Planting trees in livestock landscapes to protect soil and water also delivers carbon sequestration

Funding Information: This study was supported by the Climate Smart Livestock project, funded by the Global Environment Facility-GEF, the Ministry of Environment of Ecuador-MAE, the Ministry of Agriculture and Livestock of Ecuador-MAG and the Food and Agriculture Organization of the United Nations-FAO. JPI received a mobility grant from the International Research School in Applied Ecology (IRSAE), an Elphinstone Scholarship for doctoral studies from University of Aberdeen and support from Universidad de Cuenca for doctoral studies. Publisher Copyright: © 2023, The Author(s).Peer reviewedPublisher PD

Open access perpetuates differences between higher- and lower-income countries

When a group of concerned scientists initiated the Open Access (OA) movement in 2001 with the Budapest Open Access Initiative (https://www.budap estopenaccessinitiative.org), their primary objective was to facilitate free and universal access to scientific articles through the elimination of readers’ subscription fees. For authors, the increased visibility and impact associated with OA papers came at the expense of high publication costs. Twenty years later, the number of OA science journals has skyrocketed (Piwowar et al. 2018), including those focused on ecological research. Now, many traditional ecology journals (those that have not become fully OA) offer OA options as hybrid journals, and funding agencies help cover the publication fees associated with OA (referred to as article publication or processing charges), which may add up to several thousand dollars per paper

Prácticas de alimentación animal y de fertilización, y emisión de gases de efecto invernadero en granjas lecheras de Dos Pinos, Costa Rica

Se estimaron las emisiones de metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) en 104 granjas lecheras en Costa Rica, utilizando los procedimientos del IPCC. El estudio indica que las decisiones de los productores respecto a las estrategias de alimentación de sus vacas en ordeño tienen un impacto sustancial en las emisiones de CH4 por kg de leche. Se estimaron emisiones de CH4 bajas por kg de leche en aquellas granjas donde las vacas de alta producción consumían raciones con concentraciones menores de fibra detergente neutro y cantidades mayores de concentrados. Las horas dedicadas al pastoreo no influyeron en las estimaciones del consumo de pasto ni en las emisiones de CH4. Sin embargo, una mayor eficiencia alimenticia parecía ser un factor clave en la reducción de las emisiones de CH4 por kg de leche. El estudio también mostró que emisiones de N2O más altas estaban asociadas con la aplicación de mayores cantidades de fertilizantes comerciales de nitrógeno. Sin embargo, la principal fuente de emisiones de N2O fueron las excretas de las vacas durante el pastoreo. Futuras estrategias para reducir, a nivel de granja, las emisiones de CH4 por kg de leche en las explotaciones lecheras especializadas, podrían incluir la incorporación de grasas alimenticias en las raciones, alimentación con cantidades adecuadas de concentrados y alimentación con forrajes más digeribles. Aunque estos resultados estén fuertemente influenciados por los supuestos que se emplean en los cálculos de las emisiones de CH4 y N2O, sí realzan las áreas críticas que determinan las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel de granja lechera.Emissions of methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) based on the feeding systems of 104 dairy farms in Costa Rica were estimated using IPCC procedures. This study indicated that farmers’ decisions, which determine the feeding strategies for lactating cows, have a substantial impact on CH4 emissions per kg of milk. Lower CH4 emissions per kg milk were estimated on farms with high-producing cows consuming rations with lower neutral detergent fiber concentrations and higher amounts of concentrates. Hours spent in pasture did not influence estimated grass intake or CH4 emissions. However, higher feed efficiency appeared to be a key factor in reducing CH4 emissions per kg of milk. The study also showed that higher N2O emissions were associated with higher amounts of commercial nitrogen fertilizer application; however, the main source of N2O emissions was from the manure deposited during the grazing period. Future approaches to reduce farm gate emissions of CH4 per kg of milk in specialized dairy farms could include incorporating dietary fats in rations, feeding adequate amounts of concentrates and feeding forage at a more digestible stage. These findings are strongly influenced by the assumptions made in calculating CH4 and N2O emissions but do highlight the critical areas which affect greenhouse gas emissions

Use of unoccupied aerial systems to characterize woody vegetation across silvopastoral systems in Ecuador

