Conservation of Soil Organic Carbon in the National Park Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá-Colombia
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Area of Study
2.2. Sampling Design
2.3. Estimation of Soil Organic Carbon (SOC) Stock
2.4. Impact of Land Use Changes in SOC
2.5. Data Analysis
3. Results
3.1. Bulk Density (DB) and Soil Organic Carbon (SOC) Concentration
3.2. Relationship between BD and SOC Concentration
3.3. SOC Stock
3.4. Impact of Land Use Changes in SOC Stock
4. Discussion
4.1. Bulk Density (BD) and Soil Organic Carbon (SOC) Concentration
4.2. Relationship between BD and SOC Concentration
4.3. Soil Organic Carbon (SOC) Stock
4.4. Impact of Land Use Changes in SOC Stock
5. Conclusions
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
- Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]. Informe de Síntesis. Contribución de los Grupos de Trabajo I, II y III al Quinto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre Cambio Climático; Pachuari, E., Meyer, L., Eds.; IPCC: Ginebra, Switzerland, 2014; p. 157. [Google Scholar]
- Santibañez, G.E. Captura y almacenamiento de carbono para mitigar el cambio climático: Modelo de optimización aplicado a Brasil. Rev. Int. Contam. Ambient. 2014, 30, 236–245. [Google Scholar]
- Adhikari, K.; Owens, P.R.; Libohova, Z.; Miller, D.M.; Wills, S.A.; Nemecek, J. Assesing organic carbon stock of Wisconsin, USA and its fate under future land use and climate change. Sci. Total Environ. 2019, 667, 833–845. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- National Oceanic and Atmospheric Administration [NOAA]. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. 2020. Available online: https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/mlo.html (accessed on 21 June 2020).
- World Meteorological Organization [WMO]. WMO Statement on the State of the Global Climate in 2019; Chair Publications Board: Geneva, Switzerland, 2020. [Google Scholar]
- Bárcena, A.; Samaniego, J.; Galindo LCarbonell, J.; Alatorre, J.; Stockins, P.; Reyes, O.; Sánchez, L.; Mostacedo, J. La Economía del Cambio Climático en América Latina y El Caribe, una Visión Gráfica; Naciones Unidas: Santiago de Chile, Chile, 2018. [Google Scholar]
- Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]. Calentamiento Global de 1.5 °C, Resumen Para Responsables de Políticas. 2019. Available online: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/09/IPCC-Special-Report-1.5-SPM_es.pdf (accessed on 15 June 2022).
- El Cambio Climático y la Tierra. Informe Especial del IPCC Sobre el Cambio Climático, la Desertificación, la Degradación de Tierras, la Gestión Sostenible de Tierras, la Seguridad Alimentaria y los Flujos de Gases de Efecto Invernadero en los Ecosistemas Terrestres; Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]: Geneva, Switzerland, 2020.
- García, L.; Gamboa, A.; Cram, S.; Chávez, B.; Peña, V.; Ramírez, V.; Saynes, V.; Siebe, C. Almacén y dinámica de carbono orgánico del suelo en bosques templados de México. Terra Latinoam. 2016, 34, 1–29. [Google Scholar]
- Carbono Orgánico del Suelo: El Potencial Oculto; Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación [FAO]: Roma, Italy, 2017.
- Laban, P.; Metternicht, G.; Davies, J. Diversidad de Suelos y Carbono Orgánico en Suelos: Cómo Mantener Vivas las Tierras Áridas; UICN: Gland, Switzerland, 2018; pp. 1–24. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jobbágy, E.G.; Jackson, R.B. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecol. Appl. 2000, 10, 423–436. [Google Scholar] [CrossRef]
- Captura de Carbono en los Suelos Para Mejor Manejo de la Tierra; Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación [FAO]: Roma, Italy, 2002.
- Lal, R. Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma 2004, 123, 1–22. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jiménez, A.; Reyes, J.; Silveira, M. Secuestro y Distribución de Carbono Orgánico del Suelo Bajo Diferentes Sistemas de Manejo de Pasturas. IFAS Extension University of Florida. 2011. Available online: https://edis.ifas.ufl.edu/pdffiles/SS/SS56400.pdf (accessed on 30 April 2020).
