CONVENIO No. 003 DE 2013

SUSCRITO ENTRE FUNDACIÓN NATURA Y EL JARDÍN BOTÁNICO DE MEDELLÍN JOAQUIN ANTONIO

URIBE, PARA LA EJECUCION DEL SUBPROYECTO

Modelos de crecimiento diamétrico y de tasas de

acumulación de carbono en 200 especies multipropósito

de árboles nativos en 9 zonas de vida de Colombia

Esteban Álvarez Dávila – esalvarez3000@gmail.com Wilmar López Ismael Pineda

Juan Carlos Rodríguez Sebastián Gonzáles Zorayda Restrepo

La biomasa del árbol influye en los ciclos biogeoquímicos, el clima y la biodiversidad en escalas locales a globales. Entender el control ambiental de la biomasa arbórea requiere estudiar el crecimiento de los árboles individuales durante su ciclo de vida. Esto se puede lograr mediante estudios de crecimiento de los árboles en parcelas permanentes (estudios prospectivos) y análisis de anillos de árboles (estudios retrospectivos). Sin embargo, la identificación de las tendencias de crecimiento y sus determinantes requiere controlar el efecto del tamaño del árbol y de la edad, evitar sesgos de muestreo. Se requiere de estudios bien diseñados que aborden las cuestiones que hemos revisado.

• Se incrementa con la precipitación (Murphy y Lugo1986; Dauber, Fredericksen y Peña-Claros 2005)

• Disminuye con la sequía (Nath et al 2006; Lola da Costa et al.2010).

• Incrementa con la Fertilidad del suelo (Lu, Moran y Mausel 2002; Malhi et al. 2004, Russo et al. 2005).

• Además de factores ambientales, rasgos funcionales: la densidad de la madera (peso seco en gramos por unidad de volumen) está fuertemente relacionado con la historia de vida y con una gran variedad de aspectos funcionales de las especies (King et al 2005, Muller-Landau 2004, Suzuki 1999, Keeling et al 2008).

• A pesar de que existen estudios sobre el efecto del clima (Bullock 1997; Clark et al. 2003; Feeley et al. 2007), el suelo (Vitousek & Standford 1986; Davies 2001; Russo et al. 2005), la perturbación y los grupos funcionales (Keeling et al. 2007), existen muy pocos estudios que consideren simultáneamente el efecto de los tres tipos de factores (pero ver Baker, Burslem & Swaine 2003a).

EL CRECIMIENTO DE LOS ARBOLES

Nature, Julio de 2013

403 tropical and temperate tree species, showing that for most species mass growth rate increases continuously with tree size. Thus, rather than large, old trees primarily acting as senescent carbon reservoirs, they actively fix tremendous amounts of carbon, with a single big tree adding the carbon equivalent of an entirely new midsized tree to the forest each year

Max = TC máxima

TC a

bso

luta

K = Variación ontogénica

en TC

Dopt = Tamaño en la TC máxima

Tamaño del árbol

Modelo-Rasgos, los parámetros del modelo de crecimiento (Gmax, Dopt y K) se incorporan en el modelo como combinaciones lineales de las variables de rasgos funcionales (TG, TD y TK), de acuerdo con la siguiente ecuación:

OBJETIVOS

• Identificar grupos funcionales de especies arbóreas nativas en 9 zonas de vida de Colombia

