Variación temporal de la provisión de servicios ecosistémicos en bosques tropicales muy húmedos bajo manejo forestal,

desde el enfoque de Ecología Funcional

Variación temporal de la provisión de servicios ecosistémicos en bosques tropicales muy húmedos bajo manejo forestal,

desde el enfoque de Ecología Funcional

Presentado por:sandroaquino7@gmail.comaquino@catie.ac.cr

Turrialba, CR. 2009

ContenidoContenido

Introducción Introducción

Objetivos Objetivos

Metodología Metodología

Resultados Esperados Resultados Esperados

Marco ReferencialMarco Referencial

IntroducciónIntroducción

Problemática: Incremento poblacional, genera presión en los ecosistemas, a fin de satisfacer las necesidades, provoca perturbación.

Estos impulsores de cambio, afectan la biodiversidad por lo tanto se afecta la DF, esto a su vez tiene efectos las PE y el FE, implicaciones en la provisión de SE locales y globales.

Los bosques tropicales se encuentran en este escenario; cambio de uso de suelo, tala ilegal, y otros impulsores de cambio.

Justificación: Esta problemática nos presenta un desafío importante, buscar el entendimiento del efecto de las perturbaciones en ecosistemas, y sus implicancias en la provisión de SE.

En este contexto, el enfoque de la EF se presenta como una importante alternativa, que nos permite simplificar la complejidad, permitiendo un mejor entendimiento del FE, ya que se pueden agrupar organismos con similares efectos y respuestas a los factores ambientales.

IntroducciónIntroducción

Pero la alta complejidad florística de los bh-T dificulta este entendimiento.

Por otro lado las PPM, permiten conocer, dinámica del bosque en el largo plazo, perturbaciones, variación temporal de la DF y las implicancias en la provisión de SE.

Estas razones nos permiten proponer la siguiente investigación que tiene como objetivo general.

General:

Estimar el impacto de la perturbación humana (tipos de manejo forestal) en bosques tropicales muy húmedos y sus implicancias en la provisión de servicios ecosistémicos, bajo el enfoque de Ecología Funcional.

Estimar el impacto de la perturbación humana (tipos de manejo forestal) en bosques tropicales muy húmedos y sus implicancias en la provisión de servicios ecosistémicos, bajo el enfoque de Ecología Funcional.

ObjetivosObjetivos

Específicos:

1.Determinar la variación temporal de la composición y la diversidad funcional de plantas arbóreas en bosques tropicales muy húmedos bajo manejo forestal.

1.Determinar la variación temporal de la composición y la diversidad funcional de plantas arbóreas en bosques tropicales muy húmedos bajo manejo forestal.

2. Establecer la relación entre la variación temporal de la diversidad funcional y sus implicancias en las propiedades ecosistémicas área basal y biomasa aérea.

2. Establecer la relación entre la variación temporal de la diversidad funcional y sus implicancias en las propiedades ecosistémicas área basal y biomasa aérea.

ObjetivosObjetivos

3.Estimar los impactos de manejo forestal en la provisión de servicios ecosistémicos fijación-almacenamiento de carbono y regulación hídrica, en relación a la variación de la diversidad funcional y las propiedades ecosistémicas.

3.Estimar los impactos de manejo forestal en la provisión de servicios ecosistémicos fijación-almacenamiento de carbono y regulación hídrica, en relación a la variación de la diversidad funcional y las propiedades ecosistémicas.

1.En bosques menos perturbados por intervención humana hay mayor diversidad funcional de plantas arbóreas.1.En bosques menos perturbados por intervención humana hay mayor diversidad funcional de plantas arbóreas.

