Monitoreo de la calidad del agua y caracterización de los bosques de la cuenca del Río Carbón

Proyecto de Investigación Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería Forestal, Asociación Corredor Biólogico Talamanca Caribe, 2011La cuenca del Río Carbón se ubica hacia el Sur del litoral del Caribe de Costa Rica, cuenta con un área de 8 000 ha, en ella habitan alrededor de 2000 personas, que conforman las comunidades de Carbón Uno, Carbón Dos, San Rafael de Bordón, Hone Creek, Cataratas y Patiño. Para evaluar la composición florística y estructura de la vegetación arbórea de los bosques de esta cuenca se establecieron de 10 parcelas permanentes de muestreo de 2500 m2, lográndose identificar 49 familias, 124 géneros y 175 especies. Estas especies fueron clasificadas por grupo ecológico encontrándose que 37 especies se clasifican como esciófitas totales, 15 especies como esciófitas parciales, 83 especies como heliófitas durables, 10 especies como heliófitas efímeras y además un grupo de 30 especies como indeterminadas. El área basal encontrado en estos bosques varía entre los 7,13 m2/ha y 24,47 m2/ha, para los árboles con diámetro ≥ 30 cm, pero este valor depende de la recuperación del bosque. El Código de Prácticas para los Principios, Criterios e Indicadores para el manejo de bosque natural en Costa Rica, establece que en bosques donde se supere los 11 m2/ha, pueden ser sometidos a aprovechamiento en segunda cosecha, pero se propone que este valor no debe ser menor a los 12,48 m2/ha. La evaluación de los parámetros físicos y químicos (pH, temperatura, oxígeno disuelto, nitratos, sólidos totales en suspensión, sólidos disueltos, calcio, magnesio, potasio, hierro, manganeso) evaluados para el agua del río Carbón, indican que los valores mostrados están por debajo de los valores admisibles, por lo que la calidad del agua es apta para el consumo humano. Pero debe aplicarse tratamiento de potabilización, debido a la gran cantidad de coliformes fecales que presenta, por lo que solamente puede utilizarse como agua de reuso

Caracterización y valoración de la comunidad herbacea en los bosques secundarios de la Región Huetar Norte de Costa Rica

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Forestal. Centro De Investigación En Integración Bosque Industria (CIIBI), 2002Los bosques secundarios tropicales son muy ricos en especies leñosas y no leñosas, este último grupo se ha estudiado muy poco. Esta investigación pretende realizar una caracterización y valoración de la comunidad herbácea en los bosques secundarios de la Región Huetar Norte de Costa Rica, dentro de esta comunidad se incluyen todas las especies no leñosas, (monocotiledóneas, especies de hoja ancha, suculentas, helechos, lianas y otras especies que no se incluyen dentro de las especies leñosas), la misma se realizó en dos sitios dentro de la Estación Biológica la Selva (Lindero el Peje y Lindero Sur) y dos sitios en las localidades de Cuatro Ríos y Tirimbina, Puerto Viejo de Sarapiqui, Limón. Se muestreo 144 parcelas de 5 m2 en cada sitio, identificándose las especies de hierbas presentes, cada sitio presenta una alta diversidad de especies y familias, variando entre 61 y 78 especies identificadas por sitio. Además se midió el área que cubren estas especies a nivel de sotobosque, y los resultados varían de 12,6 % a un 26,5 % , estos resultado depende del tipo de vegetación, la edad, las fuentes semilleras, la disponibilidad de luz presentes en cada uno de los sitio. Se observó la presencia de Philodendron davidsonii y Salpichlaena volubilis, como la especie de mayor índice importancia en el Lindero el Peje. En el Lindero Sur, nuevamente Philodendron davidsonii es la más importante seguida de Heliconia irrasa. Se destaca para Cuatro Ríos y Tirimbina la especie Salpichlaena volubilis, como la de mayor índice de importancia, seguido por Zamia skinneri y Polybotria caudata. El porcentaje de especies herbaceas utilizadas de una u otra forma como productos no maderable, aumenta conforme avanza el desarrollo del bosque, probablemente por que las especies que se establecen son similares a las de los bosque primarios, es por ello que entre un 36 % a 53 % de las mismas se utilizan como PNMB, pero no existe para muchas de estas especies un estudio de su verdadero potencial y valoración. Además la forma indiscriminada de como se efectúa su extracción del bosque, puede ocasionar la desaparición de esas especies del sotobosque, ya que en su mayoría son extraídas del bosque sin ningún estudio previo del estado de su población

