Revista Forestal Mesoamericana Kurú

Capacidad de nodulación en especies forestales leguminosas (Fabaceae) según su filogenia y características morfológicas

Resumen Gran parte del éxito de las plantas leguminosas (Familia Fabaceae) en los diferentes ecosistemas de Costa Rica podría deberse a su capacidad de establecer relaciones simbióticas con microorganismos de la familia Rhizobiaceae y al nitrógeno fijado que estas bacterias les pueden proveer. En este trabajo, evaluamos la presencia de nódulos, tejido donde se realiza la fijación de nitrógeno, en 24 especies forestales de leguminosas pertenecientes a cuatro subfamilias de Fabaceae y se anotaron varias características morfológicas de las raíces. Se detectó la presencia de nódulos en 14 de las 24 especies (58.3%), sin embargo, hubo grandes diferencias entre las subfamilias. En las dos subfamilias consideradas las más basales (Detarioideae y Cercidoideae) no se detectaron nódulos. En la subfamilia Caesalpinioideae, se reportaron nódulos en el 58.3% de las especies, restringidas mayoritariamente al clado Mimosoideae. En la familia Papilionoideae, considerada la más derivada, se observó la presencia de nódulos en el 87.5% de las especies evaluadas. La mayoría de especies con nódulos presentaron una coloración clara en sus raíces y las especies sin nódulos una coloración más oscura, con algunas excepciones. Estas tendencias están relacionadas con la historia filogenética de las subfamilias y los orígenes de la nodulación. Sin embargo, también podrían responder a diferentes mecanismos de infección e incluso podrían relacionarse con características fisiológicas de las plantas, como la producción de compuestos secundarios inhibitorios de la nodulación. De esta forma, este estudio establece un primer paso para entender mejor las interacciones entre los microorganismos fijadores de nitrógeno con sus hospederos.

Abstract A large part of the success of legume plants (Fabaceae) in the different ecosystems of Costa Rica could be due to their ability to establish symbiotic relationships with microorganisms of the Rhizobiaceae family and to the fixed nitrogen that these bacteria can provide them. In this work, we evaluated the presence of nodules, the tissue where nitrogen fixation is carried out, in 24 forest species of legumes belonging to four subfamilies of Fabaceae, and several morphological characteristics of the roots were determined. The presence of nodules was detected in 14 of the 24 species (58.3%); however, there were large differences between the subfamilies. In the two subfamilies considered the most basal (Detarioideae and Cercidoideae), no nodules were detected. In the Caesalpinioideae subfamily, nodules were reported in 58.3% of the species, mostly restricted to the clade Mimosoideae. In the Papilionoideae family, considered the most derived, the presence of nodules was observed in 87.5% of the evaluated species. Most species with nodules had a light coloration on their roots, and species without nodules had a darker coloration, with some exceptions. These trends are related to the phylogenetic history of the subfamilies and the origins of nodulation. However, they could also respond to different infection mechanisms and could even be related to physiological characteristics of plants, such as the production of secondary inhibitory compounds of the nodulation. In this way, this study constitutes the first step to understand better the interactions between nitrogen-fixing microorganisms with their hosts.

Índice de sitio para Cedrela odorata L. en sistemas agroforestales con café en Pérez Zeledón, Costa Rica