2. En bosques menos perturbados por intervención humana hay mayor número de tipos funcionales de plantas arbóreas .

2. En bosques menos perturbados por intervención humana hay mayor número de tipos funcionales de plantas arbóreas .

HipótesisHipótesis

3. Hay impacto negativo del manejo forestal en la provisión de servicios ecosistémicos de los bosques tropicales.

3. Hay impacto negativo del manejo forestal en la provisión de servicios ecosistémicos de los bosques tropicales.

Contenido Marco ReferencialContenido Marco Referencial

FE y Factores de Perturbación FE y Factores de Perturbación

Papel de los Ecos. Forestales, RH y C Papel de los Ecos. Forestales, RH y C

Diversidad Funcional Diversidad Funcional

Rasgos Funcionales Rasgos Funcionales

Impacto del Manejo ForestalImpacto del Manejo Forestal

Medición de la DF Medición de la DF

Apoyo: PPN, formación del suelo, ciclaje de nutrientes y otros.De aprovisionamiento: alimentos, agua y otros. Culturales: valores religiosos, estéticos, sentido de lugar y otros. De Regulación: regulación del clima, RH, calidad del aire y otros.

Apoyo: PPN, formación del suelo, ciclaje de nutrientes y otros.De aprovisionamiento: alimentos, agua y otros. Culturales: valores religiosos, estéticos, sentido de lugar y otros. De Regulación: regulación del clima, RH, calidad del aire y otros.

En los ecosistemas la energía fluye y la materia se recicla a través de sus componentes.

Este funcionamiento corriente, se ve alterado por factores de perturbación; que varían, intensidad, frecuencia y escala de estos eventos.

Muchas veces genera cambios fuertes en la estructura de un ecosistema, impacto en las PE y el FE; implicancias en la provisión de SE.

En los ecosistemas la energía fluye y la materia se recicla a través de sus componentes.

Este funcionamiento corriente, se ve alterado por factores de perturbación; que varían, intensidad, frecuencia y escala de estos eventos.

Muchas veces genera cambios fuertes en la estructura de un ecosistema, impacto en las PE y el FE; implicancias en la provisión de SE.

Marco ReferencialMarco ReferencialFuncionamiento de los ecosistemas y factores de perturbación:

Servicios Ecosistémicos

En la superficie de la tierra cae 119 000 km3 de PP, los ecosistemas forestales absorben y almacenan gran parte, filtran, influyen en la PP regional, reducen la escorrentía, mayor evapotranspiración e intercepción.

En la superficie de la tierra cae 119 000 km3 de PP, los ecosistemas forestales absorben y almacenan gran parte, filtran, influyen en la PP regional, reducen la escorrentía, mayor evapotranspiración e intercepción.

Marco ReferencialMarco ReferencialRegulación hídrica por ecosistemas forestales :

Influenciada por la magnitud y frecuencia de las PP, radiación, velocidad del viento entre otros.

La capacidad de almacenamiento de la vegetación: características del ecosistema, densidad y los rasgos funcionales de las plantas (copa, ramas, fuste, hojas, asociación epífitas).

Influenciada por la magnitud y frecuencia de las PP, radiación, velocidad del viento entre otros.

La capacidad de almacenamiento de la vegetación: características del ecosistema, densidad y los rasgos funcionales de las plantas (copa, ramas, fuste, hojas, asociación epífitas).

Flujo caulinar

Precipitación directa

Intercepción

Proceso de Redistribución de la PP: 3 componentes; la PP directa, flujo caulinar y la intercepción.Proceso de Redistribución de la PP: 3 componentes; la PP directa, flujo caulinar y la intercepción.

Marco ReferencialMarco ReferencialCarbono global y el papel de los ecosistemas forestales:

C base de la vida, ciclo regular entre, océano, atmósfera, vegetación y suelos. Funcionalidad de los ecosistemas ha sido rebasado por el desbalance del ciclo del C, se incremento de 280 a 360 ppm, debido a quema combustibles fósiles y deforestación.

Los bosques, rol importante, ciclo global del C, medio eficaz para la recaptura de C, por volumen de biomasa que representan, almacenan 40%, 20% le corresponde a los bosques tropicales .

