Formación del banco de semillas durante la revegetación temprana de áreas afectadas por la minería en un bosque pluvial tropical del Chocó, Colombia / Soil seed bank formation during early revegetation of areas affected by mining in a tropical rain forest of Chocó, Colombia

ResumenLa minería es una de las principales actividades económicas en muchas regiones tropicales y también es la causa de la devastación de amplias superficies de bosques tropicales naturales. El conocimiento del potencial regenerativo de las áreas alteradas por minería es vital para la restauración ecológica de estas áreas críticas. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la edad de abandono de las minas y su distancia al bosque adyacente sobre la formación del banco de semillas del suelo en minas abandonadas en el San Juan, Chocó, Colombia. Para ello, se determinó la abundancia y composición de especies del banco de semillas, así como la dinámica de la lluvia de semillas, en minas de distinta edad (6 y 15 años), tras el cese de la actividad minera, y distancia a la matriz del bosque adyacente (50 y 100 m). La lluvia de semillas estuvo compuesta por cinco especies de plantas, todas de dispersión anemócora, y fue mayor en la mina de 6 años que en la de 15. No hubo diferencias significativas en la cantidad de semillas recolectadas a 50 m y 100 m de distancia del bosque adyacente. El banco de semillas estuvo representado por ocho especies: dos de dispersión anemócora (comunes a la lluvia de semillas) y el resto de dispersión zoócora. La abundancia de semillas en el suelo no varió con la edad de la mina, pero fue mayor a distancias próximas al bosque que alejadas de este. Durante la regeneración temprana, la formación del banco de semillas en el seno de las minas parece estar relacionada con la cercanía a otras áreas alteradas más que con su proximidad al bosque adyacente o la edad de las minas. Al respecto, el establecimiento de perchas artificiales o conservación de árboles remanentes en el seno de las minas podrían promover la entrada de semillas dispersadas por aves. No obstante, dado que el banco de semillas del suelo puede verse afectado por la alta precipitación de la zona, se recomienda promover estudios que valoren medidas encaminadas a favorecer la formación del banco de semillas del suelo de las minas en ambientes de alta pluviosidad como en la región del Chocó.

Abstract:Mining is one of the main economic activities in many tropical regions and is the cause of devastation of large areas of natural tropical forests. The knowledge of the regenerative potential of mining disturbed areas provides valuable information for their ecological restoration. The aim of this study was to evaluate the effect of age of abandonment of mines and their distance from the adjacent forest, on the formation of soil seed bank in abandoned mines in the San Juan, Chocó, Colombia. To do this, we determined the abundance and species composition of the soil seed bank, and the dynamics of seed rain in mines of different cessation period of mining activity (6 and 15 years), and at different distances from the adjacent forest matrix (50 and 100 m). Seed rain was composed by five species of plants with anemocorous dispersion, and was more abundant in the mine of 6 years than in the mine of 15 years. There were no significant differences in the number of seeds collected at 50 m and 100 m from the adjacent forest. The soil seed bank was represented by eight species: two with anemocorous dispersion (common among the seed rain species) and the rest with zoochorous dispersion. The abundance of seeds in the soil did not vary with the age of the mine, but was higher at close distances to the forest edge than far away. During the early revegetation, the formation of the soil seed bank in the mines seems to be related to their proximity to other disturbed areas, rather than their proximity to the adjacent forest or the cessation activity period of mines. Therefore, the establishment of artificial perches or the maintenance of isolated trees in the abandoned mines could favour the arrival of bird-dispersed seeds at mines. However, since the soil seed bank can be significantly affected by the high rainfall in the study area, more studies are needed to evaluate management actions to encourage soil seed bank formation in mines of high-rainfall environments in the Chocó region. Rev. Biol. Trop. 65 (1): 393-404. Epub 2017 March 01.

Morphotype-based characterization of arbuscular mycorrhizal fungal communities in a restored tropical dry forest, Margarita island-Venezuela / Caracterización basada en morfotipos de las comunidades de hongos micorrízicos arbusculares en un bosque seco tropical restaurado, Isla de Margarita-Venezuela

