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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]
Wilmar López - SECC
Ismael Pineda - SECC
Juan Carlos Rodríguez
Sebastián Gonzáles
Zorayda 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.
EL CRECIMIENTO DE LOS ARBOLES
•
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).
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
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:
TC absoluta
Max = TC
máxima
K = Variación
ontogénica
en TC
Dopt = Tamaño
en la TC máxima
Tamaño del árbol
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
DATOS DE CRECIMIENTO: 30.000 arboles, 2000. especies 0-3600 msnm, 700-8000
mm/año
PLOT
Araracuara LAI
Zaf Altura
Zaf Rebalse
Zaf Terraza
Zaf Varillal
Farallones_U
Farallones_E
Montevivo
Palmas
Porce
Puerto Nare
San Rafael
Sanguare
San Sebastian
Santa Helena
El Ceibal 1
El Ceibal 2
Isla Rosario
Kalashe
Manizales
Rio Blanco
Rio Manso
Araracuara PST
Besotes 1
Besotes 2
Amargal_G
Amargal_M
Salero_E
Salero_U
Morasurco
Salento
Betulia 1
Betulia 2
Cimitarra
Combeima
Zv
Dpto
bh-T Amazonas
bh-T Amazonas
bh-T Amazonas
bh-T Amazonas
bh-T Amazonas
bh-MB Antioquia
bh-MB Antioquia
bh-MB Antioquia
bh-MB Antioquia
bh-PM Antioquia
bh-T Antioquia
bh-T Antioquia
bs-T
Sucre
bh-MB Antioquia
bh-MB Antioquia
bs-T Bolivar
bs-T Bolivar
bs-T Bolivar
bs-T Magdalena
bh-MB Caldas
bh-MB Caldas
bh-T
Caldas
bh-T Caquetá
bs-T
Cesar
bs-PM Cesar
bp-T
Chocó
bp-T
Chocó
bp-T
Chocó
bp-T
Chocó
bs-M Nariño
bh-MB Quindío
bh-PM Santander
bh-PM Santander
bh-T Santander
bh-MB Tolima
Lat
Long
-0,6
-4
-4
-4
-4
5,7
5,7
6,3
6,2
6,9
6,1
6,3
9,7
6,1
6,3
10,7
10,7
10,2
11,2
5,1
5,1
5,6
-0,7
10,5
10,5
5,6
5,6
5,4
5,4
1,3
4,6
6,9
6,9
6,4
4,5
-72,2
-69,9
-69,9
-69,9
-69,9
-76
-76
-75,5
-75,49
-75,18
-74,7
-75,1
75,6
-75,5
-75,5
-75,3
-75,3
-75,7
74,1
-75,4
-75,5
-74,7
-72,1
-73,3
-73,3
-77,5
-77,5
-76,6
-76,6
-77,3
-75,6
-73,3
-73,3
-74,3
-75,3
Altitud
msnm
134
118
118
118
117
1914
1914
2507
2133
1750
217
1221
1100
2590
2507
14
14
7
35
2965
1862
174
164
433
1200
101
101
55
55
2970
1840
2118
2118
125
2112
Temp oC
26,9
25,8
25,8
25,8
25,8
15,4
15,4
15,9
19,8
19,6
27,3
22,0
27,9
15,3
15,9
27,5
27,5
27,6
27,8
11,7
14,9
27,6
26,6
25,2
23,4
26,0
26,0
26,8
26,8
12,3
16,6
16,2
16,2
27,8
12,5
Prec
mm/año
3031
3104
3104
3104
3113
2880
2880
1807
2096
3308
2505
3474
1200
2092
1807
1030
1030
941
900
2148
2121
2239
3050
1535
1500
6277
6277
7965
7965
3002
2728
1769
1769
2580
1729
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
Región
ZV
DAPMax (cm)
ALTMax (m)
Tipo de Hoja
DensMad (gr/cm3)
Psem (mg)
Sistema de Dispersión
Estrategia
Aridez
PET
GF
Usos
Descripción
Localización de las parcelas donde se encontró la especies: Am
(Amazonia), An (Andes), Ca (Caribe), Ch (Chocó), Or (Orinoquia)
Zona de vida
diámetro máximo de la especies observado en las parcelas
Altura máxima de la especies observada en las parcelas
Se refiere a si la hoja Es simple o compuesta
Densidad de la madera
Peso de la semilla
Sistema de dispersión de las semillas de la especie
Tolerancia a la radiación directa en estados iniciales de desarrollo
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.
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
Grupo funcional al cual pertenece la especies
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
RESULTADOS – 20 ESPECIES CON MAYOR POTENCIAL DE
FIJACION DE CARBONO
E s p e c ie
f a m ilia
A GB 1
A GB 2
As tro nium gra ve o le ns
Ana c a rdia c e a e
78,1
90,9
Viburnum a na ba ptis ta
Ado xa c e a e
75,0
87,8
P s e udo m o no te s tro pe nbo s ii Dipte ro c a rpa c e a e
74,9
87,7
C le thra fa gifo lia
C le thra c e a e
73,3
86,1
Alc ho rne a ve rtic ila ta
Eupho rbia c e a e
70,5
83,4
Hura c re pita ns
Eupho rbia c e a e
69,6
82,5
Es c hwe ile ra a ndina
Le c ythida c e a e
64,5
77,4
S wa rtzia ra c e m o s a
F a ba c e a e
64,1
76,9
Es c hwe ile ra ne e i
Le c ythida c e a e
63,9
76,7
Oxa ndra pa na m e ns is
Anno na c e a e
63,2
76,1
C yno m e tra m a rgina ta
F a ba c e a e
62,9
75,8
B illia c o lum bia na
S a pinda c e a e
62,7
75,5
Lic a nia a lba
C hrys o ba la na c e a e
62,6
75,4
Ephe dra nthus c o lo m bia nus
Anno na c e a e
62,4
75,2
Zygia la tifo lia
F a ba c e a e
62,2
75,1
B illia ro s e a
S a pinda c e a e
62,1
74,9
S lo a ne a zulia e ns is
Ela e o c a rpa c e a e
62,0
74,9
Gus ta via lo ngifunic ula ta
Le c ythida c e a e
62,0
74,8
S te rc ulia a e ris pe rm a
M a lva c e a e
61,6
74,5
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
Región
ZV
DAPMax (cm)
ALTMax (m)
Tipo de Hoja
DensMad (gr/cm3)
Psem (mg)
Sistema de Dispersión
Estrategia
Aridez
PET
GF
Usos
Descripción
Localización de las parcelas donde se encontró la especies: Am
(Amazonia), An (Andes), Ca (Caribe), Ch (Chocó), Or (Orinoquia)
Zona de vida
diámetro máximo de la especies observado en las parcelas
Altura máxima de la especies observada en las parcelas
Se refiere a si la hoja Es simple o compuesta
Densidad de la madera
Peso de la semilla
Sistema de dispersión de las semillas de la especie
Tolerancia a la radiación directa en estados iniciales de desarrollo
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.
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
Grupo funcional al cual pertenece la especies
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
DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * vFrag
DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * DM
DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * AS
DAP inicial + log(PA) * log(DAPMax) * DM
DAP inicial + log(DAPMax) * AS
DAP inicial + log(PA)
log(PA) * log(DAPMax)
AIC
1260,496
1326,919
1336,610
1345,760
1350,351
1400,133
1634,699
pseudo-R2
0,597
0,550
0,543
0,535
0,526
0,482
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]
Laboratorio Servicios Ecosistémicos y Cambio Climático