Bird surveys for REDD+: avian communities indicate forest degradation in a Peruvian coffee landscape

Shade coffee cultivation in the Peruvian Andes assists in reducing emissions from deforestation because it avoids conversion to non-forest land uses such as coca and sun grown coffee farming. REDD+ is a potential finance mechanism which may provide incentives for local coffee cooperatives to maintain high shade tree cover. REDD+ has potential multiple benefits other than carbon sequestration, including the conservation of biodiversity. When monitoring for REDD+, surveys of bird biodiversity may prove to be particularly valuable: apart from their high intrinsic value and their value as essential ecosystem service providers, birds inhabiting forest habitats are extremely sensitive to forest loss and forest degradation and are therefore potential useful indicators for the impact of habitat and climate disturbances on biodiversity and environmental health.
We analyzed the impact of coffee cultivation on the conservation of birds and assessed what can be learned from bird surveys when monitoring the Peruvian mountain forests for REDD+. Using twelve day-long transect walks, bird species were recorded in two sites in the buffer zone of the Bahuaja-Sonene National Park in SE Peru. The two sites had contrasting human pressure: one site an intimate mixture of shade coffee plantations, orchards, secondary forest patches and coca plantations and the other site secondary forest with patchily distributed shade coffee, fruit and coca plantations. An indirect gradient approach (non-metric multidimensional scaling and multi-response permutation procedure tests) was used to detect differences in forest degradation between sites.
In a two-dimensional ordination space, individual counts of the less disturbed site were separated from the other counts, but sites did not differ significantly at the community-level. Observed birds were indicative for one habitat type. The bird assemblage was dominated by species of forest edges and second growth habitat (78%). The majority of species (68%) had a wide range covering Amazonia and the east slopes of the Andes; only 25 species (29%) were more or less restricted to Andes and the outlying ridges.
The current state of the forest, in both sites with contrasting human influence, can be described as disturbed secondary montane evergreen forest of the transition zone between the Andes and the Amazon. Despite severe human impact, several forest specialists (22%) of both Andean montane and Amazonian forest persisted –including the enigmatic Andean cock-of-the-rock and Military macaw. For such species, REDD+ projects should not only focus on the sustainable management of the shade coffee stands but also aim to conserve the remaining old-growth secondary forest patches

Trees, forests and water: Cool insights for a hot world

Forest-driven water and energy cycles are poorly integrated into regional, national, continental and global decision-making on climate change adaptation, mitigation, land use and water management. This constrains humanity’s ability to protect our planet’s climate and life-sustaining functions. The substantial body of research we review reveals that forest, water and energy interactions provide the foundations for carbon storage, for cooling terrestrial surfaces and for distributing water resources. Forests and trees must be recognized as prime regulators within the water, energy and carbon cycles. If these functions are ignored, planners will be unable to assess, adapt to or mitigate the impacts of changing land cover and climate. Our call to action targets a reversal of paradigms, from a carbon-centric model to one that treats the hydrologic and climate-cooling effects of trees and forests as the first order of priority. For reasons of sustainability, carbon storage must remain a secondary, though valuable, by-product. The effects of tree cover on climate at local, regional and continental scales offer benefits that demand wider recognition. The forest- and tree-centered research insights we review and analyze provide a knowledge-base for improving plans, policies and actions. Our understanding of how trees and forests influence water, energy and carbon cycles has important implications, both for the structure of planning, management and governance institutions, as well as for how trees and forests might be used to improve sustainability, adaptation and mitigation efforts

Rickettsia Phylogenomics: Unwinding the Intricacies of Obligate Intracellular Life

