Reconstrucción de precipitación y temperatura con anillos de crecimiento anual del ciprés Taxodium mucronatum (Taxodiaceae) en Coahuila, México / Reconstruction of precipitation and temperature with annual growth rings of the cypress Taxodium mucronatum (Taxodiaceae) in Coahuila, Mexico

Introducción: La determinación del clima en cuencas productoras de agua, como la del río Sabinas, Coahuila, donde no existe información de su variabilidad, se puede estimar mediante anillos de crecimiento de ahuehuete (Taxodium mucronatum Ten.), especie longeva con anillos bien definidos, presente en las zonas ribereñas, constituye un "proxy" o método indirecto de la variabilidad climática interanual y multianual. Objetivo: Desarrollar una reconstrucción estacional de precipitación y temperatura máxima y analizar la influencia que ejercen fenómenos de circulación global en el crecimiento de la especie. Métodos: Los núcleos de crecimiento de T. mucronatum fueron datados a través de técnicas dendrocronológicas para producir una serie de ancho de anillo. Se utilizaron datos de mallas del clima de dos bases de datos para desarrollar el análisis de la función de respuesta con fines de reconstrucción climática. Resultados: Una cronología de anillo total de 218 años (1808-2018) se desarrolló con especímenes de T. mucronatum en parajes del Río Sabinas, con la que se generó una reconstrucción estacional de precipitación abril-junio y de temperatura máxima junio-julio. El periodo detectado más seco se presentó de 1815 a 1818 con una precipitación de 27.39 mm y una temperatura máxima de 41.16 °C; mientras que el año más húmedo fue 1828 con 393.72 mm. La cronología de anillo total se correlacionó con los índices de sequía SPEI y PDSI, y con índices de fenómenos atmosféricos como El Niño Oscilación del Sur, a través del Índice de Oscilación del Sur (SOI) y el índice Multivariado (MEI); Oscilación Decadal del Pacífico (PDO) y Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO). La relación entre el índice de anillo total y el del Índice Estandarizado de Precipitación Evaporación (SPEI) mostró significancia en el mes de junio (r = 0.52, P < 0.01), al igual que el Índice de Severidad de Sequía del Palmer (PDSI), PDSI anual (r = 0.38, P < 0.05). El SOI reconstruido noviembre-febrero, se asoció significativamente con la serie dendrocronológica (r = -0.41, P < 0.01). La Oscilación Decadal del Pacífico y la Oscilación Multidecadal del Atlántico, no mostraron significancia. Conclusiones: En este estudio, desarrollamos una función de respuesta climática y reconstruimos variables climáticas estacionales (precipitación, temperatura máxima) de importancia para desarrollar estrategias de manejo para la conservación de T. mucronatum en esta cuenca, e implementar acciones de mitigación para la presencia de eventos climáticos extremos que se pueden presentar en los próximos años.

Introduction: Dendroclimatic reconstructions in water-yield basins lacking hydroclimatic data, such as the Rio Sabinas is important to analyze its interannual and multiannual climatic variability. One of the species useful for this purpose is the Montezuma baldcypress (Taxodium mucronatum Ten.), a long-lived species with well-defined annual rings, present along the riparian zone of the Rio Sabinas that constitutes a "proxy" of interannual and multiannual climate variability. Objective: Develop a seasonal precipitation and maximum temperature reconstructions, and to analyze the influence of global circulatory modes on the species annual radial increase. Methods: Increment cores of the Montezuma baldcypress specimens were dated through dendrochronological techniques to produce a ring-width series. Climate gridded data from two databases were used to develop a response function analysis for climate reconstruction purposes. Results: A ring-width chronology extending from 1808 to 2018 (211 years) was developed and used to develop a seasonal April-June precipitation and a mean June-July maximum temperature reconstruction. The driest period detected on the rainfall reconstruction occurred from 1815 to 1818 with 27.4 mm and a maximum temperature of 41.2 °C; while the wettest year was 1828 with 393.72 mm. The ring-width chronology was correlated with the Standardized Precipitation Evaporation Index (SPEI) and the Palmer Drought Severity Index (PDSI), and with indices of atmospheric phenomena such as El Niño Southern Oscillation (ENSO), through the Southern Oscillation Index (SOI) and the Multivariate Index (MEI); Pacific Decadal Oscillation (PDO), and the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO). The relationship between the ring-width series and drought indices (SPEI, PDSI) was significant in June (r = 0.52, P < 0.01), and June-August (r = 0.38, P < 0.05) for the SPEI and reconstructed PDSI, respectively. It was found a significant association between the ring-width chronology and the reconstructed November-February SOI (r = -0.41, P < 0.01). The Pacific Decadal Oscillation and the Atlantic Multidecadal Oscillation were not significant. Conclusions: On this study, we developed a climatic response function and reconstructed seasonal climatic variables (precipitation, maximum temperature) of importance to develop management strategies for conservation of the Montezuma bald cypress on this basin, and to implement mitigation actions for the presence of extreme climatic events that may occur in coming years.

