Rasgos funcionales, biomasa aérea y flujos de carbono a nivel de las hojas de especies de las colecciones vivas del JBB

Indira Vanessa León García1, Indira Vanessa León Garcia1, Maribel Yesenia Vasquez Valderrama1, Jóse Wilfredo López Cruz1, Carol Estefany Salamanca Rojas1, Sistema de Información y Datos de Investigaciones Científicas1

1 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 No. 68-95, Bogotá, D.C., Colombia

Autor(es) de contacto: Indira Vanessa León García (ileon@jbb.gov.co)

Recibido {Fecha}; Revisado {Fecha}; Aceptado {Fecha}; Publicado {Fecha}

Referencia: Combinación de autores, año de publicación del artículo de datos (en paréntesis), Titulo, Nombre de la Revista, Volumen, Número de edición (en paréntesis), y doi del artículo de datos.

<b>¿Cómo citar este recurso?</b>

León García I V (2021): Rasgos funcionales, biomasa aérea y flujos de carbono a nivel de las hojas de especies de las colecciones vivas del JBB. v1.1. Jardín Botánico de Bogotá "José Celestino Mutis". Dataset/Occurrence. http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-em_sc_2021005 http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-em_sc_2021005

Resumen

Información derivada del proyecto que busca determinar predictores de flujos de carbono en hojas (fotosíntesis y respiración) en especies de las colecciones vivas de páramo y bosque andino (incluidas bosque subandino, andino, altoandino y de niebla) del Jardín Botánico de Bogotá. El muestreo se hizo en plantas abundantes nativas de páramo y bosque andino en las colecciones mencionadas, esto resultó en 11 especies de páramo y 19 de bosque andino. Se marcaron y midieron, dependiendo de la forma de crecimiento; la altura, el diámetro a la altura del pecho, el número de hojas y el diámetro basal de 151 individuos para la determinación de biomasa aérea. Adicionalmente se tomó información para el cálculo de cinco rasgos funcionales (área foliar específica, contenido foliar de materia seca, densidad de madera, grosor y dureza foliar) y se hicieron mediciones de tasas de asimilación neta máxima y respiración en la oscuridad con un analizador de gases (TARGAS-1). Con esta información se determinó dominancia y diversidad funcional en cada colección y se determinaron las relaciones entre las variables. Para el análisis de datos se corrieron modelos de ecuaciones estructurales (SEM). Los productos generados de la presente investigación fueron el documento técnico final, un manuscrito con potencial de publicación, la base de datos en formato DwC y la información espacial como un shapefile con los puntos de ubicación de cada individuo y una tabla de atributos. Esta investigación hace parte del proyecto de inversion 7679-01 y fue desarrollado por la línea de investigación Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos (BSE) en el marco del contrato 214-2021.

Palabras clave: colecciones vivas, páramo, bosque andino, rasgos funcionales, biomasa aérea, fotosíntesis máxima, respiración en la oscuridad, diversidad funcional, Occurrence, Observation

Descripción general

Propósito: Determinar si los diferentes componentes de la diversidad funcional o la biomasa aérea de las especies son buenos predictores de flujos de carbono a nivel de las hojas (fotosintesis y respiración), y si esta relación es diferente para las comunidades en las dos colecciones ecosistémicas (bosque andino y páramo) en el Jardín Botánico de Bogotá. Esto con el fin de conocer los rasgos funcionales mejor asociados con flujos de carbono en hojas y los principales determinantes de las dinámicas de carbono a nivel de especie en estas comunidades vegetales presentes también en el pool de especies regional.
Additional information: Biodiversidad y Servicios Ecosistémicos

Detalles del proyecto

Título del proyecto: Proyecto de Inversión 7679: Investigación para la conservación de los ecosistemas y la flora de la Región y Bogotá
Personas asociadas:  Claudia Alexandra Pinzón Osorio
Fuentes de financiación: Proyecto de inversión 7679, Contrato No. 214-2021

Descripción/descriptor del área de estudio: Distrito Capital
Descripción del diseño: El proyecto tienen como objetivo general aumentar la capacidad institucional para la gestión del conocimiento en conservación, restauración y uso sostenible de la flora en áreas de la estructura ecológica y de interés ambiental en la ciudad región. Los objetivos específicos estan asociados a: 1) Generación de conocimiento acerca de la representatividad, funcionamiento y dinámicas que inciden en los cambios y estado de la diversidad biológica y los servicios ecosistémicos en áreas estratégicas de importancia ambiental; 2) el desarrollo de procesos de investigación en restauración ecológica de los efectos de los disturbios naturales y antrópicos sobre la composición, estructura y función de los ecosistemas de Bogotá; 3) el desarrollo de investigaciones asociado al uso de las especies vegetales nativas que permita un aprovechamiento sustentable a través de una estrategia con base técnico-científica; y 4) el desarrollo de una estrategia institucional que permita cumplir con los requisitos para la acreditación del Járdin Botánico como centro de investigación para la conservación y los ecosistemas de la ciudad región.

