BOSQUE SECO Y CAMBIO CLIMATICO EN EL CARIBE COLOMBIANO Esteban Alvarez Davila Ph D (c) [email protected]

CONTENIDO • Introducción: Bosques y cambio climático. • Monitoreo del bosque en Colombia • Bosque seco y clima: resultados preliminares.

PERDIDA DE COBERTURA FORESTAL GLOBAL

BOSQUES TROPICALES tienen interés por: •Albergan mas del 50% de las especies del mundo (Heywood 1995). •40% del C la vegetación terrestre y reciclan 6 veces el C liberado/año a la atmosfera (Malhi & Grace 2000; Malhi et al. 2002a).

Tollefson 2008. Nature.

Pequeños cambios pueden tener consecuencias globales para el clima, la biodiversidad, el ciclo global del Carbono, la tasa de cambio climático y la salud humana

4ª Conferencia del CDB recomendó "actuar en estrecho contacto y cooperar con la Secretaría del Convenio Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático para lograr los objetivos de la Convención de Diversidad Biológica" (CDB, 1998). Simultáneamente, ONU implementó la «Evaluación de los Ecosistemas del Milenio»: “una gran proporción de la población humana mundial depende de bienes y servicios provenientes de los ecosistemas naturales y alertó sobre el grado creciente de degradación y amenaza en que se encontraban (EEM, 2005).

¿Cuál es el papel de los bosques tropicales en el aumento en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera? Recuperación de áreas degradadas con bosques secundarios y aumento en biomasa de bosques primarios:

Deforestación: CO2 se emite a la atmósfera = 20% del total global

CO2 sale de la atmósfera

los bosques tropicales son importantes para la biodiversidad!!!!!! …y por… el carbono que contienen y su papel regulador en la tasa del cambio climático, el ciclo del agua……

Introduccion Efecto sobre los bosques del Cambio climático: - modificando las tasas de crecimiento y mortalidad de los arboles. - incrementando la frecuencia de las perturbaciones, especialmente la de los incendios forestales.

Introduccion En el caso de los bosques de la Costa Caribe de Colombia (CCC) la situación puede ser crítica. 1) el incremento en el nivel del mar puede afectar drásticamente los ecosistemas de la línea de costa. 2)

3)

Glaciares y Páramos de la Sierra Nevada de Santa Marta en riesgo de desaparecer.

En la región se encuentran algunas de las áreas con las más altas temperaturas + eventos anómalos de reducción de la precipitación . Impacto negativo sobre los remanentes de bosque seco. - Variación en el contenido de carbono y la diversidad de árboles en relación con el gradiente climático de la CCC.

1. Importancia de la estimacion del contenido de carbono en bosque seco Los BST son regionalmente importantes en el almacenamiento de carbono (Jaramillo et al., 2003; Read & Lawrence, 2003), cubren cerca del 42% de las regiones tropicales y subtropicales (Murphy & Lugo, 1986), y cerca del 20% de Colombia (Ruiz y Fandino, 2009). Mayor parte de BST son secundarios y evaluar su papel como sumideros de carbon es importante ya que será el tipo de vegetacion predominante en las regiones Neotropicales ((FAO, 2005; Wright, 2005).

REDD: Reducción de emisiones por deforestación y degradacion del bosque

REDD EN COLOMBIA

Cambios acumulados en biomasa aérea (ton/ ha)

2. Los cambios ecológicos en los bosques tropicales intactos

Science 1998

BPrim

Bsecu

Defor

Que puede pasar con la sequia en un año?????? CAMBIOS EN AMAZONIA - Phillips et al., 2009, Science Antes de 2005

Sumidero equivalente a las emisiones de C02 de la CEE en el mismo periodo!!!! 3.000 millones U$

Durante 2005

Emisiones superiores en 30% al Sumidero

“Elaboración de escenarios de cambio climático para la segunda mitad del siglo XXI en diferentes regiones del territorio colombiano y de un informe de evaluación del cambio climático en Colombia que incluya entre otros las tendencias actuales y futuras y los posibles impactos del cambio climático en los sectores socioeconómicos y regiones del país”