The mycorrhizal component of revegetated areas after ecological restoration or rehabilitation in arid and semiarid tropical areas has been scarcely assessed, particularly those made after mining disturbance. We evaluated and compared the presence of arbuscular mycorrhizal fungi of a small area of restored tropical dry for est destroyed by sand extraction, with a non-restored area of similar age, at the peninsula of Macanao, Margarita Island (Venezuela). Our study was undertaken in 2009, four years after planting, and the mycorrhizal status was evaluated in four restored plots (8 x 12.5 m) (two were previously treated with hydrogel (R2 and R2'), and two were left untreated (R1 and R1'), and four non-restored plots of similar size (NR1 and NR1' with graminoid physiognomy with some scattered shrubs; and NR2 and NR2', with a more species rich plant community). Apparently the restoration management promoted higher arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) species richness and diversity, particularly in restored soils where the hydrogel was added (R2 treatment). Soil of the NR1 treat ment (with a higher herbaceous component) showed the highest spore density, compared to samples of soils under the other treatments. Considering species composition, Claroideoglomus etunicatumand Rhizophagus intraradiceswere found in all treatments; besides, Diversispora spurcaand Funneliformis geosporumwere only found in non-restored plots, while members of the Gigasporaceae (a family associated with little disturbed sites) were commonly observed in the plots with restored soils. Mycorrhizal colonization was similar in the restored and non-restored areas, being a less sensitive indicator of the ecosystem recovery. The trend of higher richness and diversity of AMF in the restored plot with hydrogel suggests that this management strategy contributes to accelerate the natural regeneration in those ecosystems where water plays an essential role.

Pocos estudios han evaluado el estado mico-rrízico de áreas tropicales áridas y semi-áridas sujetas a restauración o rehabilitación, en particular después de actividades de minería. Evaluamos y comparamos la presencia de hongos micorrízicos arbusculares en una pequeña área de un bosque seco restaurado que había sido destruido por la extracción de arena, con un área no res taurada de edad similar en la península de Macanao, Isla de Margarita (Venezuela). En Mayo 2005 fueron plantadas cinco especies de árboles nativos (Tecoma stans, Bulnesia arborea, Piscidia carthagenensis, Prosopis julifloraand Parkinsonia praecox)en las áreas deforestadas, con la aplicación de hidrogel como tratamiento más exitoso en términos de sobrevivencia y crecimiento de las plantas. En el presente estudio fue evaluado el estatus micorrízico de cuatro parcelas restauradas (8 x 12.5 m) y cuatro par celas no restauradas de edad similar. Dos de las parcelas restauradas habían sido tratadas previamente con hidrogel (R2 y R2') y a las otras dos no se les agregó hidrogel (R1 y R1'). Las parcelas no restauradas (NR1 y NR1') tenían una fisonomía graminoide con algunos arbustos dispersos, mientras que las otras dos parcelas (NR2 y NR2') mostra ron una comunidad de plantas más diversa. Los resultados indican que aparentemente la restauración promueve una mayor riqueza y diversidad de hongos micorrízicos arbus culares (HMA), particularmente en los suelos restaurados donde fue empleado un hidrogel (tratamiento R2). El suelo del tratamiento NR1 (con un alto componente herbáceo) presentó la mayor densidad de esporas comparado con los suelos de los otros tres tratamientos, lo cual es consistente con los resultados de otros estudios donde las condiciones ambientales estresantes (alta temperatura e intensidad lumínica) promueven una mayor esporulación de HMA. La composición de especies de HMA difirió entre suelos no restaurados y restaurados. Clareidoglomus etunicatumy Rhizophagus intraradicesfueron encontrados en todos los tratamientos, Diversispora spurcay Funneliformis geosporumfueron encontrados sólo en las parcelas no restauradas, mientras que especies pertenecientes a la familia Gigasporaceae, una familia que está asociada con sitios poco alterados, fue observada en mayor proporción en los suelos de las parcelas restauradas. La colonización micorrízica fue similar en las áreas restauradas y no restau radas, y es un indicador menos sensible de la recuperación del ecosistema. La mayor riqueza y diversidad de los HMA en las parcelas restauradas con el hidrogel, sugiere que esta estrategia de manejo podría contribuir con la aceleración de la regeneración natural en un ecosistema donde el agua juega un papel esencial.

Restauración ecológica de bosques tropicales en Costa Rica: efecto de varios modelos en la producción, acumulación y descomposición de hojarasca

