Colombia Forestal

**Early growth of promising rubber tree clones of Hevea brasiliensis (Willd. Ex A. Juss.) Müll. Arg. in an agroforestry system in Caquetá, Colombia**

Este estudio tuvo como objetivo evaluar el crecimiento inicial de tres clones de caucho (Hevea brasiliensis) (FX 4098, FDR 5788, y el testigo IAN 873) en cuatro sistemas de siembra con copoazú (Theobroma grandiflorum) y plátano Hartón (Musa AAB) en dos localidades de Caquetá (Amazonia colombiana). En cada zona se siguió un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones y un arreglo en parcelas divididas, el cual se analizó mediante un modelo lineal general mixto. En los años 1 y 2 después del establecimiento del cultivo de caucho se evaluaron los índices de crecimiento: altura total (AT), circunferencia del tronco (CT), área de copa (AC) e índice de área foliar (IAF). CT fue la variable que más se correlacionó con los distintos índices de crecimiento (r ≥ 0.94). La variación temporal y clonal, así como el sistema de siembra implementado fueron los factores que más influyeron en los cuatro índices de crecimiento (p < 0.01). Solo hubo diferencias significativas entre las dos localidades para AC (p < 0.05). La interacción clon x sistema fue significativa para IAF (p < 0.01). Luego de 2 años, los mayores índices de crecimiento se observaron en el clon FX 4098 (AT = 4.43 m; CT = 13.00 cm; AC = 4.62 m2; IAF = 1.37), y en dos de los tres sistemas agroforestales (AT ≥ 4.08 m; CT ≥ 11.43 cm; AC ≥ 4.01 m2; IAF ≥ 1.54) en comparación con el sistema testigo (monocultivo).

This study aimed to evaluate the early growth of three rubber tree clones (Hevea brasiliensis) (FX 4098, FDR 5788, and control IAN 873) in four planting systems with cupuasu (Theobroma grandiflorum) and banana trees (Musa AAB) at two localities in Caquetá (Colombian Amazonia). A completely randomized block design with three replications and split-plot arrangement, analyzed with a general linear mixed model, was used at each locality. Total height (AT), trunk circumference (CT), canopy area (AC) and leaf area index (IAF) were evaluated one and two years after establishment of rubber trees. Trunk circumference was the variable most correlated with different growth indices (r ≥ 0.94). Four growth indices were strongly influenced by temporal and clonal variation and by planting system (p < 0.01). The only significant differences between the two localities were for AC (p < 0.05). System x clone interaction was significant for IAF (p < 0.01). After two years, the highest growth indices were observed in rubber tree clone FX 4098 (AT = 4.43 m; CT = 13.00 cm, AC = 4.62 m2; LAI = 1.37), and in two of the three agroforestry systems (AT ≥ 4.08 m, CT ≥ 11.43 cm, AC ≥ 4.01 m2; IAF ≥ 1.54) compared with the control system (monoculture).

Generating optimal tree cutting patterns from commercial plantationsa

En el manejo de plantaciones forestales, la decisión sobre el trozado de árboles es importante, ya que está relacionada directamente con la rentabilidad de la operación. Para maximizar los beneficios económicos derivados del negocio forestal, es necesaria una adecuada y eficiente utilización de los fustes, pues existen diversas combinaciones posibles para dimensionar y asignar los diferentes productos forestales, de acuerdo con las exigencias del mercado. El objetivo de este estudio es desarrollar una metodología basada en técnicas heurísticas y de programación dinámica para la optimización del trozado de fustes individuales que permita maximizar el valor económico del árbol. Los modelos desarrollados se evalúan poniéndolos en práctica en el trozado de fustes de Eucalyptus tereticornis, que crece en la costa atlántica colombiana. Se utilizó un algoritmo para la generación de puntos potenciales de corte a lo largo del fuste comercial del árbol, y un algoritmo basado en programación dinámica determinó la combinación óptima de productos que debe ser obtenida en el fuste evaluado, imponiéndose al modelo restricciones debidas a las dimensiones de los productos demandados. Los resultados obtenidos fueron comparados con la simulación de un trozado secuencial, en la cual no se encontró ninguna diferencia entre los dos métodos, debido principalmente a la marcada diferenciación entre productos empleados en el ejemplo práctico. La metodología desarrollada puede ser utilizada para la optimización del trozado de cualquier especie que cuente con funciones de ahusamiento que permitan predecir diámetros y alturas fustales y volúmenes comerciales a lo largo del fuste.