The trees in pastures are recognized for the benefits they provide to livestock, farmers, and the environment; nevertheless, their study has been restricted to small areas, making it difficult to upscale this information to national levels. For tropical developing countries, it is particularly important to understand the contribution of these systems to national carbon budgets. However, the costs associated with performing field measurements might limit the acquisition of this information. The use of unoccupied aerial systems (UAS) for ecological surveys has proved useful for collecting information at larger scales and with significantly lower costs. This study proposes a methodology that integrates field and UAS surveys to study trees on pasture areas across different terrain conditions. Our overall objective was to test the suitability of UAS surveys to the estimation of aboveground biomass (AGB), relying mainly on open-source software. The tree heights and crown diameters were measured on 0.1-hectare circular plots installed on pasture areas on livestock farms in the Amazon and Coastal regions in Ecuador. An UAS survey was performed on 1-hectare plots containing the circular plots. Field measurements were compared against canopy-height model values and biomass estimates using the two sources of information. Our results demonstrate that UAS surveys can be useful for identifying tree spatial arrangements and provide good estimates of tree height (RMSE values ranged from 0.01 to 3.53 m), crown diameter (RMSE values ranged from 0.04 to 4.47 m), and tree density (density differences ranging from 21.5 to 64.3%), which have a direct impact on biomass estimates. The differences in biomass estimates between the UAS and the field-measured values ranged from 25 to 75%, depending on site characteristics, such as slope and tree coverage. The results suggest that UASs are reliable and feasible tools with which to study tree characteristics on pastures, covering larger areas than field methods only

Environmental and economic impacts of feeding strategies in Costa Rican dairy farms

El objetivo de este trabajo fue analizar las prácticas de alimentación en fincas lecheras de Costa Rica y su influencia en las emisiones de gases con efecto invernadero (GEI). Se evaluó metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y el índice ingresos sobre gastos de alimentación (IOFC). El estudio se llevó a cabo en 104 fincas lecheras, las cuales se distribuyeron en un rango de altitud entre los 1000 y 2400 msnm. Mediante un análisis de conglomerados en función de alimentos consumidos, tiempo de animales en pastoreo, áreas destinadas a potreros y pastos de corte. Se identificaron cuatro estrategias de alimentación, las cuales presentaron diferencias en las proporciones de categorías de alimentos que componen la ración diaria. Las emisiones, expresadas como dióxido de carbono equivalente por leche corregida (CO2eq/LCGP), fueron mayores para las estrategias de alimentación altas en forraje y bajas para estrategias en altitudes elevadas. El concentrado representó los mayores costos de alimentación en todas las estrategias, y significó más del 50% en el sistema de producción basado en el uso intensivo de concentrado; mientras que el costo de los fertilizantes fue más elevado en las producciones a base de pastos. Los ingresos por venta de leche fueron mayores en la estrategia del sistema intensivo. Sin embargo, el IOFC no presentó diferencias entre las estrategias a pesar de las diferencias en producción de leche. Las estrategias de alimentación influyeron en las emisiones de GEI y en los costos de alimentación. Las estrategias asociadas con menores emisiones dentro de la finca fueron las más dependientes de insumos externos.The aim of this study was to analyze feeding practices in Costa Rica’s dairy farms and their influence on greenhouse gas emissions (GHG). Methane (CH4), nitrous oxide (N2O), and income over feed cost (IOFC) were evaluated. This study was carried out at 104 dairy farms, which were distributed within a range of altitude from 1000 to 2400 meters above sea level. Using cluster analysis based on type of feed, grazing period, areas of forage and pastures; four feeding strategies were identified, which included different proportions of feed categories in daily rations. Emissions expressed as carbon dioxide equivalent per kilo of fat and protein corrected milk (CO2eq/FPCM) were higher for forage feeding strategies and lower for farms found in higher altitudes. Concentrate feed accounted for the higher cost in all feeding strategies, and represented more than 50% in the intensive concentrate based production system, whereas the costs of fertilizers were higher in pasture based feeding strategies. Income from milk sales was higher for the concentrate based feeding strategy. However, IOFC was the same for all feeding strategies in spite of the large differences in daily milk production. Feeding strategies influenced GHG emissions and feeding costs. Feeding strategies associated with lower GHG emissions within the farm were more dependent from external inputs

Variabilidad intraespecífica en la calidad de semillas de especies forestales nativas en bosques montanos en el sur del Ecuador: Implicaciones para la restauración de bosques