Estudio de mercado y análisis de rentabilidad del aprovechamiento y comercialización de hojas de la especie Asterogyne martiana (Suita), en la Península de Osa.

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería Forestal, 2007El uso de las hojas Asterogyne martiana (Suita), en la Península de Osa, carece de información sobre valoración, manejo y comercialización del recurso, además la reglamentación legal es insuficiente para garantizar su manejo sostenible. Ante esa situación se realizó un investigación que permitieran conocer cuales eran los requisitos necesarios para la obtención de permisos y guías de transporte, se entrevisto a propietario de bosque, constructores de ranchos y usuarios del producto, con el fin de conocer los canales de comercialización del producto. También se consultaron precios de las diferentes actividades y se realizó un análisis de rentabilidad tanto de la hoja de Asterogyne martiana, como de un análisis de rentabilidad de un uso alternativo del bosque, (protección). El indicador financiero utilizado para los análisis indican que ambas actividades son rentable, el valor de la tasa única de retorno (TUR) para el aprovechamiento de Suita es de 22,19 % y el de someter a PSA proteccion es de un 24 %, en ambos los ingresos reponen los costos y generan recursos adicionales a los que se obtendrían en el uso alternativo (depositar el dinero en un certificado a 6 meses plazo, en el Sistema Bancario Nacional.Instituto Tecnológico de Costa Rica, Instituto Nacional de Biodiversidad (INBio), Ministerio de Ambiente y Energía (MINAE). Sistema Nacional de Área de Conservación, Sistema Nacional de Áreas de Conservación (SINAC), Área de Conservación Os