- Burbano-Orjuela, H. El carbono orgánico del suelo y su papel frente al cambio climático. Rev. Cienc. Agrícolas 2018, 35, 82–96. [Google Scholar] [CrossRef]
- Barton, J. Adaptación al cambio climático en la planificación de ciudades-regiones. Rev. Geogr. Norte Gd. 2009, 43, 5–30. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lackner, M.; Chen, W.; Suzuki, T. Introduction to Climate Change Mitigation; Handbook of Climate Change Mitigation; Wei-Yin, C., Seiner, J., Suzuki, T., Lackner, M., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2012; pp. 1–9. [Google Scholar] [CrossRef]
- Canal, D.; Andrade, H. Sinergias mitigación–adaptación al cambio climático en sistemas de producción de café (Coffea arabica), de Tolima, Colombia. Rev. Biol. Trop. 2019, 67, 36–46. [Google Scholar] [CrossRef]
- Paz, F.; Argumedo, J.; Cruz, C.; Etchevers, B.; Jong, B. Distribución espacial y temporal del carbono orgánico del suelo en los ecosistemas terrestres de México. Terra Latinoam. 2016, 34, 289–310. [Google Scholar]
- Rolando, J.L.; Turin, C.; Ramírez, D.A.; Mares, V.; Monerris, J.; Quiroz, R. Key ecosystem services and ecological intensification of agriculture in the tropical high-Andean Puna as affected by land-use and climate changes. Agric. Ecosyst. Environ. 2017, 236, 221–233. [Google Scholar] [CrossRef]
- Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]. Fuentes de Energía Renovables y Mitigación al Cambio Climático, Informe Especial del Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre Cambio Climático. 2011. Available online: https://archive.ipcc.ch/pdf/special-reports/srren/srren_report_es.pdf (accessed on 15 June 2022).
- Minaya, V.; Camacho, V.; Wenninger, J.; Mynett, A. Runoff generation from a combined glacier and páramo catchment wiyhin the Antisana Reserve in Ecuador. J. Ecohydraulics 2021, 1–16. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ayala, J.; Márquez, C.; García, V.; Jara, C.; Sisti, J.; Pasqualotto, N.; Van Wittenberghe, S.; Delegido, J. Multi-predictor mapping of soil organic carbon in the alpine tundra: A case study for the central Ecuadorian páramo. Carbon Balance Manag. 2021, 16, 32. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Calpa, E.; Graham, C.; Da Silva, F. Pleistocene climate oscillations and habitat connectivity contributed to avian beta-diversity in te megadiverse Colombian paramo ecosystems. J. Biogeogr. 2021, 48, 14251. [Google Scholar] [CrossRef]
- Salazar, C.; Marín, O. Beneficios de la Reforestación en la Regulación Hídrica en Colombia. Manizales. Bachelor’s Thesis, Ingeniería Ambiental, Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Bogotá, Colombia, 2016. [Google Scholar]
- Carriazo, F.; Ibañiez, A.; García, M. Valoración de los Beneficios Económicos Provisorios por el Sistema de Parques Nacionales Naturales: Una Aplicación del Análisis de Transferencias de Beneficios. 2003. Available online: https://www.repository.fedesarrollo.org.co/bitstream/handle/11445/1341/Repor_Mayo_2003_Carriazo_Ibanez_y_Garcia.pdf?sequence=3&isAllowed=y (accessed on 15 June 2022).
- Gamarra, Y.; Restrepo, R.; Cerón, A.; Villamizar, M.; Arenas, R.; Vega, C.; Ávila, A. Aplicación del protocolo CERA-S para determinar la calidad ecológica de la micocuenca Mamarramos (Cuenca Cane-Iguaque), Santuario de Fauna y Flora Iguaque (Boyacá), Colombia. Biota Colomb. 2017, 18, 11–29. [Google Scholar] [CrossRef]
- Villarreal, H.; Núñez, M.; Zorro, W.; Pacheco, C. Plan de Manejo del Santuario de Fauna y Flora Iguaque; Parques Nacionales Naturales de Colombia: Bogotá, Colombia, 2017. [Google Scholar]
- Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible [Minambiente]. Parques Nacionales Naturales de Colombia. 2020. Available online: http://www.parquesnacionales.gov.co/portal/es/ecoturismo/region-andina/santuario-de-flora-y-fauna-iguaque-2/ (accessed on 15 May 2021).