One of the most important aspects in efficient plant production for restoration purposes is seed quality and its variability. The main goal of this study was to evaluate seed parameters according to the rules of “International Seed Testing Association” among different mother trees or individuals of seven native tree species (Cedrela montana, Morella pubescens, Inga acreana, Tabebuia chrysantha, Ocotea heterochroma, Oreocallis grandiflora and Myrcianthes rhopaloides) in two mountain forests in the Southern of Ecuador. These species were selected based on the ecological, socioeconomic importance, and their high potential for restoration. From a total of 35 mother trees for all species, seeds were collected in their fructification periods, and in the laboratory the following seed parameters were analyzed: purity, seed weight, moisture content, and germination; in addition, the coefficient of velocity of germination was determined as well. The results showed an intraspecific similarity in each species for the majority of seed parameters. However, the seed weight showed a high intraspecific variability for all species. The germination parameter showed differences among individuals for C. montana, T. chrysantha, O. heterochroma and M. rophaloides. In regard to the coefficient of velocity of germination, individual of species such as O. grandiflora and I. acreana showed a high coefficient in contrast to the individuals of O. heterochroma and M. pubescens. The information generated in this study could be a first step in the formulation of guidelines for the mass plant production for restoration purposes.Uno de los aspectos importantes a considerarse en la producción eficiente de plántulas con fines de restauración es la calidad de semillas y su variabilidad. El objetivo de este estudio fue evaluar los parámetros de semillas de acuerdo con las reglas del “International Seed Testing Association” entre diferentes árboles madre o individuos de siete especies nativas (Cedrela montana, Morella pubescens, Inga acreana, Tabebuia chrysantha, Ocotea heterochroma, Oreocallis grandiflora y Myrcianthes rhopaloides) en dos bosques de montaña del sur del Ecuador. Estas especies fueron seleccionadas por la importancia ecológica, socioeconómica, y su gran potencial para la restauración. De un total de 35 árboles madre de todas las especies, se colectaron las semillas en sus respectivos periodos de fructificación, y en el laboratorio fueron analizados los siguientes parámetros: pureza, peso, contenido de humedad y germinación; adicionalmente se determinó el coeficiente de velocidad de germinación. Los resultados mostraron una similitud intraespecífica en cada especie para la mayoría de los parámetros; no obstante, el peso presentó alta variabilidad intraespecífica para todas las especies. El parámetro germinación obtuvo diferencias entre individuos para C. montana, T. chrysantha, O. heterochroma y M. rophaloides. En cuanto a la velocidad de germinación, individuos de especies como O. grandiflora e I. acreana mostraron un alto coeficiente en contraste a los individuos de O. heterochroma y M. pubescens. La información generada en este estudio podría ser el primer paso en la formulación de pautas para la producción masiva de plántulas de especies nativas con fines de restauración

Environmental and economic impacts of feeding strategies in Costa Rican dairy farms.

The aim of this study was to analyze feeding practices in Costa Rica’s dairy farms and their influence on greenhouse gas emissions (GHG). Methane (CH4), nitrous oxide (N2O), and income over feed cost (IOFC) were evaluated. This study was carried out at 104 dairy farms, which were distributed within a range of altitude from 1000 to 2400 meters above sea level. Using cluster analysis based on type of feed, grazing period, areas of forage and pastures; four feeding strategies were identified, which included different proportions of feed categories in daily rations. Emissions expressed as carbon dioxide equivalent per kilo of fat and protein corrected milk (CO2eq/FPCM) were higher for forage feeding strategies and lower for farms found in higher altitudes. Concentrate feed accounted for the higher cost in all feeding strategies, and represented more than 50% in the intensive concentrate based production system, whereas the costs of fertilizers were higher in pasture based feeding strategies. Income from milk sales was higher for the concentrate based feeding strategy. However, IOFC was the same for all feeding strategies in spite of the large differences in daily milk production. Feeding strategies influenced GHG emissions and feeding costs. Feeding strategies associated with lower GHG emissions within the farm were more dependent from external inputs

Intraspecific Variability in Seed Quality of Native Tree Species in Mountain Forests in Southern Ecuador: Implications for Forest Restoration

