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.

Dinámica de raíces finas y su relación con la fertilidad edáfica en bosques pluviales tropicales del Chocó biogeográfico colombiano / Fine root dynamics and its relationship with soil fertility in tropical rainforests of Chocó

Resumen:Las raíces finas juegan un papel importante en la adquisición de agua y minerales del suelo, el balance global del carbono y la mitigación del cambio climático. La dinámica (productividad-PRF y recambio-RRF) de raíces finas es esencial para el ciclo de nutrientes y balance de carbono de los ecosistemas forestales. La disponibilidad de agua y nutrientes determina de manera significativa la PRF y el RRF. Se ha planteado la hipótesis de que la dinámica de raíces finas aumenta con la disponibilidad de los recursos del suelo en bosques tropicales. Para probar esta hipótesis en las selvas tropicales del Chocó (ecosistemas con las más altas tasas de precipitación en el mundo), se establecieron cinco parcelas permanentes de una hectárea en las localidades de Opogodó y Pacurita, donde la PRF y RRF se midieron a 0-10 cm y 10-20 cm de profundidad. La medición de la PRF se realizó por el método de cilindros de crecimiento. La tasa de RRF se midió como la PRF/ biomasa media anual. Además, se midieron los parámetros de fertilidad del suelo (pH, nutrientes y textura) y se evaluó su asociación con PRF y RRF. Se encontró que ambos sitios presentan suelos pobres en nutrientes. Las localidades difieren en características edáficas; Opogodó tiene suelos arenosos y topografía plana, y Pacurita tiene suelos arcillosos, ricos en aluminio y topografía montañosa. En Opogodó la PRF fue (media ± DE) de 6.50 ± 2.62 t/ha.año. En Pacurita la PRF fue 3.61 ± 0.88 t/ha.año. Igualmente, en Opogodó el RRF fue mayor que en Pacurita (1.17 /año y 0.62 /año, respectivamente). El RRF y la PRF fueron mayores en la superficie del suelo (10 cm de profundidad). La PRF y el RRF mostraron correlación positiva con el pH, MO, N total, K, Mg, y arena; mientras que, las correlaciones fueron negativas con la CICE, Al, limo y arcilla. El porcentaje de arena fue el parámetro que mejor explica la variación en la PRF. La tasa negativa de la RRF fue explicada por la disponibilidad de Al. Los resultados evidenciaron un aumento en la dinámica de las raíces finas con la fertilidad del suelo a escala local, lo que sugiere que en selvas tropicales con suelos oligotróficos, las raíces finas tienden a proliferar rápidamente en pequeños parches de suelo ricos en arena y nutrientes.

Abstract:The fine roots play an important role in the acquisition of water and minerals from the soil, the global carbon balance and mitigation of climate change. The dynamics (productivity and turnover) of fine roots is essential for nutrient cycling and carbon balance of forest ecosystems. The availability of soil water and nutrients has significantly determined the productivity and turnover of fine roots. It has been hypothesized that fine roots dynamics increases with the availability of soil resources in tropical forest ecosystems. To test this hypothesis in tropical rainforests of Chocó (ecosystems with the highest rainfall in the world), five one-ha permanent plots were established in the localities of Opogodó and Pacurita, where the productivity and turnover of fine roots were measured at 0-10 cm and 10-20 cm depth. The measurement of the fine root production was realized by the Ingrowth core method. The fine root turnover was measured like fine roots production divided mean annual biomass. In addition, soil fertility parameters (pH, nutrients, and texture) were measured and their association with productivity and turnover of fine roots was evaluated. It was found that the sites had nutrient-poor soils. The localities also differ in soil; Opogodó has sandy soils and flat topography, and Pacurita has clay soils, rich in aluminum and mountainous topography. In Opogodó fine root production was 6.50 ± 2.62 t/ha.yr (mean ± SD). In Pacurita, fine root production was 3.61 ± 0.88 t/ha.yr. Also in Opogodó, the fine root turnover was higher than in Pacurita (1.17 /y and 0.62 /y, respectively). Fine root turnover and production in the upper soil layers (10 cm upper soil) was considerably higher. Productivity and turnover of fine roots showed positive correlation with pH and contents of organic matter, total N, K, Mg, and sand; whereas correlations were negative with ECEC and contents of Al, silt, and clay. The percentage of sand was the parameter that best explained the variations of fine root production. The fine root turnover was negatively explained by soil Al availability. Results suggested the increase of fine root dynamics with soil fertility at a local scale, which also indicates that under the oligotrophic conditions of soils in tropical rainforests, fine roots tend to proliferate rapidly in small patches of soil rich in sand and nutrients. Rev. Biol. Trop. 64 (4): 1709-1719. Epub 2016 December 01.