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Identificación y caracterización de tipos de bosque tropical sobre un gradiente altitudinal en Costa Rica: el caso “Caribe-Villa Mills”

by Veintimilla Ramos, Darío Alfredo; CATIE, Turrialba (Costa Rica). Escuela de Posgrado.
Type: materialTypeLabelBookPublisher: Turrialba (Costa Rica) CATIE 2013Description: 125 páginas 17 ilustraciones, 15 tablas 21.59 x 27.94 cm. +.Subject(s): BOSQUE TROPICAL | ECOLOGIA | COMPOSICION BOTANICA | BIODIVERSIDAD | MODELIZACION DEL MEDIO AMBIENTE | MODELOS | ESTIMACION | IDENTIFICACION | ESPECIES | VARIEDADES | MODELACION | BOSQUES | CAMBIO CLIMATICO | GRADIENTES ALTITUDINALES | ADAPTACION | COSTA RICAOnline Resources: Texto completo (Es) | http://hdl.handle.net/11554/9020 Summary: Los ecosistemas tropicales de montaña son de gran importancia a nivel global por su alta biodiversidad, provisión de servicios ecosistémicos para las comunidades que conviven en estos hábitats y por ser ecosistemas sumamente frágiles a perturbaciones ambientales y de tipo antrópico. El estudio de bosques a lo largo de gradientes altitudinales es importante en función de enriquecer el conocimiento acerca de los diversos procesos ecológicos y evolutivos inherentes en estos bosques, ya que su compleja topografía y variación climática en cortas distancias los proyectan como excelentes laboratorios para la evaluación de la relación de la biodiversidad con variaciones ambientales y para el monitoreo de la respuesta de los ecosistemas al cambio climático. En 32 parcelas de muestreo de 0,25 ha, ubicadas en un gradiente altitudinal que va de los 400 msnm en el Parque Nacional Barbilla hasta los 3000 msnm en la Reserva Forestal Río Macho (Costa Rica), se estudió todos los árboles, palmas, helechos arborescentes ≥ 10 cm dap, y lianas ≥ 2cm dap con el objetivo de identificar y caracterizar tipos de bosque a lo largo del gradiente altitudinal, conocer la abundancia y distribución de las especies, su respuesta a variables ambientales (climáticas y edáficas) y conocer el efecto potencial en la distribución por efectos del cambio climático. Se identificó más de 400 especies de árboles, helechos, palmas y alrededor de 80 morfoespecies de lianas, agrupados en cuatro tipos de bosque a través de análisis multivariados, cada uno caracterizado por un alto recambio de especies y distribuidos en diferentes elevaciones a lo largo del gradiente altitudinal. El análisis de la variación de composición florística en función de las variables de clima, suelo, distancia geográfica y elevación, evaluada por medio del método de partición de la varianza indica que el clima es el principal mecanismo de recambio de especies en el gradiente altitudinal, seguido por los factores de suelo. Esto apoya la hipótesis de ensamblaje de nicho como el principal mecanismo para el recambio de especies y el mantenimiento de la diversidad beta en el gradiente altitudinal, dejando un papel secundario a la limitación por dispersión en la explicación de la variación florística. La modelación de la distribución potencial actual y futura bajo escenarios de cambio climático se realizó con 14 especies indicadoras de tipos de bosque en el gradiente altitudinal, usando siete escenarios de la familia A1B, para los años 2020 y 2080 respectivamente. La modelación se realizó mediante la técnica de Ordenación Aditiva Restringida con base en las abundancias de nueve especies, y mediante la técnica de Ordenación Cuadrática Restringida en base a la probabilidad de ocurrencia de cinco especies. Las variables predictoras empleadas en la modelación fueron la temperatura media anual (Tma), rango medio diurno de temperatura (Tmrd), temperatura media del trimestre más húmedo (Tmht), precipitación del mes más seco (Psm), precipitación estacional (Pe) y precipitación del trimestre más seco (Pst). Para los escenarios A1B proyectados al año 2020 se prevé un aumento en la temperatura promedio anual de aproximadamente 1 °C, mientras que para los escenarios proyectados al año 2080 se prevé un aumento en la temperatura promedio anual de 4 °C aproximadamente. Las variables ambientales con coeficiente de restricción más alto y de mayor peso en los modelos fueron la temperatura media anual, la precipitación del trimestre más seco y la precipitación del mes más seco. Los modelos futuros predicen una reducción en el área de distribución de todas las especies y el