• Modelar las tasas de crecimiento

COLTREE – RED PARA EL MONITOREO DE LOS BOSQUES DE COLOMBIA

PLOT Zv Dpto Lat LongAltitud

msnmTemp oC

Prec

mm/año

Araracuara LAI bh-T Amazonas -0,6 -72,2 134 26,9 3031

Zaf Altura bh-T Amazonas -4 -69,9 118 25,8 3104

Zaf Rebalse bh-T Amazonas -4 -69,9 118 25,8 3104

Zaf Terraza bh-T Amazonas -4 -69,9 118 25,8 3104

Zaf Varillal bh-T Amazonas -4 -69,9 117 25,8 3113

Farallones_U bh-MB Antioquia 5,7 -76 1914 15,4 2880

Farallones_E bh-MB Antioquia 5,7 -76 1914 15,4 2880

Montevivo bh-MB Antioquia 6,3 -75,5 2507 15,9 1807

Palmas bh-MB Antioquia 6,2 -75,49 2133 19,8 2096

Porce bh-PM Antioquia 6,9 -75,18 1750 19,6 3308

Puerto Nare bh-T Antioquia 6,1 -74,7 217 27,3 2505

San Rafael bh-T Antioquia 6,3 -75,1 1221 22,0 3474

Sanguare bs-T Sucre 9,7 75,6 1100 27,9 1200

San Sebastian bh-MB Antioquia 6,1 -75,5 2590 15,3 2092

Santa Helena bh-MB Antioquia 6,3 -75,5 2507 15,9 1807

El Ceibal 1 bs-T Bolivar 10,7 -75,3 14 27,5 1030

El Ceibal 2 bs-T Bolivar 10,7 -75,3 14 27,5 1030

Isla Rosario bs-T Bolivar 10,2 -75,7 7 27,6 941

Kalashe bs-T Magdalena 11,2 74,1 35 27,8 900

Manizales bh-MB Caldas 5,1 -75,4 2965 11,7 2148

Rio Blanco bh-MB Caldas 5,1 -75,5 1862 14,9 2121

Rio Manso bh-T Caldas 5,6 -74,7 174 27,6 2239

Araracuara PST bh-T Caquetá -0,7 -72,1 164 26,6 3050

Besotes 1 bs-T Cesar 10,5 -73,3 433 25,2 1535

Besotes 2 bs-PM Cesar 10,5 -73,3 1200 23,4 1500

Amargal_G bp-T Chocó 5,6 -77,5 101 26,0 6277

Amargal_M bp-T Chocó 5,6 -77,5 101 26,0 6277

Salero_E bp-T Chocó 5,4 -76,6 55 26,8 7965

Salero_U bp-T Chocó 5,4 -76,6 55 26,8 7965

Morasurco bs-M Nariño 1,3 -77,3 2970 12,3 3002

Salento bh-MB Quindío 4,6 -75,6 1840 16,6 2728

Betulia 1 bh-PM Santander 6,9 -73,3 2118 16,2 1769

Betulia 2 bh-PM Santander 6,9 -73,3 2118 16,2 1769

Cimitarra bh-T Santander 6,4 -74,3 125 27,8 2580

Combeima bh-MB Tolima 4,5 -75,3 2112 12,5 1729

DATOS DE CRECIMIENTO: 30.000 arboles, 2000. especies 0-2800 msnm, 700-8000 mm/año

Figura 2. Variación en las tasas de crecimiento de árboles en Colombia en relación con variables usadas

comúnmente para elaborar modelos predictivos.

Aproximación a los modelos de crecimiento de especies nativas de Colombia. El crecimiento de los Árboles fue descrito usado tres aproximaciones:

• La primera es especie específica

• La segunda para distintos grupos funcionales

• La tercera para grupos funcionales por zona de vida

METODOLOGIA

Variable Descripción

Región Localización de las parcelas donde se encontró la especies: Am

(Amazonia), An (Andes), Ca (Caribe), Ch (Chocó), Or (Orinoquia)

ZV Zona de vida

DAPMax (cm) diámetro máximo de la especies observado en las parcelas

ALTMax (m) Altura máxima de la especies observada en las parcelas

Tipo de Hoja Se refiere a si la hoja Es simple o compuesta

DensMad (gr/cm3) Densidad de la madera

Psem (mg) Peso de la semilla

Sistema de Dispersión Sistema de dispersión de las semillas de la especie

Estrategia Tolerancia a la radiación directa en estados iniciales de desarrollo

Aridez

Valor de la correlación de Pearson entre la abundancia de la especie y un

índice de aridez. Valores cercanos a -1 indican que la especie es

resistente a la sequía.

PET

Valor de la correlación de Pearson entre la abundancia de la especie y la

Evapotranspiración potencial. Valores cercanos a 1 indican que la

especie requiere condiciones de alta humedad y temperatura para su

desarrollo

GF Grupo funcional al cual pertenece la especies

Usos Usos reportados en la literatura para la especies.

Figura 3. Diferencias entre las tasas de crecimiento promedio

para el árbol individual en diferentes categorías

diamétricas, grupos funcionales y condiciones ambientales. Los valores son el promedio con su

respectivo intervalo de confianza.

Figura 3. Esquema donde se muestra la variación esperada y explicada en respuesta de diferentes determinantes de la tasa de crecimiento de las

especies en función de diferentes escalas espaciales (Producido para este estudio).

MODELACION DEL CRECIMIENTO

El modelo usado fue von Bertalanffy debido a reportes que muestran su buen desempeño para datos muy variables (Paine et al., 2012):

•𝑑𝐷

𝑑𝑡= 𝑎𝐷^𝑏 − 𝑐𝐷

Se modeló inicialmente el DAP y Biomasa.