Temp

IDEAM et al. 2009

Prec

IDEAM et al. 2009

SITIOS MAS CALIENTES EN EL NEOTROPICO

(a) Distribucion del bosque seco en Colombia y (b) Puntos Calientes en el neotropico

(a)

(b)

Temperatura media anual (grados C) 0.0 – 27.0 27.1- 28.0 28.1 – 29.2

La sequía de 2005 Fuente : CPTEC

Figure 3: Observed precipitation anomaly (mm) in Diciembre, Enero, Febrero 2009/2010 Caio A. S. Coelho1. A NEW HYBRID PRECIPITATION SEASONAL FORECASTING SYSTEM FOR SOUTH AMERICA. http://eurobrisa.cptec.inpe.br/public ations/Coelho_CBMET_2010_v1.pdf

Predicciones hasta el 2100 de la frecuencia de sequías similares a la ocurrida en el 2005

Cox et al. (2007) Nature

INDEPENDIENTE DEL DEBATE SOBRE EL CAMBIO CLIMATICO EN EL CARIBE • El gradiente Oriente-Occidente (y norte sur) de clima y temperatura permite evaluar efecto sobre los ecosistemas en caso de que ocurra

Gradiente Oriente-Occidente en Precipitacion

Estacionalidad % (Desv Stand)

Promedio annual (mm/año)

Aproximacion al efecto del CC en bosques del Caribe • Con base en inventarios florísticos (entre 0,25 y 1 ha) distribuidos ampliamente de Este a Oeste en la CCC, se encontró que variables climáticas como el índice de aridez, la estacionalidad de la precipitación y la temperatura explican gran parte de la variación en la biomasa y la diversidad de estos bosques.

PATRONES Y DETERMINANTES AMBIENTALES DE LA ESTRUCTURA Y DINAMICA DEL BOSQUE EN COLOMBIA (JBMED, 2007)

Esteban Álvarez Camilo Zalamea Alvaro Cogollo Carlos Pedraza Alvaro Duque Oliver Phillips Fernando Fernandez Omar Melo Juan Adarve et al. En preparacion

PREGUNTAS COMO AFECTA EL AMBIENTE (Suelos, Clima, Relieve) LA ESTRUCTURA, DIVERSIDAD Y DINAMICA DEL BOSQUE EN COLOMBIA??? ES POSIBLE PREDECIR LOS EFECTOS DEL CAMBIO CLIMATICO?

ESTRUCTURA Y DINAMICA DEL BOSQUE EN COLOMBIA

DIVERSIDAD DE ARBOLES

BIOMASA ton/ha

PRODUCTIVIDAD ton/ha

Como estan determinadas por el ambiente?????

PARCELAS E INFORMACION AMBIENTAL PARA COLOMBIA

Precipitacion mm/year

Temperatura oC

ToC Estacionalidad

N meses seco

Variables Ambientales MODIS - IAF

IGBP - Suelos

WORDCLIM - Clima

Distribución de las parcelas y representatividad ambiental 34 parcelas (0,25 – 1 ha) en Bosque seco 14 en la Costa Caribe

PATRONES DE DIVERSIDAD DE ARBOLES EN COLOMBIA

DIVERSIDAD BETA FAMILIAS

Clima y estructura del bosque en Colombia Tree diversity - Alpha Fisher (spp/ha)

Biomass – ton/ha

180

Tree Alpha Diversity (spp/ha)

160

Rs = -0,43**

140

120 100 80 60 40

20

Rs = -0,41**

0 0

50 Sesonality precipitación

100

BOSQUES Y CLIMA EN COLOMBIA

Magdalena medio

Bosques estacionales < 1000 msnm Bosques No estacionales < 1000 msnm Bosques no estacionales > 1000 msnm