aumento en el rango superior de distribución altitudinal de especies de la parte baja y media del gradiente, mientras que para especies de la parte alta del gradiente, el rango inferior de distribución tiende a reducirse. Cuatro especies presentaron una reducción entre el 60 y 94% del área óptima total que potencialmente pueden ocupar para el año 2080 con respecto a la distribución actual, lo que muestra evidencia de que un eventual cambio en el clima representa una amenaza para estas especies.Summary: Tropical mountain ecosystems are important globally for their high biodiversity, ecosystem service provision for communities who are living in these habitats, and for being highly fragile ecosystems to both human and environmental disturbances. The study of forests along altitudinal gradients is important in terms of increasing knowledge about the various ecological and evolutionary processes inherent in them, since their complex topography and climate variation over short distances make them excellent laboratories for assessment of the relationship of biodiversity and environmental variations, and for monitoring the response of ecosystems to climate change. In 32 sample plots of 0.25 ha, located along an altitudinal gradient ranging from 400 meters in the Barbilla National Park up to 3000 m in the Rio Macho Forest Reserve (Costa Rica), we studied all trees, palms, ferns ≥ 10 cm dbh and lianas ≥ 2 cm dbh in order to identify and characterize forest types along the altitudinal gradient, and to determine the abundance and distribution of species, their response to environmental variables (climate and soil) and the potential effects of climate change on their distributions. More than 400 species of trees, ferns and palms, and around 80 morpho-species of lianas were identified, grouped in four forest types through multivariate analysis, each one characterized by high species turnover and distributed at different elevations along the altitudinal gradient. The analysis of the variation in species composition in terms of the climate and soil variables, geographical distance and elevation, evaluated by variation partitioning indicates that climate is the main mechanism of species turnover along the altitudinal gradient, followed by soil factors. This supports the hypothesis of niche assembly as the main mechanism for species turnover and maintaining beta diversity along the altitudinal gradient, leaving a secondary role to dispersion limitation in explaining floristic variation. The modeling of the current and future potential distribution under climate change scenarios was conducted with 14 indicator species of the forest types in the altitudinal gradient, using a set of seven scenarios from the A1B family for the years 2020 and 2080 respectively. The modeling was performed using Constrained Additive Ordination based on the abundance of nine species, and Constrained Quadratic Ordination based on the probability of occurrence of five species. Predictor variables used in the modeling were the mean annual temperature (Tma), mean diurnal range of temperature (Tmrd), mean temperature of wettest quarter (Tmht), precipitation of driest month (Psm), precipitation seasonality (Pe) and precipitation of driest quarter (Pst). The A1B scenario for 2020 project an increase in the average temperature of about 1 ° C, while the scenarios for 2080 project an increase in the average temperature of 4 ° C approximately. Environmental variables with the highest and heaviest weighted restriction coefficients in the models were the average temperature, precipitation of driest quarter and precipitation of the driest month. Future models predict a reduction in the range of all species and the increase in the upper range of altitudinal distribution of species from the lower and intermediate parts of the altitudinal gradient, whereas species from the higher part of the altitudinal gradient show reductions in the lower parts of their ranges. Four species showed a reduction between 60 and 94% of the total area they can potentially occupy by 2080 with respect to the current distribution, which shows evidence that any possible future change of climate poses a threat to these species. List(s) this item appears in: Diálogo de saberes
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Location Collection Call number Status Date due
BCO
Colección de Tesis Thesis V427i Available