BACKGROUND: Completed genome sequences are rapidly increasing for Rickettsia, obligate intracellular alpha-proteobacteria responsible for various human diseases, including epidemic typhus and Rocky Mountain spotted fever. In light of phylogeny, the establishment of orthologous groups (OGs) of open reading frames (ORFs) will distinguish the core rickettsial genes and other group specific genes (class 1 OGs or C1OGs) from those distributed indiscriminately throughout the rickettsial tree (class 2 OG or C2OGs). METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We present 1823 representative (no gene duplications) and 259 non-representative (at least one gene duplication) rickettsial OGs. While the highly reductive (approximately 1.2 MB) Rickettsia genomes range in predicted ORFs from 872 to 1512, a core of 752 OGs was identified, depicting the essential Rickettsia genes. Unsurprisingly, this core lacks many metabolic genes, reflecting the dependence on host resources for growth and survival. Additionally, we bolster our recent reclassification of Rickettsia by identifying OGs that define the AG (ancestral group), TG (typhus group), TRG (transitional group), and SFG (spotted fever group) rickettsiae. OGs for insect-associated species, tick-associated species and species that harbor plasmids were also predicted. Through superimposition of all OGs over robust phylogeny estimation, we discern between C1OGs and C2OGs, the latter depicting genes either decaying from the conserved C1OGs or acquired laterally. Finally, scrutiny of non-representative OGs revealed high levels of split genes versus gene duplications, with both phenomena confounding gene orthology assignment. Interestingly, non-representative OGs, as well as OGs comprised of several gene families typically involved in microbial pathogenicity and/or the acquisition of virulence factors, fall predominantly within C2OG distributions. CONCLUSION/SIGNIFICANCE: Collectively, we determined the relative conservation and distribution of 14354 predicted ORFs from 10 rickettsial genomes across robust phylogeny estimation. The data, available at PATRIC (PathoSystems Resource Integration Center), provide novel information for unwinding the intricacies associated with Rickettsia pathogenesis, expanding the range of potential diagnostic, vaccine and therapeutic targets

Bepaling van het bufferend vermogen van het Way Besai stroomgebied in Lampung, Sumatra, Indonesië

