Contribución de los fragmentos de vegetación al almacenamiento de carbono en paisajes agrícolas de la Amazonía peruana / Contribution of vegetation fragments to carbon storage in agricultural landscapes of the Peruvian Amazon

Resumen En el presente estudio se cuantifican las reservas de carbono existentes en siete fragmentos del paisaje agropecuario: (1) el bosque primario altamente talado, (2) bosques secundarios de 5, (3) 10 y (4) 15 años procedentes de pasturas, (5) agroforestería de cacao, (6) pastizal de Brachiaria decumbens en producción y (7) pastizal de Brachiaria decumbens degradado; estos fragmentos son característicos de los fundos agropecuarios del departamento de Ucayali, Perú. El carbono almacenado (la suma total de la parte aérea y del suelo) en el Bosque Primario fue de 267.26 t/ha; en Bosque Secundario de 15 años 232.30 t/ha; en Bosque Secundario de 10 años, 162.1 t/ha; en Bosque Secundario de 5 años, 124.42 t/ha; en agroforestería con cacao, 108.82 t/ha; en pastizal de B. decumbens, 72.57 t/ha; y en pastizal de B. decumbens degradada, 60.47 t/ha. Se observaron diferencias significativas (p ≤ 0.0001) entre los valores de carbono almacenado de los siete fragmentos, (R2 = 0.51, y CV = 53.66%). La prueba de contrastes ortogonales mostró que el carbono almacenado en el fragmento de bosque primario superó significativamente al promedio de carbono de los demás fragmentos; mientras que, el carbono almacenado en los bosques secundarios superó significativamente al carbono almacenado en el fragmento de agroforestería de cacao. No se encontraron diferencias del carbono almacenado en ambas pasturas, tampoco entre los bosques secundarios de 10 y 15 años. El incremento del número de familias y especies en relación directa a la edad del bosque secundario seria evidencia de la recuperación de la diversidad botánica.

Abstract In the present study, carbon stocks were quantified in seven agroforestry landscape fragments: (1) heavily logged primary forest, (2) secondary forests of 5, (3) 10, and (4) 15 years originating from pastures, (5) cacao agroforestry, (6) productive Brachiaria decumbens grassland, and (7) degraded Brachiaria decumbens grassland. These fragments are characteristic of agricultural estates in the Ucayali department, Peru. The carbon stored (the total sum of aboveground and soil) in the primary forest was 267.26 t/ha; in 15-year secondary forest, 232.30 t/ha; in 10-year secondary forest, 162.1 t/ha; in 5-year secondary forest, 124.42 t/ha; in cacao agroforestry, 108.82 t/ha; in productive B. decumbens grassland, 72.57 t/ha; and in degraded B. decumbens grassland, 60.47 t/ha. Significant differences (p ≤ 0.0001) were observed between the carbon stock values of the seven fragments (R2 = 0.51, and CV = 53.66%). Orthogonal contrast tests showed that the carbon stored in the primary forest fragment significantly exceeded the average carbon of the other fragments, while the carbon stored in the secondary forests significantly exceeded that stored in the cacao agroforestry fragment. No differences were found in the carbon stored in both grasslands, nor between the 10- and 15-year secondary forests. The increase in the number of families and species directly related to the age of the secondary forest provides evidence of the recovery of botanical diversity.

Carbono aéreo almacenado en tres bosques del Jardín Botánico del Pacifico, Chocó, Colombia

Los bosques tropicales son considerados como un importante depósito de carbono, cuya permanencia en el ecosistema depende en gran medida de que no se manifiesten fenómenos naturales y antrogénicos; por lo que se hace necesario emprender estrategias para su conservación y manejo. Se cuantificó el carbono almacenado en la biomasa aérea en bosques de 12, 30 y 40 años, ubicados en el Jardín Botánico del Pacífico, Bahía Solano Chocó Colombia. Para ello, se les midió diámetro y altura total a todos los individuos presentes con DAP > 10 cm, en nueve Parcelas Temporales de Muestreo de 0,1 ha. Se estimó la biomasa aérea a través de ecuaciones alométricas, el carbono almacenado en la biomasa aérea con una fracción de carbono de 0,5, la tasa de fijación de carbono y dióxido de carbono equivalentes (CO2 eq) mediante el factor de 3,67. Se encontró un carbono almacenado promedio de 48,2 t ha-1, una biomasa aérea de 96,3 t ha-1, una tasa de fijación de carbono promedio de 1,9 t ha-1 año-1. El contenido de carbono de los bosques estudiados aumenta conforme crece la edad de estos, mientras que con la tasa de fijación de carbono sucede todo lo contrario.