Componentes del bosque, mayor cantidad de biomasa almacenan el componente leñoso del bosque y herbáceas.

El fuste almacena entre el 50-70% de la biomasa aérea. Componente foliar almacena muy poco C, pero es importante pues determina los procesos de fotosíntesis y respiración.

No todos los bosques tienen mismo potencial, bosques de sucesión secundaria, mayor tasa fotosintética, mayor PPN, mayor fijación. Mientras que bosques maduros mayor almacenamiento.

Marco ReferencialMarco ReferencialImpacto del manejo forestal fijación-almacenamiento de C y RH:

El manejo forestal, cosecha de madera, disminuye el área basal y la biomasa aérea.

Un caso ilustrativo en bh-T en Malasia indica que la intercepción fue 6 y 11%, para bosques con y sin manejo forestal.

Un caso ilustrativo en bh-T en Malasia indica que la intercepción fue 6 y 11%, para bosques con y sin manejo forestal.

Pero, evidencias que después de algunos años, bosques intervenidos pueden brindar SE similares a ofrecidos antes de la intervención.

Esto disminuye la fijación-almacenamiento de carbono, al igual que impacta en la intercepción de la PP.

Marco ReferencialMarco ReferencialDiversidad Funcional (DF):

La diversidad biológica, incluye toda las especies viviendo en un determinado lugar, toda variación genotípica y fenotípica de c/especie, toda la variabilidad espacial y temporal en

las comunidades y ecosistemas que estas especies forman.

DF: Son los componentes de la biodiversidad que tienen influencia en el funcionamiento de un ecosistema.

Riqueza Funcional: Distancia de rasgos funcionales. No de Tipos funcionales.

Composición Funcional: presencia y abundancia relativa de ciertos rasgos funcionales. Dominancia de cada TFP.

Marco ReferencialMarco ReferencialRasgos funcionales:

Rasgo Funcional: característica, morfológica, fisiológica o fenológica medible de un organismo, relevante en su respuesta a factores ambientales y/o su efecto en el FE. Por definición permiten ser utilizados como indicadores de distintas PE.

P.e. La DM es indicador la TC, es decir indirectamente se puede conocer la TC de una planta al conocer su DM. Hay evidencias que plantas con baja DM tienen mayor TC y viceversa.

P.e. La DM es indicador la TC, es decir indirectamente se puede conocer la TC de una planta al conocer su DM. Hay evidencias que plantas con baja DM tienen mayor TC y viceversa.

Es importante la revisión de literatura, antecedentes de otros estudios.

Es importante la revisión de literatura, antecedentes de otros estudios.

Elegir el rasgo adecuado, debe permitir explicar la variabilidad en los parámetros que se evalúan (PE).Elegir el rasgo adecuado, debe permitir explicar la variabilidad en los parámetros que se evalúan (PE).

Marco ReferencialMarco ReferencialMedición de la Diversidad Funcional (DF):

Se mide por los valores y rango de estos valores de aquellos rasgos funcionales que influencian en uno o más aspectos del funcionamiento de un ecosistema.

1.- Tener apropiada información funcional para elegir los rasgos apropiados en las especies que serán incluidos en el estudio.2.- Los rasgos deben ser ponderado de acuerdo a su relativa importancia funcional que desempeñan.3.- Determinar la DF a través de las diferentes formas de medir la DF (TF, PFC, Índices).

1.- Tener apropiada información funcional para elegir los rasgos apropiados en las especies que serán incluidos en el estudio.2.- Los rasgos deben ser ponderado de acuerdo a su relativa importancia funcional que desempeñan.3.- Determinar la DF a través de las diferentes formas de medir la DF (TF, PFC, Índices).

TFP: No y Dominancia

(Conglomerados).

TFP: No y Dominancia

(Conglomerados).

FD de Petchey y Gastón: longitud total de las ramas de un dendrograma funcional.

