Ecosystem dynamics and services of a paired Neotropical montane forest and pine plantation / Dinámica y servicios del ecosistema en un bosque montano neotropical y un pinar sembrado

Abstract Montane forests are one of the most decimated of Neotropical biomes even though they provide a suite of valuable ecosystem services such as provision of water to lowland settlements and prevention of erosion and mudslides. In some instances, to restore these and other ecosystem services, degraded montane forests are replaced by exotic tree plantations, which cover sizeable areas in several countries. Despite their importance for assessment of ecological services and for intrinsic ecological value, comparative studies of paired native montane forest and conifer plantation are scarce along the Northern Andean Cordillera. Additionally, extrapolations are challenging because each pair of communities is highly site specific due to environmental setting, age and density of plantation, and reforestation species. Here, we assess and compare structure, biogeochemistry and ecosystem services provided by closely positioned native forest and pine plantation from a protected montane area in Venezuela. Soil nutrients and soil carbon content were 60 and 54 % respectively higher in the forest. As consequence of pine' growth form and leaf biochemistry, aboveground biomass and litter mass, as well as nutrient content and carbon stocks, were higher in the plantation. This results in the plantation storing 30 % more MgC ha-1 than the nearby forest. Canopy structure and litter properties influence the hydrology of both ecosystems through differences in rain throughfall. Most of the ecosystem services itemized are superior in the native forest, with exception that the younger plantation sequesters more carbon. An additional service provided by plantations might be that of ecological corridors that connect fragmented native forests. Our study, a specific case of nutrient and carbon cycling dynamics in paired montane forests and pine plantations, provides another set of data for the design of policy and management of considerable areas in the Neotropics with established conservation plantations.(AU)

Resumen Los bosques montanos son uno de los biomas más devastados del Neotrópico aunque proporcionan valiosos servicios ecológicos al suministrar agua a los asentamientos humanos y proteger contra la erosión y los deslaves. En algunas instancias, para mantener esos servicios ecológicos, los bosques destruidos son reemplazados por plantaciones forestales en áreas considerables de varios países. Aunque existen unos pocos estudios comparativos en a lo largo del norte de la Cordillera Andina, las extrapolaciones son difíciles debido a que estos son altamente específicos debido al entorno ambiental, edad de las plantaciones, y a la especie de conífera dominante. Nosotros analizamos y comparamos la diversidad y estructura de la vegetación, la biogeoquímica y los servicios ecológicos proporcionados por un bosque montano y una plantación de pino adyacente en un área protegida de Venezuela. Los suelos del bosque nativo contienen 60 % más de nitrógeno y 54 % más de carbono que los de la plantación. Como consecuencia de la forma de vida de los pinos y de su composición foliar, la biomasa aérea y el contenido de nutrientes en la hojarasca seca son mayores en la plantación dando como resultado que la plantación contiene 30 % MgC ha-1 más que el bosque. La estructura del dosel influencia la hidrología de ambos ecosistemas mediante diferencias en la penetración del agua de lluvia. La mayoría de los servicios son de menor valor ecológico en la plantación de pino. Sin embargo, esta ofrece servicios que no existirían en su ausencia. En regiones montañosas, las plantaciones de coníferas fueron establecidas para mejorar la provisión de agua y estabilizar los suelos. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que las plantaciones pueden proporcionar corredores ecológicos que conecten bosques nativos fragmentados. Nuestro estudio, al proveer un ejemplo adicional de dinámica ecológica comparada, expone las diferencias en servicios ecológicos proporcionados por un bosque montano y una plantación de pino y proporciona información para establecer políticas de conservación y manejo de recursos naturales en extensas áreas neotropicales.(AU)

Conceptos fundamentales en ecología de hongos del suelo: una propuesta pedagógica y de divulgación / Fundamental concepts in ecology of soil fungi: a pedagogic and outreach proposal