Tropical forests are considered as an important carbon deposit, whose permanence in the ecosystem depends to a large extent on the fact that natural and anthrogenic phenomena do not occur; So it is necessary to undertake strategies for its conservation and management. The carbon stored in the aerial biomass was quantified in forests of 12, 30 and 40 years, located in the Botanical Garden of the Pacific, Bahía Solano Chocó-Colombia. For that, total diameter and height were measured in all individuals present with DBH > 10 cm, in nine Temporary Sampling Plots of 0.1 ha. Aerial biomass was estimated through allometric equations, carbon stored in aerial biomass with a carbon fraction of 0.5, carbon-binding rate and carbon dioxide equivalent (CO2 eq) by the factor of 3.67. An average stored carbon of 48.2 t ha-1, an aerial biomass of 96.3 t ha-1, an average carbon fixation rate of 1.9 t ha-1 year -l was found. The carbon content of the studied forests increases as the age of these forests increases, while with the rate of carbon fixation the opposite happens.

Florestas tropicais são considerados como um importante reservatório de carbono, cuja presença no ecossistema depende em grande parte que não natural e antrogénicos fenómenos manifesto; por isso é necessário para empreender estratégias para a sua conservação e gestão. O carbono armazenado na biomassa em florestas l2, 30 e 40, localizado no Jardim Botânico Pacífico Baía Solano Colômbia Chocó foi quantificada. Para este efeito, nós medimos o diâmetro e a altura total de todos os indivíduos presentes com DAP > l0 cm em nove lotes de amostragem temporária 0,l ha. biomassa superficial foi estimada por equações alométrico, carbono armazenado na biomassa acima do solo com uma fracção de carbono de 0,5, a taxa de fixação de carbono e emissões por factor de 3,67 equivalente de carbono (CO2 eq) . um estoques médios de carbono encontrados 48,2 t ha-', uma biomassa de 96,3 t ha-', a taxa de fixação de carbono médio de l,9 t ha-' ano-'. O teor de carbono das florestas estudadas aumenta com a idade destes crescendo, enquanto a taxa de fixação de carbono oposto acontece.

Natural forest regeneration in abandoned sugarcane fields in northeastern Brazil: floristic changes / Regeneração natural de mata em áreas de cana abandonadas no nordeste do Brasil: mudanças florísticas

Surveys were undertaken to examine the floristic changes during secondary succession in three areas of 12 and three of 20-year-old secondary forests in Pernambuco State, Brazil. Two hundred and six species were identified, with 136 being found in the 12-year-old secondary forest and 161 species in the 20-year-old forest. Fabaceae and Myrtaceae were the most important families, increasing in species numbers with regeneration age. Of the 216 species, 115 were trees, 48 shrubs, 16 herbaceous plants, and 24 woody lianas, without significant differences between the two regeneration site ages. NMDS analysis revealed a formation of two floristic groups, distinguishing secondary and mature forests, with a further division within secondary forests in accordance with the time since abandonment. Similarity analysis ANOSIM confirmed the significance of the groups, which had floristic composition significant distinct (R=0.96) and 63% of dissimilarity (SIMPER). However, the sharing of 68 arboreal species between the secondary and mature forests suggests a floristic convergence. DCA analysis of the arboreal component as well as the other plant habits suggested that the separation of the subgroups is correlated with physical and chemical variables of the soils. All of these results indicate that, within the chronosequence analyzed, the velocity and direction of the floristic composition during secondary succession was influenced not only by the time of their abandonment, but also by a wide range of environmental variables.