Datos publicados a través de GBIF: http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-em_sc_2021005

Cobertura taxonómica

Descripción general de la cobertura taxonómica: Se registró información para 151 individuos pertenecientes a 30 especies de plantas vasculares, 11 con distribución y presentes en la colección de páramo y 19 de bosque andino. La información se registró para especies de arbol/arbusto, pastos y juncos, arbustos, rosetas, y hierbas en la colección de páramo, y para arboles y arbustos en la colección de bosque andino.
Categorías taxonómicas
Family: Iridaceae, Rosaceae, Myricaceae, Cunoniaceae, Escalloniaceae, Solanaceae, Bromeliaceae, Poaceae, Juncaceae, Blechnaceae, Asteraceae, Cordiaceae, Rhamnaceae, Actinidiaceae, Moraceae, Salicaceae, Podocarpaceae, Primulaceae, Myrtaceae, Melastomataceae, Sapindaceae, Bignoniaceae, Araliaceae, Fagaceae, Juglandaceae, Verbenaceae, Lythraceae

Cobertura geográfica

Cobertura geográfica general: Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Bogotá, Colombia.
Coordenadas: 4°39'57.6''N y 4°40'12''N Latitud; 74°6'10.8''W y 74°5'52.8''W Longitud 

Cobertura temporal: May 12, 2021 - October 22, 2021

Métodos

Descripción de la metodología paso a paso: 
- . 	1. Selección de especies abundantes: Se determinaron las abundancias relativas a partir del inventario actualizado en el SiB de Cadena Vargas 2021 de los individuos en las colecciones vivas del Jardín. La base de datos fue filtrada por: 1) las colecciones correspondientes a ecosistemas de montaña como bosques andinos y paramo; 2) el rango del taxón para obtener únicamente los individuos determinados a especie; y 3) que el estatus de ocurrencia correspondiera a “presente”. Adicionalmente se eliminaron aquellas especies exóticas, naturalizadas o cultivadas, debido a que no son representativas de ecosistemas nativos de alta montaña. Especies con tipos de crecimiento que dificultaran su medición (i.e suculencia) o con rangos de distribución menor a los 1000 m.s.n.m tampoco fueron incluidas.

- . 	2. Selección y medición de rasgos funcionales: Los rasgos funcionales seleccionados estuvieron orientados a entender cómo características funcionales de la vegetación, afectan los flujos locales de carbono. Los tres rasgos que se ha encontrado están más frecuentemente relacionados con procesos asociados a flujo y almacenamiento de carbono a nivel de las hojas son: área foliar específica (AFE), altura máxima (Hmax) y contenido foliar de nitrógeno (CNF). Adicionalmente la selección de rasgos obedeció también a su fácil medición en distintas formas de crecimiento. Los rasgos seleccionados fueron: área foliar específica (AFE), contenido foliar de materia seca (CFMS), fuerza o dureza de la hoja (LS), densidad de la madera (DM) y altura máxima (Hmax)..

- . 	3. Medición de tasas de asimilación y respiración: La medición de tasas de asimilación y respiración se hizo con el analizador infrarrojo de gases (IRGA) TARGAS-1 de PP Systems. Ambas medidas, fotosíntesis y respiración, se tomaron en las horas de la mañana entre las 7:00 y las 11:00 a.m. en días soleados, en hojas expuestas al sol completamente desarrolladas y saludables y después de un warm-up de al menos 30 minutos para la calibración del equipo. La respiración en la oscuridad o Rd, se realizó con la lámpara apagada para garantizar oscuridad completa en la cámara y a temperatura ambiente después de un periodo de aclimatación de uno a tres minutos. Para determinar los valores máximos de luz se registraron curvas de luz rápidas de cada especie. La fotosíntesis máxima o Amax, se registró después de un periodo de aclimatación a la luz de uno a tres minutos, con la lámpara en 1200, 1500, 1800 o 2000 PAR dependiendo de la especie y las curvas de luz, con un flujo de 250 cc/min, y con valores de humedad no menores a 60% para garantizar buena conductancia estomática. En especies de páramo las medidas fueron tomadas in situ, mientras que para especies de bosque andino las medidas se hicieron en ramas cortadas sumergidas en agua y en el menor tiempo posible después del corte.