- Leyenda Nacional de Coberturas de la Tierra. Metodología CORINE Land Cover Adaptada Para Colombia, Escala 1:100.000; Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM]: Bogotá, Colombia, 2010; p. 72.
- Good Practice Guidance for Land Use, Land Use Change and Forestry; Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]: Geneva, Switzerland, 2003; ISBN 4-88788-003-0.
- Andrade, H.; Segura, M.; Rojas, S. Carbono orgánico del suelo en bosques riparios, arrozales y pasturas en Piedras, Tolima, Colombia. Agron. Mesoam. 2016, 27, 233–241. [Google Scholar] [CrossRef]
- Walkley, A.; Black, C.A. An examination of the Degtajareff’s method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sci. 1934, 37, 29–38. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lorenz, K.; Lal, R. Environmental impact of organic agriculture. Adv. Agron. 2016, 139, 99–152. [Google Scholar] [CrossRef]
- Rojas, S.; Andrade, H.; Segura, M. Los suelos del paisaje alto-andino de Santa Isabel (Tolima, Colombia) ¿Son sumideros de carbono orgánico? Rev. UDCA Actual. Divulg. Científica 2018, 21, 51–59. [Google Scholar] [CrossRef]
- Mannetje, L.; Amézquita, M.C.; Buurman, P.; Ibrahim, M. Carbon Sequestration in Tropical Grassland Ecosystems; Wageningen Academic Publishers: Wageningen, The Netherlands, 2008; p. 221. [Google Scholar]
- Panel Intergubernamental de Cambio Climático [IPCC]. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme; Eggleston, H., Buendía, L., Miwa, K., Ngara, T., Tanabe, K., Eds.; Publicado por IGES: Hayama, Japan, 2006. [Google Scholar]
- Andrade, H.; Ibrahim, M. Cómo monitorear el secuestro de carbono en los sistemas silvopastoriles? Agroforestería Américas 2003, 10, 109–116. [Google Scholar]
- Quintero, V. Importancia y utilidad de la evaluación de la calidad de suelos a través del componente microbiano: Experiencias en sistemas silvopastoriles. Colomb. For. 2013, 16, 83. [Google Scholar] [CrossRef]
- Díaz, P.; Fachin, G.; Tello, C.; Arévalo, L. Carbono almacenado en cinco sistemas de uso de tierra, en la región de San Martín, Perú. RINDERESU Rev. Int. Desarro. Reg. Sustentable 2016, 1, 57–67. [Google Scholar]
- Fernández, C.; Cely, G.; Serrano, P. Cuantificación de la captura de carbono y análisis de las propiedades del suelo en coberturas naturales y una plantación de pino en el páramo de Rabanal, Colombia. Cuadernos de Geografía. Rev. Colomb. Geogr. 2019, 28, 121–133. [Google Scholar] [CrossRef]
- Andrade, H.; Espinosa, E.; Moreno, H. Impact of grazing on soil organic storage carbon in high lands of Anaime, Tolima, Colombia. Zootec. Trop. 2014, 32, 7–21. [Google Scholar]
- Viana, R.M.; Ferraz, J.B.S.; Neves, A.F.; Vieira, G.; Pereira, B.F.F. Soil quality indicators for different restoration stages on Amazon rainforest. Soil Tillage Res. 2014, 140, 1–7. [Google Scholar] [CrossRef]
- Gutiérrez, J.; Ordoñez, N.; Bolívar, A.; Bunning, S.; Guevara, M.; Medina, E.; Olivera, C.; Olmedo, G.; Sevilla, V.; Vargas, R. Estimación del carbono orgánico en los suelos de ecosistema de páramo en Colombia. Ecosistemas 2020, 29, 1855. [Google Scholar]
- Patiño, S.; Hernández, Y.; Plata, C.; Dominguez, I.; Daza, M.; Oviedo-Ocaña, R.; Buytaert, W.; Ochoa-Tocachi, B.F. Influence of land use on hydro-physical soil properties of Andean páramos and its effect on streamflow buffering. Catena 2021, 202, 105227. [Google Scholar] [CrossRef]