Com objetivo de detectar mudanças florísticas ao longo da sucessão secundária e subsidiar futuros projetos de recuperação florestal foi realizado levantamento florístico de seis áreas de floresta secundária (capoeira) de 12 e 20 anos em Pernambuco. Foram registradas 206 espécies, sendo 136 nas capoeiras de 12 anos e 161 nas de 20 anos. Fabaceae e Myrtaceae foram as famílias mais importantes, aumentando no número de espécies com a idade de regeneração. Do total de espécies, 115 foram árvores, 48 arbustos, 16 herbáceas e 24 trepadeiras, sem diferença significativa por idade de regeneração. Análise de NMDS indicou a separação dos grupos florísticos das florestas maduras e das capoeiras, assim como a formação de subgrupos de capoeiras (SF1-2-3 e SF4-5-6) com idade de regeneração distinta. A análise de similaridade ANOSIM mostrou que os grupos formados apresentaram composição florística significativamente distintas (R = 0.96) e 63% de dissimilaridade (SIMPER). Entretanto, a presença nas capoeiras de 67 espécies em comum com as florestas maduras indicam uma tendência de convergência florística. A análise de DCA do componente arbóreo e dos outros hábitos sugere que a separação dos subgrupos por idade estaria correlacionada com variáveis edáficas físicas e químicas. Todos esses resultados indicam que, numa análise de cronossequência, não apenas o tempo de abandono, mas todas as variáveis ambientais influenciam a velocidade e direção de formação da composição florística durante a sucessão secundária.

Ant-diaspore interactions during secondary succession in the Atlantic forest of Brazil

Animal-plant interactions are important for the recovery of diversity and processes in secondary forests, which increasingly dominate the tropical landscape. We used a combination of observational and experimental approaches to study the interactions of ants with diaspores across a successional gradient of forests in Southern Brazil, from August 2007 to April 2008. In addition to diaspore removal rates, we assessed the species richness, diversity and behaviour of ants interacting with diaspores, in three replicated sites of four successional stages of forests. We recorded 22 ant species interacting with diaspores (an estimated 15% of the total species pool in the region). Species richness and diversity did not differ among successional stages but the behaviour of ants towards diaspores changed with the age of secondary forests. In old successional stages the removal of entire diaspores was more common than in young successional stages of forests. Concordantly, diaspore removal rates were lowest in the youngest successional stage of secondary forests and increased with the age of forests. These results indicate that ant-diaspore interactions in secondary forests are disturbed and lower removal rates in secondary forests are likely to constrain the recruitment of plant populations during secondary succession. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 933-942. Epub 2012 June 01.

Las interacciones entre animales y plantas son importantes para la recuperación de la diversidad y los procesos en los bosques secundarios, los cuales cada vez más tienden a dominar el paisaje tropical. Nosotros utilizamos una combinación de métodos experimentales y observaciones para estudiar las interacciones entre hormigas y diásporas a través de un gradiente de sucesión en los bosques del sur de Brasil, entre agosto 2007 y abril 2008. Además de las tasas de eliminación de diásporas, evaluamos la riqueza de especies, la diversidad y el comportamiento de las hormigas que interactúan con las diásporas, con tres repeticiones por sitio de cuatro estadios de sucesión del bosque. Se registraron 22 especies de hormigas que interactúan con diásporas (se estima un 15% del total de especies en la región). La riqueza y diversidad de especies no varió entre las etapas de sucesión, pero el comportamiento de las hormigas hacia las diásporas cambio con la edad de los bosques secundarios. En las etapas sucesionales avanzadas del bosque la eliminación de diásporas fue más común que en las etapas tempranas. En concordancia, las tasas de eliminación de diásporas fueron menores en la etapa más temprana de la sucesión de bosques secundarios y aumenta con la edad de los mismos. Estos resultados indican que las interacciones hormigasdiásporas en los bosques secundarios son alteradas y las menores tasas de extracción en los bosques secundarios es probable que limiten el reclutamiento de las poblaciones de plantas durante la sucesión secundaria.