El estudio de los procesos biogeoquímicos implica entender cómo los macro y micro nutrientes que componen los seres vivos se mueven de un componente a otro del ecosistema (incluyendo la atmósfera, organismos, suelo, cuerpos de agua, etc.). Usualmente, una mayor diversidad biótica y una mayor complejidad de las interacciones bióticas y abióticas, resultan en una mayor estabilidad ecosistémica. El rol de los hongos en los ciclos biogeoquímicos se suele estudiar superficialmente, no mucho más allá de sus funciones ecosistémicas generales: descomposición, simbiosis mutualista, y parasitismo. Esta revisión tiene por objetivo ilustrar los conceptos base de los roles ecológicos de los hongos del suelo, que debieran enseñarse en tres públicos objetivo: universitario, tomadores de decisiones, y estudiantes de educación secundaria/público general. En estos públicos, se propone abordar cuatro áreas temáticas: introducción al suelo, ecología de comunidades, interacciones de hongos con otros organismos, y biogeoquímica. Aunque los roles ecosistémicos de los hongos del suelo están bien documentados, su estudio debería partir de la base de que estos afectan y son afectados tanto por variables climáticas, como por características físico-químicas del suelo, y por flujos biogeoquímicos. Los roles ecológicos de los hongos del suelo debieran entenderse en un contexto holístico de integración multidisciplinar, y el nivel de especialización del conocimiento debiera darse hacia niveles superiores de la jerarquía biológica, es decir, conocer más en detalle la ecología de ecosistemas y comunidades de hongos que la de poblaciones y organismos, o que sus procesos bioquímicos y edáficos específicos.

The study of biogeochemical processes involves understanding how the macro and micro nutrients that make up living things move from one ecosystem component to another (including the atmosphere, organisms, soil, waterbodies, etc.). Usually, a greater diversity of biotic diversity and a greater complexity of biotic and abiotic interactions, result in a greater ecosystemic stability. The role of fungi in biogeochemical cycles is usually studied superficially, not much beyond their general ecosystem functions: decomposition, mutualistic symbiosis, and parasitism. The objective of this review is to illustrate the basic concepts of the ecological roles of soil fungi, which should be taught in three target audiences: university students, decision makers, and secondary school students / general public. In these audiences, it is proposed to address four thematic areas: introduction to soil, community ecology, interactions of fungi with other organisms, and biogeochemistry. Although the ecosystemic roles of soil fungi are well documented, their study should be based on the fact that they affect and are affected by climatic variables, physical-chemical soil characteristics, and biogeochemical flows. The ecological roles of soil fungi should be understood in an holistic context of multidisciplinary integration, and the level of specialization of knowledge should be given to higher levels of the biological hierarchy, that is, to know more in detail the ecology of ecosystems and communities of fungi than that of populations and organisms, or than that of their specific biochemical and edaphic processes.

Carbon and nitrogen stock and fluxes in coastal Atlantic Forest of southeast Brazil: potential impacts of climate change on biogeochemical functioning

The Atlantic Forest is one of the most important biomes of Brazil. Originally covering approximately 1.5 million of km², today this area has been reduced to 12% of its original size. Climate changes may alter the structure and the functioning of this tropical forest. Here we explore how increases in temperature and changes in precipitation distribution could affect dynamics of carbon and nitrogen in coastal Atlantic Forest of the southeast region of Brazil The main conclusion of this article is that the coastal Atlantic Forest has high stocks of carbon and nitrogen above ground, and especially, below ground. An increase in temperature may transform these forests from important carbon sinks to carbon sources by increasing loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. However, this conclusion should be viewed with caution because it is based on limited information. Therefore, more studies are urgently needed to enable us to make more accurate predictions.

A Mata Atlântica é um dos mais importantes biomas do Brasil. Sua cobertura original estendia-se por aproximadamente 1,5 milhão de km². Atualmente, sua área ocupa somente 12% de sua cobertura original. As mudanças climáticas podem alterar a estrutura e o funcionamento dessa floresta tropical. Neste artigo, discute-se como aumentos na temperatura do ar e mudanças na distribuição das chuvas podem afetar a dinâmica do carbono e do nitrogênio na Mata Atlântica litorânea da Região Sudeste brasileira, cuja disponibilidade de informações é maior. A principal conclusão deste artigo é que essas florestas detêm elevados estoques de carbono e nitrogênio acima do solo e, especialmente, abaixo do solo. Um aumento na temperatura do ar pode transformar essas florestas de sumidouros para fontes de carbono para a atmosfera por meio de um aumento nos processos de decomposição. Entretanto, essas conclusões devem ser vistas com cautela já que estão baseadas em um número limitado de informações. Portanto, é urgente que um número maior de informações seja produzido, permitindo conclusões mais robustas no futuro.