- Périé, C.; Ouimet, R. Organic carbon, organic matter and bulk density relationships in boreal forest soils. Can. J. Soil Sci. 2008, 88, 315–325. [Google Scholar] [CrossRef]
- Sakin, E. Organic carbon organic matter and bulk density relationships in arid-semi arid soils in Southeast Anatolia region. Afr. J. Biotechnol. 2012, 11, 1373–1377. [Google Scholar] [CrossRef]
- Torres, C.; Etchevers, J.; Fuentes, M.; Govaerts, B.; De León, F.; Herrera, J.M. Influencia de las raíces sobre la agregación del suelo. Terra Latinoam. 2013, 31, 71–84. [Google Scholar]
- Céspedes, F.; Fernández, J.; Giménez, L.; Leonhard, E.; Bernardis, A. Carbono retenido por la hojarasca y raíces en diferentes usos del suelo en la región del Chaco Semiárido. Chil. J. Agric. Anim. Sci. 2018, 3, 165–172. [Google Scholar] [CrossRef]
- Harrington, L.; Tow, P. Types of Rainfed Farming Systems Around the World. In Rainfed Farming Systems; Tow, P., Cooper, I., Partridge, I., Birch, C., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2011; pp. 45–75. [Google Scholar] [CrossRef]
- Alvarado, J.; Andrade, H.; Segura, M. Almacenamiento de carbono orgánico en suelos en sistemas de producción de café (Coffea arabica L.) en el municipio del Líbano, Tolima, Colombia. Colomb. For. 2013, 16, 21–31. [Google Scholar]
- Ferreyra, R.; Sellés, G. Manual de Riego Para Especies Frutales, uso Eficiente del Agua de Riego y Estrategias Para Enfrentar Periodos de Escasez. Boletín INIA No.278; Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centros Regionales de Investigación La Platina y La Cruz: Santiago de Chile, Chile, 2013; 319p. [Google Scholar]
- Castañeda, A.; Montes, C. Carbono almacenado en páramo andino. Cienc. Agrícolas 2017, 13, 210–221. [Google Scholar]
- Ordoñez, M.C.; Galicia, L.; Figueroa, A.; Bravo, I.; Peña, M. Effects of peasant and indigenous soil management practices on the biogeochemical properties and carbon storage services of Andean soils of Colombia. Eur. J. Soil Biol. 2015, 71, 28–36. [Google Scholar] [CrossRef]
- Montes-Pulido, C.R.; Ramos-Miras, J.; San José-Wery, A.M. Estimation of soil organic carbon (SOC) at different soil depths and soil use in the Sumapaz paramo, Cundinamarca-Colombia. Acta Agronómica 2017, 66, 95–101. [Google Scholar] [CrossRef]
- Dieleman, W.I.J.; Venter, M.; Ramachandra, A.; Krockenberger, A.K.; Bird, M.I. Soil carbon stocks vary predictably with altitude in tropical forests: Implications for soil carbon storage. Geoderma 2013, 204–205, 59–67. [Google Scholar] [CrossRef]
- Phillips, H.; Ramirez, S.; Wayson, C.; Duque, A. Differences in carbon stocks along an elevation gradient in tropical mountain forests of Colombia. Biotrópica 2019, 51, 490–499. [Google Scholar] [CrossRef]
- Fu, C.; Chen, Z.; Wang, G.; Yu, X.; Yu, G. A comprehensive framework for evaluating the impact of land use change and management on soil organic carbon stocks in global drylands. Environ. Sustain. 2021, 48, 103–109. [Google Scholar] [CrossRef]
- Shukla, M.K.; Lal, R.; Ebinger, M. Determining soil quality indicators by factor analysis. Soil Tillage Res. 2006, 87, 194–204. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pabon, L.; Bezaury, F.; Leon, L.; Gill, S.; Stolton, A.; Groves, S.; Dudley, M.; Duldley, N. Valorando la Naturaleza: Beneficios de las áreas Protegidas; Serie Guía, R., Arligton, E., Eds.; The Nature Conservancy: Arlington County, VA, USA, 2008; p. 34. [Google Scholar]
