Diversidad multidimensional de bosques tropicales en un gradiente de altitud en la Cordilleira de los Andes

Abstract

La diversidad es un tema prioritario en ecología y los patrones de estructuración de las comunidades vegetales en los trópicos son difíciles de entender y modelar para los ecólogos de vegetación. La región de Los Andes presenta una complejidad de gradientes de altitud, suelos, clima y microhábitats, que generan heterogeneidad de las comunidades vegetales. Es necesario realizar investigaciones incluyendo otras dimensiones de la diversidad además de la taxonómica. Las nuevas dimensiones para evaluar la relación entre diversidad y funcionamiento ecosistémico son la diversidad funcional y la diversidad filogenética. El objetivo principal de este estudio es conocer los patrones de la multidimensionalidad de la diversidad en bosques de una región de la cordillera de los Andes en Colombia y establecer los patrones de las tres dimensiones de la diversidad determinados por las variables ambientales a lo largo del gradiente altitudinal. El área de estudio fue la cuenca del Río Quindío en Colombia. El gradiente va de 2.100 a 3.500 m. Se establecieron 12 parcelas de 2.500 m2 y se midieron los árboles con DAP ≥ 5 cm. Se midieron los rasgos funcionales área foliar específica, tamaño de hoja y densidad de madera para todas las especies. El Capítulo 1 aborda la diversidad taxonómica, se encontró una relación de diminución de la riqueza y aumento de la dominancia con la altitud. El Capítulo 2 aborda la diversidad funcional, fueron encontrados 5 grupos funcionales y la riqueza de los grupos disminuye con la altitud. Por su parte los índices de diversidad funcional mostraron una diminución con la altitud. El Capítulo 3 aborda la estructura filogenética de las comunidades, se encontró que el gradiente altitudinal genera un filtro ambiental que hace que las comunidades sean agrupadas filogenéticamente en la parte alta y dispersas filogenéticamente en la parte media y baja. Finalmente, el Capítulo 4 exploró las relaciones de las tres dimensiones de la diversidad, encontrándose una diminución de las tres dimensiones con la altitud. También fue explorada la diversidad verdadera de números de Hills, encontrándose una influencia menor de la altitud sobre la diversidad calculada con las especies dominantes, mostrando importancia de las especies raras en la comprensión de la relación de las tres dimensiones de la diversidad y generando nuevas preguntas para futuras investigaciones en la región de Los Andes.

Diversity is a priority issue in ecology and the structuring patterns of plant communities in the tropics are difficult to understand and model for vegetation ecologists. The region of Los Andes presents a complexity of gradients of altitude, soils, climate and microhabitats, which generate heterogeneity of plant communities. It is necessary to carry out research including other dimensions of diversity besides taxonomy. The new dimensions to assess the relationship between diversity and ecosystem functioning are functional diversity and phylogenetic diversity. The main objective of this study is to know the patterns of multidimensionality of diversity in forests of a region of Los Andes mountain range in Colombia and to establish the patterns of the three dimensions of diversity determined by the environmental variables along the altitudinal gradient. The study area was the Río Quindío basin in Colombia. The gradient ranges from 2,100 to 3,500 m. Twelve plots of 2,500 m2 were established and trees with DBH ≥ 5 cm were measured. The functional traits of specific leaf area, leaf size and wood density for all species were measured. Chapter 1 deal with taxonomic diversity, finding a relationship of diminution of richness of species and increase of dominance with altitude. Chapter 2 addresses functional diversity, 5 functional groups were found, and the richness of the groups decreases with altitude. On the other hand, functional diversity indexes showed a decrease with altitude. Chapter 3 deal with the phylogenetic structure of the communities, it was found that the altitudinal gradient generates an environmental filter that causes the communities to be phylogenetically grouped in the upper part and phylogenetically dispersed in the middle and lower parts. Finally, Chapter 4 explored the relationships of the three dimensions of diversity, finding a diminution of the three dimensions with altitude. The true diversity of Hills numbers was also explored, finding a lower influence of altitude on the diversity calculated with the dominant species, showing the importance of the rare species in understanding the relationship of the three dimensions of diversity and generating new questions for future research in Los Andes region.

A diversidade é uma questão prioritária na ecologia e os padrões de estruturação das comunidades vegetais nos trópicos são difíceis de entender e modelar para os ecologistas da vegetação. A região dos Andes apresenta uma complexidade de gradientes de altitude, solos, clima e microhabitats, que geram heterogeneidade de comunidades vegetais. É necessário realizar pesquisas incluindo outras dimensões da diversidade além da taxonomia. As novas dimensões para avaliar a relação entre diversidade e funcionamento do ecossistema são diversidade funcional e diversidade filogenética. O principal objetivo deste estudo é conhecer os padrões de multidimensionalidade da diversidade em florestas de uma região da Cordilheira dos Andes na Colômbia e estabelecer os padrões das três dimensões da diversidade determinadas pelas variáveis ambientais ao longo do gradiente de altitude. A área de estudo foi a bacia do Rio Quindío na Colômbia. O gradiente varia de 2.100 a 3.500 m. Doze parcelas de 2.500 m2 foram estabelecidas e árvores com DAP ≥ 5 cm foram medidas. Os traços funcionais de área específica da folha, tamanho da folha e densidade da madeira para todas as espécies foram medidas. O Capítulo 1 trata da diversidade taxonômica, encontrando uma relação de diminuição da riqueza e aumento da dominância com a altitude. O Capítulo 2 aborda a diversidade funcional, 5 grupos funcionais foram encontrados e a riqueza dos grupos diminui com a altitude. Por outro lado, os índices de diversidade funcional mostraram uma diminuição com a altitude. O Capítulo 3 aborda a estrutura filogenética das comunidades, verificou-se que a altitude gera um filtro ambiental que faz com que as comunidades estejam aglomeradas filogeneticamente na parte alta e filogeneticamente dispersa no meio e inferior. Finalmente, o Capítulo 4 explorou as relações das três dimensões da diversidade, encontrando uma diminuição das três dimensões com a altitude. Também foi explorada a diversidade verdadeira dos números de Hills, encontrando uma menor influência da altitude na diversidade calculada com as espécies dominantes, mostrando a importância das espécies raras na compreensão da relação das três dimensões da diversidade e gerando novas questões para futuras pesquisas na região dos Andes.