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 – [email protected] López - SECCIsmael Pineda - SECCJuan Carlos Rodríguez
Sebastián GonzálesZorayda Restrepo Alexandra Ochoa
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 0-3600 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
RegiónLocalización 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/año9,4 m3 /ha/año
RENDIMIENTO SPP FORESTALES EN COLOMBIA
RESULTADOS – FICHAS DATOS
Variable Descripción
RegiónLocalización 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
RESULTADOSARTICULO 1. Intraspecific individual’s aggregation of Andean Oak (Quercus humboltii)
in Colombian forests
RESULTADOSARTICULO 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 – [email protected] Servicios Ecosistémicos y Cambio Climático