Modelación del crecimiento de Albizia niopoides (Mimosaceae) por métodos dendrocronológicos / Growth modeling of Albizia niopoides (Mimosaceae) using dendrochronological methods

The annual growth rings in tropical trees are fairly common, but their study is relatively recent. Growth rings were found in trees of Albizia niopoides from the Porce River Canyon, Central Cordillera of the Colombian Andes. A total of 33 cross-sections were collected from trees distributed throughout the study area from 664-870masl. Cross-dating, spaguetti plot and 14C analyses were used to demonstrate ring annuality, assuming as hypothesis that these are real annual growth rings. A combination of descriptive analysis of time series (smoothing and prewhitening) to filter climate noise and nonlinear regression with weighted residuals was used to fit the diameter to Korf´s growth model, in which the coefficient of determination reaches values close to 100%. The positive residual autocorrelation of order 1, although not significant, is explained by the existence of energy reserves in the stem and by the accumulation of diameter increments required for the construction of the diameter growth model. The current and mean annual maximum increment rates are 1.03 and 0.94cm/year at ages 18 and 46 years old, respectively. These trees are classified within the group of fast growing species which can reach a cut diameter of over 50cm in approximately 52 years.

El crecimiento anual de los anillos en los árboles de los bosques tropicales es bastante frecuente y se evidenció en los árboles de Albizia niopoides, que crecen en el cañón del río Porce, cordillera Central de los Andes colombianos. Se recolectaron 33 secciones transversales de árboles entre 664-870msnm, cortadas a partir de 1.3m de altura del suelo. La hipótesis sobre una periodicidad anual en los anillos fue demostrada mediante cofechado, spaguetti plots y análisis de C14. Para ajustar el diámetro al modelo de crecimiento de Korf se empleó una combinación de análisis descriptivo de series de tiempo (suavizado y pre-whitening); para filtrar el ruido climático y regresión no lineal con residuales ponderados, se alcanzó un coeficiente de determinación cercano al 100%. A pesar de no ser significativa, la autocorrelación serial positiva de orden 1, se explica por la existencia de reservas de energía en el tronco y por la acumulación de los incrementos del diámetro requeridos para la construcción del modelo de crecimiento. Las tasas de crecimiento corriente y medio máximos fueron 1.03 y 0.94cm/año a las edades de 18 y 46 años, respectivamente. Albizia niopoides se clasifica dentro del grupo de rápido crecimiento, las cuales pueden alcanzar diámetros de corta de más de 50cm en aproximadamente 52 años.

Estudio del crecimiento de Prioria copaifera (Caesalpinaceae) mediante técnicas dendrocronológicas

A growth study of Prioria copaifera (Caesalpinaceae) using dendrochronological techniques. The Cativo (Prioria copaifera) forms very homogeneous forests called cativales in the flooded plains of some rivers from Costa Rica to Colombia. For over 70 years Cativo has been the main base of the timber industry in the Colombian Darien area. Because of high productivity and high-dominance of Cativo trees, they represent one of the most prone tropical forests for sustainable forest management. The objective of this research is to model diameter and timber volume growth and growth rates (absolute, mean and relative) of Cativo as a function of age, using tree ring data derived from dendrochronologycal techniques. We evaluated the annual nature of the tree rings by radiocarbon analysis and crossdating techniques. Besides, the diameter and volume growth was modeled using von Bertalanffy’s model. As of our results, we estimated the life span of Cativo in 614 years as the time required to reach 99% of the asymptotic diameter. By the mean value we have found that the mean rate of diameter growth is 0.31cm/y. The species requires 90 years to reach 40cm in diameter, the regulated cut diameter in Colombia. We find that Cativo reaches maximum current annual increment (ICA) in diameter at 40 years and in volume at 90 years with rates of 0.5cm/y and 0.032m3/y per tree, respectively. The maximum diameter mean annual increments (MAI) are achieved at 80 years and for the volume at 140 year, with growth rates of 0.45cm/y and 0.018m3/y per tree, respectively. The generated information is useful for the sustainable management of Cativo forests. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1813-1831. Epub 2011 December 01.