Bosques estacionales < 1000 msnm

Alvarez et al. en prep

Models that best explain the structure of the forest in Colombia Aboveground biomass Intercept Water deficit Tree cover RSE=0.3974 Mult. R2=0.68

Estimate 4.92625700 -0.0017593 0.0082942 DF=195 Adj. R2=0.67

SE 0.1129134 0.0001579 0.0016241 F=203.1 P=2.2e-16

t 44 -11 5

P 2.e-16 2.e-16 7.77e-07

Estimate -0.8326131 0.0020062 0.0009244 0.0066822 -0.0177104 DF=134 Adj. R2=0.51

SE 11555,679 0.0002177 0.0003720 0.0027895 0.0054676 F=37.17 P=2.2e-16

t -0.721 9,216 2,485 2,395 -3,239

P 0.47246 5.66e-16 0.01418 0.01798 0.00151

Fisher`s alpha (Intercept) Actual evapotranspiration Mean vertical polarization Tree cover Diurnal temperature range RSE=0.5456 Mult. R2=0.53

Predicción de los patrones de diversidad y biomasa del bosque en Colombia Tree Alpha Diversity (spp/ha)

Tree AG Biomass (ton/ha)

High : 162

High : 313

Low : 0

Low : 0

Tree diversity - Alpha Fisher (spp/ha)

Biomass – ton/ha

VULNERABILIDAD DE LOS BOSQUES DEL CARIBE COLOMBIANO AL CAMBIO CLIMATICO 71

15

351

No. Esp y = 0.02x - 12.6 R² = 0.71

13

51

Biomasa 301

y = 0.004x - 0.33 R² = 0.76

41

31

9

7

201

151

21

5

101

11

3

51

1

1 0

1000

2000

3000

4000

Precipitacion anual (mm/año)

y = 0.093 - 35.78 R² = 0.64

251

Biomasa (ton/ha)

N Fami (Alfa Fisheer)

11

1 0

1000

2000

3000

4000

Precipitacion anual (mm/año)

0

1000

2000

3000

RELACION ENTRE DIVERSIDAD, BIOMASA Y PRECIPITACION EN BOSQUES DEL CARIBE

CAMBIOS EN DIVERSIDAD Y BIOMASA DEL BOSQUE SECO CON ANOMALIAS EN LA PRECIPITACION: REDUCCION DE 200 mm/año en el Caribe PRECIP 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600

NFAM 47 44 40 37 34 31 28 24 21 18 15 12 8

DIF 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

NESP 135 124 114 103 93 83 72 62 51 41 31 20 10

DIF 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

4000

Precipitacion anual (mm/año)

Alvarez et al. en prep

Bosque Seco

N spp árboles (Alfa Fisheer)

61

NFam

BIOMASA 243 225 206 187 169 150 132 113 94 76 57 39 20

DIF 0 8 8 9 10 11 12 14 16 20 25 32 48

QUE HACER?? 1) Evaluar en detalle almacenamientos de carbono (aéreo, subterraneo, suelos) 2) Particularmente en los bosques secundarios. 3) Iniciar procesos de restauracion de ecosistemas a partir del conocimiento de los rasgos funcionales de las especies

INCREMENTO EN BIOMASA PARA BOSQUES DE COLOMBIA

El sumidero observado en los bosques de Colombia es similar al del resto de Amazonia (0,81 ton C/ha). Equivale a las emisiones totales De Colombia No parece haber sido afectado por las sequias 2005 y 2010

DIVERSIDAD FUNCIONAL DEL BOSQUE SECO EN COLOMBIA ANALISIS: Se creo un matriz de Especies vs Rasgos Funcionales RASGO FUNCIONAL

Especie

Anacardium excelsum

Aspidosperma dugandii

Astronium graveolens

Bulnesia arborea

Bursera graveolens

0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

Alta Baja RESISTENCIA A Media LA SEQUIA Muy Alta Muy baja Dosel ESTRATEGIA DE Emergente CRECIMIENTO Sotobosque Subdosel Anemocooria Dehis expl SINDROME DE Endozoocoria DISPERSION Hidrocoria Sinzocooria ESTRATEGIA DE Pionera tardía REGENERACIIO Pionera temprana Tolerante N

-

Bursera otras 112 spp simarouba 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0

etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc. etc.