Recuperación estructural en bosques sucesionales andinos de Porce (Antioquia, Colombia)

Structural recovering in Andean successional forests from Porce (Antioquia, Colombia). Places subjected to natural or human disturbance can recover forest through an ecological process called secondary succession. Tropical succession is affected by factors such as disturbances, distance from original forest, surface configuration and local climate. These factors determine the composition of species and the time trend of the succession itself. We studied succession in soils used for cattle ranching over various decades in the Porce Region of Colombia (Andean Colombian forests). A set of twenty five permanent plots was measured, including nine plots (20x50m) in primary forests and sixteen (20x25m) in secondary forests. All trees with diameter ≥1.0cm were measured. We analyzed stem density, basal area, above-ground biomass and species richness, in a successional process of ca. 43 years, and in primary forests. The secondary forests’ age was estimated in previous studies, using radiocarbon dating, aerial photographs and a high-resolution satellite image analysis (7 to >43 years). In total, 1 143 and 1 766 stems were measured in primary and secondary forests, respectively. Basal area (5.7 to 85.4m²ha-1), above-ground biomass (19.1 to 1 011.5 t ha-1) and species richness (4 to 69) directly increased with site age, while steam density decreased (3 180 to 590). Diametric distributions were "J-inverted" for primary forests and even-aged size-class structures for secondary forests. Three species of palms were abundant and exclusive in old secondary forests and primary forests: Oenocarpus mapora, Euterpe precatoria and Oenocarpus bataua. These palms happened in cohorts after forest disturbances. Secondary forest structure was 40% in more than 43 years of forest succession and indicate that many factors are interacting and affecting the forests succession in the area (e.g. agriculture, cattle ranching, mining, etc.). Rev. Biol. Trop. 58 (1): 427-445. Epub 2010 March 01.

Lugares susceptibles a perturbaciones naturales o antrópicas pueden recuperar la cobertura boscosa. La sucesión tropical puede ser afectada por factores tales como perturbaciones, distancia al bosque original, topografía y clima local. Estos factores determinan la composición de especies y la tasa de recuperación de los sitios. Se estudió la sucesión en suelos que habían sido usados para el establecimiento de pasturas ganaderas por varias décadas en la Región Porce de Colombia (bosques Colombianos de los Andes). Se midieron un total de veinticinco parcelas, incluyendo nueve parcelas (20x50m) en bosques primarios y dieciséis (20x25m) en bosques secundarios. Se midieron todos los árboles con un diámetro ≥1.0cm. Se analizó la densidad, área basal, biomasa aérea y riqueza de especies, en un bosque con un proceso sucesional de ca. 43 años y en un bosque primario. Las edades de los bosques secundarios fueron obtenidas en estudios previos usando la datación con carbono catorce (C14), fotografías aéreas y el análisis de imágenes de satélite de alta resolución (entre 7 y >43 años). En total, 1 143 y 1 766 individuos se midieron en bosque primario y secundario, respectivamente. El área basal (5.7 a 85.4m²ha-1), la biomasa aérea (19.1 a 1 011.5 t ha-1) y la riqueza de especies (4 a 69) aumentaron directamente con la edad de los sitios, mientras que la densidad de árboles disminuyó (3 180 a 590). Las distribuciones diamétricas fueron en J-invertida para los bosques primarios y unimodal para los secundarios. Tres especies de palmas fueron abundantes y exclusivas de bosques secundarios viejos y bosques primarios: Oenocarpus mapora, Euterpe precatoria y Oenocarpus bataua. Cohortes de estas palmas aparecieron después de perturbaciones del bosque. La recuperación de la estructura de los bosques secundarios en más de 43 años de sucesión fue 40% e indica que varios factores están interactuando y afectando la sucesión de los bosques en el área (e.g. agricultura, ganadería extensiva, minería, etc.).

Cronología de la regeneración del bosque tropical seco en Santa Rosa, Guanacaste, Costa Rica: II. La vegetación en relación con el suelo

