Revista Forestal Mesoamericana Kurú

Editorial

Floristic similarity between adult and saplings strata of Caatinga hyperxerophilous woody vegetation - a Brazilian seasonally tropical dry forest

Abstract In the Caatinga, the maintenance of forest ecosystems depends on natural regeneration and several factors that can act in two ways: 1) provide the perpetuation of communities composed of few species that dominate the adult and saplings strata, resulting in floristic similarities; 2) provide local differentiation between adult and saplings strata. However, these relationships remain poorly understood, as it is not known whether the factors acting on a local scale favor the floristic similarity between the adult and saplings strata or if these patterns are found in conserved and anthropized areas. This work evaluated the floristic similarity between the adult and saplings strata of hyperxerophilous caatinga woody-shrubby vegetation in conserved and anthropized areas. In two areas of conserved and anthropized hyperxerophilous Caatinga, adult and saplings individuals were measured and floristic richness and qualitative floristic similarity were evaluated. The floristic similarity between the adult and saplings strata was statistically compared using the Chao-Sørensen index. In both sites, although there was a large number of species exclusive to the adult stratum, the Chao-Sørensen index indicates high floristic similarity between strata. The analysis of this behavior together with the assessment of community structure shows that few species can be responsible for the key processes that structure and control the main mechanisms of persistence of these ecosystems. This can be attributed to the existence of locally uniform conditions that can define the dominance of adapted species groups.

Resumen En la Caatinga, el mantenimiento de los ecosistemas forestales depende de la regeneración natural y de factores que pueden actuar de dos maneras: 1) favoreciendo la perpetuación de comunidades compuestas de pocas especies que dominan los estratos adulto y regenerativo, lo que resulta en similitudes florísticas; 2) proporcionando diferenciación local entre los estratos adulto y en regeneración. Sin embargo, estas relaciones siguen siendo poco conocidas, ya que no se sabe si los factores que actúan a escala local favorecen la similitud florística entre los estratos adultos y en regeneración o si estos patrones se encuentran en áreas conservadas y antropizadas. Este estudio evaluó la similitud florística entre los estratos adulto y de regeneración de la vegetación arbóreo-arbustiva de Caatinga hiperxerófila en áreas conservadas y sometidos a intervenciones antrópicas. En áreas de Caatinga hiperxerófila (antropizada y conservada), se midieron individuos leñosos adultos y en regeneración y se evaluó la riqueza florística y la similitud florística cualitativa. La similitud florística entre los estratos adultos y en regeneración se comparó estadísticamente mediante el índice Chao-Sørensen. En ambos lugares, aunque hay una gran cantidad de especies exclusivas del estrato adulto, el índice Chao-Sørensen indicó una gran similitud florística entre los estratos. El análisis de este comportamiento junto con la evaluación de la estructura comunitaria demostró que pocas especies son responsables por los procesos-clave que estructuran y controlan los principales mecanismos de persistencia de estos ecosistemas. Esto puede deberse a la existencia de condiciones localmente uniformes que definen el dominio de grupos de especies adaptadas.

Remote sensing data for calibrating hydrologic modeling: Hydrological impacts of land use change of the Reventado river sub-basin, Costa Rica

Resumen El “Plan piloto de rehabilitación ecológica del Parque Nacional Volcán Irazú - Sector Prusia”, tiene como objetivo definir un plan de rehabilitación ecológica para las áreas de plantación forestal con especies exóticas, las cuales no han sido manejadas en 54 años. El presente estudio tiene como objetivo determinar los impactos en el balance hídrico de los cambios en el uso del suelo sobre la sub-cuenca del río Reventado. Por lo tanto, se consideraron tres escenarios: actual (condiciones de uso actual), pastos (plantación forestal convertida a pastos) y bosque natural (plantación forestal convertida a bosque natural). No hubo datos de campo disponibles para la calibración, por ello se utilizó el producto MODIS16A2 para calibrar la evapotranspiración del modelamiento hidrológico con SWAT. Se realizó un análisis para determinar si las estimaciones varían usando dos modelos: 1) enfoque parametrizado, pero no calibrado (PNCA), y 2) enfoque parametrizado y calibrado (PCA). En general, el uso de MODIS16A2 para la calibración fue satisfactorio, mostrando diferencias significativas en ET, PERC, SURQ y GWQ. Posteriormente, el PCA se usó para estimar el impacto en las variables de balance hídrico según los escenarios de cambio de uso anteriormente mencionados. Se percibió ligeras diferencias entre el escenario actual y bosque natural, mientras que el escenario de pasto mostró un incremento anual de 5 % en la escorrentía superficial y una disminución anual de 3 % en la contribución del agua subterránea al caudal del río. Por tanto, una cuidadosa planificación para la extracción de madera, así como para la rehabilitación, es necesaria para asegurar bajos impactos en el comportamiento hidrológico de la sub-cuenca.

