated using a local model. The necromass was estimated for dead standing trees and the gross debris. In the latter case, the length and diameters of the extremes in the pieces were measured. Samples for wood density estimations were collected in the field and analyzed in the laboratory. The mean total carbon stock was estimated as 545.9 ± 84.1 Mg/ha (± S.E.). The aboveground biomass contributed with 72.5 %, the belowground biomass with 13.6 %, and the necromass with 13.9 %. The main conclusion is that montane tropical forests store a huge amount of carbon, similar to low land tropical forests. In addition, the study found that the inclusion of other pools could contribute with more than 20 % to total carbon storage, indicating that estimates that only include the aboveground biomass, largely underestimate carbon stocks in tropical forest ecosystems. These results support the importance of including other carbon pools in REDD+ initiatives' estimations. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 399-412. Epub 2016 March 01.

Estructura y composición florística de los manglares de la bahía de Cispatá, Caribe colombiano

Los manglares son asociaciones de plantas que se adaptan fácilmente a las condiciones salinas y los niveles fluctuantes de inundación. Estos ecosistemas suministran gran cantidad de bienes y servicios tales como el almacenamiento de carbono. Diferencias estructurales, de composición de especies y de características microambientales entre tipos fisiográficos implican diferencias en el almacenamiento de carbono en sus suelos. La presente investigación tuvo como objetivo identificar la variación de las especies de mangle a través de los cambios en las variables físico-bióticas de bosques de manglar de la bahía Cispatá, Colombia. Se realizaron mediciones de variables estructurales del bosque (D, H, densidad de individuos) y medición de variables físico-bióticas (nivel de inundación, cobertura de A. aureum, salinidad del agua intersticial. pH del suelo, % N, % limo, % arena, % COs, raíces y densidad aparente en el suelo) en 12 parcelas establecidas aleatoriamente. Con un CCA identificaron tres manglares: cuenca, borde en buen estado de conservación y borde con intervención antropogénica. El primero dominado por A. germinans y los otros por R. mangle. El manglar de cuenca se diferencia de los de borde en términos estructurales y en variables físico-bióticas, presentó los valores más altos de COs, salinidad, densidad aparente y pH. Aunque los dos manglares de borde presentan características físico-bióticas similares, la alteración antropogénica cambia fuertemente la estructura de uno de ellos. Se ha concluido que la distribución de las especies de manglar de la bahía responde a la variación espacial de las características ambientales. Sin embargo, la intervención antropogénica es una variable determinante en la estructura de los manglares lo cual afecta las estimaciones del papel de diferentes tipos de manglar como sumideros de carbono.

Mangroves are plant associations that are easily adapted to saline conditions and fluctuating levels of flooding. This ecosystem provides a wide variety of goods and services as carbon storage. Structural differences, species composition and micro-environmental characteristics between physiographic types involve differences in carbon storage in their soils. This research aimed to identify the variation of mangrove species through changes in the physical-biotic variables of mangrove forest of Cispatá bay, Colombia. We measured structural variables of forest (D, H, density of individuals) as well as physico-biotic variables (flood level, A. aureum coverage, water interstitial salinity, soil pH, % N, % COs, roots and apparent density soil) in 12 plots established randomly. With a CCA it was identified three mangroves: basin, fringe in good condition and fringe with anthropogenic intervention. The first was dominated by A. germinans and the others by R. mangle. The basin mangrove differs from fringe in physical-biotic variables and structurally, it presented the highest values of COs, salinity, apparent density and pH. Although the two fringe mangrove exhibit similar physical-biotic variables, human disturbance may strongly change the structure of one of them. It was concluded that the distribution of mangrove species of bay responds to a spatial variation in environmental characteristics. However, anthropogenic intervention is a determining variable in the structure of mangroves which affects estimations of the role of different types of mangrove forests as carbon sinks.