Tesis (Maestría en Manejo y Conservación de Bosques Tropicales y Biodiversidad) - CATIE. Escuela de Posgrado. Turrialba (Costa Rica), 2013

Incluye bibliografía

Los ecosistemas tropicales de montaña son de gran importancia a nivel global por su alta biodiversidad, provisión de servicios ecosistémicos para las comunidades que conviven en estos hábitats y por ser ecosistemas sumamente frágiles a perturbaciones ambientales y de tipo antrópico. El estudio de bosques a lo largo de gradientes altitudinales es importante en función de enriquecer el conocimiento acerca de los diversos procesos ecológicos y evolutivos inherentes en estos bosques, ya que su compleja topografía y variación climática en cortas distancias los proyectan como excelentes laboratorios para la evaluación de la relación de la biodiversidad con variaciones ambientales y para el monitoreo de la respuesta de los ecosistemas al cambio climático. En 32 parcelas de muestreo de 0,25 ha, ubicadas en un gradiente altitudinal que va de los 400 msnm en el Parque Nacional Barbilla hasta los 3000 msnm en la Reserva Forestal Río Macho (Costa Rica), se estudió todos los árboles, palmas, helechos arborescentes ≥ 10 cm dap, y lianas ≥ 2cm dap con el objetivo de identificar y caracterizar tipos de bosque a lo largo del gradiente altitudinal, conocer la abundancia y distribución de las especies, su respuesta a variables ambientales (climáticas y edáficas) y conocer el efecto potencial en la distribución por efectos del cambio climático. Se identificó más de 400 especies de árboles, helechos, palmas y alrededor de 80 morfoespecies de lianas, agrupados en cuatro tipos de bosque a través de análisis multivariados, cada uno caracterizado por un alto recambio de especies y distribuidos en diferentes elevaciones a lo largo del gradiente altitudinal. El análisis de la variación de composición florística en función de las variables de clima, suelo, distancia geográfica y elevación, evaluada por medio del método de partición de la varianza indica que el clima es el principal mecanismo de recambio de especies en el gradiente altitudinal, seguido por los factores de suelo. Esto apoya la hipótesis de ensamblaje de nicho como el principal mecanismo para el recambio de especies y el mantenimiento de la diversidad beta en el gradiente altitudinal, dejando un papel secundario a la limitación por dispersión en la explicación de la variación florística. La modelación de la distribución potencial actual y futura bajo escenarios de cambio climático se realizó con 14 especies indicadoras de tipos de bosque en el gradiente altitudinal, usando siete escenarios de la familia A1B, para los años 2020 y 2080 respectivamente. La modelación se realizó mediante la técnica de Ordenación Aditiva Restringida con base en las abundancias de nueve especies, y mediante la técnica de Ordenación Cuadrática Restringida en base a la probabilidad de ocurrencia de cinco especies. Las variables predictoras empleadas en la modelación fueron la temperatura media anual (Tma), rango medio diurno de temperatura (Tmrd), temperatura media del trimestre más húmedo (Tmht), precipitación del mes más seco (Psm), precipitación estacional (Pe) y precipitación del trimestre más seco (Pst). Para los escenarios A1B proyectados al año 2020 se prevé un aumento en la temperatura promedio anual de aproximadamente 1 °C, mientras que para los escenarios proyectados al año 2080 se prevé un aumento en la temperatura promedio anual de 4 °C aproximadamente. Las variables ambientales con coeficiente de restricción más alto y de mayor peso en los modelos fueron la temperatura media anual, la precipitación del trimestre más seco y la precipitación del mes más seco. Los modelos futuros predicen una reducción en el área de distribución de todas las especies y el aumento en el rango superior de distribución altitudinal de especies de la parte baja y media del gradiente, mientras que para especies de la parte alta del gradiente, el rango inferior de distribución tiende a reducirse. Cuatro especies presentaron una reducción entre el 60 y 94% del área óptima total que potencialmente pueden ocupar para el año 2080 con respecto a la distribución actual, lo que muestra evidencia de que un eventual cambio en el clima representa una amenaza para estas especies.

Tropical mountain ecosystems are important globally for their high biodiversity, ecosystem service provision for communities who are living in these habitats, and for being highly fragile ecosystems to both human and environmental disturbances. The study of forests along altitudinal gradients is important in terms of increasing knowledge about the various ecological and evolutionary processes inherent in them, since their complex topography and climate variation over short distances make them excellent laboratories for assessment of the relationship of biodiversity and environmental variations, and for monitoring the response of ecosystems to climate change. In 32 sample plots of 0.25 ha, located along an altitudinal gradient ranging from 400 meters in the Barbilla National Park up to 3000 m in the Rio Macho Forest Reserve (Costa Rica), we studied all trees, palms, ferns ≥ 10 cm dbh and lianas ≥ 2 cm dbh in order to identify and characterize forest types along the altitudinal gradient, and to determine the abundance and distribution of species, their response to environmental variables (climate and soil) and the potential effects of climate change on their distributions. More than 400 species of trees, ferns and palms, and around 80 morpho-species of lianas were identified, grouped in four forest types through multivariate analysis, each one characterized by high species turnover and distributed at different elevations along the altitudinal gradient. The analysis of the variation in species composition in terms of the climate and soil variables, geographical distance and elevation, evaluated by variation partitioning indicates that climate is the main mechanism of species turnover along the altitudinal gradient, followed by soil factors. This supports the hypothesis of niche assembly as the main mechanism for species turnover and maintaining beta diversity along the altitudinal gradient, leaving a secondary role to dispersion limitation in explaining floristic variation. The modeling of the current and future potential distribution under climate change scenarios was conducted with 14 indicator species of the forest types in the altitudinal gradient, using a set of seven scenarios from the A1B family for the years 2020 and 2080 respectively. The modeling was performed using Constrained Additive Ordination based on the abundance of nine species, and Constrained Quadratic Ordination based on the probability of occurrence of five species. Predictor variables used in the modeling were the mean annual temperature (Tma), mean diurnal range of temperature (Tmrd), mean temperature of wettest quarter (Tmht), precipitation of driest month (Psm), precipitation seasonality (Pe) and precipitation of driest quarter (Pst). The A1B scenario for 2020 project an increase in the average temperature of about 1 ° C, while the scenarios for 2080 project an increase in the average temperature of 4 ° C approximately. Environmental variables with the highest and heaviest weighted restriction coefficients in the models were the average temperature, precipitation of driest quarter and precipitation of the driest month. Future models predict a reduction in the range of all species and the increase in the upper range of altitudinal distribution of species from the lower and intermediate parts of the altitudinal gradient, whereas species from the higher part of the altitudinal gradient show reductions in the lower parts of their ranges. Four species showed a reduction between 60 and 94% of the total area they can potentially occupy by 2080 with respect to the current distribution, which shows evidence that any possible future change of climate poses a threat to these species.

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