De vermindering van het bufferend vermogen van een bekken wordt vaak toegeschreven aan ontbossing. Deze bosfuncties worden vaak begrepen als een vermindering van de stormvloeden, hogere debieten in het droog seizoen, preventie van aardverschuivingen en watererosie, een verbeterde waterkwaliteit en een verminderde aanslibbing van reservoirs en waterwegen. Deze functies worden vaak aangehaald om grote gebieden als schermbos te klasseren. Alleen al in Indonesië bedraagt schermbos ongeveer 15 %van de totale landoppervlakte. Dit is 20 % van de 143 miljoen ha, die nog steeds als staatsbos geklasseerd zijn, hoewel er reeds een groot deel van dat bos verdwenen is. In Indonesië is de klassificatie van land als schermbos gebaseerd op criteria zoals helling, hoogte boven zeeniveau, regenval en bodem,maar niet op basis van criteria die direct gerelateerd zijn met de hierboven vermelde bosfuncties. Lokale gemeenschappen die in bovenlopen van bekkens leven, krijgen vanwege overheidsinstanties dikwijls de schuld voor de afname van de vermelde bos- of schermfuncties. Zij worden dan aangemaand om hun landgebruikspatronen te veranderen of zelfs om hun land op te geven. In de ergste gevallen worden boeren verdreven, bv. als grootschalige herbebossingsprojecten uitgevoerd worden bij de constructie van een stuwdam.Sumberjaya, een bergachtig gebied gebied in West-Lampung, Sumatra, Indonesië werd gekozenals studiegebied, representatief voor de hierboven geschetste situatie. De bosoppervlakte in de bovenloop van de Way Besai verminderde van 46 % in 1974 tot iets meer dan 12 % in 2002. Het meeste bos werd omgezet in koffietuinen, die als oorzaak van degradatie van het bekken aanzien werden. Gewelddadige uitdrijvingen met militaire steun grepen plaats tussen 1991 en 1996. Deze benadering leidde niet tot een toename van de bosoppervlakte. Na de val van het Suharto regime in 1998 en de invoering van lokale autonomie in 1999 moest een andere benadering uitgetest worden omdat de Way Besai dam reeds onder constructie was. Een onderhandelingsproces werd opgestart met de voornaamstebelanghebbende partijen, waaronder het bosbouwdepartement, boeren en beheerders van de stuwdam. Verschillende onderzoeksactiviteiten werden uitgevoerd door ICRAF en partners om het gebied te karakteriseren, om specifieke onderzoeksvragen proberen te beantwoorden en om de lopende onderhandelingen te ondersteunen. Doel van deze thesis is om in te schatten hoe veranderende agrobosbouw landschapsmozaïeken in Indonesië het bufferend effect van bekkens beïnvloeden. We schetsen eerst hoe er tussen de verschillende belanghebbende groepen en hun respectieve kennisdomeinen, verschillende percepties bestaan betreffende dit bufferend vermogen. De schematische milieu issue cyclus biedt een geschikttheoretisch kader om te tonen hoe publieke percepties kunnen veranderen over tijd door sociale interactie en wetenschappelijk onderzoek. Een state-of-the-art beschrijving van de meest dominante processen die de werking van een bekken beïnvloeden, wordt gegeven in Hoofdstuk 1. Dit wordt geconcretiseerd met een beschrijving van het studiegebied vanuit zowel een biofysiek als socio-economisch perspectief (Hoofdstuk 2). Een studie van veranderingen in landgebruik en hun drijvende factoren toont aan dat de voorbije ontbossing het resultaat was van verschillende drijvende factoren, die voornamelijk buiten het bosbeleid gesitueerd zijn. Alle directe oorzaken (infrastructuurontwikkeling, landbouwexpansie en houtontginning) zowel als onderliggende drijvende factoren (bevolkingsgroei, economische factoren, technologische verbeteringen, de politiek-institutionele context als culturele omgeving) versterken elkaar en creëren een sterke ontbossingsgerichte context. Na een piek van ontbossing in het midden van de jaren 70, brak er een fase van herbegroening of herbeboming aan sinds het midden van de jaren 80, terwijl de ontbossing nog bezig was. Meer en meer schaduwbomen werden geïntroduceerd in de koffietuinen en verschillende schaduwkoffiesystemen ontwikkelden en evolueerden op niet betwist privaat land. In het staatsbos waar land-en boomrechten een geschilpunt zijn, gebeurde deze herbegroening niet (Hoofdstuk 3). Een compilatie van de beschikbare bodemdata en hun combinatie met de beschikbare landgebruiksdata toont aan dat de hoogste bodeminfiltratiecapaciteit, het hoogste gehalte aan bodemorganische stof en de laagste bodembulkdensiteit allemaal onder bos gesitueerd waren. Na een fase van degradatie kunnenbodemfysische eigenschappen onder de koffiesystemen na verloop van tijd verbeteren als meer bomen geïntroduceerd worden. Bodemgegevens in Sumberjaya tonen aan dat het herstel van de bodemfysische eigenschappen lager is dan wat je zou verwachten op basis van de literatuur. Dit kan te wijten zijn aan het nog relatief lage aantal bomen, de boomsoortenkeuze en op sommige plekken de irreversibele verandering van textuur. Meer onderzoek is nodig in welke mate bv. de keuze van de dominante schaduwboomsoorten, een impact heeft op de strooisellaag en de bodemfauna, wat dan weer een impact heeft op de bodemfysische eigenschappen (Hoofdstuk 4). Over de voorbije 30 jaar toonde de gemiddelde regenval een licht dalende, insignificante trend. De seizoenaliteit toonde een duidelijker stijgende trend (alhoewel met een laag significantieniveau, p=0.87) en vertoont een hoge correlatie met de Indische Oceaan Dipool en de Oceanische Niño Index. Ditsuggereert dat, voornamelijk in droge jaren, zeetemperaturen een veel grotere impact hebben op de regenvalpatronen dan lokale landgebruiksveranderingen. Studies in andere tropische gebieden tonen aan dat naast zeetemperaturen, ook de afmetingen van eilanden een belangrijke rol spelen, door hun impact op de zeebries. Ook bos heeft een belangrijke invloed op regenvalpatronen en dan vooral in de maritieme tropen zoals Indonesië. Meer onderzoek