Reconstrucción histórica de la precipitación en la Reserva de la Biosfera El Cielo, México, mediante anillos de crecimiento en Taxodium mucronatum (Cupressaceae) / Historical precipitation reconstruction of El Cielo Biosphere Reserve, Mexico, using Taxodium mucronatum (Cupressaceae) annual growth rings

Introducción: El conocimiento histórico del clima es fundamental para analizar su variabilidad en el tiempo y su impacto en los ecosistemas y poblaciones humanas. Objetivo: Analizar el crecimiento anual de los árboles de sabino, también conocido como ahuehuete (Taxodium mucronatum) del río Sabinas para reconstruir la variabilidad de precipitación histórica en la Reserva de la Biosfera El Cielo, Tamaulipas, México. Métodos: Se fecharon los crecimientos anuales de 116 muestras de sabino, a partir de las cuales se desarrolló una cronología de 544 años (1474-2017). El periodo que sustentó un número de muestras adecuado para el análisis climático se extiende de 1550 a 2017 (468 años). Resultados: Con base en el análisis de función respuesta se determinó que la precipitación de invierno-primavera (noviembre-mayo) influyó de manera significativa en el crecimiento de los sabinos en el área de estudio (r= 0.77, P < 0.001). La reconstrucción registró una variabilidad climática alta a nivel interanual y entre décadas, en la cual, se identificó la presencia de sequías a principios y finales de cada siglo, así como la presencia de sequías extremas cíclicas cada 50 años. Estas sequías destacaron por su impacto social y económico a nivel nacional y regional. Las sequías más importantes son el "Año Uno Conejo" de acuerdo con el calendario Azteca, en 1558; la sequía de1696 con un impacto fuerte en el noreste de México; "El Año del Hambre" en 1785-1786, en la Reserva de la Biosfera El Cielo desde 1784; la sequía de 1801 que trajo consigo la escasez de alimentos; la de 1951 dentro del periodo de "Migración masiva del sector rural"; y la sequía más reciente, registrada en 2011. Las lluvias extremas más representativas sucedieron en 1756 y 1816. Conclusiones: De seguir el patrón de precipitación registrado en la Reserva de la Biosfera El Cielo, es posible esperar la presencia de sequías extremas a mediados y finales del siglo XXI.

Introduction: Historical knowledge of climate is essential to analyze its variability over time, as well as its impact on natural ecosystems and human populations. Objective: To analyze the annual growth of the sabino trees, also known as ahuehuete trees (Taxodium mucronatum) from the Sabinas River to reconstruct the historical variability of precipitation in El Cielo Biosphere Reserve, Tamaulipas, Mexico. Methods: The annual growth of 116 sabino samples was dated to develop a chronology of 544 years (1474-2017). The period that admitted a series of samples suitable for climate analysis extends from 1550 to 2017 (468 years). Results: Based on the analysis of the response function, it was determined that the winter-spring precipitation (November-May) significantly influenced the radial growth of sabinos in the study area (R= 0.77, P < 0.001). The reconstruction recorded high climatic variability at interannual and interdecadal levels, in which the presence of droughts was identified at the beginning and end of each century, as well as the presence of extreme cyclical droughts every 50 years. These droughts stood out for their social and economic impact at the regional and national level. The most important droughts are the "Año Uno Conejo" ("Year One Rabbit") according to the Aztec calendar in 1558. In 1696 with a strong impact in Northern Mexico. "El Año del Hambre" ("The Year of Hunger") in 1785-1786. Also, the drought of 1801 that brought alongside food shortages. 1951 within the period of "Mass migration of the rural sector"; and the most recent drought, recorded in 2011. The most representative extreme rainfalls occurred in 1756 and 1816. Conclusions: If the precipitation pattern registered at El Cielo Biosphere Reserve continues, it is possible to expect the presence of extreme droughts in the mid and late 21st century.