Abstract The “Ecological rehabilitation pilot plan of the Irazú Volcano National Park - Prusia Sector” intends to determine an ecological rehabilitation plan for current 54-year unmanaged exotic forest plantation. This study aims to determine water balance impacts on land cover changes over the Reventado river sub-basin. Thus, three scenarios were considered: Current (current cover conditions), Pasture (exotic forest plantations converted to pasture) and Forest (exotic forest plantations to natural forest). No field data was available for calibration; therefore, MODIS16A2 product was used to calibrate evapotranspiration from hydrologic modeling using SWAT. An analysis was performed to determine if estimates vary using two models: 1) parameterized but non-calibrated approach (PNCA), and 2) parameterized and calibrated approach (PCA). Overall, using MODIS16A2 for calibration was satisfactory, showing statistically significant differences in ET, PERC, SURQ and GWQ. The PCA was then used for estimating the impact on water balance variables due to land cover change scenarios -previously mentioned. Slightly differences between Current and Forest scenarios were perceived, whereas Pasture showed 5 % annual increment in surface runoff and 3 % annual decrement of ground water contribution to stream. Thus, careful wood extraction and rehabilitation planning is needed in order to assure low impacts in the hydrological behavior of the sub-basin.

Multitemporal comparison of burned areas in a tropical dry forest using the burned area index (BAI)

Resumen Los análisis post incendio, como el índice de área quemada (IAQ), permiten discriminar áreas afectadas y severidad de los incendios forestales. En este estudio se comparó según la frecuencia de incendios, el comportamiento anual del IAQ en la región de bosque seco tropical del Área de Conservación Guanacaste, Costa Rica entre los años 1997 al 2019. Los resultados evidencian que las áreas frecuentemente quemadas por incendios forestales muestran un comportamiento diferenciado en el IAQ a lo largo de todos los años. Mostrando una relación directa entre la frecuencia de incendios forestales y los valores de IAQ. Donde a mayor frecuencia de incendios forestales, los valores de IAQ son mayores. Por otro lado, las áreas que han sido poco afectadas o no han sido afectadas del todo mostraron valores bajos de IAQ. Estos resultados podrían validar la hipótesis de que después de dos a tres incendios, el banco de semillas es completamente destruido. Esto debido a que la composición y estructura de los bosques secos tropicales cambia considerablemente después de múltiples incendios.

Abstract Post-fire analysis such as the burned area index (BAI) allows us to discriminate affected areas and the severity of fires. In this study, the annual behaviour of the BAI was analyzed in the tropical dry forest region of the Guanacaste Conservation Area, Costa Rica among 1997 to 2019 according to the frequency of fires. Our results show that the areas frequently burned by forest fires display a differentiated behaviour in the BAI throughout the years. Where, the greater the frequency of forest fires is, the higher the BAI values. On the other hand, areas that have not been affected or have been affected by a single fire showed low BAI values. These results could validate the hypothesis that after two to three fires, the forest seed bank is destroyed. Consequently, the composition and structure of tropical dry forests change considerably after the occurrence of many fires.

