Colombia Forestal

**Estimation of carbon stock in the natural regeneration of Pinus durangensis Martínez in El Salto, Durango**

El presente estudio tuvo como objetivo ajustar ecuaciones lineales y no lineales para estimar carbono, por componente de acículas, ramas, fuste y total. Los resultados indican que en el ámbito individual, el componente total muestra los mejores estadísticos de ajuste, mientras que las mayores variaciones se detectan en las ramas y en el fuste. Adicionalmente se analizan porcentajes de biomasa por componente donde se observa que el fuste aporta el 46.90 % de la biomasa, las acículas el 35.60 % y las ramas solamente el 17.30 % de la biomasa total. Asimismo, dentro de este rango de edad, la biomasa en el fuste aumenta anualmente 2.96 %, la biomasa en las acículas disminuye 3.13 % y la biomasa en las ramas aumenta 0.17 %.

The aim of the present study was to adjust linear and non-linear equations in order to estimate the carbon component of leaves, branches and entire trees. The results indicate that at the individual level, the total component shows the best adjustment statistics, while major variation is detected in the branches and in the trunk. In addition an analysis of the percentages of biomass in each component indicates that the trunk accounts for 46.9 % of the biomass, leaves 35.6 % and the branches only 17.3 %. Trunk biomass increases annually by 2.96 %, leaf biomass decreases by 3.13 % and branch biomass increases by 0.17 %.

Epiphytic diversity patterns in lowland and subandean forests

Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos del planeta y aunque se han propuesto muchas teorías para explicar su riqueza, aún desconocemos gran parte de la importancia relativa de los factores que la afectan. Esta diversidad se encuentra amenazada por alteraciones de origen antrópico, como la fragmentación y la degradación de los bosques. En este estudio se comparan patrones de diversidad de epífitas en un bosque de tierras bajas y uno subandino. De esta manera, se encontró una mayor diversidad de epífitas en el bosque subandino (PNN Cueva de los Guacharos) comparado con el de tierras bajas (reserva Palmarí). Adicionalmente se encontró mayor abundancia de epífitas en los bosques más conservados. Dado que la diversidad de forofitos es mayor en el bosque de tierras bajas que en el subandino, se descarta la posibilidad de que las diferencias en los patrones encontrados se den por efectos regionales de diversidad de plantas. Se concluye que la humedad parece ser el filtro ambiental más importante para explicar la variación en diversidad de epífitas.

Tropical rainforests are the most diverse ecosystems on the planet. Although many theories have been proposed to explain their richness we currently know little about their relative importance. This diversity is threatened by anthropogenic disturbances such as fragmentation and forest degradation. In this study we compared epiphytic plant diversity patterns in lowland and subandean forests. More epiphytic diversity was found in subandean (PNN Cueva de los Guácharos) compared to lowland forest (Palmarí Reserve). In addition a higher abundance of epiphytes was found in conserved forest. Tree host diversity was higher in lowland forests than in subandean forests, so we can reject the possibility that differences between the patterns of epiphytic diversity are caused by regional effects of plant diversity. Our results suggest that humidity seems to be the most important environmental filter explaining epiphyte diversity.

Structure on lower montane secondary forests and shrublands in northern Antioquia, Colombia

Los bosques tropicales de montaña son considerados como los ecosistemas más biodiversos del mundo. Sin embargo, están siendo seriamente amenazados por la deforestación, la degradación y el cambio climático. Adicionalmente, su conservación también está en riesgo debido a que se conoce muy poco de su ecología. El objetivo de la presente investigación fue estudiar la estructura de fragmentos de bosque en el norte de Antioquia, para esto se establecieron cuatro parcelas permanentes en dos estados sucesionales; bosques secundarios y rastrojos. Para cada cobertura se analizó su distribución diamétrica por medio de modelos no lineales tipo Hugershoff. Asimismo, se estimó la biomasa aérea y subterránea de árboles y la biomasa aérea de lianas, así como la necromasa contenida en árboles muertos en pie. Todas las distribuciones diamétricas encontradas fueron en forma de J invertida. Además, los modelos estimados explicaron satisfactoriamente el comportamiento de la estructura de los dos estados sucesionales analizados. La biomasa aérea y subterránea para los bosques secundarios fueron 91.6 y 76.3 t ha-1, respectivamente, mientras que para los rastrojos fueron 5.5 y 14.4 t ha-1. Por otra parte, la necromasa de bosques correspondiente a los árboles muertos en pie se estimó en 2.2 t ha-1.