FD de Petchey y Gastón: longitud total de las ramas de un dendrograma funcional.

FAD Diversidad Funcional de los Rasgos: Walker et ál. (1999). ED.

FAD Diversidad Funcional de los Rasgos: Walker et ál. (1999). ED.

PFC: Valor agregado de los rasgos de la comunidad. Violle et ál (2007).

PFC: Valor agregado de los rasgos de la comunidad. Violle et ál (2007).

Divergencia Funcional (FDvar): Mason et ál. (2005). ED.

Divergencia Funcional (FDvar): Mason et ál. (2005). ED.

4.- Finalmente se recomienda considerar medidas que sean capaces de explicar y predecir la variación de las propiedades a nivel de ecosistemas.4.- Finalmente se recomienda considerar medidas que sean capaces de explicar y predecir la variación de las propiedades a nivel de ecosistemas.

Área de estudio:Finca “Tirimbina Rain Forest

Center”Dist. Virgen Sarapiquí, Provincia Heredia160-220 msnm3 864mm, 24.60 0C

Finca “Tirimbina Rain Forest Center”

Dist. Virgen Sarapiquí, Provincia Heredia160-220 msnm3 864mm, 24.60 0C

MetodologíaMetodología

Ecorregión bh del Atlántico de Centroamérica y CBSS

“Área de Demostración e Investigación Los Laureles

de Corinto” Distrito Guápiles, Provincia Limón 235-345 msnm4 000 mm, 23.70 0C

“Área de Demostración e Investigación Los Laureles

de Corinto” Distrito Guápiles, Provincia Limón 235-345 msnm4 000 mm, 23.70 0Cbmh-TSuelos volcánicosCosecha comercial de madera principios década del 90

bmh-TSuelos volcánicosCosecha comercial de madera principios década del 90

MetodologíaMetodología

PreliminarPreliminar

Variación DFVariación DF

Variación PE Relación DFVariación PE Relación DF

Impacto SEImpacto SE

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la comp. y DF de bmh-T bajo diferentes tipos de ….l

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la comp. y DF de bmh-T bajo diferentes tipos de ….l

Objetivo 2. Establecer la relación entre la variación temporal de la DF y sus implicancias en las PE AB y BA en los bosques bajo dif…

Objetivo 2. Establecer la relación entre la variación temporal de la DF y sus implicancias en las PE AB y BA en los bosques bajo dif…

Objetivo 3. Estimar los impactos del manejo forestal en la

provisión de SE C y RH, en relación a la variación de la DF

y las PE.

Objetivo 3. Estimar los impactos del manejo forestal en la

provisión de SE C y RH, en relación a la variación de la DF

y las PE.

FASES DEL ESTUDIO

1

2

3

4

Planificación del estudio

Determinación Tipos de Manejo

Evaluaciones generales

Determinación de periodos de estudio

BSMF (3) - CorintoBCMFbp (5) (< 15%)(Ambos lugares)BCMFap (7)(>15%)BS (4) - Tirimbina

BSMF (3) - CorintoBCMFbp (5) (< 15%)(Ambos lugares)BCMFap (7)(>15%)BS (4) - Tirimbina

Tirimbina 1992, 1996, 2000 y 2006 Corinto1993,1998, 2003 y 2008

Tirimbina 1992, 1996, 2000 y 2006 Corinto1993,1998, 2003 y 2008

Dinámica de la comunidadReclutamiento, mortalidad y crecimiento.Dap ≥ 10 cm

Dinámica de la comunidadReclutamiento, mortalidad y crecimiento.Dap ≥ 10 cm

Planificación del estudioPlanificación del estudio

Yij = µ + TMi + Pj + TMiPj +εij Yij = µ + TMi + Pj + TMiPj +εij

Forman Tratamientos: 4 tipos de manejo forestal X 4 periodos.

DCA, con estructura factorial de Trat. Su modelo lineal.