- . 	4. Índices de diversidad funcional y biomasa: Los índices de diversidad funcional calculados fueron: la dominancia funcional, como la media ponderada de la comunidad (MPC); la entropía cuadrática de Rao (FDQ), que recoge la variabilidad de las especies tanto raras como dominantes; la dispersión funcional (FDis), que representa la distribución de las especies en el espacio funcional; y la uniformidad funcional (FEve), que muestra la uniformidad de las abundancias y la distancia entre las especies. Todos los índices se calcularon utilizando datos de la composición y los rasgos de las especies. Esta primera, representa la abundancia en la comunidad, en este caso medida como la abundancia relativa de las especies en cada una de las colecciones. Por otro lado, para el cálculo de la biomasa aérea se emplearon diferentes ecuaciones alométricas dependiendo de la forma de crecimiento y el ecosistema nativo de la especie. Las ecuaciones permiten obtener un valor aproximado de biomasa aérea a partir de mediciones sencillas, como el diámetro a la altura del pecho (DAP), diámetro basal o altura y sin recurrir a métodos destructivos.
- . 	5. Análisis de los datos: Se determinaron a partir de modelos de ecuaciones estructurales (SEM) los factores que controlan los flujos de carbono a nivel de las hojas en las diferentes comunidades vegetales en las colecciones vivas del Jardín. El modelo se corrió primero con todas las posibles relaciones entre índices de dominancia y diversidad funcional, biomasa aérea y flujos de carbono; después, las relaciones sin significancia estadísticas fuerte fueron removidas hasta encontrar que todos los factores incluidos en el modelo fueran significativos y el ajuste del modelo no hubiera aumentado. Para los análisis se empleó el programa R Studio y los paquetes “lavaan”, “sem”, “semPlot”, entre otros.
Descripción del área de muestreo: La investigación se desarrolló en aproximadamente 19.5 hectáreas que corresponde al Jardín Botánico José Celestino Mutis (JBB) ubicado en la localidad de Engativá en la ciudad de Bogotá, con coordenadas 4°40’06,12’’ N y 74°06’01,44’’ W y a una elevación de 2555 m.s.n.m. La temperatura media anual es de 14.7 °C y la precipitación media anual es de 982.4 mm. El JBB cuenta con 34 zonas de colecciones vivas con énfasis en ecosistemas alto andinos y de páramo, de estas, 27 colecciones están al aire libre, entre las que están: bosque subandino, bosque andino (incluye cuatro colecciones especializadas), bosque alto andino, bosque de niebla y páramo, las cuales serán el foco de la presente investigación. 
Descripción del muestreo: El área de muestreo correspondio a las colecciones de páramo, bosque altoandino, bosque andino, bosque subandino y bosque de niebla. La selección de especies se hizo de acuerdo a tres fuentes: la guía de géneros de angiospermas y gimnospermas del Jardín; la base de datos de especies amenazadas de las colecciones vivas; y la lista de especies actualizada de la colección viva del JBB. Las especies se seleccionaron con base a los siguientes criterios: a) su importancia, abundancia relativa y representatividad en cada una de las colecciones; b) su abundancia o dominancia en su ecosistema nativo; y c) su importancia en términos de conservación. La clasificación de las especies en los ecosistemas de bosque andino o páramo se determinó de acuerdo a su distribución en la elevación.

Descripción del control de calidad: 1. Selección de especies y mediciones para el cálculo de biomasa aérea: La identificación de las 30 especies y la selección de los 151 individuos se llevó a cabo por las mismas dos personas, con conocimientos en identificación de especies de páramo y bosque andino y en medidas fisiológicas. Los criterios de selección ademas de la abundancia relativa respondió a plantas adultas (en la medida de lo posible), en condiciones similares de luz y en estados fitosanitarios óptimos. 
2. Rasgos funcionales: Las mediciones se llevaron a cabo en su mayoría por dos personas de apoyo técnico las cuales recibieron instrucciones específicas del procedimiento y el registro de los datos para garantizar reproducibilidad y reducir errores sistematicos.
3. Flujos de carbono en hojas: Mediciones con un analizador de gases infrarrojo nuevo, se siguieron los protocolos de calibración y se esperó a estabilidad antes de la medición así como entre medidas. El cambio de reactivos del equipo se hizo según lo recomendado en el manual de uso y según criterio propio. Tanto la selección de hojas así como la toma de datos se registraron por la misma persona y en zonas poco concurridas del Jardín y con la unidad de aire externo para garantizar valores estables de CO2 de referencia.

Idioma de los metadatos: Spanish
Fecha de creación de los metadatos: 2021-12-07
Nivel de jerarquía: Dataset