Demografía de Especies Maderables de la Península de Osa

Proyecto de investigación (Código 5402-1401-8401) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Forestal. Centro de Investigación en Integración Bosque; Universidad de Costa Rica. Escuela de Biología, 2010This project is supported by 20 years of research and previous projects that have been carried out in the Osa Peninsula by researchers at the TEC Forestry School, all with the common interest of generating baseline information for the management of the forests in the Osa Peninsula. The main objective was to “determine the population demographics of the most intensively harvested merchantable tree species in the Osa Peninsula”. Three research sites within the Golfo Dulce Forest Reserve were selected. Within each site four 1-ha permanent plots were established during the “Forest Management Alternatives” project conducted in 1990 and 1993 (Castillo, 1990, Cordero, 1990). Demographic parameters are presented for five merchantable species in the Osa Peninsula (Peltogyne purpuea, Caryocar costaricense, Copaifera camibar, Qualea polychroma y Aspidosperma spruceanum). Growth rate, mortality and recruitment for early and late successional species were determined using data collected in three censuses within the permanent plots. Additionally, demographic matrices were built to predict the size of the populations in 45 years and the effect of selectively logging 50% of all trees was determined for a 15-year cutting cycle which is the norm for management plans usually approved by the Osa Conservation Area. Predictions of tree demographics after harvestings in which 50% of all trees are selectively logged every 15 years show a rapid decrease in the late successional species in the short term (<30 years), and would also cause depletion of important merchantable species in all successional stages due to the low recruitment of advanced regeneration. Particularly, this negatively affects P. purpurea, C. costaricense y C. Camibar and results show that this management regime could cause the local extinction of these species. On the contrary, A. spruceanum and Q. poylchroma were observed to recover more quickly after harvestings and this is due to their higher growth rates and their population structure. Overall, it is recommended that the current Forestry Law should be modified to decrease the extraction rate of these tree species. Thus, cutting cycles should be extended and harvesting intensities should be modified in order to increase the time period in between harvestings. This analysis was based on several silvicultural treatments implemented in the simulations, which are based on three different silvicultural systems (Cordero and Howard, 1990; Castillo, 1991). 1. Improved traditional system: it is the traditional harvesting method of felling and skidding. The planning of forestry operations can thus reduce damage to the forest. Because of this, directional felling should be practiced to reduce the amount of damage to standing trees, the forest floor and extracted logs. During the skidding process, the machinery should remain in the skid trails and all logs must be extracted by using cables (i.e. winched) in order to reduce road distance and the damaged cause by machinery in the forest. 2. Skidding with oxen: the oxen are equipped with chains and a skidding wooden frame. The damaged cause by machinery in the forest is thus reduced. 3. Traditional skidding system with tractors: most common method employed in the country which is highly damaging to the forest, and without prior planning can cause great deterioration of the ecosystem. From the above described skidding methods the different silvicultural systems are derived: Oxen skidding method (SACB), Improved traditional system (SATM), Traditional skidding system with tractors (SATT) and Improved skidding method with oxen and tractors. Regarding tree density (N/ha), there is a tendency to increase with time, which suggests a recovery of the forest after harvestings. In primary forests tree density was 435,6 trees/ha. Tree density also varied from 350 trees/ha in the SATT treatment to 435 trees/ha in the SACB treatment, with a difference between treatments of 85 trees/ha. Nonetheless, 15 years after the first harvesting tree density changed to 520 trees/ha in the SACB and 569 trees/ha in the SABT treatment, reducing the difference between treatments by 50%. There is an increase in the basal area (m2 /ha) 15 years after the harvesting, although values similar to those in primary forests have not been reached yet. In primary forests the average basal area was 30,12 m2 /ha and, specifically for 2007 it was 29,43 m2 /ha. Basal area (m2 /ha) was high regardless of its decrease due to the silvicultural treatments, and when compared with other humid forests this site ranks high. For example, in Northern Costa Rica primary forests have been reported to present 23,8 m2 /ha, and in logged forests it may ranged from 17 to 21,2 m2 /ha. In the development curve analysis, it is important to notice the problem with the abundance of individuals according to their DBH distribution. Not all species reach the canopy or are very abundant so the strategies for their survival/permanence change. In this way, the development curves vary dramatically and are related to the autoecology of the species, which are in turn affected by forest management practices. Tree growth is influenced by many factors, nonetheless, when forests are being assessed for forest management the degree of disturbance caused by the harvestings becomes an important factor since it modifies the standing vegetation and this is tailored according to the particular growth rates of the species. In these experiments, current annual growth (ICA) was 2,88- 3,21 cm/year and the highest current annual growth value of 3,1 cm/year