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Instituto Tecnológico De Costa Rica

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Instituto Tecnológico De Costa Rica INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA ÁREA ACADÉMICA AGROFORESTAL PROGRAMA DE MAESTRÍA EN GESTIÓN DE RECURSOS NATURALES Y TECNOLOGÍAS DE PRODUCCIÓN Biomasa, carbono y CO2 equivalente acumulado en una cronosecuencia de bosque seco tropical en el Parque Nacional Santa Rosa, Costa Rica y el Parque Estadual de Mata Seca, Brasil. Trabajo final de graduación sometido al tribunal del área académica agroforestal del Instituto Tecnológico de Costa Rica para optar por el grado de Máster en Gestión de Recursos Naturales y Tecnologías de Producción. Estudiante: ING. FO. ANA JULIETA CALVO-OBANDO Tutor: Ph.D. JULIO CÉSAR CALVO-ALVARADO Cartago, Costa Rica 2017 AGRADECIMIENTOS - A mi profesor tutor el Dr. Julio César Calvo Alvarado por la confianza depositada para realizar este trabajo y muy especialmente por el apoyo y la amistad brindada durante todo este proceso. - A mi profesor lector el Dr. Eugenio González Jiménez por toda su ayuda y aportes en la revisión de este documento. - Se reconoce el apoyo logístico y financiero de la Vicerrectoría de Investigación y Extensión del Instituto Tecnológico de Costa Rica, ya que este trabajo fue posible gracias a los siguientes proyectos de investigación: (1) Dimensiones humanas, ecológicas y biofísicas de los bosques secos tropicales. (2) Monitoreo de procesos ecológicos del bosque seco tropical: aplicaciones de sensores remotos para estimaciones a nivel de paisaje y cambio global. (3) Fortalecimiento del intercambio de conocimiento para el manejo y la conservación de los bosques secos tropicales en las Américas. - Al Ph. D Mario Marco do Espíritu Santo y a su grupo de investigación del Laboratorio de Ecología Evolutiva de la Universidad Estadual de Montes Claros (UNIMONTES), Minas Gerais, Brasil; así como a los estudiantes y profesionales involucrados en la toma de datos en el sitio de estudio en el Parque Estadual de Mata Seca, Brasil. - Se agradece el apoyo logístico del Área de Conservación Guanacaste, muy especialmente al Sr. Roger Blanco y la Sra. María Marta Chavarría; al Centro de Investigación en Innovación Forestal (CIF), al Instituto Meteorológico de Costa Rica (IMN), al Instituto Nacional de Meteorología de Brasil (INMET) y a todos los estudiantes asistentes y profesionales que han participado en este proyecto. - Al Comité de Becas del Instituto Tecnológico de Costa Rica por el apoyo financiero para emprender este camino de crecimiento profesional. - A la red de investigación Tropi Dry, patrocinada por el Inter-American Institute for Global Change Research (IAI), CRN3025 y apoyada por el US National Science Foundation Grant (Grant GEO-1128040). ii ÍNDICE GENERAL Agradecimientos .................................................................................................................... ii Índice general ........................................................................................................................ iii Índice de cuadros .................................................................................................................... v Índice de figuras ................................................................................................................... vii Índice de anexos .................................................................................................................. viii 1. Resumen ....................................................................................................................... x 2. Abstract ......................................................................................................................... i 3. Introducción ................................................................................................................. 1 4. Objetivos ...................................................................................................................... 3 4.1 Objetivo general ....................................................................................................... 3 4.2 Objetivos específicos ............................................................................................... 3 5. Marco teórico ............................................................................................................... 4 5.1 Bosque seco tropical ................................................................................................ 4 5.2 Ciclo del carbono y cambio climático ...................................................................... 6 6. Metodología ................................................................................................................. 9 6.1 Enfoque y tipo de investigación ............................................................................... 9 6.2 Marco espacial, diseño experimental y marco temporal .......................................... 9 6.2.1 Marco espacial .................................................................................................. 9 6.2.2 Diseño experimental ....................................................................................... 16 6.2.3 Marco temporal ............................................................................................... 17 6.3 Sistematización de los objetivos ............................................................................ 18 6.3.1 Caracterizar climatológicamente los sitios de estudio en Costa Rica y Brasil, durante un periodo de ocho años comprendido entre los años 2006-2014. .................. 18 6.3.2 Calcular la biomasa total, carbono y CO2 equivalente acumulado sobre el suelo y de raíces, en tres estadios sucesionales de bosque seco tropical: temprano, intermedio y tardío, en el PNSR en Costa Rica y en el PEMS en Brasil, para un periodo de ocho años. ........................................................................................................................ 19 iii 6.3.3 Determinar para cada uno de los sitios en estudio las familias y especies que contribuyen en mayor grado al almacenamiento de CO2 equivalente. ........................ 23 7. Resultados .................................................................................................................. 24 7.1 Objetivo 1: Caracterizar climatológicamente los sitios de estudio en Costa Rica y Brasil, durante un periodo de ocho años (2006-2014). ..................................................... 24 7.2 Objetivo 2: Calcular la biomasa total, carbono y CO2 equivalente acumulado sobre el suelo y de raíces, en tres estadios sucesionales de bosque seco tropical: temprano, intermedio y tardío, en el PNSR en Costa Rica y en el PEMS en Brasil, para un periodo de ocho años. ......................................................................................................................... 26 7.3 Objetivo 3: Determinar para cada uno de los sitios en estudio las familias y especies que contribuyen en mayor grado al almacenamiento de CO2 equivalente. ...................... 40 8. Discusión ................................................................................................................... 43 9. Conclusiones .............................................................................................................. 50 10. Recomendaciones ...................................................................................................... 53 11. Bibliografía citada ...................................................................................................... 54 12. Anexos ....................................................................................................................... 63 iv ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1. Variables hidroclimáticas para el período 2006-2014 en el Parque Nacional Santa Rosa (PNSR), Costa Rica y Parque Estadual de Mata Seca (PEMS), Brasil. Valores entre paréntesis (±) muestran la desviación estándar. .................................................................... 24 Cuadro 2. Número de ejes muestreados (n) y área basal G (m2ha-1) (± límites de confianza al 95%) por país, por año y estadio de sucesión en un bosque seco tropical en el Parque Nacional Santa Rosa (PNSR), Costa Rica y Parque Estadual de Mata Seca (PEMS), Brasil. Las letras muestran las diferencias entre estadios sucesionales por sitio de acuerdo con la prueba Tukey. ....................................................................................................................... 26 Cuadro 3. Número familias muestreadas (n) por año y estadio de sucesión en un bosque seco tropical en el Parque Nacional Santa Rosa (PNSR), Costa Rica y en el Parque Estadual de Mata Seca (PEMS), Brasil. ................................................................................................... 28 Cuadro 4. Número especies muestreadas (n) por año y estadio de sucesión en un bosque seco tropical en el Parque Nacional Santa Rosa (PNSR), Costa Rica y en el Parque Estadual de Mata Seca (PEMS), Brasil. .............................................................................................. 29 Cuadro 5. Variación porcentual (%), y tasa de cambio anual según FAO (1995) de la biomasa aérea, carbono y CO2 equivalente, durante el periodo 2006-2014, así como la producción primaria neta aérea anual (Mg ha-1) en tres estadios sucesionales del BST en el PNSR, Costa Rica. ................................................................................................................ 31 Cuadro 6. Biomasa aérea (Ba), subterránea (Br) y su proporción, durante el periodo 2006- 2014, en tres estadios sucesionales del BST en el Parque Nacional Santa Rosa (PNSR),
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