Resumen El objetivo del estudio fue determinar la calidad de sitio para Cedrela odorata L. en Sistemas Agroforestales con café, usando curvas de índice de sitio anamórficas basadas en un modelo de regresión simple. Lo anterior, debido a que la calidad de sitio es uno de los factores determinantes para el rendimiento y producción maderable de cualquier especie forestal. El estudio se realizó en Pérez Zeledón, Costa Rica en fincas cafetaleras con árboles de C. odorata de edades entre 1 y 20 años. Los datos provienen de 140 parcelas de 1 000 m2 y un total de 2 155 individuos, de los cuales se seleccionaron 391 como árboles dominantes. A partir de esta muestra se desarrollaron seis modelos de predicción de altura dominante en función de la edad y se generaron las respectivas curvas de índice de sitio. El mejor modelo fue Hdom = exp (1,15993 + 0,778002*ln (Edad)) cuyo coeficiente de determinación fue 0,87 siendo éste el seleccionado como curva guía. Para determinar el mejor conjunto de curvas se realizó una validación cruzada de estas con respecto al volumen total por hectárea. El mejor conjunto de curvas fue el de pendiente común y se obtuvieron cinco clases de IS (15, 17, 19, 21 y 23 m), a una edad base de 10 años. A los 20 años los sitios con muy baja calidad de sitio proyectan una altura dominante de 25,7 m, mientras que los de muy alta proyectan hasta 39,4 m.

Abstract The study objective was to determine the site quality for Cedrela odorata L. in coffee Agroforestry Systems, using anamorphic site index curves based on a simple regression model. The foregoing, because the productive capacity of a site is one of the determining factors for the yield and timber production of any forest species. The study was carried out in Pérez Zeledón, Costa Rica on coffee farms with C. odorata trees between 1 and 20 years old. 140 plots of 1 000 m2 and a total of 2 155 individuals were sampled, of which 391 were selected as dominant trees. From this sample, six dominant height prediction models were developed as a function of age and the respective site index curves were generated. The best model was Hdom = exp (1.15993 + 0.778002 * ln (Age)) whose determination coefficient was 0.87, this model was selected as the guide curve. They were cross-validated to the total volume per hectare to determine the best curves set. The best set of curves was the common slope, and five classes of IS were obtained (15, 17, 19, 21, and 23 m), at a base age of 10 years. At 20 years, the sites with the lowest productivity project a dominant height of 25.7 m, while those with the highest yield project up to 39.4 m

Estructura y cuantificación de basura acumulada en la zona interna del manglar de Puntarenas, Costa Rica

Resumen Las comunidades del bosque de manglar son de vital importancia debido a la diversidad de servicios ecosistémicos que proveen. El objetivo de este estudio fue evaluar la estructura y el impacto humano generado en la zona interna del Humedal Estero de Puntarenas y Manglares Asociados (HEPyMA). El estudio se realizó en el año 2017 se establecieron 10 parcelas de monitoreo de 10 m x 25 m que se ubicaron en la zona interna del manglar, en los bordes más cercanos a terrenos de uso agrícola. En cada parcela se hizo una caracterización vegetal, fisicoquímica y de basura. Para evaluar la relación entre parcelas y los datos fisicoquímicos, se realizaron pruebas de Pearson, ANOVA y Análisis de Ordenación Canónica. Se midieron un total de 217 árboles, distribuidos en 5 especies. El índice de complejidad para todo el manglar fue de 4.61. En cuanto a la basura, los plásticos y zapatos fueron los dos grupos con mayor presencia en el manglar. El HEPyMA evidencia que estructuralmente es un ecosistema resiliente, que tiene características ecológicas que favorecen su alta diversidad y estabilidad a pesar de las diferentes actividades antropogénicas que se desarrollan en el manglar y sus alrededores. Es posible que la flecha arenosa que conforma la ciudad de Puntarenas esté funcionando como barrera, impidiendo que una mayor cantidad de la basura arrastrada por el mar ingrese a este sector del manglar, y por ello se acumule en la playa, por lo que es necesario y urgente tomar medidas de conservación con el fin de evitar daños irreversibles.