DAP = mejores modelos

RESULTADOS – MODELOS/INDIVIDUALES

Es pe c ie fa m ilia A GB 1 A GB 2

As tro nium graveo lens Anacardiaceae 78,1 90,9

Viburnum anabaptis ta Ado xaceae 75,0 87,8

P s eudo mo no tes tro penbo s ii Diptero carpaceae 74,9 87,7

Cle thra fagifo lia Cle thraceae 73,3 86,1

Alcho rnea vertic ila ta Eupho rbiaceae 70,5 83,4

Hura crepitans Eupho rbiaceae 69,6 82,5

Es chweile ra andina Lecythidaceae 64,5 77,4

Swartzia racemo s a Fabaceae 64,1 76,9

Es chweile ra nee i Lecythidaceae 63,9 76,7

Oxandra panamens is Anno naceae 63,2 76,1

Cyno metra margina ta Fabaceae 62,9 75,8

Billia co lumbiana Sapindaceae 62,7 75,5

Licania a lba Chrys o balanaceae 62,6 75,4

Ephedranthus co lo mbianus Anno naceae 62,4 75,2

Zygia la tifo lia Fabaceae 62,2 75,1

Billia ro s ea Sapindaceae 62,1 74,9

Slo anea zuliaens is Elaeo carpaceae 62,0 74,9

Gus tavia lo ngifunicula ta Lecythidaceae 62,0 74,8

Sterculia aeris perma Malvaceae 61,6 74,5

RESULTADOS – 20 ESPECIES CON MAYOR POTENCIAL DE FIJACION DE CARBONO

Promedio 67 Ton C/ha a los 10 años. 6.7 ton/ha/año 9,4 m3 /ha/año

RENDIMIENTO SPP FORESTALES EN COLOMBIA

RESULTADOS – FICHAS DATOS

Variable Descripción

Región Localización de las parcelas donde se encontró la especies: Am

(Amazonia), An (Andes), Ca (Caribe), Ch (Chocó), Or (Orinoquia)

ZV Zona de vida

DAPMax (cm) diámetro máximo de la especies observado en las parcelas

ALTMax (m) Altura máxima de la especies observada en las parcelas

Tipo de Hoja Se refiere a si la hoja Es simple o compuesta

DensMad (gr/cm3) Densidad de la madera

Psem (mg) Peso de la semilla

Sistema de Dispersión Sistema de dispersión de las semillas de la especie

Estrategia Tolerancia a la radiación directa en estados iniciales de desarrollo

Aridez

Valor de la correlación de Pearson entre la abundancia de la especie y un

índice de aridez. Valores cercanos a -1 indican que la especie es

resistente a la sequía.

PET

Valor de la correlación de Pearson entre la abundancia de la especie y la

Evapotranspiración potencial. Valores cercanos a 1 indican que la

especie requiere condiciones de alta humedad y temperatura para su

desarrollo

GF Grupo funcional al cual pertenece la especies

Usos Usos reportados en la literatura para la especies.

GRUPOS FUNCIONALES

RESULTADOS – MODELOS/GF

GUIA PARA 200 ESPECIES

RESULTADOS ARTICULO 1. Intraspecific individual’s aggregation of Andean Oak (Quercus humboltii)

in Colombian forests

RESULTADOS ARTICULO 1. Grupos funcionales, clima y perturbación como determinantes de la

variación en las tasas de crecimiento de especies arbóreas en colombia.

Modelo AIC pseudo-R2

DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * vFrag 1260,496 0,597

DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * DM 1326,919 0,550

DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * AS 1336,610 0,543

DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * DM 1345,760 0,535

DAP inicial + log(DAPMax) * AS 1350,351 0,526

DAP inicial + log(PA) 1400,133 0,482

log(PA) * log(DAPMax) 1634,699 0,240

LIMITACIONES!!!

• Incertidumbre taxonómica

• Baja representatividad de los datos

CONVENIO No. 003 DE 2013

SUSCRITO ENTRE FUNDACIÓN NATURA Y EL JARDÍN BOTÁNICO DE MEDELLÍN JOAQUIN ANTONIO

URIBE, PARA LA EJECUCION DEL SUBPROYECTO

GRACIAS!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Esteban Álvarez Dávila – esalvarez3000@gmail.com Laboratorio Servicios Ecosistémicos y Cambio Climático