Carbon and nitrogen stock and fluxes in coastal Atlantic Forest of southeast Brazil: potential impacts of climate change on biogeochemical functioning / Estoques e fluxos de carbono e nitrogênio nas zonas costeiras da Mata Atlântica do sudeste do Brasil: potenciais impactos das mudanças climáticas sobre o funcionamento biogeoquímico

The Atlantic Forest is one of the most important biomes of Brazil. Originally covering approximately 1.5 million of km², today this area has been reduced to 12% of its original size. Climate changes may alter the structure and the functioning of this tropical forest. Here we explore how increases in temperature and changes in precipitation distribution could affect dynamics of carbon and nitrogen in coastal Atlantic Forest of the southeast region of Brazil The main conclusion of this article is that the coastal Atlantic Forest has high stocks of carbon and nitrogen above ground, and especially, below ground. An increase in temperature may transform these forests from important carbon sinks to carbon sources by increasing loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. However, this conclusion should be viewed with caution because it is based on limited information. Therefore, more studies are urgently needed to enable us to make more accurate predictions.

A Mata Atlântica é um dos mais importantes biomas do Brasil. Sua cobertura original estendia-se por aproximadamente 1,5 milhão de km². Atualmente, sua área ocupa somente 12% de sua cobertura original. As mudanças climáticas podem alterar a estrutura e o funcionamento dessa floresta tropical. Neste artigo, discute-se como aumentos na temperatura do ar e mudanças na distribuição das chuvas podem afetar a dinâmica do carbono e do nitrogênio na Mata Atlântica litorânea da Região Sudeste brasileira, cuja disponibilidade de informações é maior. A principal conclusão deste artigo é que essas florestas detêm elevados estoques de carbono e nitrogênio acima do solo e, especialmente, abaixo do solo. Um aumento na temperatura do ar pode transformar essas florestas de sumidouros para fontes de carbono para a atmosfera por meio de um aumento nos processos de decomposição. Entretanto, essas conclusões devem ser vistas com cautela já que estão baseadas em um número limitado de informações. Portanto, é urgente que um número maior de informações seja produzido, permitindo conclusões mais robustas no futuro.

Impactos potenciais das alterações do Código Florestal nos recursos hídricos / Potencial impacts of changes in the Forest Law in relation to water resources

Florestas ripárias, mosaicos de vegetação e áreas alagadas têm papel fundamental na proteção dos recursos hídricos mantendo a qualidade da água em excelentes condições para abastecimento e recarregado aquíferos repondo, portanto, volumes substanciais de águas para o componente subterrâneo. A remoção de florestas ripárias e áreas alagadas têm um efeito extremamente negativo degradando a qualidade das águas superficiais e subterrâneas, acelerando a sedimentação de lagoas, represas e rios, e diminuindo o estoque de água nas nascentes e aquíferos. Todos os serviços ambientais dos ecossistemas aquáticos ficam comprometidos com o desmatamento e remoção de áreas naturalmente alagadas, portanto a preservação destas áreas é essencial para regular tanto o ciclo hidrológicos como os ciclos biogeoquímicos. A remoção destas áreas torna insustentável a agricultura em curto prazo.

Mosaics of vegetation, riparian forests, and wetlands have an important quantitative and qualitative role on the hydrological cycle. Riparian forests protect the water quality of rivers, lakes and reservoirs. Wetlands control floods, sedimentation and regulate the water quality by enhancing processes such as denitrification, phosphorus and heavy metal retention. Both ecosystems of transition are fundamental. The removal of wetlands and forests (riparian and mosaics of vegetation) affects environmental services of these ecosystems, causing loss of economic assets of the capital natural and accelerating degradation of rivers, lakes, reservoirs and the watersheds. Protection of these ecosystems of transition is thus fundamental for the development of agriculture. The loss of services affects society, human health, increasing costs of recovery and deteriorating human-ecological relationships.