Abstract Mangrove forest communities are of vital importance due to the diversity of ecosystem services they provide. The objective of this study was to assess the structure and human impact generated in the inner zone of the Estero de Puntarenas Wetland and Associated Mangroves (HEPyMA). The study was carried out in 2017 and 10 monitoring plots of 10 m x 25 m were established in the inner zone of the mangrove forest, on the closest edges to agricultural land. In each plot, a vegetation, physicochemical and litter characterization was carried out. To evaluate the relationship between plots and physicochemical data, Pearson tests, ANOVA and Canonical Ordination Analysis were performed. A total of 217 trees were measured, distributed in 5 species. The complexity index for the whole mangrove was 4.61. In terms of litter, plastics and shoes were the two groups with the highest presence in the mangrove. The HEPyMA is evidence that structurally it is a resilient ecosystem, which has ecological characteristics that favor its high diversity and stability despite the different anthropogenic activities that take place in and around the mangrove. It is possible that the sandy arrow that forms the city of Puntarenas is functioning as a barrier, preventing a greater amount of the rubbish dragged by the sea from entering this sector of the mangrove, and therefore accumulating on the beach, so it is necessary and urgent to take conservation measures to avoid irreversible damage.

Análisis financiero y de escenarios de financiamiento del componente forestal en sistemas silvopastoriles

Resumen La investigación tuvo como objetivo determinar la rentabilidad del componente forestal en un nuevo diseño silvopastoril (SSP), junto con el análisis del mejor escenario de financiamiento. El modelo SSP permitió conciliar los ciclos de producción forestal de ambas especies con la actividad ganadera. El análisis financiero operativo se basó en el cultivo clonal de teca y melina, las dos especies de mayor plantación y desarrollo en el país. El SSP diseñado consistió en el establecimiento de franjas de producción de madera de 6m de ancho, donde se plantan tres hileras de árboles a 2,5 m x 4 m, con 75 individuos/franja en 100m de longitud. Se determinó una alta rentabilidad en todos los indicadores financieros para teca y melina con una tasa de crédito del 6%. El Modelo de Alta Inversión de melina obtuvo un VAN de ₡ 1, 131,349 (US$ 1 780), con una relación B/C de ₡ 2,68 y una TIR de 28,46 %. Con teca el VAN fue de ₡ 889,628 (US$ 1 400), con una relación B/C de ₡ 2,41 y una TIR de 14,9%. En el Modelo de Baja Inversión con melina, se obtuvo un VAN de ₡ 400,000 (US$ 630) con una B/C de ₡ 2,51 y una TIR de 27%. En teca se obtuvo un VAN de ₡ 378,495 (US$ 600), con una B/C de ₡ 1,70 y una TIR de ₡ 12,18 %. El mejor escenario de financiamiento fue el de crédito al 6% junto con el pago del PSA.

Abstract This research aimed the determination of the forest component profitability in a new silvopastoril design system (SSP), along with financial scenarios analysis. The SSP model allowed the conciliation of both forest production tree species with livestock cycles. Operative financial analysis was based on teak and melina clonal cultivation, the most planted trees in the country. The new SSP design consisted in the establishment of wood production in 6m wide stripes, where the trees are planted in a 2.5 by 4m distance, in an irregular spatial distribution. It allows the establishment of 75 trees in 100 m of longitude. A high profitability in all financial indicators was determined for both species, based on a 6% interest rate. High Investment Model in melina obtained a PNV of ₡ 1, 131,349 (US$ 1 780), with a B/C relation of ₡ 2,68, and a IRR of 28,46 %. With teak PVN was ₡ 889,628 (US$ 1 400), a B/C of ₡ 2,41 and an IRR of 14,9%. In the Low Investment Model with melina, it was obtained a PNV of ₡ 400,000 (US$ 630), a B/C of ₡ 2,51, and an IRR of 27%. In teak it was obtained a NPV of ₡ 378,495 (US$ 600), with a B/C of ₡ 1,70, and an IRR of ₡ 12,18 %. The best financial scenario was a credit at 6% interest with a ESP.