is nodig om het belang van de respectieve factoren tekwantificeren (Hoofdstuk 5). Regenval-debiet modellering biedt een krachtige manier om onafhankelijke regenval en debiet data met elkaar te combineren. Een uitgebreide datakwaliteitsanalyse is nodig om de gegevens van een aanvaardbare kwaliteit te scheiden van de kwalitatief soms erg slechte gegevens. Over de voorbije 30 jaar wordt de stijging van de runoff coëfficiënt geschat op ca. 7 %. Het grootste deel van deze toename (6 %) wordt toegeschreven aan de verminderingen in interceptie en evapotranspiratie verliezen na de omzetting van bos naar een mozaïek van koffiesystemen op de heuvels en met rijst in de valleien. Een deel (1 %) van de toename wordt toegewezen aan de globale CO2 stijging, die de transpiratieefficiëntie van planten wereldwijd verhoogt. Beweringen dat de gemiddelde jaarlijkse afvoerdebieten in de loop der jaren verminderden, waren voornamelijk gebaseerd op secundaire data van de laatste 10 jaar, die van slechte kwaliteit bleken te zijn, en op een overschatting van de debietgegevens tussen 1976 en 1978. De variatie in gemiddeld jaarlijks debiet is in de orde van 1200 mm, wat te wijten is aan de jaarlijkse variatie in regenval. Dit is 4 keer meer dan het bereik dat mogelijkerwijs kan toegewezen worden aan de verandering in landgebruik (300 mm). De jaar-tot-jaar variatie in debieten tijdens de twee droogste maanden van het jaar ligt in de orde van 190 mm, wat te wijten is aan de variabiliteit in regenval. De modellering illustreerde dat de impact van de landgebruiksveranderingen (o.a. door een verminderde infiltratiecapaciteit van de bodem) enkel een impact had in de orde van 8-25 mm. De afnemende trend in debieten tijdens het droogseizoen moet voornamelijk toegewezen worden aan een toename in seizoenaliteit van de regenval en het voorkomen van langere periodes zonder regenval in het droogseizoen en niet aan de voorbije veranderingen in landgebruik (Hoofdstuk 6). Sediment transport bepalingen op het bekkenniveau vragen een bij voorkeur continue tijdreeks hydrologische meetgegevens en verschillende sedimentconcentratiegegevens. Onderbrekingen in de tijdreeks kunnen gevuld worden met behulp van regenval-debiet modellen zoals IHACRES en VHM. Piekdebieten zijn vaak ook verantwoordelijk voor de bulk van het sediment transport. Het is dus van groot belang om deze piekdebieten goed te voorspellen om de sedimentlast goed in te schatten, waarvoor het VHM-model erg geschikt is. Het model toont ook aan hoe de vloedvlakte in de zuidelijkehelft van het bekken effectief deze piekafvoer weet te verminderen (Hoofdstuk7). Sediment transport is erg verschillend tussen de diverse deelbekkens in Sumberjaya. Een multivariate analyse toont aan dat de meest verklarende variabelen de verschillen zijn in de onderliggendegeologie, de helling en de leemfractie van de bodem. Bekkens ten noorden van de centrale heuvel Bukit Rigis nemen minder dan 20 % in van de oppervlakte, maar zijn verantwoordelijk voor bijna 60 % van de gemiddelde sediment last. De erosieplot metingen tonen aan dat op lithologisch gevoelige locaties de erosie piekt in jaar 3 of 4 na ontbossing (tot 16 Mg ha-1 yr-1). Na verloop van tijd vermindert de erosie tot onder een niveau van 5 Mg ha-1 yr-1. De gemiddelde sediment last was 3 tot 10 maal hoger op hetbekkenniveau in vergelijking met de gegevens verzameld op plot niveau. Dit suggereert dat oppervlakte erosie niet het meest dominante erosieproces is in Sumberjaya, maar dat eerder aardverschuivingen, rivieroever- en rivierbederosie, naast de geconcentreerde afvoer langs onverharde voetpaden de meest dominante processen zijn. De waterstalen om de sedimentconcentratie te bepalen, die genomen werden op dezelfde locatie in 1989-1990 en in 2005-2007, resulteren in bijna exact dezelfde sediment rating curve. Dit wijst erop dat er geen verandering was in sedimentconcentratie voor het bovenstroomse gedeelte van het bekken, dat op zijn minst 2/3 van de oppervlakte van het bekken beslaat. Stalen die verder benedenstrooms genomen werden, lijken voor dezelfde periode wel een duidelijk stijgende trend te vertonen. Dit zou deels te wijten kunnen zijn aan het weglaten van de meest sedimentrijke stalen voor de berekening van de sediment rating curve in 1990, maar ook aan landgebruiksveranderingen in de bekkens op de noordflank van de Bukit Rigis die tussen deze twee meetpunten liggen (Hoofdstuk 8). Koffie agrobosbouwsystemen worden hoe langer hoe meer aanvaard in bosbouwkringen als een duurzaam en economisch aantrekkelijk landgebruikssysteem, zelfs in een institutionele context met eensterke bosbouw-landbouw dichotomie. In 2001 werden de eerste experimentele sociale bosbouw (HKm) overeenkomsten getekend tussen lokale boerengemeenschappen en de bosbouwdienst. Dit leidde tot een begin van oplossing van de voorbije landgebruiksconflicten. Boeren kregen het recht om koffie te kweken in het staatsbos op voorwaarde dat het resterend bos beschermd werd en schaduwbomen aangeplant werden in de koffietuinen. Dit gebeurt nu ook effectief en sinds 2007 zijn ervoor al het betwiste staatsbos overeenkomsten gesloten met de lokale boerengemeenschappen. Dit leidt tot een verdere toename in het aantal bomen en een veralgemening van bodembeschermings-maatregelen (terrassering, de bodem bedekt houden door minder onkruid te wieden, ). Deze thesis suggereert dat dit zal leiden tot een verminderde oppervlakte erosie, maar het zal slechts een marginale invloed hebben op de sedimentlast op bekken niveau, omdat de meest belangrijke erosieve processen (aardverschuivingen, rivieroever- en rivierbederosie, naast de geconcentreerde afvoer langs onverharde voetpaden) niet in die overeenkomsten opgenomen zijn. Alternatieve benaderingen om de sedimentlast op bekkenniveau te verminderen, dienen verder verkend en uitgetest te worden (Hoofdstuk 9).status: publishe

