Estimación de almacenamiento de carbono en un bosque tropical secundario en el Centro de Sustentabilidad CIEE, Monteverde, Costa Rica

Área de estudio

Este estudio se realizó en el campus de CIEE San Luis con parcelas de monitoreo establecidas por primera vez por Diana y Milton Lieberman en 1997 y 2014 en el área Ecolodge San Luis y la Estación Biológica (campus de la Universidad de Georgia, Costa Rica) y compradas por CIEE en 2019. El área tiene 50 acres de bosque en el Valle de San Luis en las partes altas a 1100 m sobre el nivel del mar.³⁵. Según Holdridge, está clasificado como Bosque Húmedo Premontano y es parte del Área de Conservación Arenal-Monteverde.^36,37. La propiedad está rodeada por el Área de Conservación del Bosque Nuboso de Monteverde y el bosque lluvioso eterno de los niños, y cuenta con una flora y fauna únicas del bosque nublado arriba y el bosque seco abajo. En Costa Rica, el hábitat del bosque húmedo premontano experimentó una rápida deforestación a mediados o finales del siglo XX, ya que grandes áreas se convirtieron en pastizales. Como resultado, los bosques siguen siendo el bosque seco tropical que es el hábitat más alterado y en declive del país.³⁸.

El área de estudio se basa en dos parcelas preformadas en el campus, Camino Real y Zapote. Ambas parcelas son de 100 m × 100 m (1 ha) divididas en 25 partes. Camino Real es un sitio a lo largo de la ruta Camino Real con un punto suroeste a 10 ° 16.800 ′ N, 84 ° 47.952 ′ W. Se estableció en una parte del bosque secundario al sur del campus principal y las mediciones de DAP comenzarán en 2014. El sitio Zapote está ubicado al norte de la a lo largo de la ruta, y su ángulo noroeste es 10 ° 17.321 ‘N, 84 ° 47.800’ W. Históricamente, gran parte de la propiedad se ha utilizado para café, guayaba, banano y tierras de pastoreo hasta la década de 1970. . Sin embargo, el área en el sitio de Zapote era menos intensa y recordaba más a un bosque del tesoro en comparación con el sitio del Camino Real en las laderas más bajas de una propiedad cerca de Río Alondra, como se muestra.³⁹ Figura 3.

Plano del campus y ubicación de las Parcelas Zapote y Camino Real. Mapa del campus con contorno rojo, áreas de bosque correspondientes a Zapote en azul y Camino Realia en verde. (2018 Google, Imagen © 2019 Maxar Technologies).

métodos

Las evaluaciones de biomasa, captura y secuestro de carbono son un área activa de investigación y se han publicado varios métodos.^{30,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48, 49}. En este estudio, la estimación de las existencias de carbono se derivó directamente de las variables dasométricas de los árboles midiendo las propiedades de los árboles de muestra en el campo, como los diámetros (DAP), la altura de los árboles y utilizando una ecuación alométrica. Todas las mediciones en este estudio se realizaron de acuerdo con la Norma Nacional INTE / DN 03: 2016 de Costa Rica Metodología para cuantificar y reportar emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la silvicultura (Norma Nacional INTE / DN 03: (2016)).⁵⁰. Este es el estándar oficial para el desarrollo de un programa de neutralidad de carbono y un protocolo para el establecimiento y medición de muestreos permanentes en bosques naturales.³⁹.

Diseño experimental

Cada parcela de una hectárea se dividió en 25 subparcelas y luego en 20 subdivisiones de 20 x x 20 metros (Figura 4). Este plan representó el 40% de las dos parcelas de una hectárea encuestadas y el 1.6% del área total de bosque (20 parcelas de 0.04 ha / 50 ha cada una).⁻¹= 1,6%).

Las subdescripciones seleccionadas para este estudio son subimágenes sombreadas.

Consulta de parcela

Las parcelas, Zapote y Camino Real, se establecieron por primera vez en 2014. Por lo tanto, antes de ir al campo, fue necesario estudiar los datos recogidos previamente. Esto incluyó una lista de árboles con un DAP ≥ 10 cm, el número asignado, las especies, las medidas de diámetro y condiciones del árbol registradas previamente y sus coordenadas. Durante la consulta, si el árbol necesitaba un nuevo identificador; Por ejemplo, si la etiqueta faltaba, se rompía, se caía o estaba cubierta de madera, se hacía una nueva y se colocaba en el árbol para su uso posterior.