- Segura, M.; Andrade, H.; Mojica, C. Estructura, composición florística y almacenamiento de carbono en bosques nativos del páramo de Anaime, Tolima, Colombia. Cienc. Florest. 2019, 29, 157–168. [Google Scholar] [CrossRef]
- Vergara, P. Estrategias implementadas por el sistema nacional de áreas protegidas de Colombia para conservar los páramos. Rev. Cienc. Ambient. 2020, 54, 167–176. [Google Scholar] [CrossRef]
- Andrade, H.; Segura, M.; Canal, D.; Sierra, E.; Acuña, L.M.; Perea, M.; Arredondo, J.C.; Rico, C. Conservación de Carbono en el Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá, Colombia: Estrategia de Mitigación al Cambio Climático; Sello Editorial Universidad del Tolima: Ibagué, Tolima, 2020; ISBN 978-958-5151-40-6. [Google Scholar]
- Zambrano, C.; Cordero, D. Reduced Emissions from Deforestation and Degradation (REDD) in South America. Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza. 2020. Available online: https://www.iucn.org/sites/dev/files/content/documents/redd_in_south_america_english_.pdf (accessed on 15 June 2021).
- Proyecto REDD+ de Pago por Resultados Para Colombia, Periodo de Resultados (2015–2016), Marco de Gestión Ambiental y Social (MGAS); Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación [FAO]: Rome, Italy, 2020.
- Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible [Minambiente]. REDD+ La Gran Importancia de Nuestros Bosques. 2020. Available online: https://www.minambiente.gov.co/index.php/bosques-biodiversidad-y-servicios-ecosistematicos/reduccion-de-emisiones-de-gases/la-gran-importancia-de-nuestros-bosques (accessed on 15 July 2021).
- Lee, D.; Pistorius, T. The Impacts of International REDD+ Finance; The Climate and Land Use Alliance: San Francisco, CA, USA, 2015. [Google Scholar]
- Smith, P.; Arneth, A.; Barnes, D.K.A.; Ichii, K.; Marquet, P.A.; Popp, A.; Pörtner, H.; Rogers, A.D.; Scholes, R.J.; Strassburg, B.; et al. How do we best synergize climate mitigation actions to co-benefit biodiversity? Glob. Chang. Biol. 2022, 28, 2555–2577. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Land Use | Area (Ha) | Repetition Number |
---|---|---|
Natural grassland prevailingly without trees and shrubs (NSWT) | 1755.8 | 17 |
Broad-leaved forest with continuous canopy, not on mire (BFCC) | 1477.8 | 18 |
Open heathlands and moorlands (OMH) | 1227.8 | 9 |
Dense heathlands and moorlands (DMH) | 595.1 | 5 |
Total | 5056.5 | 49 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Andrade, H.J.; Segura, M.A.; Canal-Daza, D.S. Conservation of Soil Organic Carbon in the National Park Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá-Colombia. Forests 2022, 13, 1275. https://doi.org/10.3390/f13081275
Andrade HJ, Segura MA, Canal-Daza DS. Conservation of Soil Organic Carbon in the National Park Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá-Colombia. Forests. 2022; 13(8):1275. https://doi.org/10.3390/f13081275
Chicago/Turabian StyleAndrade, Hernán J., Milena A. Segura, and Diana S. Canal-Daza. 2022. "Conservation of Soil Organic Carbon in the National Park Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá-Colombia" Forests 13, no. 8: 1275. https://doi.org/10.3390/f13081275
APA StyleAndrade, H. J., Segura, M. A., & Canal-Daza, D. S. (2022). Conservation of Soil Organic Carbon in the National Park Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá-Colombia. Forests, 13(8), 1275. https://doi.org/10.3390/f13081275