Tesis de maestría: ”Diversidad y almacenamiento de carbono, en dos sitios con diferente grado de intensificación de uso de suelo de Nicaragua”

Autor: Caicedo Albán Willan Javier

Director de tesis: PhD Bryan Finegan

Asesor y comité asesor: Jenny Ordoñez. Ph. D., Bryan Finegan, Ph.D., Geovana Carreño Rocabado, Ph.D. y Miguel Cifuentes, Ph.D.

Tesis para optar por el grado de  Magister en Manejo y Conservación de Bosques Tropicales y Biodiversidad.

Resumen
La deforestación y su consecuente fragmentación del paisaje, para la implementación de sistemas convencionales de producción agrícola, ha sido una causa determinante de problemas globales: pérdida de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos que brinda, y el cambio climático. En paisajes agrícolas, la deforestación y el incremento en la intensificación de los sistemas de producción reducen la diversidad de especies y además liberan cantidades significativas de dióxido de carbono (CO2), gas de efecto invernadero (GEI) que contribuye al cambio de la temperatura y los patrones de precipitación a nivel mundial. Sin embargo, en los paisajes agrícolas, es también común encontrar distintos usos de suelo con presencia de cobertura arbórea como árboles dispersos en potreros y árboles presentes en áreas agrícolas (denominado sistemas agroforestales). Estos sistemas podrían constituir una estrategia viable para producir alimento y al mismo tiempo mantener diversidad de árboles, contribuir a la conservación de la fauna asociada y almacenaje de carbono. El presente trabajo tuvo el objetivo el evaluar la variación en diversidad taxonómica, el carbono epigeo almacenado en el componente leñoso y la relación existente ambas variables en diferentes usos del suelo de dos sitios con diferente estado de desarrollo agrícola El Tuma – La Dalia y Waslala, Nicaragua. En cada sitio, se seleccionaron 45 fincas y se muestrearon seis usos de suelo predominantes: plantaciones de café (CF), plantaciones de cacao (CC), cercas vivas (CV), granos básicos (GB), pasturas (PA) y patios (PT). Se registraron individuos con un diámetro a la altura del pecho (DAP) ≥ 9.9 cm y árboles de ≥ 4.8 cm de DAP para el género Citrus. La diversidad se midió considerando componentes de diversidad alfa y beta. Se usaron métricas que expresan la composición de especies, el número de especies y la abundancia relativa de individuos. El C almacenado fue estimado de la biomasa aérea del dosel de sombra (árboles y palmeras) mediante ecuaciones alométricas. Se muestrearon 171.6 ha en un total de 344 parcelas. Se registró un total de 16 579 individuos de 235 especies leñosas, repartidas en 54 familias y 160 géneros. La composición y la riqueza a nivel de paisaje es diferente tanto por sitios como por usos de suelo. La similitud florística entre los dos sitios del estudio fue del 60%, reportando 144 especies compartidas. Hubo superioridad de riqueza de especies a nivel de paisaje en Waslala sobre El Tuma – La Dalia. La riqueza de especies acumulada, la riqueza de especies por (ha) y diversidad por parcela se diferenció por uso de suelo en cada sitio, se evidenció un cambio en la importancia relativa de los usos de suelo para cada lugar. En La Dalia, los CF y las CV fueron más diversos y equitativos que en Waslala; pero el patrón cambió para los CC, PA y GB, que fueron más diversos y equitativos en Waslala que en la Dalia. Los patios no se diferencian en diversidad y equidad entre los dos sitios, mostrando niveles intermedios entre todos los usos de suelo. El C almacenado por hectárea se diferenció solo entre usos de suelo. Los CF tuvieron el mayor C almacenado en la biomasa aérea por ha-1, sin diferenciarse de los CC y CV. Mientras que los GB presentaron el menor C almacenado en la biomasa aérea. Los PT y PA mostraron valores intermedios de C almacenado. Se evidencia la relación directa de la densidad y el área basal de los individuos con la biomasa y por ende el C almacenado. Los análisis de senderos para evaluar el efecto de la riqueza de especies y la abundancia de individuos sobre el C almacenado presentaron para todos los usos de suelo correlaciones significativas (p<0.05). La relación entre el C almacenado en la biomasa aérea y la riqueza de especies del dosel de sombra depende de los usos de suelo agrícola.

