Patrones de diversidad, estructura y stock de carbono en los bosques secos de Colombia: contribuciones para la restauración de estos ecosistemas

Abstract

El bosque seco Tropical (bs-T) es el ecosistema más degradado de Colombia, principalmente por la influencia de factores antropogénicos. Sin embargo, la decisión de llevar a cabo una restauración eficaz en un ecosistema altamente degradado depende del conocimiento científico de la ecología. Además, los estudios ecológicos de las relaciones entre patrones de comportamiento proporcionan información sobre el estado real de la biodiversidad. Así, el objetivo principal de esta investigación fue obtener relaciones de los patrones de diversidad, estructura y stock de carbono en comunidades arbóreas en el bs-T de Colombia, como un aporte a la restauración funcional de estos ecosistemas. La investigación fue dividida en tres capítulos, el primero describió la distribución geográfica y los patrones fitogeográficos de los fragmentos en el bs-T de Colombia, el segundo evaluó los efectos del factor abiótico (déficit hídrico climatológico), atributos taxonómicos (composición de especies y riqueza) y atributos estructurales (densidad de la madera y diámetro máximo del árbol) sobre el carbono almacenado en la biomasa aérea en el bs-T de Colombia y el tercero analizó la relación entre la estructura y la riqueza de los árboles con el almacenamiento de carbono en el suelo en el bs-T de Colombia. Fue utilizada una base de datos que recopila información sobre la composición florística en el bs-T Colombiano, y bases de datos globales para la construcción de una nueva base de datos, con información sobre patrones ecológicos a lo largo de un gradiente latitudinal. Se usaron diferentes métodos estadísticos y tipos de modelos para probar las relaciones ecológicas. Este estudio mostró la distribución fitogeográfica del bs-T, describió la variabilidad florística e identificamos las especies de alto valor ecológico en un lugar determinado. Los resultados fitogeográficos, demostraron que existe una alta variación florística en los diferentes taxones (familia, género y especie), y de su abundancia y riqueza a nivel local y regional. Los patrones fitogeográficos observados en este estudio son fundamentales para identificar los sitios prioritarios para conservación y restauración de un ecosistema que ha sido fuertemente fragmentado. Se encontró relaciones macroecológicas donde la distancia geográfica y déficit hídrico climatológico influyen en las diferencias de la riqueza y composición de especies arbóreas. El diámetro de árbol (DBHmax), es el principal predictor en el incremento del almacenamiento de carbono. Además, contribuimos en el conocimiento de las relaciones funcionales entre diversidad-biomasa en el bs-T, donde el carbono estuvo mejor representado en los sitios con mayor riqueza de especies. Por tanto, la variabilidad del carbono depende de la estructura de la biodiversidad y ésta a su vez está determinada por el estado de conservación en el que se encuentran los bosques secos secundarios. Además, tan solo el 1.05% de las especies controlaron más de la mitad (50.12%) del almacenamiento de carbono en los bosques secos de Colombia. Finalmente buscamos aportar al conocimiento funcional basado en el almacenamiento de carbono en los bosques secos de Colombia, para que sean creadas estrategias de restauración cada vez más adecuadas con las necesidades del ecosistema y que contribuyan en los esfuerzos globales de mitigación del cambio climático. Palabras-clave: Diversidad. Gradientes climáticos. Fitogeográfico, Estructura, Carbono sobre el suelo.

The dry tropical forest (bs-T) is the most degraded ecosystem in Colombia, mainly due to the influence of anthropogenic factors. However, the decision to carry out an effective restoration in a highly degraded ecosystem depends on scientific knowledge of ecology. Furthermore, ecological studies of the relationships between behavior patterns provide information on the real state of biodiversity. Thus, the main objective of this research was to obtain relations of the patterns of diversity, structure and carbon stock in tree communities in the bs-T of Colombia, as a contribution to the functional restoration of these ecosystems. The research was divided into three chapters, the first described the geographic distribution and phytogeographic patterns of the fragments in Colombia's fs-T, the second evaluated the effects of the abiotic factor (climatological water deficit), taxonomic attributes (species composition and richness) and structural attributes (wood density and maximum tree diameter) on carbon stored in aerial biomass in Colombia's fs-T and the third analyzed the relationship between tree structure and wealth with carbon storage on the ground at Colombia's fs-T. A database was used that gathers information on the floristic composition in Colombia's bs-T, and global databases for the construction of a new database, with information on ecological patterns along a latitudinal gradient. Different statistical methods and types of models to test ecological relationships. This study showed phytogeographic distribution of the bs-T, described the floristic variability and identified the species of high ecological value in a given location. The phytogeographic results showed that there is a high floristic variation in the different taxa (family, genus and species), and of their abundance and richness at the local and regional level. The phytogeographic patterns observed in this study are fundamental to identify the priority sites for conservation and restoration of an ecosystem that has been strongly fragmented. Macroecological relationships were found where geographic distance and climatological water deficit influence differences in the richness and composition of tree species. The tree diameter (DBHmax) is the main predictor of the increase in carbon storage. In addition, we contribute to the knowledge of the functional relationships between diversity-biomass in the bs-T, where carbon was better represented in the sites with the highest species richness. Therefore, the variability of carbon depends on the structure of biodiversity and this in turn is determined by the state of conservation in which the secondary dry forests are found. Furthermore, only 1.05% of the species controlled more than half (50.12%) of the carbon storage in the dry forests of Colombia. Finally, we seek to contribute to the functional knowledge based on carbon storage in the dry forests of Colombia, so that restoration strategies are created more and more adapted to the needs of the ecosystem and that contribute to global efforts to mitigate climate change. Keywords: Diversity. Climate gradients. Phytogeographic. Structure Avobeground carbon stock.