Tropical montane forests have the highest biodiversity in the world. However, they are being seriously threatened by deforestation, degradation and climate change. Their conservation is also at risk because we know little about their ecology. We established four permanent plots at two successional stages: secondary forest and cultivated areas. Distribution by diameter was analyzed using Hugershoff non-linear models. We estimated biomass of trees above and below-ground along with liana, under bush, understory and epiphyte biomass. In addition we measured necromass of standing dead trees, litter from wood and litterfall. We estimated total carbon in living and dead organic matter and in the soil. All the diametric distributions were of a J-inverted shape. The Hugershoff models successfully explained the behavior of the secondary forest and shrub structure. The biomass, necromass and total carbon were estimated at 185.7 and 29.8 t ha-1, 9.2 and 3.8 t ha-1 and 151.7 and 78.2 t ha-1 respectively for forests and cultivated areas. An interesting finding is the high biomass of trees below-ground, lianas and epiphytes in tropical montane forest. Tropical montane forests provide important environmental services and therefore we have to search for better ways to conserve them.

Dynamic modeling of total suspended solids in the wetland Jaboque, Bogotá (Colombia)

Se propone un modelo de simulación dinámico para explicar de manera general el comportamiento de los sólidos suspendidos totales en el humedal Jaboque, Bogotá (Colombia), en tres secciones con características físicas y químicas particulares. El modelo predijo altas concentraciones de sólidos suspendidos totales en abril, mayo, junio, octubre y noviembre, los valores modelados fluctuaron entre 85 mg L-1 y 101 mg L-1 con un promedio de 65.12 mg L-1 con un tiempo hidráulico de retención entre ocho y nueve días año-1 para la primera sección, en la segunda sección entre 57 y 69 con un promedio de 50 mg L-1 con un tiempo hidráulico entre 20 y 23 días año-1 y en la tercera sección entre 56 mg L-1 y 67 mg L-1 con un promedio de 48,8 mg L-1 y un tiempo hidráulico de retención entre 24 y 26 días año-1. En diciembre, enero, febrero, agosto y septiembre se presentó una tendencia a la disminución de los valores modelados. Se compararon los valores estimados de sólidos suspendidos totales con los modelados, de esta forma se evidenció una correspondencia aceptable, R² = 0.95; 0.71; 0.67; en todos los casos. El error relativo para cada sección en su orden fue de 0.10, 0.20 y 0.26, esto muestra que el modelo no tiende a la sobrestimación de los resultados.

We propose a dynamic simulation model to provide a general explanation for the behavior of total suspended solids in the Jaboque wetland (Bogotá DC). The analyses were performed in three areas with distinct physical and chemical characteristics. The model predicted concentrations of total suspended solids in the months of April, May, June, October and November. Values ranged from 85 mg L-1 and 101 mg L-1 with an average of 65.12 mg L-1 with a hydraulic time retention between eight and nine days per year for the first area, the second area between 57 and 69 with an average of 50 mg L-1 with a hydraulic time between 20 and 23 days per year and in the third area between 56 mg L-1 and 67 mg L-1 with a mean of 48.8 mg L-1 and a hydraulic retention time between 24 and 26 days per year. The months of December, January, February, August and September showed a tendency to have lower values. The estimated values of total suspended solids based on our model had an acceptable correspondence, R² = 0.95, 0.71, 0.67, with the actual values in all cases. The relative error for each area was 0.10, 0.20 and 0.26, demonstrating that the model does not overestimate the results.

**Spatial distribution structure and volume of Colombian black oak forest (Colombobalanus excelsa (Lozano, Hern. Cam. & Henao, J.E.) Nixon & Crepet) National Natural Park Cueva de los Guácharos**

Se determinó la distribución espacial de los bosques dominados Colombobalanus excelsa en el Parque Nacional Natural (PNN) Cueva de los Guácharos y su zona de amortiguación y se precisaron sus parámetros estructurales utilizando un inventario forestal estratificado. El inventario se realizó en cuatro fajas de 0.5 ha distribuidas en dos estratos: el primer estrato se localizó en el PNN Cueva de los Guácharos y el segundo en su zona de amortiguación. Cada faja estuvo conformada por parcelas de 20 x 50 m para registrar individuos con diámetros a la altura del pecho (DAP) = 10 cm, altura total, diámetro de copa y estado del árbol; asimismo, en cada faja se anidó una subparcela de 10 x 10 m para registrar individuos con DAP = 10 cm y alturas mayores a 3 m y el número de plántulas = 0.3 m de altura se estimó en subparcelas de 5 x 5 m. Se generaron modelos para estimar la altura y el volumen en función del DAP. Se reportaron un total de ocho rodales naturales de roble negro que alcanzaban las 2000 ha, de las cuales 28.3 ha se encontraron dentro del parque. Se registró una densidad de 281.7 árboles ha-1, un área basal de 52.33 m² ha-1 y un volumen de 761.65 m³ ha-1. El factor mórfico para la especie fue de 0.76041. Se ajustaron seis modelos para estimar la altura y seis para volumen con ajustes de 0.90 y 0.98, respectivamente.