Forman Tratamientos: 4 tipos de manejo forestal X 4 periodos.

DCA, con estructura factorial de Trat. Su modelo lineal.

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la DF en bmh-T b….

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la DF en bmh-T b….

PE, fuertemente influenciadas, rasgos plantas dominantes (75% ab).

PE, fuertemente influenciadas, rasgos plantas dominantes (75% ab).

Permitir: Maximizar información. Interpretar cambios en PE en relación a cambios en la DFNo pequeño, alto No especies.

Permitir: Maximizar información. Interpretar cambios en PE en relación a cambios en la DFNo pequeño, alto No especies.

Paso 2. Identificación de rasgos clave:Indicadores de Procesos Ecosistémicos.

Paso 2. Identificación de rasgos clave:Indicadores de Procesos Ecosistémicos.

Paso 1. Identificación de especies: Hipótesis índice de masa (Grime 1998).

Paso 1. Identificación de especies: Hipótesis índice de masa (Grime 1998).

CarbonoCarbono

CMSFCMSF

RHRH

N y PN y P

DMDM

TCTC

Textura CortezaTextura Corteza

Tipo hojaTipo hoja

Textura hojaTextura hoja

Ángulo ramaÁngulo rama

Densidad de copaDensidad de copa

FilotaxiaFilotaxia

Altura adultoAltura adulto

AFEAFE

AFAF

FTFFTF

AmbosAmbos

Perennifolio/CaducifolioPerennifolio/Caducifolio

Pasos

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la DF en bmh-T b….

Objetivo 1. Determinar la variación temporal de la DF en bmh-T b….

- Cálculo, media, medianas, desviación estándar, coeficiente de variabilidad, valores mínimos y máximos.

- Cálculo, media, medianas, desviación estándar, coeficiente de variabilidad, valores mínimos y máximos.

Posibles correlaciones positivas y negativas entre los rasgos en estudio.

Posibles correlaciones positivas y negativas entre los rasgos en estudio.

Paso 4. Análisis exploratorio de correlaciones, matriz de correlaciones de Pearson:

Paso 4. Análisis exploratorio de correlaciones, matriz de correlaciones de Pearson:

Paso 3. Estadística descriptiva: Tendencia en cuanto a rangos y variación valores de los rasgos.

Paso 3. Estadística descriptiva: Tendencia en cuanto a rangos y variación valores de los rasgos.

Pasos

Objetivo 1. Variación espacio-temporal de la DF en bmh-T b….

Objetivo 1. Variación espacio-temporal de la DF en bmh-T b….

Análisis multivariado, análisis conglomerado. Índices FD, FDvar y FAD2, PFC.

AB de cada TFP.

Análisis multivariado, análisis conglomerado. Índices FD, FDvar y FAD2, PFC.

AB de cada TFP.

Se van a comparar los 4 Trat. mediante un ANDEVA (α=0.05) para las variables respuesta, DF (índices), PFC y los TFP.

Si se rechaza la Ho se realizará la prueba de comparaciones múltiples, LSD de Fisher.

Se van a comparar los 4 Trat. mediante un ANDEVA (α=0.05) para las variables respuesta, DF (índices), PFC y los TFP.

Si se rechaza la Ho se realizará la prueba de comparaciones múltiples, LSD de Fisher.

Paso 6. Visualizar la variación temporal de la DF:Paso 6. Visualizar la variación temporal de la DF:

Paso 5. Determinar la riqueza y composición funcional:Paso 5. Determinar la riqueza y composición funcional:

Para Fijación-almacenamiento de C

y para RH

Para Fijación-almacenamiento de C

y para RH

Objetivo 2. Establecer la variación temporal de la DF y sus implicancias en PE

Objetivo 2. Establecer la variación temporal de la DF y sus implicancias en PE

Paso 2. : Determinar la variación de la BA (Baker et ál. 2004).

