Revegetación natural de áreas afectadas por minería de oro en la selva pluvial tropical del Chocó, Colombia / Natural revegetation of areas impacted by gold mining in the tropical rain forest of Chocó, Colombia

Introducción: La minería de oro a cielo abierto ocasiona impactos drásticos sobre los bosques naturales en regiones tropicales de alta biodiversidad, y la eficiencia de "revegetación", un proceso de resembrar y reconstruir el suelo, continúa siendo poco estudiado. Objetivo: Evaluar el efecto del tiempo sucesional y la distancia al bosque de referencia sobre la estructura biológica y composición de especies en minas de oro revegetadas. Métodos: Realizamos inventarios de vegetación en minas abandonadas en el bosque tropical lluvioso de Chocó, Colombia. Las minas contaban con 6, 10, 15, 19 y 24 años de sucesión natural. En cada escenario, establecimos cuatro parcelas de 2×50 m: a 50 m y 100 m de distancia desde el borde bosque-mina (ecotono). Resultados: Se identificaron 300 especies (193 géneros y 75 familias). La riqueza, diversidad y equitatividad cambian poco con el tiempo sucesional en las minas, pero alcanzan valores superiores en el bosque de referencia. La composición de especies es similar entre las minas con distinto tiempo sucesional, pero difiere ampliamente del bosque de referencia (solo 7 % de semejanza). La calidad del sustrato y las estrategias reproductivas de plantas herbáceas (principalmente Cyperaceae y Melastomataceae) y arbóreas (Cespedesia spathulata y Miconia reducens) que crecen espontáneamente en las minas, juegan un papel importante en la revegetación natural temprana. Conclusiones: 24 años de sucesión natural es poco tiempo para apreciar una recuperación sustancial de la vegetación en las minas si se compara con el bosque, y la distancia desde el ecotono parece no tener efecto significativo; sin embargo, la calidad de sustrato y estrategias reproductivas de plantas herbáceas son importantes en la etapa temprana de recuperación de las áreas impactadas por la minería de oro en Chocó.

Introduction: Open pit gold mining causes drastic impacts on natural forests in tropical regions of high biodiversity, and the efficacy of "revegetation", a process of replanting and rebuilding the soil, is still poorly studied. Objective: To evaluate the effect of successional time, and distance to the reference forest, on the biological structure and species composition of revegetated gold mines. Methods: We inventoried the adjacent forest and abandoned gold mines in the tropical rain forest of Chocó, Colombia. The mines had 6, 10, 15, 19 and 24 years of natural succession. In each scenario, we set four 2 × 50 m plots: two 50 m and two 100 m from the forest-mine edge (ecotone). Results: We identified 300 plant species (193 genera, 75 families). The richness, diversity and evenness changed little with successional time in the mines but reached higher values in the forest. The species composition was similar between the mines with different successional times but differed widely from the forest (only 7 % similarity). The substrate quality and reproductive strategies of herbaceous plants (mainly Cyperaceae and Melastomataceae) and trees (Cespedesia spathulata and Miconia reducens) that grow spontaneously in the mines, play an important role on the early natural revegetation. Conclusions: The 24 years of natural succession have been insufficient to reach a community of a complexity similar to that of the forest, and distance from the ecotone has no significant effect; however, the substrate quality and reproductive strategies of herbaceous plants are important in the early stages of mine recovery in the Chocó.

Influencia de las condiciones edáficas sobre la dominancia y diversidad de árboles en bosques pluviales tropicales del Chocó biogeográfico

Introducción: El Chocó biogeográfico posee una exuberante diversidad de especies arbóreas; no obstante, se desconoce que tanto los suelos determinan dicha diversidad. Objetivo: Se evaluó el efecto de las condiciones edáficas sobre la diversidad y dominancia arbórea en bosques lluviosos tropicales de la región. Métodos: Se establecieron siete parcelas permanentes de investigación en las localidades de Opogodó, Pacurita y Salero. En dichas parcelas, se midió la riqueza, equidad y dominancia arbórea, además se determinaron las condiciones edáficas como MO, acidez, nutrientes y textura. Resultados: Se encontró, que la diversidad fue mayor en Salero y Pacurita; pero la dominancia fue mayor en Opogodó. La diversidad se relacionó positivamente con el P disponible, Al intercambiable, porcentajes de limo y arcilla; mientras que, con el pH, MO, basas intercambiables de Ca, Mg, K y porcentaje de arena, la relación fue negativa. Por su parte, la dominancia se relacionó negativamente con el P y el Al; mientras que, la relación fue positiva con el pH, MO, Ca y porcentaje de arena. Conclusión: Se corroboró que la diversidad arbórea se relaciona negativamente con algunas variables (Ca, Mg, K) de fertilidad edáfica. En síntesis, la infertilidad edáfica, acidez y toxicidad por Al, determinan la diversidad y dominancia arbórea.