Contribución de los bosques tropicales de montaña en el almacenamiento de carbono en Colombia / Contribution of tropical upland forests to carbon storage in Colombia

The tropical montane forests in the Colombian Andean region are located above 1 500m, and have been heavily deforested. Despite the general presumption that productivity and hence carbon stocks in these ecosystems are low, studies in this regard are scarce. This study aimed to i) to estimate Above Ground Biomass (AGB) in forests located in the South of the Colombian Andean region, ii) to identify the carbon storage potential of tropical montane forests dominated by the black oak Colombobalanus excelsa and to identify the relationship between AGB and altitude, and iii) to analyze the role of tropical mountain forests in conservation mechanisms such as Payment for Environmental Services (PES) and Reducing Emissions from Deforestation and Degradation (REDD+). Twenty six 0.25ha plots were randomly distributed in the forests and all trees with D≥10cm were measured. The results provided important elements for understanding the role of tropical montane forests as carbon sinks. The information produced can be used in subnational initiatives, which seek to mitigate or reduce the effects of deforestation through management or conservation of these ecosystems, like REDD+ or PES. The AGB and carbon stocks results obtained were similar to those reported for lowland tropical forests. These could be explained by the dominance and abundance of C. excelsa, which accounted for over 81% of AGB/carbon. The error associated with the estimates of AGB/carbon was 10.58%. We found a negative and significant relationship between AGB and altitude, but the higher AGB values were in middle altitudes (≈1 700-1 800m), where the environmental conditions could be favorable to their growth. The carbon storage potential of these forests was higher. However, if the historical rate of the deforestation in the study area continues, the gross emissions of CO2e to the atmosphere could turn these forests in to an important emissions source. Nowadays, it is clear that tropical montane forests are vulnerable to deforestation, especially black Oak forests due to their commercial value. Given their high carbon storage potential, the presence of endemic species and the strategic functions of these ecosystems, we recommend that they should be considered relevant during REDD+, PES or any other conservation assessment. Rev. Biol. Trop. 63 (1): 69-82. Epub 2015 March 01.

Los bosques tropicales de montaña (BTM) en la región Andina de Colombia se encuentran por encima de 1 500m, y han sido fuertemente deforestados. A pesar de la presunción general de que la productividad y las reservas de carbono en estos ecosistemas son bajas, los estudios al respecto son escasos. Este estudio tuvo por objetivo i) estimar la biomasa aérea (BA) de los bosques localizados en el sur de la región Andina colombiana, ii) identificar el potencial de almacenamiento de carbono en bosques dominados por el roble negro Colombobalanus excelsa e identificar la relación entre la BA y la altitud, y iii) analizar su papel en mecanismos de conservación, como el Pago por Servicios Ambientales (PSA) y la Reducción de Emisiones por deforestación y Degradación (REDD+). Veintiséis parcelas de 0.25ha fueron distribuidas al azar, y se midieron todos los árboles con D≥10cm. Los resultados obtenidos de BA y carbono almacenado fueron similares a los reportados para bosques tropicales de tierras bajas. Esto se puede explicar por la abundancia y dominancia de C. excelsa, que contribuye con más del 81% de la BA/carbono; el error asociado a las estimaciones fue de 10.58%. Se encontró una relación negativa y significativa entre la BA y la altitud, pero los valores más altos de BA estuvieron en las altitudes medias (≈1 700-1 800m), donde las condiciones ambientales podrían ser favorables para su crecimiento. El potencial de almacenamiento de carbono de estos bosques fue alto. Los resultados permiten tener elementos importantes para entender el papel de los BTM como sumideros de carbono. Sin embargo, si la tasa histórica de deforestación en el área de estudio continúa, las emisiones brutas de CO2e a la atmósfera podrían convertirlos en una fuente de emisiones importante. Actualmente, los BTM son vulnerables a la deforestación, especialmente los bosques de roble negro debido a su valor comercial. Teniendo en cuenta el alto potencial de almacenamiento de carbono, la presencia de especies endémicas, y las funciones estratégicas que pueden desempeñar estos ecosistemas, se recomienda que sean considerados relevantes para REDD+, PSA u otra estrategia de conservación.