In the management of forest plantations decisions on tree bucking are important as they directly affect profitability. Proper and efficient use of stems is necessary in order to maximize the economic benefits derived from the forestry sector. There are various possible combinations for sizing and assigning different forest products according to market requirements. This study aims to develop a methodology based on heuristics and dynamic programming for bucking optimization of individual stems to maximize the economic value of the tree. The evaluation of bucking models was conducted through a practical application on stems of Eucalyptus tereticornis growing on the Colombian Atlantic coast. An algorithm for generating potential points along the commercial bole of the tree was used and an algorithm based on dynamic programming determined the optimal combination of products to be obtained in the evaluated stem, by imposing constraints on the model based on the size of the demanded products. A comparison of the results obtained with a simulation of sequential bucking did not find any difference between the two methods, mainly due to the marked differentiation between products used in the practical example. This methodology can be used to optimize the bucking of any species that has taper functions to predict upper-stem diameters and heights and commercial volumes along the stem.

Regional scale representation based on a detailed floristic inventory in a one hectare plot in the tropical Andes

Se reporta la composición florística de plantas vasculares y su distribución por hábitos de crecimiento en un bosque húmedo montano bajo en el norte de los Andes, con base en una parcela de 1 ha. Dentro de la parcela de 1 ha se colectaron muestras botánicas de manera intensiva y se identificaron 318 especies/morfoespecies, 82 familias (9 de las cuales pertenecen a la división Pteridophyta) y 173 géneros. Orchidaceae, Asteraceae, Rubiaceae, Melastomataceae y Piperaceae aportan el 44% del total de especies registradas en la parcela. Los géneros más diversos son Peperomia, Elaphoglossum, Mikania, Anthurium y Miconia. Se encontraron tres especies endémicas del departamento de Antioquia (Brunellia trianae, Meriania antioquiensis y Mikania fragrans). Las especies encontradas representan el 47%, los géneros el 48% y las familias el 60% del total con respecto al Parque Arví, una reserva de 11 400 ha donde se localizó la parcela. Se encontraron 108 especies, 30 géneros y 1 familia no reportados previamente para el Parque Arví. El número de taxones comunes entre la parcela y el Parque fue de 144 especies, 142 géneros y 69 familias. La riqueza de especies/familia en la parcela explica el 89% de la variación en la riqueza de especies/familia en al Parque Arví, y la riqueza de géneros el 75%. Se concluye que los inventarios florísticos detallados en parcelas de área conocida aportan información representativa de la flora a nivel regional y permiten una aproximación rápida a su biodiversidad.

Floristic composition of vascular plants and their distribution is reported for growth habits in a low montane rain forest (2600 m and 2500 mm/yr mean annual precipitation) in the northern Andes, based on a plot of 1 ha. The samples collected represented 318 species/morphospecies, 82 families (nine of which were pteridophytes) and 173 genera. 78% of the samples were identified to species. Groups with most species are pteridophytes (sensu lato), Orchidaceae, Asteraceae, Rubiaceae, Melastomataceae and Piperaceae, that represented 44% of all species recorded. The most diverse genera are Peperomia, Elaphoglossum, Mikania, Anthurium, and Miconia. Three species endemic to Antioquia (Brunellia trianae, Meriania antioquiensis and Mikania fragrans) were found. The individuals found in the plot represent 47% of the species, 48% of the genera and 60% of the families found in Arví Park, a reserve of 11400 hectares in which the plot was located. The plot had 108 species, 30 genera and one family not previously reported for Arvi Park. The number of common taxa between the plot and the Arví Park was 144 species, 142 genera and 69 families. Species richness/family in the plot accounts for 89% of the variation of species richness/family in the Arví Park, and 75% of the generic richness. We conclude that detailed floristic inventory of known area plots provide information representative of the regional flora and permit a rapid approximation of its biodiversity.