Introduction: The biogeographic Chocó presents an exuberant diversity of arboreal species; however, it is unknown if soils determine this diversity. Objective: Evaluate how edaphic conditions explain the diversity and arboreal dominance in tropical pluvial forests at a local scale. Methods: Seven permanent research plots were established in the forests of Opogodó, Pacurita and Salero. In these plots, tree diversity and dominance were measured, and edaphic conditions such as organic matter (OM), acidity, nutrients and texture were determined. Results: It was found that the diversity was much greater in Salero and Pacurita; but the dominance was greater in Opogodó. The diversity was positively related to phosphorus, aluminum, silt and clay; while, with pH, OM, calcium, magnesium, potassium and sand, the relationship was negative. On the other hand, dominance was negatively related to P and Al; while, the relationship was positive with pH, OM, Ca and sand. Conclusions: It was corroborated that the arboreal diversity is negatively related to some variables (Ca, Mg, K) of edaphic fertility. Apparently, edaphic infertility, acidity and aluminum toxicity, determine tree dynamics and diversity.

Efectos de la fertilización del suelo sobre el crecimiento arbóreo en bosques pluviales tropicales del Chocó, Colombia / Effects of soil fertilization on tree growth in tropical rainforests of Choco, Colombia

Resumen: El crecimiento diamétrico arbóreo (CDA) es un componente fundamental de la productividad primaria neta (PPN) y del almacenamiento de carbono en ecosistemas boscosos, por lo cual cumple un papel importante en la mitigación del cambio climático global. Se ha planteado la hipótesis de que en los bosques lluviosos tropicales de baja altitud el CDA está limitado por la disponibilidad edáfica de nutrientes; sin embargo, pocas evidencias experimentales la apoyan, especialmente en bosques con alta precipitación (>5 000 mm anuales). Este estudio evalúa los efectos de la fertilización del suelo sobre el CDA en bosques pluviales tropicales del Pacífico Colombiano, una de las zonas más lluviosas del mundo. Tales efectos se evaluaron a nivel de localidades, categorías diamétricas, densidad de madera y grupos funcionales. Para ello, se realizaron dos inventarios arbóreos (2014 y 2015), se aplicaron cinco tratamientos de fertilización (nitrógeno-N, fósforo-P, potasio-K, NPK y Control) y se determinó el CDA en cinco parcelas permanentes de una hectárea. Se encontró que la aplicación de N y NPK tuvo poco efecto sobre el CDA con respecto al control, mientras que la adición de P y K produjo reducción significativa en la tasa de crecimiento relativo arbórea con respecto al control a nivel de las localidades, en árboles pequeños y medianos, en todas las densidades de madera (baja, media y alta) y en el grupo de plantas dicotiledóneas. Aunque los resultados no corroboraron la hipótesis de limitación de nutrientes sobre el CDA en los bosques estudiados, se evidenció que durante los primeros años de fertilización (principalmente con P y K) ocurrieron cambios en los patrones de PPN aérea y subterránea, probablemente para maximizar la fotosíntesis y la adquisición de nutrientes del suelo.

Abstract: The tree diameter growth (CDA) is a fundamental component of net primary productivity (NPP) and carbon storage in forest ecosystems; therefore, it plays a key role in mitigating global climate change. It has been hypothesized that CDA in lowland tropical rain forests is limited by the availability of soil nutrients, yet little experimental evidence is available, especially in forest of high precipitation (>5 000 mm per year). This study evaluated the effects of soil fertilization on CDA in tropical rainforests of the Colombian Pacific, one of the wettest areas of the world. Such effects were assessed at the level of localities, diametric categories, wood density, and functional groups. To do this, two arboreal inventories (2014 and 2015) were performed, five fertilization treatments (Nitrogen-N, Phosphorus-P, Potassium-K, NPK and Control) were applied, and the CDA was determined in five permanent plots of one hectare. We found that the application of N and NPK had little effect on CDA as compared to the control; while the addition of P and K produced significant reduction of the trees relative growth rate, with respect to the control at the level of localities, in small and medium sized trees, in all wood densities (low, medium and high), and in the group of dicotyledonous species. Although these results did not corroborate the hypothesis of nutrient limitation on CDA in the studied forests, it was found that during the early years of fertilization (mainly with P and K), different patterns of aboveground and belowground NPP occurred to maximize photosynthesis and soil nutrient acquisition. Rev. Biol. Trop. 65 (3): 1161-1173. Epub 2017 September 01.