Historical behavior of forest fires in the Rocafuerte Canton, Manabí province, Ecuador, in 2016 - 2019 period

Resumen Los análisis del comportamiento histórico de los incendios forestales suministran informaciones imprescindibles para la elaboración de programas eficaces de manejo del fuego en los territorios. Estos análisis permiten definir dónde, cuándo y por qué se producen los incendios. El objetivo de este trabajo fue analizar el comportamiento histórico de los incendios forestales en el Cantón Rocafuerte, Manabí, Ecuador, en el periodo 2016 al 2019. Los datos fueron suministrados por el Cuerpo de Bomberos de Rocafuerte. El análisis se realizó considerando las ocurrencias de incendios en un contexto espacio-temporal (años, meses, días de la semana, horas del día y localidades). El análisis estadístico se realizó con el programa SPSS Statistics for Windows (Version 22.0). Se trabajó con un nivel de significancia del 0,05 (p=0,05). En el periodo analizado se reportaron 309 ocurrencias, correspondiendo al año 2018 el mayor porcentaje (30,42 %). La media mensual de ocurrencias fue de 25,75 superándose este valor en seis meses (diciembre, enero y junio a septiembre) correspondiendo a ellos el 61,48 % del total de incendios. No se encontró diferencia estadísticamente significativa para las ocurrencias según los días de la semana (p=0,650) según los resultados del Análisis de Varianza. Los incendios ocurrieron en 51 localidades del Cantón Rocafuerte concentrándose en seis de ellas el 60,52 % del total. El 52,43 % de los incendios se originó por negligencias.

Abstract The analysis of forest fires historical behavior provides essential information for the development of effective fire management programs in the territories. These analyzes allow to define where, when and why fires occur. The objective of this work was to analyze the forest fires historical behavior in the Rocafuerte Canton, Manabí province, Ecuador, in 2016 to 2019 period. The dates were provide by the Fire Department of Rocafuerte. The analysis was made considering the occurrences of fires in a spatio-temporal context (years, months, days of the week, hours and localities). Statistical analysis was performed with SPSS Statistics for Windows (Version 22.0). We worked with a significance level of 0.05 (p=0.05). In the analyzed period, 309 occurrences were reported, corresponding to 2018 the highest percentage (30.42 %). The average monthly occurrence was 25.75, exceeding this value in six months (December, January and June to September) corresponding to them 61.48 % of total fires. No statistically significant difference was found for the occurrences to the days of the week (p=0.650) according to the ANOVA results. The fires occurred in 51 locations, with 60.52 % of the total concentrated in six of them. The 52.43 % of fires was originated from negligence.

Tourism carrying capacity and environmental zoning of CEANA, oriented to visitors management and water resource protection in Cartago, Costa Rica

Resumen La Municipalidad de Cartago implementó a finales del 2019 el Complejo Educativo Ambiental Naciente Arriaz (CEANA) como un innovador proyecto orientado a la educación ambiental y enfocado en la conservación del recurso hídrico y la naturaleza. El CEANA se encuentra ubicado en un ecosistema ambientalmente frágil y donde se capta agua de una naciente para la población aledaña, por lo que surge la necesidad de generar información e instrumentos de manejo orientados a la conservación a largo plazo y enfocados en proteger el recurso hídrico. El objetivo de esta investigación fue determinar la capacidad de carga turística de los tres senderos de visitación y establecer la zonificación ambiental del espacio natural. Se realizó un inventario forestal en el bosque, se levantaron topográficamente los senderos y se tomaron fotografías aéreas de alta resolución del área de estudio con un dron. Se determinó que el límite máximo de visitantes diarios para los senderos Puente de Arco, Naciente Arriaz y Bosque en Regeneración fue de 31, 26 y 56 personas, respectivamente. La zonificación del CEANA consistió en cinco zonas para el manejo: zona de baja intervención, zona de mediana intervención, zona de alta intervención, zona de regeneración natural y zona de amortiguamiento.