El cativo (Prioria copaifera G.) forma bosques dominados por la especie llamados cativales. Durante más de 70 años el cativo ha sido la base principal de la industria maderera en el Darién colombiano, siendo, por su alta productividad y dominancia uno de los bosques tropicales más fáciles de ordenar sosteniblemente. El propósito de esta investigación es modelar el crecimiento del diámetro y el volumen del cativo en función de la edad así como las tasas instantáneas, medias y relativas, empleando anillos de crecimiento. La anualidad de los anillos se demostró usando el efecto de las bombas nucleares y mediante cofechado. Con base en los anillos de crecimiento radiales se modelo el crecimiento del diámetro y del volumen. Esta especie alcanza 40cm de diámetro en 90 años y presenta crecimiento medio de 0.31cm/año. El lapso vital de la especie es de aproximadamente 614 años. El incremento corriente anual máximo del volumen a los 90 años es 0.033m3/año, e iguala al incremento medio a los 145 años con 0.018m3/año. La tasa media de crecimiento absoluta es 0.021m3/año. Los resultados aquí obtenidos sirven como base técnica para el manejo sostenible de los cativales.

Recuperación de la biomasa mediante la sucesión secundaria, Cordillera Central de los Andes, Colombia

Biomass recovery through secondary succession in the Cordillera Central de los Andes, Colombia. Estimations on biomass recovery rates by secondary tropical forests are needed to understand the complex tropical succession, and their importance on CO2 capture, to offset the warming of the planet. We conducted the study in the Porce River Canyon between 550 and 1 700m.a.s.l. covering tropical and premontane moist belts. We established 33 temporary plots of 50mx20m in secondary forests, including fallows to succesional forests, and ranging between 3 and 36 years old; we measured the diameter at breast height (D) of all woody plants with D≥5cm. In each one of these plots we established five 10mx10m subplots, in which we measured the diameter betweem 1cm≤D<5cm of all woody plants. We estimated the biomass of pastures by harvesting 54 plots of 2mx2m, and of shrubs in the fallows by harvesting the biomass in 18 plots of 5mx2m. We modeled Bav (above ground live biomass of woody plants) and Brg (coarse root biomass) as a function of succesional age (t) with the growth model of von Bertalanffy, using 247t/ha and 66t/ha as asymptote, respectively. Besides, we modeled the ratios brg/bav=f(D) and Brg/Bav=f(t). The model estimated that 87 years are required to recover the existing Bav of primary forests through secondary succession, and 217 years for the Brg of the primary forest. The maximum instantaneous growth rate of the Bav was 6.95 t/ha/yr at age 10. The maximum average growth rate of the Bav was 6.26 t/ha/yr at age 17. The weighted average of the absolute growth rate of the Bav reached 4.57t/ha/yr and the relative growth rate 10% annually. The ratio brg/bav decreases with increasing D. The ratio Brg/Bav initially increases very rapidly until age 5 (25%), then decreases to reach 25 years (18%) and increases afterwards until the ratio reaches the asymptote (26.7%). Rev. Biol. Trop. 59 (3):1337-1358. Epub 2011 September 01.