The spatial distribution of Colombobalanus excelsa forests in the Cueva de los Guácharos Natural National Park and its buffer zone was determined. The forests structural parameters were determined by conducting a stratified forest inventory that consisted of four plots of 0.5 ha distributed in two strata. The first stratum was located in the park and the second in its buffer zone. Each strip consisted of plots of 20 x 50 m within which individuals with diameters at breast height = 10 cm DBH were measured for total height, crown diameter and the condition of each tree. Within each strip a 10 x 10 m subplot was used to assess individuals with DBH = 10 cm and heights greater than 3 m. In addition the number of seedlings of height = 0.3 m were counted in subplots of 5 x 5 m. Models were generated to estimate the height and volume as a function of DBH. We report a total of eight natural stands of black oak reaching 2000 ha of which 28.3 ha were found within the park. We report a density of 281.7 trees ha-1 with a basal area of 52.33 m² ha-1 and a volume of 761.65 m³ ha-1. The form-factor for the species was of 0.76041. Six models were fitted to estimate the height and six for volume adjustments of 0.90 and 0.988, respectively.

**Foliar morphometric indicators for early detection of water stress in Gmelina arborea Roxb. in agroforestry systems of Santafé de Antioquia**

En esta investigación se evaluó la asimetría foliar (ASF) en individuos de Gmelina arborea Roxb., establecidos en sistemas agroforestales (SAF), en áreas de bosque seco tropical, en el municipio de Santafé de Antioquia. Estos individuos crecen bajo diferentes condiciones hídricas del suelo. La ASF se correlacionó con nuevos parámetros de tipo morfométrico como el ángulo de inserción del peciolo en la lámina foliar (AIP) en individuos maduros y la razón entre el número de dientes del borde de la lámina (RDF) en las hojas de individuos juveniles, propuestos como nuevos indicadores del estado temprano de estrés en la especie. Los modelos generados presentaron valores de R² superiores al 75 %, lo que soporta su utilización como indicadores tempranos del estrés hídrico en G. arborea. Adicionalmente, se evaluó la diversidad foliar entre los dos tipos de hojas (HM y HJ), con variables morfométricas convencionales, tales como la longitud de la nervadura principal (L), perímetro de la hoja (P), área foliar específica (AFE) y materia seca (DW), puesto que son caracteres relacionados con la forma y funcionalidad foliar. De lo anterior se dedujo que existen marcadas diferencias en forma y comportamiento entre los dos tipos de hojas. Los resultados de este trabajo permitirán la optimización de estrategias de manejo de G. arborea en el SAF, gracias a la identificación temprana de la presencia de este tipo de estrés. Esto permitiría mantener permanentemente el dosel de los árboles y así mejorar el ambiente de productividad de los cultivos agrícolas asociados.

Leaf asymmetry was assessed in individuals of Gmelina arborea Roxb. growing under different soil water conditions in a dry forest agroforestry system (AFS), in Santafé de Antioquia. Leaf asymmetry was correlated with additional morphometric parameters, such as angle of insertion of the petiole in the leaf in mature individuals and the ratio of the number of teeth on the edge of the blade in juvenile leaves to propose new indicators of early stage stress. The models generated had R² values of above 75 %, which support their use in identifying developmental instability as an early indicator of water stress. Similarly, leaf diversity was assessed between the two phenotypes of leaves (ML and JL), with conventional morphometric variables (length of the midrib, leaf perimeter, specific leaf area and dry matter), because they are characters related to leaf form and function. There were marked differences in form and behavior between the two types of leaf indicating a further source of instability evident from leaf ontogeny. The results of this work will allow the optimization of management strategies of G. arborea in the AFS as an early indicator of water stress.