Percepción de Productores ganaderos sobre la provisión de servicios ecosistémicos en la actividad ganadera, Esparza, Costa Rica

Resumen En Esparza, Costa Rica, se evaluó la percepción de los productores ganaderos, sobre la importancia de los servicios ecosistémicos en el quehacer de la actividad pecuaria. Se realizaron 30 entrevistas semiestructuradas y un taller con grupos focales se realizó con la finalidad de recopilar información acerca de la importancia de los servicios ecosistémicos para la producción ganadera. Se encontró que los productores tienen conocimiento de la importancia de los sistemas silvopastoriles para la provisión de servicios ecosistémicos como la provisión de alimento durante la época seca, sombra para el ganado, producción de madera y frutos, la conservación de biodiversidad y el secuestro de carbono. No obstante, para la adopción de los sistemas silvopastoriles los productores aprecian que tiene dos limitantes: a) el acceso al crédito, el cual reduce la capacidad de invertir en las buenas prácticas ganaderas de la finca. b) La baja frecuencia de capacitaciones y asesoría técnica, las cuales influyeron sobre el conocimiento del productor, requeridas para establecer y mantener las buenas prácticas ganaderas. Los productores conocen de los beneficios, limitantes y prácticas necesarias para mejorar la producción ganadera local, sin embargo, demandan apoyo gubernamental para mejorar la adopción de sistemas silvopastoriles y buenas prácticas ganaderas para mejorar la rentabilidad y provisión de servicios ecosistémicos en la región.

Abstract In Esparza, Costa Rica, the perception of livestock producers on the importance of ecosystem services in livestock production was evaluated. Thirty semi-structured interviews were conducted, and a focus group workshop was held to gather information about the importance of ecosystem services for livestock production. It was found that farmers are knowledgeable about the importance of silvopastoral systems for the ecosystem services supply, such as the provision of food during the dry season, livestock shade, timber and fruit production, biodiversity conservation and carbon sequestration. However, for the adoption of silvopastoral systems, farmers see two limitations: a) access to credit, which reduces the capacity to invest in good livestock practices on the farm; b) the low frequency of training and technical advice, which influenced the knowledge of the farmer, required to establish, and maintain good livestock practices. The producers are aware of the benefits, limitations and practices needed to improve local livestock production; however, they demand government support to improve the adoption of silvopastoral systems and good livestock practices to improve profitability and the provision of ecosystem services in the region.

Cuantificación de los indicadores sociales, económicos y ecosistémicos que permiten evaluar la sostenibilidad en los bosques manejados

Resumen En Costa Rica se ha regulado el manejo forestal de los bosques naturales de manera rigurosa utilizando un esquema jerárquico de Principios, Criterios e Indicadores de Sostenibilidad (PCI´s). Estos sistemas son complejos y tradicionalmente se han utilizado en evaluación ex-ante del manejo forestal, pero no se han utilizado en la evaluación ex-post de los bosques manejados. Crear sistemas de evaluación que permitan evaluar la sostenibilidad con pocos criterios es muy deseable, pero es de relevancia contar con sistemas validados. En el presente estudio se procedió a cuantificar y validar un esquema jerárquico de indicadores para utilizar en evaluación ex post. El primer paso fue la cuantificación de 30 indicadores de sostenibilidad definidos en estudios previos como posibles de utilizar en evaluación de este tipo. Luego, cada indicador se sometió a validación utilizado 3 criterios: accesibilidad a la información, costo de acceso y pertinencia del indicador en relación con la unidad de manejo forestal. A partir de la cuantificación de los indicadores se logró validar un total de 25 indicadores. Los indicadores validados representan las dimensiones ecosistémica, social, institucional y económica sobre las que se fundamenta la sostenibilidad. Se definió; además, línea base de ecosistema para las variables área basal arriba de 30 cm de diámetro y proporción de especies heliófitas efímeras arriba de 10 cm de diámetro, esta línea base se construyó por tipos de bosque según los valores de referencia mínima y máxima que establecen la normativa costarricense.