was reported for the most severe treatment. For a 12-year period, and related to the silvicultural treatments implemented, certain tendencies in species’ behaviors have been observed: current annual growth tends to be greater in the 30-39,9 cm at DBH and the 50-59,9 cm at DBH categories, but then decreases considerably in larger categories; this trend is clear in all four treatments. The species with the highest diameter increment by treatment are: Vochysia ferruginea with 15,58 mm/year in treatment 1, Vochysia allenii with 18,17 mm/year, and 12,72 mm/year in treatments 2 and 4, respectively, and Tachigali versicolor with 13,3 mm/year in treatment 2. The proceeding demonstrates these species’ potential for growth. Growth rates are high, Vocyhsia alleni was shown to have the highest growth rate at 12,53 mm/year. This highlights the 12-year growth interval considered in this analysis, which is highly significant. Other equally important within this forest are: Brosium utile, Qualea polychroma, Simarouba amara, Symphonia globurifera, Tapirira myriantha and Vochysia megalophylla were present in all four treatments and present high current annual growth rates. At the other extreme, 67 species are only found in one of the treatments and demonstrate current annual growth rates of 5mm per year. This demonstrates the high variability in terms of growth rates that exists within tropical forests. Growth curves of species with high importance or economic values are presented. These species are Qualea polychroma, Peltogyne purpurea, Calophyllum brasiliense, Carapa nicaraguensis, Brosimun utile, Symphonia globulifera. Species in different genera but with similar ecological charactgeristics were grouped: Vochysia (V. allenii, V, ferruginea, V. guatemalensis, V. megalophyla), Virola (V. koschny, V. sebifera), and at the family level: Sapotaceae (géneros Pouteria, Elaeoluma, Micropholis, Manilkara), and lastly the shade-intolerant and fast-growing species: Trattinnicka aspera, Laetia procera, Apeiba membranaceae, Cecropia obtusifolia, C. insignis, Jacaratia spinosa, Casearia arborea, Jacaranda caucana, and Castilla tunu. All of these present the typical hyperbole curve in their distributions. With respect to mortality among treatments, results indicate that treatment III SATT presented the highest mortality rates, and treatment IV SABT presented the highest recruitment rates. The current tendency is where disturbances were greater mortality was high. Ecological guilds are used in grouping species presenting similar autoecological characteristics in relation to their shade-tolerance. From a silvicultural perspective, this classification allows to assess forest growth after the treatments by means of DBH growth. From the disturbance viewpoint, treatment 4 was the most severe, and it is to be expected that shade-intolerant species present the highest current annual growth rates. This was confirmed and for the fast-growing shade-intolerant species and the pioneer species which attained 4,22 – 4,29 mm/year of DBH growth per year, respectively. It was also observed that the shade-intolerant group presents the highest current annual growth in all treatments, which was also to be expected. An important objective in this project was to translate demographic information into practical recommendations for extraction rates and harvesting methods for the study species. Being able to monitor species for 17 years provides very valuable information that sheds light on the ecology of the tree species, on their growth rates, and silviculturally by studying their response to different silvicultural regimes. This information together is useful when designing sustainable forestry practices for the forests in the Osa Peninsula. After the publication of the Standards for Sustainable Natural Forest Management, according to the Executive Decree 34559-MINAE, published in the Gaceta 115 on June 16th, 2008, the use of the Practices Code and the Manual of Procedures is enforced thereon. This decree demands the application of reference values for two very important variables: basal area (m2 /ha) and the ranges of absence/presence of species according to their ecological guild. Because this decree enforces its implementation in the country, data from two very specific sites was used to establish these guidelines: Northern Costa Rica and the area of influence of FUNDECOR (Foundation for the Development of the Central Cordillera), and there are differences in the variables discussed here between sites. To have more specific parameters of forest dynamics in this region, the Osa Conservation Area (ACOSA) has planned to generate new reference values for this region, and for this reason this study’s results become very valuable, because it provides up to date information which has been requested to the researchers working in the area by ACOSA. Given the importance of this request, the dissemination of the findings in this study can be readily distributed and incorporated into the different government sectors. Meetings were carried out between the ACOSA officials and the researchers, with the objective of designing a strategy that could be submitted to the National Commission of Sustainable Forestry in order to modify the current Executive Decree 34559-MINAE. This project’s results suggest that the reference values set by the Executive Decree 34559-MINAE are small compared to the values reported in the Osa Peninsula’s forests. This represents a disadvantage for these forests because they are harvestable according to the decree. This is mainly due to the fact that the Peninsula’s forests are more productive than most forests in the country.Instituto Tecnológico de Costa Rica. Universidad De Costa Rica. Programa Conjunto INBio-SINAC con fondos del Banco Mundial-Proyecto Desarrollo de Recursos de la Biodiversidad