Presentación de tesis: defensa-tesis-willam

Avance de Tesis: ”Diversidad y almacenamiento de carbono, en dos sitios con diferente grado de intensificación de uso de suelo de Nicaragua”

Nicaragua_La Dalia_003La deforestación y su consecuente fragmentación del paisaje por la implementación de sistemas convencionales de producción agrícola ha sido una causa determinante de la constante pérdida de los ecosistemas tropicales naturales. Estos cambios contribuyen a problemas globales como la pérdida de la diversidad y el incremento de CO2 relacionado con el cambio de la temperatura a nivel mundial.

Los usos de suelo agroforestales como parte del sistema productivo en el pasado no eran considerados como elementos importantes para la conservación. Sin embargo, en años recientes se ha demostrado que la diversidad de árboles, tanto a escala de finca como de paisaje, tiene relación directa con la provisión de servicios ecosistémicos, además de la fijación de carbono atmosférico en biomasa aérea del componente leñoso.

El interés de contribuir esfuerzos para la conservación de la biodiversidad y mitigación del cambio climático en zonas de Nicaragua, sumados a la necesidad de producción de alimentos, motiva el desarrollo de proyectos de investigación que brinden información científica sobre la capacidad de diversos tipos de usos de suelo con árboles para conservación de la diversidad y almacenamiento de carbono.

Preguntas de investigación:

  • ¿Cuál es la influencia de los diferentes usos del suelo, sobre la diversidad y carbono almacenado en el componente leñoso?
  • ¿Cuál es la relación entre diferentes tipos de finca, sobre la diversidad y carbono almacenado en el componente leñoso?
  • ¿Cómo el grado de intensificación agrícola en distintos usos de suelo y en diferentes tipos de finca influye sobre la diversidad y la cantidad de carbono almacenado en el componente leñoso?

Sitios de estudio:

El estudio se desarrollará en La Dalia que presenta un área promedio de fincas de 4.73 ha, mientras que Waslala presenta un área promedio de 13.4 ha por finca. En dónde los usos de suelo predominantes en cada uno de estos sitios responden a las siguientes características. Región Central (La Dalia): áreas húmedas, con larga historia de uso agrícola, donde se tiene mayor reporte de tierras degradadas. Predominan fincas muy pequeñas y medianas de alta diversificación. Producción de granos básicos en áreas pequeñas (promedio 1.7 ha), seguido de cultivos comerciales café (promedio 1.45 ha) y pasturas en áreas pequeñas (6.35 ha). Región Autónoma del Atlántico Norte (Waslala): áreas húmedas, donde se cuenta con menor historial de uso del suelo agrícola prevalece las pasturas con énfasis en reforestación, áreas con diferentes estados de regeneración de árboles y agro-forestación. Al igual que la Dalia la producción de granos básicos en áreas pequeñas (en promedio 2.97 ha), seguido de cultivos comerciales (1.46 ha) y las pasturas que ocupan en promedio (18.11 ha). Siendo un sitio donde la agricultura es más reciente y sus fincas tienen más parcelas con árboles

Síntesis metodológica:

El tipo de estudio es muestreal, con un diseño anidado ya que tipo de usos de suelo están anidados en las fincas y ambos en los sitios. Los factores en comparación son tres y todos tienen niveles discretos. Factor 1: usos de suelo 6 niveles, Factor 2: tipo de finca 3 niveles y Factor 3: sitios con diferente historia de uso agrícola 2 niveles: 1) La Dalia  y 2) Waslala. Las variables a medir son nombre común y científico de los árboles con un diámetro a altura de pecho (dap) ≥ 10 cm, altura y dap. En base esas variables se calculará la riqueza observada, estimada y la diversidad. Además se estimará la biomasa de los árboles usando ecuaciones alométricas. En el presente estudio se procurará hacer el inventario aproximadamente del 50% de las áreas de los usos de suelo café, cacao y granos básicos, teniendo como máximo 5 transectos de  muestreo por uso de suelo. Mientras que para las pasturas dada sus mayores extensiones de uso de suelo y la distribución de los árboles el máximo de transectos de muestreo será de 15. En los casos de patios donde las áreas de este uso no permiten establecer el transecto se realizará censos completos y en los casos de cercas vivas se contará con lineamientos de muestreos específicos para este uso.