Abstract In Costa Rica, natural forest management has been regulated rigorously using a hierarchical scheme of Principles, Criteria, and Indicators of Sustainability (PCI's). These systems are complex and have traditionally been used in the ex-ante evaluation of forest management in Costa Rica but have not been used in the ex-post evaluation of managed forests. Creating evaluation systems that allow evaluating sustainability with few criteria is very desirable, but it is more important to have validated systems. In the present study we proceeded to quantify and validate a hierarchical scheme of indicators to use in ex-post evaluation; the first step was the quantification of 30 sustainability indicators defined in previous studies as possible to use in the evaluation of this type. Each indicator was then validated using 3 criteria: accessibility to information, cost of access, and relevance of the indicator in relation to the management unit. From the quantification of the indicators, a total of 25 indicators were validated which represent the ecosystem, social, institutional, and economic dimensions on which sustainability is based. The ecosystem baseline was also defined for the variables basal area above 30 cm in diameter (dbh) and proportion of ephemeral heliophic species above 10 cm in diameter (dbh), this baseline was constructed by forest types according to the minimum and maximum reference values.

Modelo de clasificación en diferentes estratos forestales en un entorno de llanura aluvial utilizando redes neuronales artificiales

Resumen La selva amazónica presenta diferentes estratos forestales, debido a su estructura heterogénea. En el que estos estratos pueden variar en altos, medios y bajos. El conocimiento de los diferentes patrones de estructuras verticales que se encuentran en el bosque es extremadamente importante para comprender la dinámica de la vegetación, lo que influye en las estrategias de conservación del bosque. Con el fin de optimizar el proceso de clasificación de los diferentes tipos de estratos, el objetivo del presente trabajo fue utilizar redes neuronales artificiales (RNA) para clasificar estos estratos. Se utilizaron dos algoritmos de resilient propagation (Rprop+ y Rprop-), en cuatro configuraciones diferentes de variables de entrada. El entrenamiento y la prueba de los ocho modelos de RNAs se realizaron utilizando el software R. Los modelos se evaluaron mediante una matriz de confusión. En qué modelos con entradas: HT, DAP y QF; HT, DAP y solo HT del algoritmo Rprop + obtuvieron 100% de aciertos en la clasificación de estrato, presentando una alta tasa de aprendizaje, confiabilidad y generalización de datos.

Abstract The Amazon forest presents different forest strata, due to its heterogeneous structure. In which these strata can vary in upper, middle and lower. Knowledge about the different patterns of vertical structures found in the forest is extremely important for understanding the vegetation dynamics, influencing forest conservation strategies. In order to optimize the process of classifying the different types of strata, the objective of the present work was to use artificial neural networks (ANNs) to classify these strata. Two resilient propagation algorithms (Rprop + and Rprop-) were used, in four different configurations of input variables. The training and testing of the eight RNA models were performed using the R software. The models were evaluated using a confusion matrix. In which models with inputs: HT, DAP and QF; HT, DAP and only HT from the Rprop + algorithm obtained 100% correct answers in the classification of strata. Demonstrating a high rate of learning, reliability and generalization of data.

Modelización geoestadística y datos de teledetección para mejorar la predicción de variables dendrométricas en el rodal de Tectona grandis L. f.

Abstract Detailed knowledge of teak stand structure is necessary for sustainable management plans. The integration of remote sensing variables with geostatistical modeling in teak forest stands has not been sufficiently studied and, therefore, the aim was to model the spatial distribution of teak stand variables, adding covariables. The study was carried out on 19-year-old teak stand in Brazil with 213 hectares in the initial spatial of 3 m x 3 m. Geo-referenced plots of 900 m² were allocated, and forest variables were obtained after thinning. Vegetation indices were calculated from arithmetic operations conducted between the Landsat image bands. The interpolation of forest variables was performed by the geostatistical univariate method of ordinary kriging, as well as by the multivariate method of kriging with external drift, considering the remote sensing variables as covariables. Statistical analysis of remote sensing variables shows a weak linear correlation with teak variables, which tends to make them unviable to use as covariables in geostatistical modeling. However, kriging with external drift predicts spatial patterns of forest variables with greater detail, which results in lower possible smoothing errors than those obtained by ordinary kriging and provides more accurate recommendations for localized management in teak stand. The integration of remote sensing variables in forest inventory through geostatistics is advantageous for mapping the spatial distribution of teak stand variables.