Chronology of tropical dry forest regeneration in Santa Rosa, Guanacaste, Costa Rica. II. Vegetation in relation to the soil. Tropical dry forest (TDF) succession was monitored in Santa Rosa, Costa Rica. We analyzed the effect of soil type on forest structure and diversity. Eight seasonally-dry TDF sites located along a successional chrono-sequence (10, 15, 20, 40, 60 and >100 years) were examined in relation to 17 soil pedons and six soil orders. Soils had moderate to high fertility and were classified as Entisols and Vertisols, although Mollisols, Alfisols, Inceptisols and Ultisols were also present. One-hundred and thirty 500 m2 plots were established, 20 plots in secondary and 10 plots in mature TDFsites. Diameter at breast height (dbh) and total tree height were measured for saplings (dbh ≥1 and <5 cm), shrubs and trees (dbh ≥5 cm). With the exception of two sites (40 and 60 years), soil type did not have significant effects on forest structure. However, tree diversity measured with Shannon-Wiener’s H’ and Fisher’s α rarefaction curves, showed substantial differences among soil types, which became accentuated in mature forests. This pattern might be explained by non-random distributions of TDF trees, the scale of the study, the plot shape, and the use of systematic sampling designs. Low-fertility sites in general had higher species richness, consistent with idea that more restrictive soils reduce competition among trees and allow co-existence of species with contrasting growth rates. Changes in soil properties along a chrono-sequence of Entisols indicated that trees may experience more severe water stress as succession progresses, which may require adjustments in biomass allocation and phenological behavior of the dominant species. Our results suggest that edaphic specialization is more pronounced in mature TDF forests, and that most TDF trees are generalists in relation to soil type, highly tolerant to site heterogeneity, and show little physiological specializations in response to edaphic heterogeneity. Rev. Biol. Trop. 57 (3): 817-836. Epub 2009 September 30.

Se estudió la sucesión del bosque tropical seco (BTS) de Santa Rosa, Guanacaste, Costa Rica, en cinco sitios boscosos secundarios y tres bosques maduros. Se analizó el efecto de la clase de suelo sobre la estructura del bosque y la diversidad de especies arbóreas. Los ocho sitios sucesionales estaban localizados a lo largo de una cronosecuencia de regeneración (10, 15, 20, 40, 60 and >100 años) en la que se identificaron 17 pedones y seis órdenes de suelos con moderada a alta fertilidad, clasificados como Entisoles y Vertisoles, aunque los Mollisoles, Alfisoles, Inceptisoles y Ultisoles estuvieron presentes también. Se establecieron 130 parcelas de 10 por 50 m (0.05 ha), 20 en cada bosque secundario y 10 en cada bosque antiguo (6.5 ha en total), de acuerdo con la topografía. Se midió el diámetro a la altura de pecho (dap) de todos los individuos presentes en cada parcela, la altura dominante y el área basal (m2ha-1), usando dos poblaciones: latizales (dap ≥ 1 y < 5 cm) y árboles (dap ≥ 5 cm). Cada bosque presentó al menos dos pedones de suelo bien diferenciados. La alta variación edáfica encontrada se debió posiblemente al origen piroclástico de la meseta ignimbrítica de Santa Rosa, las variaciones en los tiempos de deposición del material parental, y los patrones de erosión. A excepción de dos sitios, no se presentaron diferencias importantes en la estructura del bosque entre las clases de suelos examinadas, según la densidad de individuos, el área basal y la altura dominante. La diversidad de especies arbóreas medida según el índice Shannon-Wiener y las curvas de rarefacción construidas con el índice α de Fisher, presentaron diferencias considerables entre las clases de suelos. Esta tendencia se explicó por la influencia de las características edáficas sobre las distribuciones no aleatorias de las especies arbóreas, la escala de medición del estudio, la forma de la parcela, y el muestreo sistemático utilizado. En general, los suelos de menor fertilidad presentaron mayor riqueza de especies, indicando que los sitios más restrictivos redujeron la competencia y permitieron la coexistencia de individuos con tasas de crecimiento disímiles. Los cambios en las propiedades físicas encontrados a lo largo de una cronosecuencia de Entisoles indicaron que los árboles podrían experimentar estrés hídrico más severo conforme la sucesión avanza, lo que podría requerir ajustes en el comportamiento fenológico y en las propiedades ecofisiológicas de las especies dominantes. En general, nuestros resultados sugieren que la especialización edáfica es más pronunciada en BTS maduros, y que la mayoría de las especies del BTS son generalistas en relación con la clase de suelo, altamente tolerantes a la heterogeneidad de los sitios, y muestran poca especialización fisiológica para responder a la variabilidad edáfica en distancias cortas.