Generating wood cutting patterns using mathematical programming for tactical-operative planification of sawmills

Este trabajo propone una metodología para la generación de patrones de corte óptimos en operaciones de aserrío, para minimizar los niveles de desperdicios en la obtención de productos aserrados. Se utilizó primero un modelo de programación lineal, el cual genera patrones de cortes factibles y óptimos para las diferentes clases diamétricas que caracterizan la oferta maderera, a partir de las características de transformación que posee la empresa tomada como centro de estudio. Luego, se planteó la utilización de un modelo fraccional, el cual asigna de manera eficiente los patrones de corte obtenidos de acuerdo a la demanda y oferta maderera existente en patio. Se obtuvieron en total 42 patrones de corte factibles con un nivel de aprovechamiento del 79 %; además, en la asignación eficiente de patrones de corte a demanda se obtuvieron desperdicios de alrededor del 25 % bajo ciertos supuestos de características de la materia prima.

This paper proposes a methodology for generating optimal cutting patterns in sawmills operations that minimize waste production. Firstly, a linear programming model was used to generate patterns of feasible and optimal cuts for different diameter classes. Secondly, a model which assigns efficient cutting patterns based on the supply and demand of the timber yard was employed. A total of 42 cutting patterns were assessed with a utilization level of 79 %. Levels of loss were around 25 % depending on the characteristics of the raw material.

**Seed predation of Sapindus saponaria L. by Leptostylus gibbulosus Bates (Coleoptera: Cerambycidae) and its effects on germination**

La depredación de semillas es considerada como un proceso selectivo que puede disminuir el éxito reproductivo de las plantas. Para caracterizar la depredación por el cerambícido Leptostylus gibbulosus y su efecto en la germinación, se examinaron frutos y semillas de Sapindus saponaria recolectados durante los años 2009 y 2010 en el municipio de Anolaima. Para tal fin, se evaluó la relación entre la incidencia y la severidad del ataque y el tamaño de los frutos y semillas. Se encontró que L. gibbulosus afectó 20 % de las semillas, prefiriendo semillas grandes y redujo considerablemente la germinación, siendo su efecto más notorio en las semillas de menor tamaño. Se registra por primera vez para Colombia la ocurrencia del longicornio, L. gibbulosus asociado a semillas de S. saponaria.

Seed predation has been considered as a selective process that decreases reproductive fitness of plant species. Fruits and seeds of Sapindus saponaria collected in Anolaima town, between 2009 and 2010 were used to characterize predation of Leptostylus gibbulosus (Cerambycidae) and its effects on germination based on the relation within incidence and severity attack and size of fruit and seeds. Results show that L. gibbulosus affected 25 % of seed under study and considerably reduced germination and reproductive fitness of predated seeds, principally in large seeds. The association between L. gibbulosus and S. saponaria seeds is registered for the first time in Colombia.

**Leaf area index estimation of Eucalyptus grandis W.Hill. in plantations**

Se realizó la estimación del índice de área foliar en plantaciones de Eucalyptus grandis W.Hill. en cuatro fincas de la empresa Smurfit Kappa Cartón de Colombia (SKCC), tres de ellas ubicadas en el municipio de Popayán, Cauca, y una ubicada en el municipio de Restrepo, Valle del Cauca. Cada finca presentaba tres parcelas fertilizadas y tres parcelas no fertilizadas, con 64 individuos en cada parcela. Para dicha estimación se utilizaron tres métodos: Plant Canopy Analyzer 2000 (PCA 2000), fotografía plana a través del software PIPEcv y un método destructivo, con el cual se generó un modelo matemático. Para los dos primeros métodos se realizaron mediciones bimensuales durante un año y para el tercero se realizó una clasificación diamétrica para cortar los árboles en la última medición. La estimación del índice de área foliar para las tres metodologías fue en promedio 2.01 para el PCA 2000, 3.12 para el software PIPEcv y 2.83 con el modelo matemático, lo cual corresponde a los promedios y rangos de índice de área foliar, obtenidos con cada metodología en el total de fincas. Los análisis permitieron establecer que las tres metodologías desarrolladas en la investigación no tuvieron una estrecha relación.

We estimated leaf area index (LAI) in Eucalyptus grandis W.Hill. plantations in four farms in the Smurfit Kappa Carton de Colombia (SKCC) with three farms located in the city of Popayan (Cauca) and one located in the municipality of Restrepo (Valle del Cauca). Each farm had three fertilized and three unfertilized plots with 64 individuals in each. We used three methods, Plant Canopy Analyzer 2000 (PCA 2000), flat photograph PIPEcv software and a destructive method, which was generated using a mathematical model. The first two methods were measured bimonthly for a year and the final method required trees being cut to measure their diameter. Estimation of leaf area index was 2.01 for PCA 2000, 3.12 for PIPEcv and 2.83 for the mathematical model. These values correspond to the average and range of leaf area indices obtained for each method on all farms. Statistically the three methodologies developed in this study were not closely related.