Dinámica del crecimiento del bosque húmedo tropical, 19 años después de la cosecha bajo cuatro sistemas de aprovechamiento forestal en la Península de Osa, Costa Rica.

ArtículoWithin the project “Monitoring of forest ecosystems to strengthen conservation strategies and forest use: a contribution to Costa Rica carbon neutral initiative”, the dynamic growth of the tropical rainforest was studied, nineteen years after harvest under four systems of forest use. Through the measurement of all trees (d ≥ 10 cm), three revenue sites were botanically identified in the Peninsula de Osa (Estero Guerra, Dos Brazos de Río Rincón and Los Mogos). Four permanent sampling parcels (PPM) of 1 HA were installed in 1990. At that time and subsequently, fifteen and nineteen years later (2007 and 2011, respectively), the status of the primary forest was examined after applying four logging systems: oxen harvesting system (SACB), improved harvesting system (SATM), traditional harvesting system (SATT) and oxen-tractor system (SABT). The analysis of the forest dynamic was made based on growth, mortality, recruitment and replacement rate. The current annual increment (ICA) average for the period under review ranged from 2,47 to 3,56 mm / year. Statistical analysis showed that the ICA value has a normal distribution and homoscedasticity and the analysis of variance indicated no significant differences between the ICA of each logging system (p = 0,3410). The average mortality rate of the four logging systems is 1,301%, the recruitment rate is 1,869%. The annual turnover rate is 0,569%. Statistical analysis found that mortality; recruitment and replacement rates show a normal distribution and homoscedasticity. On the other hand, analysis of variance showed that differences between the different logging systems are not significant (mortality: P = 0,2412; recruitment: p = 0,0675; parts: p = 0,1159). Paired t tests showed that the mortality and recruitment rates are statistically the same within each logging (SACB: p = 0,4992; SATM: p = 0,9238; SATT: p = 0,9080; SABT: p = 0,8065), confirming the dynamic equilibrium of the forests under study.Instituto Tecnológico de Costa Rica

Estudios sobre aspectos hidráulicos de árboles en el trópico americano y su efecto en el crecimiento

Informe final del proyecto. Código del proyecto VIE: 1401069Este documento presenta los resultados de investigación de un proyecto con contrapartes de la Universidad de Göttingen y atiende a la generación de información ecofisiológica que para la región del trópico america y para el grupo de especies estudiadas, no existe y no ha sido validada para árboles creciendo en los bosques naturales de región del trópico mesoamericano. Las investigaciojes tuvieron como punto de partida la falta de evidencia científica y de campo sobre la interrelación de las interacciones entre los rasgos anatómicos, hidráulicos y la productividad en árboles y bosques tropicales. Investigaciones similiares en otros ecosistemas han abierto más interrogantes sobre el uso de características que se relacionen con el potencial hídrico de las especies y dimensiones y la productividad del ecosistema. El entendimiento de los resultados aquí expuestos y sus interacciones permiten relacionar los resultados con los escenarios de cambio climático, resultando en la clave para simular y estudiar los efectos del déficit o superávit del agua en el suelo, sus relaciones ecológicas y la productividad de los bosques. Como resultado, el equipo de investigadores de Alemania y Costa Rica hemos generado las primeras evidencias en especies tropicales en diferentes categorías de vulnerabilidad y el efecto de las condiciones ambientales en Costa Rica. El trabajo resume la relación directa entre el crecimiento de las especies arbóreas y el estudio de las variables ambientales en especial con la precipitación y temperatura, encontrando una correlación alta con especies de densidad de mandera baja, tambien se determinó que la cavitación, el embolismo y la capacidad de retención de agua de una especie en respuesta al cambio climático se debe a su crecimiento diámetro y a la longitud de vasos en conjunto a la densidad de vasos. Se encontró que el movimiento de flujo de savia bruta tendió a ser mayor en función a la densidad de la madera y a la altura del árbol. Finalmente, este proyecto permitió la construcción de una infraestructura, equipo y conocimientos propios a través del laboratorio ECOPLANT que ahora se dedica al estudio de la ecofisiología forestal y a la generación de las primeras aplicaciones ecofisiológicas de conocimientos y estudios en árboles aislados e invernaderos, la capacitación y organización de talleres. El investigador principal Dr. Dagoberto Arias es en la actualidad miembro del grupo de trabajo sobre “Monitoring Global Tree Mortality Patterns and Trends” https://www.iufro.org/science/task-forces/tree-mortality-patterns/members/ de la IUFRO

Caracterización y valoración de la comunidad herbacea en los bosques secundarios de la Región Huetar Norte de Costa Rica