Increasing the sustainability of household cooking in developing countries: Policy implications

Although 40% of the global population relies on traditional biomass use, mainly firewood and charcoal, for cooking, traditional biomass has received very little attention in the current biomass debate, because of its considered primitive and unsustainable nature. In this review, we discuss how the sustainability of household cooking in developing countries can be improved. Indoor air pollution due to incomplete combustion of traditional biomass causes the death of 1.45 million people every year, mainly of women and children, who also carry the heavy burden of fuelwood collection. In addition, charcoal production and combustion is responsible for very high greenhouse gas emissions per unit of energy. On the other hand, fuelwood production and trade is of vital importance for local economies and serves as safety net for the poorest people. Moreover, fuelwood collection is not a driver of deforestation and global fuelwood shortage will not occur, despite local problems of fuelwood provision. There are two distinct policy alternatives to increase the sustainability of cooking in developing countries. The first option is to climb the energy ladder and to switch from solid fuels to fossil fuels (LPG or kerosene), biogas or electricity. As this largely avoids the severe health damages of traditional biomass use, this option is considered the most desirable by numerous countries and by international organizations. However, as most developing countries are far away from meeting the necessary requirements, related to infrastructure, economics and local culture, expecting a large-scale switch to liquid fuels or electricity is unrealistic. In that case, the second policy option, increasing the sustainability of the current traditional biomass system, must be considered. This can be realized by an integrated approach, in which national and regional fuelwood policies are adapted, improved systems for charcoal production are implied and improved stoves, in combination with chimneys, are distributed.status: publishe