Tropical forest restoration in Costa Rica: the effect of several strategies on litter production, accumulation and decomposition. Tropical forest restoration strategies have the potential to accelerate the recovery of the nutrient cycles in degraded lands. Litter production and its decomposition represent the main transfer of organic material and nutrients into the soil substrate. We evaluated litter production, accumulation on the forest floor, and its decomposition under three restoration strategies: plantation (entire area planted with trees), island (trees planted in patches of three different sizes) and control (natural regeneration) plots. We also compared restoration strategies to young secondary forest (7-9yr). Restoration treatments were established in 50x50m plots in June 2004 at six sites in Southern Costa Rica. Planted tree species included two native timber species (Terminalia amazonia and Vochysia guatemalensis) interplanted with two N fixers (Erythrina poeppigiana and Inga edulis). Litter was collected every 15 days between September 2008 and August 2009 in 12 0.25m² litter traps distributed within each plot; litter that accumulated on the soil surface was collected at four locations (0.25m² quadrats) within each plot in February and May 2009. Total litter production in plantation (6.3Mg/ha) and secondary forest (7.3Mg/ha) did not differ, but were greater than in islands (3.5Mg/ha) and control (1.4Mg/ha). Plantation had greatest accumulation of litter on the soil surface (10.6Mg/ha) as compared to the other treatments (SF=7.2; I=6.7; C=4.9). Secondary forest was the only treatment with a greater annual production of litter than litter accumulation on the soil surface. Carbon storage in litter was similar between plantation and secondary forest, and significantly greater than the other treatments. No differences were found for carbon concentration and storage in the soil among treatments. There was also high variability in the production and accumulation of litter and carbon among sites. Active restoration treatments accelerated the production of litter and carbon storage in comparison to areas under natural recovery. However, the nutrient cycle has not necessarily been restored under these conditions, as high litter accumulation on the soil surface indicates a low decomposition rate, which slows nutrient return to the soil. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1323-1336. Epub 2011 September 01.

Estrategias de restauración tienen el potencial de acelerar el restablecimiento del ciclo de nutrientes en áreas degradadas. En este estudio, se evaluó la producción de hojarasca, su acumulación y descomposición bajo tres tratamientos: plantación (toda la superficie plantada); islas (árboles sembrados en parches de tres tamaños) y testigo (regeneración natural). También se compararon bosques secundarios jóvenes (7-9 años). Los tratamientos fueron establecidos en parcelas de 50x50m en junio 2004 en seis sitios en el sur de Costa Rica. Las especies introducidas fueron dos maderables (Terminalia amazonia y Vochysia guatemalensis) intercaladas con dos fijadoras de nitrógeno (Erythrina poeppigiana e Inga edulis). La producción total de hojarasca en la plantación y bosque secundario no difirió significativamente, fue mayor que en las islas y el testigo. La plantación presentó mayor acumulación de hojarasca sobre el suelo. Los resultados indican una gran variabilidad entre los sitios. Ambas estrategias de restauración activas aceleraron la producción y acumulación de hojarasca en comparación con la regeneración. No obstante, eso no implica la restauración del ciclo de nutrientes. La elevada acumulación de hojarasca sobre el suelo indica baja tasa de descomposición y de retorno de nutrientes al suelo.

Caracterización florística y estructural de tres fragmentos boscosos secundarios en Cartago, Costa Rica / Floristic and structural characterization of three secondary forest fragments in Costa Rica

Floristic and structural characterization of three secondary forest fragments in Costa Rica. Observations on successional development and floristic composition were made in 25 plots (10x2 m) established in three contiguous secondary forest fragments of the Lankester Botanical Garden, Costa Rica. Human activities favored forest regeneration there by 1) protecting an abandoned farm and pasture area since 1970, and 2) planting and propagating plant species. Planting successfully growing native and introduced species can accelerate the succession process, avoid dominance of pioneer or invasive species, and increase species diversity faster than in common successional processes. Natural diversification slowed down as natural vegetation surrounding the secondary fragments was disappearing, with a consequent reduction or lost of seed input and other reproductive sources, such as spores and stalks. introduced plant species became naturalized in these forests, their reproduction is successful, and some of them are invasive. This study proposes general paths to help Neotropical forest restoration processes by combining natural succession and planting of native species. Rev. Biol. Trop. 57 (Suppl. 1): 69-82. Epub 2009 November 30.

Se realizaron observaciones sobre sucesión y composición florística en 25 parcelas de 10 m x 2 m en tres fragmentos boscosos secundarios, contiguos, del Jardín Botánico Lankester, Costa Rica. La intervención humana fue positiva en la regeneración de estos fragmentos por 1) protección de una antigua área de cultivo y pastoreo desde 1970, y 2) siembra y propagación de especies vegetales. Se comprobó que el cultivo de plantas nativas e introducidas de crecimiento exitoso puede acelerar el proceso de regeneración, impedir la dominancia de especies pioneras o invasoras y aumentar la diversidad de especies más rápidamente que en procesos comunes de sucesión. La diversificación natural se redujo a medida que la vegetación natural de los alrededores de los fragmentos fue desapareciendo, con una consecuente disminución o erradicación de semillas y otros propágulos, tales como esporas y tallos. Especies introducidas se naturalizaron en estos bosques, se propagan fácilmente y algunas son invasoras. Este estudio propone pautas generales para facilitar la regeneración de bosques neotropicales al combinar regeneración natural y cultivo de especies nativas.