Método clínico en la detección de la enfermedad de Paget de la mama en cuidado primario / Clinical method for detecting Paget disease of the breast in primary care

La enfermedad de Paget de la mama es una manifestación cutánea infrecuente de cáncer de mama que tiene mejor pronóstico cuando se detecta de manera temprana. Se presenta el caso de una mujer de 56 años, que asistió a consulta en cuidado primario en la ciudad de Cali para la evaluación del resultado de una citología cervicouterina. Se le realizó examen mamario preventivo y se encontró una lesión en areola-pezón de características eritematodescamativas de dos años de evolución. Los estudios anatomopatológicos y de inmunotipificación confirmaron enfermedad de Paget. El reporte histológico de la pieza quirúrgica extraída durante la cuadrantectomía con resección del complejo areola-pezón, diagnosticó un carcinoma intraductal subyacente. La utilización del método clínico en cuidado primario, en una paciente sin lesión palpable y con mamografías negativas para malignidad, fue la clave del éxito en la detección temprana y recuperación de la paciente que ha evolucionado de manera favorable. (Acta Med Colomb 2013; 38: 277-281).

Paget's disease of the breast is a rare cutaneous manifestation of breast cancer which has a better prognosis when detected early. We report the case of a 56 year-old woman who attended consultation in primary care in the city of Cali to evaluate the result of uterine cervical cytology. She underwent preventive breast exam and a descamative erythematous nipple-areola lesion of two years of evolution was found. Pathological and immunotyping studies confirmed Paget's disease. The histological report of the surgical specimen removed during lumpectomy with resection of the nipple-areola complex, diagnosed an underlying intraductal carcinoma. The use of the clinical method in primary care in a patient without palpable lesion and malignancy negative mammograms, was the key to success in early detection and recovery of the patient who has performed well. (Acta Med Colomb 2013; 38: 277-281).

Recuperación estructural en bosques sucesionales andinos de Porce (Antioquia, Colombia)

Structural recovering in Andean successional forests from Porce (Antioquia, Colombia). Places subjected to natural or human disturbance can recover forest through an ecological process called secondary succession. Tropical succession is affected by factors such as disturbances, distance from original forest, surface configuration and local climate. These factors determine the composition of species and the time trend of the succession itself. We studied succession in soils used for cattle ranching over various decades in the Porce Region of Colombia (Andean Colombian forests). A set of twenty five permanent plots was measured, including nine plots (20x50m) in primary forests and sixteen (20x25m) in secondary forests. All trees with diameter ≥1.0cm were measured. We analyzed stem density, basal area, above-ground biomass and species richness, in a successional process of ca. 43 years, and in primary forests. The secondary forests’ age was estimated in previous studies, using radiocarbon dating, aerial photographs and a high-resolution satellite image analysis (7 to >43 years). In total, 1 143 and 1 766 stems were measured in primary and secondary forests, respectively. Basal area (5.7 to 85.4m²ha-1), above-ground biomass (19.1 to 1 011.5 t ha-1) and species richness (4 to 69) directly increased with site age, while steam density decreased (3 180 to 590). Diametric distributions were "J-inverted" for primary forests and even-aged size-class structures for secondary forests. Three species of palms were abundant and exclusive in old secondary forests and primary forests: Oenocarpus mapora, Euterpe precatoria and Oenocarpus bataua. These palms happened in cohorts after forest disturbances. Secondary forest structure was 40% in more than 43 years of forest succession and indicate that many factors are interacting and affecting the forests succession in the area (e.g. agriculture, cattle ranching, mining, etc.). Rev. Biol. Trop. 58 (1): 427-445. Epub 2010 March 01.

Lugares susceptibles a perturbaciones naturales o antrópicas pueden recuperar la cobertura boscosa. La sucesión tropical puede ser afectada por factores tales como perturbaciones, distancia al bosque original, topografía y clima local. Estos factores determinan la composición de especies y la tasa de recuperación de los sitios. Se estudió la sucesión en suelos que habían sido usados para el establecimiento de pasturas ganaderas por varias décadas en la Región Porce de Colombia (bosques Colombianos de los Andes). Se midieron un total de veinticinco parcelas, incluyendo nueve parcelas (20x50m) en bosques primarios y dieciséis (20x25m) en bosques secundarios. Se midieron todos los árboles con un diámetro ≥1.0cm. Se analizó la densidad, área basal, biomasa aérea y riqueza de especies, en un bosque con un proceso sucesional de ca. 43 años y en un bosque primario. Las edades de los bosques secundarios fueron obtenidas en estudios previos usando la datación con carbono catorce (C14), fotografías aéreas y el análisis de imágenes de satélite de alta resolución (entre 7 y >43 años). En total, 1 143 y 1 766 individuos se midieron en bosque primario y secundario, respectivamente. El área basal (5.7 a 85.4m²ha-1), la biomasa aérea (19.1 a 1 011.5 t ha-1) y la riqueza de especies (4 a 69) aumentaron directamente con la edad de los sitios, mientras que la densidad de árboles disminuyó (3 180 a 590). Las distribuciones diamétricas fueron en J-invertida para los bosques primarios y unimodal para los secundarios. Tres especies de palmas fueron abundantes y exclusivas de bosques secundarios viejos y bosques primarios: Oenocarpus mapora, Euterpe precatoria y Oenocarpus bataua. Cohortes de estas palmas aparecieron después de perturbaciones del bosque. La recuperación de la estructura de los bosques secundarios en más de 43 años de sucesión fue 40% e indica que varios factores están interactuando y afectando la sucesión de los bosques en el área (e.g. agricultura, ganadería extensiva, minería, etc.).