Forest carbon trends 2002-2013 at Mt. Elgon, Uganda

Previous research based on satellite imagery analysis demonstrated that in the last 35 years about 35% of Mt. Elgon’s Afromontane rainforests have been deforested. Although the tide slowly seems to change, less visible but large scale forest degradation continues. To asses degradation, the forest’s tree biomass carbon stock was measured in 2002 and in 2013 on 44 permanent nested plots. A dataset of 1437 trees was obtained with 387 repeated-, and 643 first- measured trees in 2013 and 407 disappeared trees between ‘02 and ‘13. Carbon stock calculations (using the allometric formula of Chave et al. (2005)), indicate an overall median increase with 17.98 } 12.42 Mg C ha-1 or 1.6 } 1.1 Mg C yr-1 ha-1 of the median carbon stock in 2002: 32.46 } 22.75 Mg C ha-1 to the median carbon stock in 2013: 45.79 } 16.97 Mg C ha-1. Over the 11 years carbon stocks at plot level gained up to 81.32 Mg C ha-1 or lost up to 80.18 Mg C ha-1, evidence of ongoing degradation and recovery processes. Stocks also varied greatly from 16.47 to 279.87 Mg C ha-1. To identify which factors could influence degradation or recovery, plots were clustered based on their 2013 carbon stock and ’02-’13 carbon flux. Although clusters were only statistically different in their carbon stocks, fluxes and average amounts of lost trees, trends in the plot’s other variables could be noticed. These were further investigated by correlation analysis. Clusters and carbon stocks are significantly correlated with altitude differences between-, and distances and walking times from-, the plots and the nearest park border. The ease at which a plot can be reached by local encroachers thus likely influences its degradation or recovery. Since also the plot’s altitudes are positively correlated with their carbon stocks, disturbance effects seem to obfuscate natural trends of decreasing carbon stocks with altitude, expectable at up to 500 m under the tree line. Significant correlations between the area and the plot’s disturbance and carbon stocks suggest that also local socio-economic settings outside the park’s borders and the effectiveness of local ranger activities play a role. Significant correlations between lost trees, stumps and ranger camp zones further hint at links with ranger activity.status: publishe

Making clean cooking champions: perceptions on development of private actors in Uganda

Most households in Uganda depend on traditional use of wood fuels associated with huge environmental and health issues. Even with the future development of a sustainable national grid, small-scale solutions like efficient biomass stoves, biochar, and biogas installations will remain important. Despite the apparent benefits from clean cooking resulting from “dissemination” programs since the 1980's, many developing country households have been slow to adopt them. Hence, questions arise concerning commercially viable business development. This study takes a qualitative approach and actors-based perspective from the major players at the supply-side of the clean cooking on biomass market sector. A field research in Kampala (Uganda) explored the success factors according to local private actors' perceptions. The confrontation between these perceptions and a literature-based success-factor framework revealed original insights in terms of enabling conditions to strengthen the supply-side, related to the demand-side and the clean cooking market. First, becoming a ‘clean cooking champion’ is still highly dependent on the role of supportive and intervening development programs, especially in terms of financing, capacity-building, and awareness-raising. Second, up to now, carbon finance is an additional incentive rather than a determining factor for business activities in the clean cooking sector. Third, while some policies and targets exist, private sector respondents lament the lack of a level playing field and the competition of the informal cooking sector. Thus, this research provides an empirical basis for a possible approach to leverage private sector experience and expertise to improve access to clean cooking on biomass in Uganda.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe