Cambio climático y ecosistemas tropicales Resultados científicos de la Estación Biológica La Selva Carolina Murcia, Ph. D. Directora Científica

Existe un vínculo crítico pero poco comprendido entre el cambio climático y los bosques

suelo/vegetación/atmósfera Carbono del suelo - orgánico - inorgánico Biomasa bajo tierra -Raíces - Hojarasca Transferencia de biomasa Respiración Fotosíntesis Respiración, Descomposición Caída de hojas, ramas Biomasa superficial - Tallos - Ramas - Follaje

Relación entre plantas, carbón y temperatura Respiration (Carbon emissions by plants) Photosynthesis (Carbon uptake by plants) Temperature c.f. D.A.Clark

La Selva: estudios sobre el impacto del cambio climático

Estudios a largo plazo en La Selva Árboles Quebradas Medidas de mitigación

Monitoreo anual 10 especies 22 años Investigadores principales: Deborah Clark y David Clark Crecimiento de los árboles en La Selva

Crecimiento inter-anual de 7 especies de árboles en el proyecto TREES Clark et al 2003

Relación entre el crecimiento de los árboles y la temperatura

Las emisiones de CO 2 inferidas del trópico terrestre (eje derecho) son paralelas al crecimiento de los árboles en La Selva, Clark, Piper, Keeling & Clark PNAS

Inversión Global del flujo de carbón C.D. Keeling, Piper et al., 2001 TERRESTRIAL TROPICS TROPICAL OCEANS Los trópicos terrestres son grandes emisores de C

The National Science Foundation BSR to C. M. Pringle; DEB and DEB to Pringle & F. J. Triska; DEB to Pringle, Triska & A. Ramirez; NSF International Research Fellowship Program and Americas Program (INT ) to R. Bixby; & Organización para Estudios Tropicales ¿Cómo las interacciones del agua subterránea - agua superficial afectan a ecosistemas tropicales de las quebradas en las tierras bajas tropicales y su respuesta al cambio climático en la Estación Biológica La Selva?

Investigadores principales Catherine M. Pringle (University of Georgia) P.I. Frank J. Triska (U.S. Geological Survey) Co-P.I. Alonso Ramírez (University of Puerto Rico) Co-P.I. COLABORADORES Dr. Ronald J. Avanzino (U. S. Geological Survey) Dr. John H. Duff (Hydrologist, U. S. Geological Survey) Dr. Jose Fernandez (Costa Rican Electric Authority Dr. Wills Flowers (Florida A& M University) Dr. David Genereux (North Carolina State University) Dr. Alan Jackman (University of California, Davis) Dr. William McDowell (University of New Hampshire) Dr. Margarita Nuñez (Merida Inc., San Jose, Costa Rica) Dr. Pia Paaby (Merida Inc., San Jose, Costa Rica) Dr. Frederick Scatena (University of Pennsylvania) Dr. John West (University of California, Berkeley) Dr. Gary Zellweger (U. S. Geological Survey) POSTDOCTORADOS Dr. Rebecca B. Bixby (University of Michigan) Dr. Amy D. Rosemond (University of Georgia) Dr. Toshihide Hamazaki (Alaska Department of Fish and Game, Alaska) ESTUDIANTES GRADUADOS Elizabeth Anderson-Olivas (University of Georgia) Marcelo Ardón (University of Georgia) Joseph Bishop (Pennsylvania State University) Gregory Browder (University of California, Berkeley) Tamara Eklund (University of New Hampshire) Paul Keck (University of Georgia) Alonso Ramírez (University of Georgia) Gary Rowe (Pennsylvania State University) Chip Small (University of Georgia) Lindsay Stallcup (University of Georgia) Ruth Tiffer-Sotomayor (Universidad de Costa Rica) Rodney Vargas (University of Georgia) Sharon Wood (Florida International University) TECNICOS Minor Hidalgo Gail A. Blake Dennis Chavarria Rodolfo Vargas-Ramírez Francisco Rojas

Conexión entre la ecología y la biogeoquímica en quebradas de la selva Quebradas en La Selva reciben geotérmicos - suministros modificados Altas concentraciones Altas concentraciones de cationes, aniones y fósforo N o afecta la T del agua N o afecta la T del agua 16 sitios a largo plazo monitoreados Factores físicos y químicos del agua Factores físicos y químicos del agua Contenido de Fósforo Contenido de Fósforo

Nutrientes (nitrato, amonio, fosfato)Nutrientes (nitrato, amonio, fosfato) –3 sitios: 1988-presente –16 sitios: 1997-presente Aniones/cationes (Cl -, SO 4 2-, Mg 2+, Ca 2+, Na +, K + )Aniones/cationes (Cl -, SO 4 2-, Mg 2+, Ca 2+, Na +, K + ) –Varios sitios: datos misc. desde 1988 –19 sitios: 1997-presente Datos físicos (temperatura, pH, conductividad, descarga)Datos físicos (temperatura, pH, conductividad, descarga) –19 sitios: 1997-presente Datos a largo plazo (mensuales)

pH Disminución de pH en respuesta a eventos de mucha lluvia

Disminuciones episódicas del pH en las quebradas Quebradas con más bicarbonatos están potegidas contra disminución del pH Quebradas bajas en solutos, son más vulnerables a la disminución del pH Pringle et al. datos sin publicar

pH declina en quebradas con bajo solutos El fósforo reactivo soluble se incrementa Estación muy seca y caliente Aumenta lixiviado de DOC Aumento de hojarásca y raices muertas (Clarks, datos sin publicar) Ácidos orgánicos Aumenta dCO 2, Ácido Carbónico Aumenta respiración microbiana Cambio en sedimento en condiciones redox Sedimento disminuye capacidad de absorción de P Vínculo de ENSO y cambios químicos de quebradas : mecanismos hipotéticos Oscilación del Sur El Niño P-liberado del sedimento

RESUMEN Flujp entre cuencas regionales: El agua-subterránea, alta en solutos, controla los patrones del paisaje en la estructura del ecosistema de las quebradas y su función. Las corrientes que drenan La Selva son afectadas en diferentes formas por los eventos de ENSO dependiendo de como ellas reciban fluidos entre cuencas. Quebradas bajas en solutos (que no reciben el agua subterránea regional) experimentan disminuciones episódicas en el pH las cuales se asocian a acontecimientos de ENSO. En contraste, quebradas altas en solutos (que reciben agua subterránea regional) están protegidas contra cambios en pH. Sin embargo, quebradas tanto ricas y pobres en solutos, muestran aumentos en niveles de fósforo durante eventos ENSO como un resultado de las condiciones de cambio redox.

Cultivando carbón: Proyecto ECOS Jim Raich National Science Foundation 5 Marzo 2008

spp árboles

2008

Distribución de Biomasa Biomasa en pieBiomasa en pie –Por 17 años, equivale a un bosque maduro –Varía entre especies –Dominada por árboles sembrados Biomasa bajo sueloBiomasa bajo suelo –Varía entre especies, pero –No hay grandes diferencias entre raíces y tallos Biomasa total de fijación de C es en promedioBiomasa total de fijación de C es en promedio –5 MgC ha -1 yr -1, o –Casi suficiente para una persona por hectárea

OET Iniciativa de Cambio Climático Monitoreo de datos climáticos en La Selva, Palo Verde y Las Cruces Investigación a largo plazo sobre cambio en los ecosistemas, asociado al clima. Desarrollo de una red de investigadores tropicales que evalúan ese cambio

Muchas gracias!