La unidad de repetición para cada nivel del factor 1 serán las parcelas naturales de los usos de suelo (ejemplo: cafetales, cacaotales, granos básicos) y para los factores 2 y 3 serán las fincas seleccionadas. La unidad de muestro mínima dentro de los niveles del factor 1 serán parcelas rectangulares de 2000 m2. La unidad de muestreo dentro de cada nivel del factor 2 y 3 será la finca dada por la suma de todos los usos de suelos muestreados en cada una de ellas. El número mínimo de réplicas por nivel del factor 1 (uso de suelos) se tendrán 15 repeticiones (n=15, N=180), por nivel del factor 2 (tipo de finca) se tendrán  repeticiones (n=30, N=90) y por nivel del factor 3 (sitio) se tendrán 45 repeticiones (n=45, N=90).

Resultados Preliminares:

Se ha culminado con éxito el levantamiento de la información en campo, en los dos sitios de estudio, se ha realizado los muestreos de especies forestales en 90 fincas. Las fincas tanto en La Dalia como en Waslala han sido clasificadas de acuerdo al uso de suelo predominante, generando las siguientes tipologías: 1) tipo C = café o cacao, 2) tipo P = pasturas y 3) tipo G = granos básicos. En estas fincas se han realizado los inventarios forestales en 754 transectos de muestreo de 2000 m2, 352 transectos de muestreo en pasturas, 201 en granos básicos, 115 en café y 86 en cacao. Además se cuenta con 227 muestreos lineales para el uso de suelo de cercas vivas y 80 censos de patios aproximadamente.

Con el muestreo realizado en los 754 transectos en estas fincas, se ha llegado a registrar 14.020 individuos y 235 especies. Las cinco especies de mayor importancia ecológica en estos sitios conjugando la abundancia, frecuencia y dominancia relativa en las fincas son: laurel (Cordia alliadora), coyote (Platymiscium dimorphandrum), guácimo ternero (Guazuma ulmifolia), guaba colorada (inga oestediana) y macuelizo (tabebuia rosea). Los usos de suelo donde se registran tanto mayor abundancia como mayor número de especies en los muestreos son café, cacao y patios, seguidos por granos básicos y pasturas. Conocido esto podríamos constatar y dar respuesta a las otras preguntas de interés en la presente investigación como es estimar la cantidad de carbono almacenado en el componente leñoso en los diferentes usos de suelo agrícola.

 Bibliografía más relevante:

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2007. Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC. Cambridge University Press.

Baudron, F.; Giller, K.E. 2014. Agriculture and nature: Trouble and strife? Biological Conservation: 232-245.

Kürsten, E.; Burschel, P. 1993. CO2-mitigation by agroforestry. In. 1993. Terrestrial Biospheric Carbon Fluxes Quantification of Sinks and Sources of CO2. Springer. p. 533-544.

Leguía, E.; Rapidel, B.; Somarriba, E.; Ordoñez, J.C. 2014. Resumen línea base CCAFS a nivel de hogar en Nicaragua y Costa Rica: Fase de diagnostico del estudio “Contribución de la diversidad arbórea a los medios de vida para la adaptación y la mitigación al cambio climático”.

Ordonez, J.C.; Luedeling, E.; Kindt, R.; Tata, H.L.; Harja, D.; Jamnadass, R.; van Noordwijk, M. 2014. Constraints and opportunities for tree diversity management along the forest transition curve to achieve multifunctional agriculture. Current Opinion in Environmental Sustainability: 54-60.

 

Inventario forestal

Asesor y comité:

  • Jenny Ordoñez. Ph. D.
  • Bryan Finegan, Ph.D.
  • Geovana Carreño Rocabado, Ph.D.
  • Miguel Cifuentes, Ph.D.

Para mayor información: Propuesta de investigación