Abstract The Municipality of Cartago implemented by the end of the 2019 the Complejo Educativo Ambiental Naciente Arriaz (CEANA) as an innovative project oriented to environmental education for the community and aimed to become a model of sustainable practices that can be carried out to contribute to water protection. CEANA is located at a fragile ecosystem where water is collected from a spring and it is distributed to the surrounding population, so there is a need to generate information and management instruments aimed at its long-term conservation as well as look for the protection of its water resource. The objective of this research was to determine the tourism carrying capacity of its three visitor’s trails and establish the environmental zoning of the natural space. A forest inventory was carried out, it was performed a topographic survey on the three trails and high-resolution images of the area were taken with a drone. The maximum limit of daily visitors for Puente de Arco’s trail, Naciente Arriaz’s trail and Bosque en Regeneración’s trail were 31, 26 and 56 people, respectively. The environmental zoning of CEANA consisted of five management zones: low intervention zone, medium intervention zone, high intervention zone, natural regeneration zone and buffer zone.

Carbono, peso e volume de necromassa lenhosa em área de plano de manejo florestal

Resumo A necromassa encontrada nos ecossistemas realizam a manutenção do estoque de carbono. Seguindo esta orientação a quantificação torna-se um atributo valioso para um manejo florestal eficiente. O estudo teve como objetivos quantificar a necromassa lenhosa caída e suspensa sobre o solo, peso e estoque de carbono em área de plano de manejo de nativas como subsidio ao mesmo. A amostragem adotada utiliza o método da área fixa, e foi conduzida através da instalação de uma área circular com raio de 10 metros (314 m2). Foram medidas 27 parcelas distribuídas sistematicamente, obtendo a medição de 806 indivíduos totais, cujo critério de inclusão é ter diâmetro ≥ que 5 cm e de forma tátil-visual o grau de decomposição da madeira morta. A média do volume de necromassa na região foi de 14,70 m³ ha-¹ com 5,37mg ha-¹ de massa de necromassa. Tal valor apresenta um estoque de carbono de aproximadamente 2,6 mg ha-¹. A pesquisou mostrou que a distribuição da necromassa na área ocorre de forma regular. Os níveis de necromassa são desiguais nas parcelas. O material caído apresenta 78% dos indivíduos menores que 20 centímetros de diâmetro, e para o material em pé 96,15% possuem diâmetro menor que 40 centímetros. A necromassa contribui para a redução da concentração do CO2 na atmosfera e para a diminuição do efeito estufa. Contribuindo para a manutenção, tanto da matéria orgânica quanto do carbono orgânico, auxiliando na recomposição e na ciclagem de nutrientes e evidencia a importância fixação de carbono.

Abstract The necromass found in ecosystems maintains the carbon content. Following this guideline, quantification becomes a valuable attribute for efficient forest management. The study aimed to quantify a fallen and standing woody necromass in the soil, weight and carbon stock in the area of the native management plan as a subsidy to it. The sampling adopted uses the fixed area method and was carried out with the installation of a circular plot with a radius of 10 meters (314 m²). Twenty-seven plots were systematically distributed, resulting in the measurement of 806 individuals, whose inclusion criteria were diameter ≥ 5 cm and tactile-visual format the degree of deterioration of dead wood. The average volume of necromass in the region was 14.70 m³ ha-¹ with 5.37 mg ha-¹ of necromass. This value has a carbon stock of approximately 2.6 mg ha-¹. This research showed that necromass distribution in the area occurs regularly and unevenly distributed throughout the study area. The material presented has 78% of individuals with less than twenty centimeters in diameter and, for the standing material, 96.15% of individuals with less than forty centimeters. Necromass contributes to reduce CO2 concentration in the atmosphere and decrease the greenhouse effect. Contributing to the maintenance of organic matter and organic carbon helps in the recovery and cycling of nutrients and highlights the importance of carbon fixation.