Se analizaron las agrupamientos de las especies por rasgos funcionales Mediante un análisis multivariado de clasificación (METODO DE WARD CON DISTANCIAS EUCLIDIANAS) se identificaron los Grupos Funcionales

GRUPOS FUNCIONALES DEL BOSQUE SECO EN COLOMBIA Distancia Euclidiana 240

200

160

120

80

Grupo Funcional

1

1 2

2

3

3 Dendrogram

4

Ward's Method,Euclidean

El análisis multivariado de clasificación permitió identificar 6 grupos funcionales

40

0

RESULTADO ANALISIS DE CLASIFICACION

Albi_cari Lueh_cand Pter_acap Trip_amer Simi_cord Case_acul Guap_uber Cord_alba Cocc_cara Alib_edul Capp_indi Capp_verr Swar_simp Tali_oliv Buch_capi Cord_sebe Cocc_padi Amyr_sylv Buln_arbo Meli_biju Myrc_sp Plat_pinn Tabe_sp Tabe_rose Aspi_duga Plat_eleg Cent_para Tabe_chrys Tabe_serr Tabe_chrye Euge_acap Mayt_vert Mach_sp Poep_proc Case_argu Cocc_sp Ficu_trig Guaz_ulmi Tric_hirt Neea_anis Tric_acum Pith_ligu Case_sp2 Geni_amer Cres_cuje Neea_nigr Soro_affi Rand_arma Crat_tapi Anac_exce Ente_cycl Bros_alic Spon_radl Sloa_sp1 Ficu_sp Guap_cost Scia_exce Bros_guia Mani_sapo Macl_tinc Capp_odor Eryt_sp1 Lica_sp Prad_colo Astr_grav Burs_sima Glir_sepi Hura_crep Lecy_mino Pari_pach Macr_sp1 Sene_sp Bomb_quin Gyro_amer Pseu_sept Cava_plat Ceib_pent Burs_grav Coch_viti Jaca_digi Ster_apet Spon_momb

4

DESCRIPCION Pioneras tempranas, alcanzan el dosel, con altas tasas de crecimiento Tolerantes, del dosel con tasas de crecimiento promedia y alta resistencia a la sequia Pioneras tempranas, del sotobosque, con bajas tasas de crecimiento Pioneras tardias, del subdosel, bajas tasas de crecimiento, mediana tolerancia a la sequia

5

Pioneras tardias, Arboles emergentes, con alta densidad de madera en su estado adulto, y altas tasas de crecimiento.

6

Pioneras tempranas y tardías, que pueden alcanzar el dosel siendo algunas emergentes baja resistencia a la sequia

5

6

CONCLUSIONES • Los modelos predicen que con una reducción de 200 mm/año en promedio para la región, se perdería un 10% de las reservas de carbono/ha entre los bosques de Urabá y Bolívar y un 32% entre Bolívar y el Sur de la Guajira. • Un patrón similar se observó para la biodiversidad con una reducción de 3 familias/ha y 10 especies/ha de árboles, con 200 mm/año menos de precipitación. Este análisis, aunque preliminar, indica la urgencia con la que se deben implementar acciones de conservación y restauración de los bosques del Caribe colombiano en el marco de los programas de adaptación al cambio climático.

• La Red de Parcelas Permanentes Representa una oportunidad unica para evaluar la composicion, estructura y funcion de los bosques del Caribe en el contexto del cambio climatico. • Hacer Sinergia entre las instituciones secas (U del Magdalena, U del Atlantico, U de Sucre) y humedas (Jardin Botanico de Medelin), del Caribe (incluidas las CARs).