Paso 2. : Determinar la variación de la BA (Baker et ál. 2004).

Paso 1. Determinar la variación temporal de la DF: en Base a los TFP

Paso 1. Determinar la variación temporal de la DF: en Base a los TFP

Se van a comparar los 4 trat. mediante un ANDEVA para la PE BA de los TFP encontrados en los tratamientos. Si se rechaza la Ho se realizará las comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Se van a comparar los 4 trat. mediante un ANDEVA para la PE BA de los TFP encontrados en los tratamientos. Si se rechaza la Ho se realizará las comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Paso 3. : Determinar la variación del AB.Paso 3. : Determinar la variación del AB.

Se van a comparar los 4 trat. mediante un ANDEVA para la PE AB de los TFP encontrados en los tratamiento.

Si rechaza la Ho, comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Se van a comparar los 4 trat. mediante un ANDEVA para la PE AB de los TFP encontrados en los tratamiento.

Si rechaza la Ho, comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

2

2

dapab

2 3

1

exp 0.33 ln 0.933 ln 0.122 ln 0.370.67

ni

i i i

DMBA dap dap dap

Objetivo 3. Estimar los impactos del manejo forestal en la provisión de SE C y RH

Objetivo 3. Estimar los impactos del manejo forestal en la provisión de SE C y RH

Paso 1. : A partir de la variación de la BA (Baker et ál. 2004).

Paso 1. : A partir de la variación de la BA (Baker et ál. 2004).

Se van a comparar los trat. Mediante un ANDEVA para SE fijación-almacenamiento de C por los TFP encontrados en los tratamientos.

Si rechaza la Ho comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Se van a comparar los trat. Mediante un ANDEVA para SE fijación-almacenamiento de C por los TFP encontrados en los tratamientos.

Si rechaza la Ho comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Paso 3. : Determinar la variación del AB.Paso 3. : Determinar la variación del AB.

Se van a comparar los trat. Mediante un ANDEVA para el área basal de los TFP encontrados en los tratamientos.

Si se rechaza la Ho, comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Se van a comparar los trat. Mediante un ANDEVA para el área basal de los TFP encontrados en los tratamientos.

Si se rechaza la Ho, comparaciones múltiples, prueba de LSD Fisher.

Paso 2. : Determinar la variación de fijación almacenamiento de C Factor de conversión 0.5 (IPCC 2005).

Paso 2. : Determinar la variación de fijación almacenamiento de C Factor de conversión 0.5 (IPCC 2005).

Paso 4. : Determinar la variación del AB tomando en cuenta que esta correlacionada positivamente con la cobertura del suelo.

Para inferir en el efecto del SE RH. Dado que esta influenciada por la cobertura

Paso 4. : Determinar la variación del AB tomando en cuenta que esta correlacionada positivamente con la cobertura del suelo.

Para inferir en el efecto del SE RH. Dado que esta influenciada por la cobertura

2 1 2 1( ) /( )t tC C C t t

Resultados EsperadosResultados Esperados

1. Se conocerá la variación temporal de la diversidad funcional de plantas arbóreas, presentes en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

1. Se conocerá la variación temporal de la diversidad funcional de plantas arbóreas, presentes en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

2. Se logrará establecer la relación entre la variación temporal de la diversidad funcional y sus implicancias en las propiedades ecosistémicas área basal y biomasa aérea en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

2. Se logrará establecer la relación entre la variación temporal de la diversidad funcional y sus implicancias en las propiedades ecosistémicas área basal y biomasa aérea en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

3. Se estimará los impactos de manejo forestal y sus implicancias en la provisión de SE fijación-almacenamiento de carbono y regulación hídrica, en relación a la variación de la DF en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

3. Se estimará los impactos de manejo forestal y sus implicancias en la provisión de SE fijación-almacenamiento de carbono y regulación hídrica, en relación a la variación de la DF en bosques muy húmedos tropicales bajo manejo forestal.

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