Estructura y composición florística de tres robledales en la región norte de la cordillera central de Colombia

Structure and floristic composition of three oak forests in the northern region of the Central Cordillera in Colombia. Andean ecosystems harbor a high floristic diversity, which is being threatened by human disturbances such us deforestation and by the expansion of the agricultural frontier. One of these ecosystems are the Andean oak forests dominated by Quercus humboldtii, a threatened species in Colombia. We assessed the floristic composition and structure of three Andean oak forests located in three localities (San Andrés de Cuerquia, Belmira and Guarne) of Antioquia. The main goal was to determine whether these forests showed similarities in their structure and floristic composition. In each site, a permanent plot of 5000 m2 (0.5 ha) was established. All trees with D ≥ 10 cm were sampled and identified to species. The Importance Value Index (IVI) was calculated as the sum of relative density (DeR), dominance (DoR) and frequency (FR) of a species. Trees with 5 ≤ D < 10 cm and 2 ≤ D < 5 cm were registered in sub-plots of 0.05 and 0.0144 ha, respectively. Finally, we used Jaccard’s Index to quantify the floristic similarity among oak forest. When we considered all trees with D ≥ 10 cm in the three forests, the number of species ranged from 18 to 54, whilst the number of individuals ranged from 326 to 680. The Guarne oak forest showed the highest species richness. In all sites, Q. humboldtii (Fagaceae) was the most important species in relation to the IVI, while Clusia sp. (Clusiaceae) and Myrsine coriaceae (Myrsinaceae) were the most important species in San Andrés de Cuerquia, Clethra fagifolia (Clethraceae) was important only in Belmira and Myrcia popayanensis (Myrtaceae) was important in Guarne. The families with the highest number of species were Fabaceae, Melastomataceae and Rubiaceae. Floristic similarity among places was low. The size distribution of trees had an inverse J- shape curve for all sites with changes in the abundance for size class. The three oak forests differed in their structure and floristic composition probably because of different disturbance degrees. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 1165-1182. Epub 2009 December 01.

La alta diversidad florística que albergan los ecosistemas andinos está siendo amenazada por fuertes presiones de origen antrópico. Uno de estos ecosistemas son los robledales, bosques dominados por la especie Quercus humboldtii, que se encuentra seriamente amenazada en Colombia porque su madera es valiosa comercial y dendroenergéticamente. En este estudio, se caracterizó la composición florística y la estructura de tres robledales de los Andes colombianos, con el fin de determinar su similaridad. En cada sitio, se estableció una parcela permanente (5 000 m²) donde se muestrearon todos los árboles con D ≥ 10 cm. En los tres sitios, la especie dominante fue Q. humboldtii, pero la similitud florística entre ellos no fue alta. La estructura por clases de tamaño para los tres sitios fue en forma de J invertida, aunque varió la abundancia de individuos por clase diamétrica. Los resultados indican que los robledales estudiados difieren en su composición florística y estructura a pesar de presentar características biofísicas similares. Las diferencias encontradas se deben posiblemente, a los diferentes factores que interactúan en cada sitio como la historia de uso, intensidad y duración de las perturbaciones antrópicas pasadas, topografía, fauna y clima local, que se ven reflejados en los parámetros estructurales de la vegetación.