Uno de los aspectos importantes a considerarse en la producción eficiente de plántulas con fines de restauración es la calidad de semillas y su variabilidad. El objetivo de este estudio fue evaluar los parámetros de semillas de acuerdo con las reglas del “International Seed Testing Association” entre diferentes árboles madre o individuos de siete especies nativas (Cedrela montana, Morella pubescens, Inga acreana, Tabebuia chrysantha, Ocotea heterochroma, Oreocallis grandiflora y Myrcianthes rhopaloides) en dos bosques de montaña del sur del Ecuador. Estas especies fueron seleccionadas por la importancia ecológica, socioeconómica, y su gran potencial para la restauración. De un total de 35 árboles madre de todas las especies, se colectaron las semillas en sus respectivos periodos de fructificación, y en el laboratorio fueron analizados los siguientes parámetros: pureza, peso, contenido de humedad y germinación; adicionalmente se determinó el coeficiente de velocidad de germinación. Los resultados mostraron una similitud intraespecífica en cada especie para la mayoría de los parámetros; no obstante, el peso presentó alta variabilidad intraespecífica para todas las especies. El parámetro germinación obtuvo diferencias entre individuos para C. montana, T. chrysantha, O. heterochroma y M. rophaloides. En cuanto a la velocidad de germinación, individuos de especies como O. grandiflora e I. acreana mostraron un alto coeficiente en contraste a los individuos de O. heterochroma y M. pubescens. La información generada en este estudio podría ser el primer paso en la formulación de pautas para la producción masiva de plántulas de especies nativas con fines de restauración.One of the most important aspects in efficient plant production for restoration purposes is seed quality and its variability. The main goal of this study was to evaluate seed parameters according to the rules of “International Seed Testing Association” among different mother trees or individuals of seven native tree species (Cedrela montana, Morella pubescens, Inga acreana, Tabebuia chrysantha, Ocotea heterochroma, Oreocallis grandiflora and Myrcianthes rhopaloides) in two mountain forests in the Southern of Ecuador. These species were selected based on the ecological, socioeconomic importance, and their high potential for restoration. From a total of 35 mother trees for all species, seeds were collected in their fructification periods, and in the laboratory the following seed parameters were analyzed: purity, seed weight, moisture content, and germination; in addition, the coefficient of velocity of germination was determined as well. The results showed an intraspecific similarity in each species for the majority of seed parameters. However, the seed weight showed a high intraspecific variability for all species. The germination parameter showed differences among individuals for C. montana, T. chrysantha, O. heterochroma and M. rophaloides. In regard to the coefficient of velocity of germination, individual of species such as O. grandiflora and I. acreana showed a high coefficient in contrast to the individuals of O. heterochroma and M. pubescens. The information generated in this study could be a first step in the formulation of guidelines for the mass plant production for restoration purposes

Impactos económicos y ambientales de las estrategias de alimentación en lecherías de Costa Rica.

El objetivo de este trabajo fue analizar las prácticas de alimentación en fincas lecheras de Costa Rica y su influencia en las emisiones de gases con efecto invernadero (GEI). Se evaluó metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y el índice ingresos sobre gastos de alimentación (IOFC). El estudio se llevó a cabo en 104 fincas lecheras, las cuales se distribuyeron en un rango de altitud entre los 1000 y 2400 msnm. Mediante un análisis de conglomerados en función de alimentos consumidos, tiempo de animales en pastoreo, áreas destinadas a potreros y pastos de corte. Se identificaron cuatro estrategias de alimentación, las cuales presentaron diferencias en las proporciones de categorías de alimentos que componen la ración diaria. Las emisiones, expresadas como dióxido de carbono equivalente por leche corregida (CO2eq/LCGP), fueron mayores para las estrategias de alimentación altas en forraje y bajas para estrategias en altitudes elevadas. El concentrado representó los mayores costos de alimentación en todas las estrategias, y significó más del 50% en el sistema de producción basado en el uso intensivo de concentrado; mientras que el costo de los fertilizantes fue más elevado en las producciones a base de pastos. Los ingresos por venta de leche fueron mayores en la estrategia del sistema intensivo. Sin embargo, el IOFC no presentó diferencias entre las estrategias a pesar de las diferencias en producción de leche. Las estrategias de alimentación influyeron en las emisiones de GEI y en los costos de alimentación. Las estrategias asociadas con menores emisiones dentro de la finca fueron las más dependientes de insumos externos.</p