Incidence of progressive deterioration of urban trees in the Aburrá valley, Colombia

El arbolado urbano de los municipios del Valle de Aburrá, Colombia, está evidenciando deterioro y muerte por estrés hídrico y térmico, contaminación atmosférica, urbanización y ataques de plagas y enfermedades. Se realizó un muestreo de 11 710 individuos de 25 especies de árboles y palmas en el área metropolitana del Valle de Aburrá, con el propósito de registrar síntomas de deterioro progresivo (DP) como marchitez de ramas y secamiento descendente. Se estimó un modelo logit multifactorial que relaciona la incidencia del DP con características dasométricas de los individuos, el sitio de siembra y el número de afectaciones. Se encontraron 720 individuos con DP (incidencia de 6.1%). Los modelos logit tuvieron un ajuste satisfactorio a los datos y evidenciaron que existe una relación estadísticamente significativa entre la incidencia del deterioro de árboles y el diámetro del árbol, su ubicación (municipio), especie, sitio de siembra (zona verde, piso duro, alcorque) y presencia de otras afectaciones.

The urban forest of the municipalities of the Aburra Valley, Colombia, is deteriorating as a result of drought and heat stress, air pollution, urbanization, pests and diseases. In order to record the symptoms of progressive deterioration (DP) of trees such as wilting of branches and downward drying, a sample of 11 710 individuals from 25 tree species and palms in the metropolitan area of the Aburrá Valley was carried out. A multivariate logit model was estimated to relate the incidence of DP with dasometric characteristics of individuals, the planting site and the extent of damage. 720 individuals with DP (incidence 6.1%) were found. The logit model had a satisfactory fit to the data and showed that there is a statistically significant relationship between the incidence of tree deterioration and tree diameter, location (municipality), species, planting site (green, hard floor, container ) and other damaging factors.

Compost as a means for the ecological succession in an area affected by opencast mining in the La Vega river basin, Tunja, Boyacá

Se aplicó compost para la inducción de la sucesión vegetal en un área afectada por minería a cielo abierto en la microcuenca del río La Vega. En un diseño experimental completamente aleatorizado se establecieron tres tratamientos en parcelas de 25 m² usando sustrato estéril y compost en las siguientes proporciones: T1: 8:1; T2: 4:1; T3: 2:1 y un control (T4, sin compost). En cada parcela se siguió la sucesión durante nueve meses, se calcularon los índices de diversidad de Shannon, Simpson y riqueza específica, y se elaboraron ANOVAS de medidas repetidas y análisis de componentes principales para los tratamientos y el control. En total se registraron 15 especies, cinco de ellas de la familia Asteraceae. El análisis de varianza mostró que no existieron diferencias significativas (p=0.24) con respecto a la cobertura, pero sí con respecto a la altura (p=0.0001) entre los tratamientos, y que T3 fue el que presentó la mejor respuesta, representada en mayor riqueza específica y diversidad en relación con los demás tratamientos y el control al final del seguimiento.

The application of compost to promote ecological succession in an area affected by opencast mining in the La Vega river basin was studied. Three treatment concentrations were established in plots of 25 m² in a completely randomized experimental design, using sterile deposit and compost in the following ratios; T1: 8:1; T2: 4:1; T3: 2:1 and a control (T4, no compost). The bio-diversification in every plot was evaluated during a nine month period. Shannon, Simpson and Species Richness diversity indices were calculated. Repeated measurements of the principle components using ANOVA comparing the treatment to the control were analyzed. Fifteen species were recorded, five of them in Asteraceae. The variance analysis showed that there were no significant differences (p=0.24) regarding coverage. With respect to height (p=0.0001), T3 showed the best response in terms of a higher species richness and diversity when compared with the other treatments or the control.

Effects of land use on soil properties and run-off in a colombian Orinoco water basin