Aporte económico de la madera de cedro (Cedrela odorata L.) como árbol de sombra en cafetales de Pérez Zeledón, Costa Rica

Abstract The study determined the economical contribution of cedar wood (Cedrela odorata L.) in agroforestry systems with coffee in Costa Rica. 26-coffee farms associated to CoopeAgri R.L. in Pérez Zeledón county. Cedar has been planted as a shade tree in coffee production areas in this county, with an average density of 214 trees/ha, which corresponds to a 7x7 m spacing, but it varies from 70 to 700 trees. Cedar in coffee plantations registers a growth rate of 2.5 cm/year in diameter, which allows it to reach 40 cm in dbh at 16 years of age. Planting cedar in coffee areas produce economical incomes from wood sales of approximately $ 5000ha-1 and a total commercial volume of 100 m3 ha-1 in 16 years. From this amount 60 % has commercial value for sawmill industry in its 6 m merchantable stem. Meanwhile, fuelwood represents 35 % of total volume, but only 8 % of the total tree value. Good silvicultural management techniques, like crown prunning and Hypsipyla grandella attack prevention, with an initial density of 277 trees (6 x 6 m that will be thinned to 12 x 6 m at age 8) may increase the wood value up to $7000ha-1. Cedar trees planted in agroforestry systems with coffee, is an excellent option that enhances higher incomes for producers.

Resumen La investigación estimó el aporte económico de la madera de Cedro (Cedrela odorata L.) por medio de árboles de sombra en sistemas de producción de café. Se censaron lotes productivos en 26 cafetales de productores asociados a la Corporación Coopeagri R.L en el cantón de Pérez Zeledón. El cultivo de cedro en cafetales de la región se maneja a una densidad promedio de 214 individuos ha-1, que corresponde a un espaciamiento de 7 m x 7m, no obstante, se registró una significativa variación desde 70 hasta 700 individuos. El cedro en cafetales tiene una tasa de crecimiento de 2,5 cm año-1, que le permite alcanzar los 40 cm en el DAP a los 16 años de edad. El cultivo de cedro en los cafetales produce ingresos económicos por la madera, de aproximadamente $5000 ha-1 y un volumen comercial de 100 m3 ha-1 en 16 años, del cual, el 60 % tiene valor comercial para aserrío en 6 a 7 m de fuste. La leña representa un 35 % del volumen total, pero tan solo un 8 % del valor comercial del árbol. Con buenas prácticas silviculturales de manejo de copa y de reducción del ataque de Hypsipyla grandella, con una densidad inicial de 267 árboles (5 x 7,5m que se reduce a 160 al año 8), el valor de su madera podría alcanzar los $7000 ha-1. El cedro en sistemas agroforestales asociado con café es una excelente opción de diversificación productiva para sus productores.

Early selection of mahogany clones (Swietenia macrophylla King) in agroforestry systems

Resumen En Costa Rica, producir madera en plantaciones puras se ha vuelto poco competitivo frente a otros usos de la tierra. Establecer especies maderables mediante sistemas de producción agroforestal surge como una alternativa para rentabilizar la actividad. La caoba ha sido comprobada como una opción real para gran variedad de sistemas agroforestales. La identificación y uso de material genéticamente superior para diversos lugares o zonas contribuye a incrementar significativamente las tasas de crecimiento y la calidad de los productos generados. El objetivo de la presente investigación fue seleccionar clones que registraran desempeño superior en dos condiciones evaluadas, con el consecuente incremento en los rendimientos por unidad de área. Se evaluaron dos ensayos clonales de caoba de tres años de edad en condiciones de sitio distintas, con el fin de elegir los genotipos con el mejor desempeño en volumen total. En el sitio Venecia se registró un crecimiento promedio en DAP para el conjunto clonal de 9,3 cm*árb-1, lo que representa un IMA de 3,1 cm*árb-1*año-1 a los 36 meses. Los clones 3, 98, 1, 78, 52 y 5 fueron seleccionados para continuar en mejoramiento genético para este sitio. Su uso generaría un volumen promedio a los 36 meses de 0,0399 m3*árb-1. En el sitio Santa Lucía se registró un IMA en DAP de 1,8 cm*árb-1*año-1, 58 % menor al sitio Venecia. Se identificaron los clones 96, 21 y 57 para permanecer en el programa de mejoramiento. Los restantes clones deberían descartarse para reforestación comercial, pero conservarse en bancos de germoplasma para objetivos futuros.