Dendroecology of Macrolobium acaciifolium (Fabaceae) in Central Amazonian floodplain forests / Dendroecologia de Macrolobium acaciifolium (Fabaceae) em florestas alagáveis da Amazônia central

The forest dynamics in the Amazonian floodplains is strongly triggered by the flood pulse. Trees respond to unfavorable growth conditions during the flood period by cambial dormancy, which results in the formation of annual growth rings. We determined tree age and compared the mean annual rates of increase in the diameter of Macrolobium acaciifolium with hydrological and climatic factors in three regions of central Amazonian floodplain forest. A wood sample was obtained from each tree using an increment borer. Ring growth was assessed by marginal parenchyma bands to determine tree age and the mean diameter increment. Ring widths were indexed to construct cross-dating chronologies and correlated with climatic and hydrological variables. The analyses demonstrate that the mean annual diameter increment did not differ between the three study sites. The chronologies correlated significantly with the terrestrial phase. There was no significant difference in the ring-width index between El Niño years and other years, and between La Niña and other years. These results show that the hydrological variables can be considered crucial to the rates of tree growth and diameter increment in floodplains, and El Niño signals were not detected in the tree-ring chronologies.

A dinâmica das florestas alagáveis da Amazônia é fortemente influenciada pelo pulso anual de inundação. As árvores respondem às condições de crescimento desfavoráveis durante o período de inundação através da dormência cambial, resultando na formação de anéis de crescimento anuais. Neste estudo, determinamos a idade das árvores e comparamos as taxas anuais médias de incremento em diâmetro de Macrolobium acaciifolium com fatores hidrológicos e climáticos em três regiões de florestas alagáveis na Amazônia central. Para cada árvore, uma amostra de madeira foi obtida usando uma broca dendrocronológica. O crescimento do anel foi avaliado por bandas de parênquima marginal, para determinar a idade da árvore e o incremento médio em diâmetro. As séries de anéis foram indexadas, para construir cronologias, e correlacionadas com variáveis climáticas e hidrológicas. Nossas análises demonstraram que o incremento anual médio em diâmetro não diferiu entre os três locais de estudo. As cronologias correlacionaram-se significativamente com a fase terrestre. Não houve diferença significativa no índice de largura dos anéis entre os anos de El Niño e outros anos, e entre os anos de La Niña e outros anos. Estes resultados mostraram que as variáveis hidrológicas podem ser consideradas cruciais para as taxas de crescimento e de incremento em diâmetro das árvores em florestas alagáveis, e que não foram detectados sinais de El Niño nas cronologias das árvores analisadas.

Potencialidad de Cedrela odorata (Meliaceae) para estudios dendrocronológicos en la selva central del Perú / Cedrela odorata (Meliaceae) potential for dendrochronological studies in the Selva Central of Perú

Despite the progress made during the past 20 years, searching dendrochronological potential in tropical and subtropical tree species, tropical dendrochronology, is still in a development stage. The aim of this research was to determine the potential of C. odorata for dendrochronological studies in the Selva Central of Perú. The tree-ring anatomical characteristics were carefully examined and we were able to develop a 215 year (1 795-2 009) tree-ring chronology and correlate it with precipitation records. The tree-ring chronology was developed based on 47 series of 27 trees. Tree rings are clearly delimited by large pore diameters in earlywood and small ones in latewood associated with marginal and paratracheal parenchyma. The tree-ring chronology was related to precipitation records from Satipo and significant correlations were found with the previous rainy season and late dry season of the current growth period. Moreover, we found close relationship between tree growth and total precipitations of the hydrological period (December to September) for the interval 1 990-2 009. These results demonstrate the influence of rainfall at different stages of C. odorata radial growth. The good discrimination of annual rings, strong relationship with precipitation, the wide range and longevity of trees (200 years) make C. odorata a very promising species for dendrochronological studies in tropical and subtropical forest of America.

En este trabajo determinamos el potencial de Cedrela odorata para estudios dendrocronológicos en la Selva Central del Perú. Para ello, analizamos las características anatómicas que definen los anillos de crecimiento, desarrollamos una cronología de ancho de anillos y relacionamos el crecimiento de los árboles con los registros de precipitación. La cronología de ancho de anillos está compuesta por 47 series de 27 árboles y cubre el período 1795-2009. Los anillos están claramente delimitados por porosidad semicircular, asociados a bandas de parénquima marginal y paratraqueal. El crecimiento de los árboles estuvo relacionado con las precipitaciones de la estación lluviosa previa y con las de finales de la estación seca del corriente período de crecimiento. Así mismo, observamos una estrecha relación entre el crecimiento y las precipitaciones totales, considerando el ciclo hidrológico de diciembre a setiembre, para el periodo 1990-2009. Estos resultados indican la influencia de las precipitaciones en el crecimiento radial de C. odorata. La buena discriminación de los anillos anuales, la fuerte relación con la precipitación, el amplio rango de distribución y la longevidad de los árboles, hacen de C. odorata una especie promisoria para estudios dendrocli-matológicos y dendroecológicos en los bosques tropicales y subtropicales de América.

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.