Con el objetivo de evaluar los efectos del uso del suelo sobre la cuenca del caño Camoa, Meta, se cuantificó el contenido de materia orgánica edáfica (CMOE), la densidad aparente y el contenido de agua en condiciones de campo y capacidad de campo. Para ello se extrajeron núcleos de suelo de bosques y pastizales riparios con diferente productividad de hojarasca y se evaluó la relación entre el CMOE y el volumen deficitario de agua mediante regresiones. Así mismo, se identificó mediante trampas de caída la organización trófica de los artrópodos de la superficie del suelo. Debido a sus CMOE superiores al 5%, los suelos con mayor cantidad de hojarasca (alta productividad) presentaron contenidos de agua superiores a los de bosques menos productivos y de pastizales (p < 0.05 en ambos casos). Las diferencias en el contenido de agua de los suelos de las distintas coberturas evaluadas sugieren que el papel de la escorrentía superficial en los bosques ha sido subestimado. El manejo de cuencas debe propender por el establecimiento de bosques productivos que generen CMOE superiores al 5%, para promover la continuidad y el volumen en la oferta hídrica de los ríos al generar flujos constantes de agua subsuperficial y al regular flujos esporádicos superficiales. La variedad de funciones e interacciones tróficas que cumplen los artrópodos del suelo en los bosques indica que una estructuración óptima de esta comunidad favorecería la conversión de compuestos simples y complejos en humus y por lo tanto la capacidad de retención de agua.

This study evaluate the effects of land use on the Camoa water basin in Meta by quantifying the effect of soil organic matter content (SOMC), bulk density and water content. These variables were evaluated by extracting ground cores from riparian forests and grasslands of different litter cover. We also evaluated the relationship between the SOMC and the water volume deficit using regressions. Likewise, using pitfall traps we identified the trophic organization of soil-superficial arthropods. Due to its higher SOMC (> 5%), the soils of highly productive forest (high litter content) had significantly higher water contents than soils from less productive forests and grasslands (p < 0.05 in both cases). The water content found among the studied soil cover types suggests that the role of run-off in forest has been underestimated. Water basin management should encourage the establishment of productive riparian forests with CMOE values higher than 5% in order to promote volume and continuity in water offer from rivers due to the generation of constant subsurface flow and the regulation of sporadic superficial run-offs. The variety of functions and interactions accomplished by arthropods in forest soils suggests that a highly structured trophic organization favors conversion of simple and complex compounds in humus and therefore would favor soil water retention capacity.

Integration of Colombians Forest Commercial Crops in Thermochemical Biorefinery Concepts: A Review

La integración de las plantaciones forestales comerciales colombianas en conceptos de biorrefinería se justifica desde las perspectivas técnica, energética, social y ambiental; adicionalmente se enmarca dentro de diversos planes y políticas de gobierno que consideran el aprovechamiento energético de la biomasa como alternativa recursiva para el potencial silvicultural del país. En este trabajo se revisan algunos procesos específicos que pueden evaluarse como posibles estrategias de integración de la madera plantada en Colombia bajo el concepto de biorrefinería. Se abarcan procesos de gasificación de baja-media potencia, gasificación a escala industrial para producción de biocombustibles de alta calidad, procesos de mejoramiento de la madera como biocombustible sólido, y la producción de biocarbón mediante métodos alternativos; por último, se revisa el mercado potencial de productos forestales de valor agregado. A modo de conclusión se destaca el alto potencial forestal de Colombia, por tanto, la unión estratégica entre universidades, centros de investigación y el sector forestal debe buscar la eficiencia e innovar para ofrecer productos diferenciadores y con valor agregado, aprovechando la existencia de nichos de mercado prácticamente inexplorados en Colombia, como la bioenergía y los bioproductos. A ese punto se dirige esta revisión, pues es necesario avanzar en el conocimiento que se tiene de las características y posibles usos de algunas especies forestales que se cultivan en el país desde conceptos de biorrefinería para bioenergía, biocombustibles y bioproductos bajo una perspectiva de sostenibilidad.

The technical, energy, social and environmental benefits of the integration of commercial forest crops in Colombia under biorefinery concepts are evaluated. This concept is part of various programs and government policies that consider the energy use of biomass as an alternative source to the silvicultural potential of the country. In this paper we review some specific processes that can be evaluated as integration strategies with high potential to use the wood planted in Colombia under biorefinery concepts. The processes considered are low-middle power gasification, industrial scale gasification to high quality biofuel production, wood pretreatment to improve the solid biofuel and alternative methods for biochar production. Finally, we also review the value-added wood products market. To conclude we highlight the potential of Colombian forest in this industry, Through strategic alliances between universities, research centers and the forestry sector, more efficient and innovative development of new value-added products should be sought, taking advantage of the unexplored market opportunities in Colombia for bioenergy and bioproducts. This review aims to advance knowledge on the features and possible uses of forest species to produce bioenergy, biofuels, and bioproducts sustainably.