Resumen El conocimiento detallado de la estructura de las plantaciones de teca es necesario para los planes de gestión sostenible. La integración de variables de teledetección con la modelización geoestadística en plantaciones de teca ha sido poco estudiada y, por tanto, el objetivo consistía en modelizar la distribución espacial de las variables del rodal de teca, incorporando covariables. El estudio se realizó en plantaciones de teca de 19 años en Brasil con 213 hectáreas en el espacio inicial de 3 m x 3 m. Se asignaron parcelas georreferenciadas de 900 m² y se obtuvieron las variables forestales después del clareo. Los índices de vegetación se calcularon a partir de operaciones aritméticas ejecutadas entre las bandas de imágenes Landsat. La interpolación de las variables forestales se procedió por el método geoestadístico univariante de kriging ordinario, así como por el método multivariante de kriging con deriva externa, considerando las variables de teledetección como covariables. El análisis estadístico de las variables de teledetección muestra una discreta correlación lineal con las variables de la teca, lo que tiende a hacer inviable su uso como covariables en la modelización geoestadística. Sin embargo, el kriging con deriva externa predice los patrones espaciales de las variables forestales con mayor detalle, lo que da como resultado a posibles errores de suavización menores que los obtenidos por el kriging ordinario, y proporciona recomendaciones más precisas para la gestión localizada en plantaciones de teca. La integración de variables de teledetección en el inventario forestal mediante geoestadística es ventajosa para cartografiar la distribución espacial de las variables de los rodales de teca.

Nutrient content in soil and in copaiba leaves (Copaifera langsdorffii Desf.) in different phytophysionomies

Resumo A copaíba (Copaifera langsdorffii Desf.) tem sofrido com o extrativismo contínuo devido às suas propriedades medicinais, desmatamento e expansão urbana. Apesar de possuir características medicinais e econômicas importantes, essa espécie carece de informações básicas, como por exemplo, em relação à sua adaptação a diferentes tipos de solo. O objetivo desse estudo foi avaliar os teores de nutrientes em solo e folhas de copaíba em diferentes fitofisionomias (Cerradão e Floresta Estacional Semidecidual (FES)). Foram coletadas amostras de tecido vegetal e de solo em área de Cerradão e FES para análises. Os valores de nutrientes do tecido vegetal apresentaram-se relativamente semelhantes, no entanto, Nitrogênio, Potássio, Cobre e Boro foram superiores em FES, enquanto, no Cerradão, o Cálcio e o Manganês mostraram-se superior. As análises de ambos os solos demonstraram que estes podem ser considerados com boa fertilidade inicial devido aos valores obtidos (V%: 50 para FES e 52 para Cerradão), além de apresentarem baixa porcentagem de argila. Espera-se que estes dados contribuam para o entendimento da plasticidade que a espécie possui em diferentes condições ecológicas.

Abstract Copaiba (Copaifera langsdorffii Desf.) has suffered from continuous extractivism due to its medicinal properties, deforestation and urban expansion, despite having important medicinal and economic characteristics, this species lacks basic information, such as its adaptation to different types of soil. The objective of this study was to evaluate the nutrient content in soil and leaves of copaiba in different phytophysiognomies (Cerradão and Semideciduous Seasonal Forest (FES)). Plant tissue and soil samples were collected in the Cerradão and FES areas for analysis. The values of plant tissue nutrients were relatively similar, however, Nitrogen, Potassium, Copper and Boron were higher in FES, while in Cerradão, Calcium and Manganese was higher. The analyzes of both soils showed that they can be considered with good initial fertility due to the obtained values (V%: 50 for FES and 52 for Cerradão) in addition to show a low percentage of clay. It is expected that these data will contribute to the understanding of the plasticity that the species has under different ecological conditions.