La esquina noroeste del sitio de Zapote fue identificada por GPS, luego se usó una brújula para buscar las siguientes secciones y se verificó en un mapa permanente del sitio. Siempre que fue posible, se colocaron las marcas en las esquinas de las piezas. En cada subcolumna, se utilizaron los números de identificación del árbol y una hoja de datos señalizada para volver a verificar que el árbol tenía la submarca especificada. Dado que la mayoría de los puntos de medición de los árboles no estaban marcados, se numeró el árbol, se midió el DAP (1,3 m desde la base del árbol) y se marcó con pintura para uso futuro.

La esquina suroeste del sitio Camino Real fue identificada por GPS y luego se usó una brújula para buscar las siguientes secciones. Además, las etiquetas del árbol de Camino Real indicaron el número de la subcolumna que figura en la etiqueta (1–25), lo que también ayudó a encontrar la ubicación correcta de la parcela. Los sitios de medición de los árboles en el Camino Real estaban bien marcados con pintura y se confirmó el DAP.

Procedimiento de medición de madera

Las mediciones para este estudio se realizaron en junio-agosto de 2019. Se midieron todos los árboles con DAP ≥ 10 cm y una altura de al menos el 10% de los árboles en la parcela.

La altura del árbol se determinó con una dimensión de palo (cilindro telescópico para alturas) para obtener la altura total del árbol en una subcolumna determinada. Si el árbol estaba por encima de la columna (40 pies, 12,1 m), se estimó la altura o se utilizó la altura media dentro de la subcolumna. Se registró el estado de cada árbol según las condiciones definidas en Sánchez-Monge³⁹.

Si el árbol parecía un recién llegado, se midió su DAP para determinar si en realidad era ≥ 10 cm. El nuevo reclutador se marcó con cinta de color con un nuevo número de árbol, que se proporcionó sobre la base del formulario como el siguiente número de la subencuesta. El número, el diámetro, la condición y la ubicación del árbol se registraron luego en función de su proximidad a otros árboles.

Si el árbol no se encuentra basado en las coordenadas del formulario de datos, se anota el código de condición 16 (árbol no encontrado). Si un árbol medido previamente ha muerto, se registra como muerto y no se mide.

Cálculo de CO₂

La siguiente ecuación alométrica, Eq. (1), se utilizó para calcular el carbón sobre el suelo almacenado en la parcela:

Para estimar la cantidad de carbono capturado, CO₂e, se utilizó un factor de conversión de una tonelada de biomasa forestal de aproximadamente 0,5 toneladas de carbono.

El área base es DAP²* (π / 4) y B es la altura del árbol.

Sin embargo, la madera no es un cilindro completo, por lo que las directrices del IPCC requieren el uso de varios factores, siendo los “factores de ajuste”⁵¹:

• FF es un factor de “ajuste de forma” que tiene en cuenta el cambio de diámetro en relación con la altura. El FF varía según la especie de árbol, pero si no se pudo identificar la especie, el IPCC permite un FF de árbol forestal de 0,7, lo que significa que el diámetro promedio es el 70% del DAP.

• CF es la fracción de carbono que representa la cantidad estimada de carbono almacenado en el tronco y se considera que es alrededor del 50% o 0,5.

• BSW es ​​la gravedad específica básica, que se refiere al peso de la madera seca en la madera. Varía según la especie y está relacionada con la densidad de árboles. Si se desconoce la especie de árbol, el IPCC recomienda utilizar un valor de 0,5⁵¹.

• BEFa y BEFg se refieren al volumen de ramas y hojas (BEFa) y raíces (BEFg). Para la biomasa aérea, la estimación para ambos fue de 1,2 de volumen corporal, calculado como el área base multiplicada por la altura.

Finalmente, 3.67 es la relación en peso de carbono a dióxido de carbono. Esto significa que una tonelada de carbono equivale a 3,67 toneladas de dióxido de carbono.₂ (obtenido a partir de los pesos moleculares de CO₂ y carbono, 44/12).

Extrapolado a 50 hectáreas

Para estimar la cantidad total de carbono capturado, se utilizó una imagen de Google Earth del campus de CIEE para estimar qué parte del bosque era similar a Zapote, una parcela madura, y qué parte de una parcela aparentemente perturbada como Camino Real. Todas las áreas boscosas densas se definieron como más maduras, mientras que las áreas con más pastos y bajo crecimiento se definieron como más jóvenes, correspondientes a Zapote y Camino Real. La Figura 3 muestra un mapa del campus con las áreas para adultos en azul y las áreas menos maduras en verde. Se encontró que el paisaje era de 22 ha como Zapote y 28 ha como Camino Real.