Abstract In Costa Rica, producing wood in pure plantations has become less competitive compared to other land uses. Establishing timber species through agroforestry production systems emerges as an alternative to make forestry a profitable activity. Mahogany has been proven in a wide variety of agroforestry systems. The identification and use of genetically superior material for different places or areas contributes to significantly increase the growth rates and the quality of the generated products. The objective of the present investigation was to select clones that register superior performance in two evaluated conditions, with the consequent increase in yields per unit area. Two clonal trials of mahogany under different site conditions were evaluated at three years of age, to select the genotypes with the best performance in total volume. At site Venecia, average growth in dbh for the clonal set was 9.3 cm*tree-1, which represents a MAI of 3.1 cm*tree-1*year-1 at 36 months of age. Clones 3, 98, 1, 78, 52 and 5 were identified to continue in the genetic improvement program for this site. Their use would generate an average volume at 36 months of 0.0399 m3*arb-1. At site Santa Lucía, a MAI of 1.8 cm*tree-1*year-1 was recorded, 58 % lower than site Venecia. Clones 96, 21 and 57 were identified to remain in the breeding program. The remaining clones should be discarded for commercial reforestation, but kept in germplasm banks for future purposes.

Cultivation costs of superior mahogany clones (Swietenia macrophylla King) up to 4 years old in Costa Rica

Resumen El cultivo de especies maderables de alto valor puede representar una alternativa competitiva del uso de la tierra, especialmente en sistemas agroforestales (SAF) donde algunos costos de producción de la madera se diluyen en la totalidad del sistema productivo. Una de esas especies con alto potencial es la caoba; sin embargo, es casi nula la información disponible sobre su estructura de costos. El objetivo de la presente investigación fue determinar los rubros de costos estrictamente necesarios para el manejo de plantaciones de pequeños productores (menos de 5 ha), tanto en plantaciones puras como SAF. El costo del cultivo de caoba en plantaciones puras fue muy similar al de otras especies de alto valor como la teca, varió principalmente en función del clima del sitio y método de control de arvenses utilizado. En sitios con estación seca marcada es 6,8 % mayor que los que no la presentan, por la necesidad de construir y mantener cortafuegos y utilizar retenedores de agua al momento de plantar. En la presente investigación, el control del barrenador Hypsipyla grandella representó un 13,6 % del costo total del sistema de producción, además cultivar especies forestales en combinación con cultivos agrícolas resultó 125 % menos costoso que en plantaciones puras. El costo por árbol en SAF hasta los cuatro años disminuyó conforme aumentó la densidad inicial de siembra, se registraron valores entre ¢2 095 y ¢1 139 para espaciamientos entre 4 m X 4 m y 12 m X 12 m, respectivamente.

Abstract The cultivation of high-value timber species can represent a competitive alternative of land use, especially in agroforestry systems (AFS) where timber production costs are diluted throughout the entire production system. One of those species with high potential is mahogany; however, the information available on its cost structure is almost nil. The objective of the present investigation was to determine the strictly necessary cost items for the management of smallholder plantations (less than 5 ha), both for pure plantations and AFS. The cost of mahogany cultivation in pure plantations was very similar to other high-value species such as teak, and varied mainly due to site climate and weed control method used. The cost of growing mahogany in sites with a marked dry season was 6.8 % higher than those that do not, due to the need to build and maintain firewalls and use water retainers gels. The cost of controlling the Hypsipyla grandella shoot borer represented 13.6 % of the total cost of the production system; in addition, growing forest species in combination with agricultural crops was 125 % less expensive than in pure plantations. The cost per tree in AFS up to four years decreased as the initial planting density increased, values between ¢ 2,095 and ¢ 1,139 were recorded for spacings between 4 m x 4 m and 12 m x 12 m, respectively.

Árboles del Valle Central de Costa Rica: reproducción de guanacaste (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.).

Resumen Se presenta una breve descripción del árbol “guanacaste” (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.), información sobre fenología como base para la recolección de frutos, el manejo de las semillas, la viverización y el proceso de germinación.

Abstract The following issue presents a brief description about the guanacaste (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.), tree, including information about its phenology which directly relates to fruit recollection, seed treatment, nursery, and germination processes.