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Forestal. Centro De Investigación En Integración Bosque Industria (CIIBI), 2002Los bosques secundarios tropicales son muy ricos en especies leñosas y no leñosas, este último grupo se ha estudiado muy poco. Esta investigación pretende realizar una caracterización y valoración de la comunidad herbácea en los bosques secundarios de la Región Huetar Norte de Costa Rica, dentro de esta comunidad se incluyen todas las especies no leñosas, (monocotiledóneas, especies de hoja ancha, suculentas, helechos, lianas y otras especies que no se incluyen dentro de las especies leñosas), la misma se realizó en dos sitios dentro de la Estación Biológica la Selva (Lindero el Peje y Lindero Sur) y dos sitios en las localidades de Cuatro Ríos y Tirimbina, Puerto Viejo de Sarapiqui, Limón. Se muestreo 144 parcelas de 5 m2 en cada sitio, identificándose las especies de hierbas presentes, cada sitio presenta una alta diversidad de especies y familias, variando entre 61 y 78 especies identificadas por sitio. Además se midió el área que cubren estas especies a nivel de sotobosque, y los resultados varían de 12,6 % a un 26,5 % , estos resultado depende del tipo de vegetación, la edad, las fuentes semilleras, la disponibilidad de luz presentes en cada uno de los sitio. Se observó la presencia de Philodendron davidsonii y Salpichlaena volubilis, como la especie de mayor índice importancia en el Lindero el Peje. En el Lindero Sur, nuevamente Philodendron davidsonii es la más importante seguida de Heliconia irrasa. Se destaca para Cuatro Ríos y Tirimbina la especie Salpichlaena volubilis, como la de mayor índice de importancia, seguido por Zamia skinneri y Polybotria caudata. El porcentaje de especies herbaceas utilizadas de una u otra forma como productos no maderable, aumenta conforme avanza el desarrollo del bosque, probablemente por que las especies que se establecen son similares a las de los bosque primarios, es por ello que entre un 36 % a 53 % de las mismas se utilizan como PNMB, pero no existe para muchas de estas especies un estudio de su verdadero potencial y valoración. Además la forma indiscriminada de como se efectúa su extracción del bosque, puede ocasionar la desaparición de esas especies del sotobosque, ya que en su mayoría son extraídas del bosque sin ningún estudio previo del estado de su población

La cosecha de las hojas Asterogyne martiana (H. Wendl.) H. Wendl. ex Hemsl, en la Península de Osa, Costa Rica.

Con el auge de la actividad turística en el país, ha aumentado el uso de la hoja de suita (Asterogyne martiana (H. Wendl.) H. Wendl. ex Hemsl), ya que la hoja de esta palma ha sido utilizada desde hace mucho tiempo por los indígenas de nuestro país para la construcción de ranchos. Este aumento en la explotación de la suita está provocando una disminución en las poblaciones de esta especie, ya que se efectúa una sobreexplotación de la especie en cuanto al número de hojas por planta, lo que puede ocasionar la muerte de la misma. Inclusive, en algunos casos se corta innecesariamente toda la planta. Para favorecer la reproducción de la especie, su aprovechamiento debe ser restringido y debe seguir los lineamientos que se exponen en la presente nota

La cosecha de las hojas Asterogyne martiana (H. Wendl.) H. Wendl. ex Hemsl, en la Península de Osa, Costa Rica.

Con el auge de la actividad turística en el país, ha aumentado el uso de la hoja de suita (Asterogyne martiana (H. Wendl.) H. Wendl. ex Hemsl), ya que la hoja de esta palma ha sido utilizada desde hace mucho tiempo por los indígenas de nuestro país para la construcción de ranchos. Este aumento en la explotación de la suita está provocando una disminución en las poblaciones de esta especie, ya que se efectúa una sobreexplotación de la especie en cuanto al número de hojas por planta, lo que puede ocasionar la muerte de la misma. Inclusive, en algunos casos se corta innecesariamente toda la planta. Para favorecer la reproducción de la especie, su aprovechamiento debe ser restringido y debe seguir los lineamientos que se exponen en la presente nota