En bosques secundarios premontanos tropicales es escasa la información sobre el tiempo requerido para recuperar la biomasa aérea y subterránea de los primarios. Por lo tanto, establecimos 33 parcelas de 0.1ha entre 550 y 1 700m en bosques secundarios que cubrían estadios serales de 3 a 36 años y estimamos la biomasa de las plantas y de las raíces gruesas con ecuaciones locales. Así como la biomasa de las pasturas y barbechos por cosecha de 54 y 18 parcelas, respectivamente. También se calculó la edad de las parcelas con informantes locales, sensores remotos, C14 y anillos de crecimiento. En cada parcela medimos la biomasa aérea viva por hectárea (Bav) y la de las raíces gruesas por hectárea (Brg). Modelamos la Bav y Brg en función de la edad mediante la ecuación de von Bertalanfy con asíntotas de 247t/ha (Bav) y 66t/ha (Brg) resultantes de la medición de 33 parcelas de 0.1ha en los bosques primarios. Con la razón Brg/Bav=f(t) estimamos 87 años para que los bosques secundarios recuperen la Bav existente en los primarios y 217 años para recuperar la Brg. La tasa máxima de crecimiento instantáneo de la Bav fue 6.95t/ha/año a los 10 años y la tasa media máxima de crecimiento 6.26t/ha/año a los 17 años. La media ponderada de la tasa de crecimiento absoluto de la Bav alcanzó 4.57t/ha/año y la relativa 10% anual. La razón Brg/Bav inicialmente aumenta muy aceleradamente hasta 4-5 años (25%), luego disminuye hasta 25 años (18%) para luego incrementar hasta 26.7.

Paleoclima de La Guajira, Colombia; según los anillos de crecimiento de Capparis odoratissima (Capparidaceae)

Paleoclimate of La Guajira, Colombia; by the growth rings of Capparis odoratissima (Capparidaceae). There is great concern about the effect of climate change in arid and subarid areas of the tropics. Climate change combined with other anthropogenic activities such as deforestation, fires and overgrazing can accelerate their degradation and, consequently, the increases in losses of biological and economic productivity. Climate models, both local and global, predict that rainfall in the arid Peninsula of La Guajira in the Colombian Caribbean would be reduced and temperature would be increased as a result of climate change. However, as there are only suitable climate records since 1972, it is not possible to verify if, indeed, this is happening. To try to verify the hypothesis of reducing rainfall and rising temperatures we developed a growth ring chronology of Capparis odoratissima in the Middle Peninsula of La Guajira with 17 trees and 45 series which attain 48 years back. We use standard dendrochronological methods that showed statistically significant linear relationship with local climatic variables such as air temperature, sea surface temperature (SST), annual precipitation and wind speed; we also reach to successful relationship of the chronology with global climatic variables as the indices SOI and MEI of the ENSO phenomenon. The transfer functions estimated with the time series (1955 and 2003) do not showed statistically significant trends, indicating that during this period of time the annual precipitation or temperatures have not changed. The annual nature of C. odoratissima growth rings, the possibility of cross-dated among the samples of this species, and the high correlation with local and global climatic variables indicate a high potential of this species for dendrochronological studies in this part of the American continent. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1389-1405. Epub 2011 September 01.

gran preocupación por el efecto del cambio climático en las regiones áridas y semi-áridas tropicales. Los modelos climáticos tanto locales como globales predicen que la precipitación pluvial de la árida Península de La Guajira en el Caribe colombiano se reduciría, y las temperaturas tanto del aire como superficial del mar aumentarían como consecuencia del cambio climático. Para tratar de verificar estas hipótesis construimos una cronología del ancho de los anillos de crecimiento de Capparis odoratissima en la Media Península de La Guajira. La cronología mostró relaciones lineales estadísticamente significativas con las variables climáticas locales: temperatura del aire, temperatura superficial del mar (TSM), precipitación anual, velocidad del viento y variables climáticas del fenómeno ENSO (índices SOI y MEI). Las series de tiempo que calculamos mediante la función de transferencia entre 1955 y 2003, no mostraron tendencias estadísticamente significativas que demostraran que en ese período de tiempo la precipitación anual o las temperaturas han cambiado. La naturaleza anual de los anillos de crecimiento de C. odoratissima, la posibilidad de realizar datación cruzada entre muestras de esta especie y la alta correlación con las variables climáticas locales y globales, señalan un alto potencial de esta especie para realizar estudios dendrocronológicos en esta parte del continente americano.